Modèle OSI

Qu'est-ce que le modèle OSI ?

Le modèle OSI (Open Systems Interconnection) est un modèle de référence qui découpe la communication réseau en sept couches, du signal physique sur le câble jusqu'à l'application qu'utilise une personne. Chaque couche a un rôle et ne dialogue qu'avec la couche juste au-dessus et juste en dessous. Il a été publié sous la norme ISO/IEC 7498-1, avec le même texte que la recommandation X.200 de l'UIT-T. Aujourd'hui, il sert surtout de vocabulaire commun pour situer un problème ou un protocole.

Les sept couches

1. Application (7) : les protocoles que les applications utilisent pour communiquer, comme HTTP, DNS ou SMTP.
2. Présentation (6) : format, codage et chiffrement des données. TLS est généralement placé ici ou au niveau transport, mais ne rentre proprement dans aucune des deux.
3. Session (5) : ouverture, maintien et fermeture d'un échange entre deux extrémités.
4. Transport (4) : acheminement de bout en bout entre processus. TCP ajoute l'ordre et la retransmission, UDP non. Les unités de données s'appellent segments (TCP) ou datagrammes (UDP).
5. Réseau (3) : adressage et routage entre réseaux. IP se situe ici, l'unité est le paquet.
6. Liaison de données (2) : acheminement entre deux appareils directement reliés, avec adresses MAC et trames. Ethernet et le Wi-Fi s'y trouvent.
7. Physique (1) : les bits sous forme de signaux électriques, optiques ou radio, câbles et connecteurs.

À l'envoi, chaque couche enveloppe ce qu'elle reçoit de la couche supérieure avec son propre en-tête (encapsulation) ; le destinataire les retire dans l'ordre inverse.

OSI et modèle TCP/IP

Internet repose sur le modèle TCP/IP, que la RFC 1122 décrit en quatre couches : liaison, internet, transport et application. En gros, la couche application de TCP/IP couvre les couches OSI 5 à 7, transport correspond à la couche 4, internet à la couche 3 et liaison aux couches 1 et 2. La correspondance est approximative : les protocoles réels ne respectent pas strictement les frontières d'OSI, donc placer HTTP en couche 7 ou TLS en couche 6 est une convention, pas une règle. Les numéros sont des étiquettes, pas une carte exacte de ce que fait un paquet.

Exemple : une page lente, couche par couche

Une page se charge lentement. Parcourir les couches permet de cerner vite la cause :

• Couches 1 et 2 : perte de paquets sur le Wi-Fi ou lien défectueux. Les autres sites semblent lents aussi.
• Couche 3 : une mauvaise route ou un serveur lointain ajoute de la latence à chaque requête.
• Couche 4 : les connexions sont refusées ou expirent, ou les handshakes TCP sont lents.
• Couche 7 : le réseau va bien, mais le serveur répond lentement ou renvoie des erreurs.

On parle de problème de couche 7 dans le dernier cas, et de problème réseau dans les trois premiers.

Pourquoi c'est important pour la sécurité

Les protections portent souvent le nom de la couche sur laquelle elles agissent. Un filtre de paquets travaille aux couches 3 et 4, un pare-feu applicatif web à la couche 7, et le chiffrement protège les données en transit au niveau transport ou application. Les attaques se décrivent de la même façon : une inondation SYN vise la couche 4 et une inondation HTTP la couche 7, d'où des défenses différentes. Le volet défensif est décrit dans déni de service distribué (DDoS) et le panorama dans menaces de cybersécurité.

Erreurs fréquentes

• Prendre OSI pour l'implémentation d'internet. C'est un modèle pédagogique et de diagnostic ; internet fonctionne sur TCP/IP.
• Débattre de la couche exacte d'un protocole. Plusieurs, dont TLS, se situent entre deux couches.
• Croire qu'une correction à une couche améliore une autre. Plus de bande passante ne résout pas une requête de base de données lente.
• Ne tester qu'une couche. Un ping réussi ne prouve que la couche 3, pas que l'application répond.

OSI, tests et supervision

Le modèle aide à choisir la bonne vérification. Les tests de charge de LoadFocus envoient des requêtes HTTP(S) : ils sollicitent donc la couche 7 et montrent ce que ressentent les utilisateurs quand le serveur est chargé. La supervision d'API ajoute des contrôles plus bas dans la pile : moniteurs TCP pour la disponibilité des ports, moniteurs DNS pour la résolution des enregistrements et vérifications de certificats SSL, en plus des contrôles HTTP. Les protocoles que rencontrent les testeurs de charge sont décrits dans protocoles réseau pour les tests de performance, et la pratique générale dans supervision réseau.

Questions fréquentes

Combien de couches compte le modèle OSI ?

Sept : physique, liaison de données, réseau, transport, session, présentation et application. Le modèle TCP/IP utilisé par internet en compte quatre.

Le modèle OSI est-il encore utilisé ?

Oui, comme langage commun. On parle de switch de couche 2, de répartiteur de charge de couche 4 ou d'attaque de couche 7. Internet lui-même repose sur TCP/IP, pas sur des protocoles OSI.

Sur quelle couche se trouvent HTTP, TCP et IP ?

Par convention, HTTP est en couche 7, TCP en couche 4 et IP en couche 3. Les frontières sont approximatives, et TLS est l'exemple classique d'un protocole qui ne tient pas dans une seule couche.

Quelle différence entre OSI et TCP/IP ?

OSI est un modèle de référence à sept couches. TCP/IP est un modèle à quatre couches qui décrit les protocoles réellement utilisés sur internet. TCP/IP regroupe les couches OSI 5 à 7 en une couche application et les couches 1 et 2 en une couche liaison.

Pourquoi la couche compte-t-elle pour la sécurité ?

Chaque protection agit à des couches différentes. Un filtre de paquets ne peut pas lire une requête HTTP, et un pare-feu applicatif web n'arrête pas une inondation de paquets bruts. Connaître la couche indique le contrôle à appliquer.