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Qu'est-ce qu'un paquet ?

Qu'est-ce qu'un paquet et comment ces derniers sont-ils distribués ?

Nous allons à présent nous pencher sur le protocole Internet, IP. Nous examinerons dans un premier temps les paquets IP. Ensuite, nous verrons comment ces paquets sont adressés, et enfin nous parlerons du nommage, le mécanisme par lequel les noms sont convertis en adresses. Je suppose que vous avez déjà vu les présentations sur le protocole Web.

Lorsque nous avons abordé le protocole Web, HTTP et HTTPS, nous avons vu que ce dernier implique des messages de requête et de réponse. Pour que ces messages voyagent sur Internet, ils doivent être placés dans des enveloppes et ces enveloppes doivent être adressées. C'est un peu comme le courrier postal que nous connaissons tous. Si je veux envoyer une lettre à ma sœur, je ne peux pas simplement écrire « Pour Joanna » en haut de la lettre et la remettre à la poste. Je dois mettre la lettre dans une enveloppe et écrire l'adresse de manière appropriée. Sur Internet, ces enveloppes sont appelées « paquets ». Nous verrons plus tard comment les paquets sont adressés. Notez également que les paquets ont une taille maximale fixe, de sorte que les messages longs doivent être divisés en plusieurs paquets.

Pour voir comment cela fonctionne, revoyons notre exemple. Nous avons commencé par saisir l'adresse dans la barre d'adresse ou cliquer sur un lien. Le navigateur a ensuite envoyé un message de requête chiffré au serveur Web. Regardons maintenant de plus près cette étape : l'envoi du message de requête chiffré.

Tout d'abord, nous devons créer un nouveau paquet et l'adresser. Il est destiné au serveur Web Apple, et provient de mon ordinateur portable. Bien sûr, les vraies adresses Internet ne ressemblent pas tout à fait à ça, mais nous y reviendrons. Nous pouvons maintenant placer le message de requête chiffré dans le paquet. Ensuite, nous pouvons envoyer le paquet à son destinataire : le serveur Web Apple.

À la réception du paquet, le serveur Web Apple pourra supprimer le message du paquet, puis continuer à le déchiffrer et à le lire.

La réponse chiffrée suit le même processus. Dans cet exemple, la réponse chiffrée est trop grande pour tenir dans un paquet, elle est donc divisée en deux.

En fait, IP est ce que l'on appelle un protocole de couche réseau. Son travail consiste à déplacer les données en paquets via Internet de la source à la destination.

  • IP spécifie la manière dont les paquets sont adressés

  • et définit la taille maximale des paquets.

  • Cependant, il ne spécifie pas et ne restreint pas leur contenu. C'est un point clé.

Un paquet IP peut contenir les éléments suivants :

  • Messages de requête et de réponse Web

  • Voix sur IP (VoIP)

  • Diffusion en temps réel

  • E-mails

  • Messages de requête et de réponse DNS (Domain Name System, système de noms de domaine)

Ce sont tous des exemples de protocoles de couche d'application.

Le système de couches est un concept essentiel dans les protocoles de communication. Les points de terminaison d'applications parlent et comprennent les protocoles d'application. Par exemple :

  • Les navigateurs Web et les serveurs parlent et comprennent HTTP et HTTPS, et

  • les lecteurs et les serveurs de messagerie électronique parlent et comprennent le protocole SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, transport de courrier électronique).

Cependant, les éléments réseau tels que les routeurs n'ont pas à parler ni à comprendre l'un de ces protocoles ! Ils ont seulement besoin de parler et comprendre le protocole Internet. Les applications regardent à l'intérieur des paquets, tandis que les éléments réseau regardent à l'extérieur. Revenons à notre analogie avec le courrier postal. Je pourrais écrire une lettre à ma sœur en utilisant un langage secret que nous seuls connaissons, mais tant que cette lettre est placée dans une enveloppe affranchie à la bonne adresse, le service postal peut la distribuer sans problème. Ma sœur et moi regardons à l'intérieur de l'enveloppe, mais le service postal ne regarde que l'extérieur.

Cette séparation des couches est à l'origine de nombreuses innovations. Il existe aujourd'hui des milliers de protocoles de couche d'application, et de nombreux protocoles de couche de liaison. La couche de liaison est une sorte de connexion physique, comme Ethernet, WiFi et la connexion cellulaire. Toutefois, il n'existe qu'un seul protocole de couche réseau : IP.  

Les nouvelles applications peuvent facilement s'y superposer. N'importe qui peut inventer un nouveau protocole d'application, et tant que les messages peuvent être mis dans des paquets IP, il fonctionnera sur Internet. Aucune modification des éléments réseau, tels que les routeurs, n'est nécessaire. Le WWW (World Wide Web) est un excellent exemple. Lorsque l'IP et Internet ont été créés, le WWW n'existait même pas. Ensuite, quand Tim Berners-Lee a créé WWW, il a simplement dû placer ses nouveaux messages de requête et de réponse dans des paquets IP. Aucune modification de l'IP ou d'Internet n'était nécessaire. tout a simplement fonctionné.

De même, les nouvelles technologies de liaison peuvent être intégrées aux couches. N'importe qui peut inventer une nouvelle technologie de liaison, et tant qu'elle peut transporter des paquets IP, elle peut faire partie d'Internet et transporter n'importe quelle application. Parmi les exemples, citons le Wi-Fi et IPoAC.

Avez-vous déjà entendu parler d'IPoAC ? Il s'agit de l'acronyme d'IP Over Avian Carrier (IP par transporteurs aviaires). Il s'agissait d'une proposition réelle, et malgré son ancienneté, elle soulève un point important. Si l'on pouvait amener des pigeons voyageurs à transporter des paquets IP, il serait alors possible d'exécuter des applications WWW avec des pigeons. Lentement, certes. Mais cela fonctionnerait.

Qu'est-ce qu'un paquet IP ?

On appelait autrefois Internet la « super autoroute de l'information ». Ce nom décrit la manière dont les ordinateurs pouvaient communiquer entre eux à une vitesse ultra-rapide sur le réseau informatique distribué.

Un paquet IP est une petite unité de données formatée pour être transmise sur un réseau IP en utilisant la suite de protocoles TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Les fichiers volumineux, les messages ou les flux multimédias sont divisés en plusieurs paquets pour pouvoir être transmis efficacement sur les réseaux et reconstitués à leur destination finale.

Chaque paquet contient à la fois des données et des informations de contrôle. La partie contenant les données (charge utile) comprend le contenu réel transmis, comme du texte, des images ou des vidéos. Les informations de contrôle, quant à elles, sont situées dans l'en-tête du paquet et incluent des détails tels que les adresses IP source et destination, le temps de vie du paquet, sa longueur et les instructions de routage.

Diviser les données en petits paquets permet aux réseaux d'utiliser efficacement la bande passante disponible et de gérer de grands volumes de trafic sur Internet. Le nombre total de paquets nécessaires pour transmettre des informations dépend de la taille des données envoyées.

 

Comment les paquets IP sont-ils acheminés ?

 

Internet est un « réseau de commutation de paquets », un terme qui décrit la manière dont les équipements réseau traitent les paquets de données et les acheminent de façon dynamique à travers le réseau. La commutation de paquets se distingue de la commutation de circuits, une technologie de réseau plus ancienne utilisée dans les systèmes téléphoniques traditionnels, où un chemin de communication dédié est réservé pour toute la durée d'un appel.

Chaque paquet est transmis via le  protocole Internet (IP). Les protocoles de haut niveau, tels que TCP, UDP ou ICMP, peuvent être encapsulés dans un paquet IP pour offrir des fonctionnalités supplémentaires, comme la fiabilité ou la messagerie. IP opère au niveau de la couche réseau du modèle OSI et est responsable de l'acheminement des paquets de données à travers le réseau IP. Le protocole de contrôle de transmission, quant à lui, agit au niveau de la couche de transport pour garantir une transmission fiable des données.

 

Les réseaux IP fonctionnent selon un modèle sans connexion, ce qui signifie que les paquets de données sont envoyés de manière indépendante et peuvent emprunter des itinéraires différents via des routeurs et des infrastructures réseau avant d'atteindre leur destination finale. Pour vous donner une idée de la taille d'un paquet IP, sachez qu'un paquet IPv4 peut mesurer seulement 20 octets (taille minimale de l'en-tête) et atteindre jusqu'à 65 535 octets en longueur totale, en incluant à la fois l'en-tête et la charge utile.

Lorsqu'ils transitent sur le réseau, les paquets peuvent être encapsulés dans des trames de liaison de données, telles que les trames Ethernet, qui contiennent des identifiants matériels comme une adresse MAC et l'interface réseau de destination.

Que précise IP ?

 

Le protocole Internet (IP) est une couche réseau utilisée au sein du modèle OSI pour indiquer les éléments suivants concernant les paquets IP :

  • La manière dont les paquets sont adressés

  • La taille maximale d'un paquet

  • Les informations de routage sont utilisées pour acheminer les paquets de données dans un réseau IP.

L'IP ne définit pas la structure des données applicatives contenues dans le paquet, mais il inclut un champ de protocole dans l'en-tête qui identifie le protocole de transport encapsulé, tel que TCP, UDP ou ICMP.

Que contient un paquet IP ?

 

Les paquets IP peuvent être comparés à une lettre que l'on envoie par la poste. Par exemple, si vous voulez envoyer une lettre à un ami, vous placez la lettre dans une enveloppe, puis vous l'adressez pour qu'elle puisse être acheminée à la bonne personne. 

Un paquet IP contient un en-tête et une charge utile. L'en-tête contient des informations de routage et de contrôle utilisées par les terminaux réseau, tandis que la charge utile transporte les données réelles transmises.

Lorsqu'il est acheminé vers le site Web, un paquet IP contient les éléments suivants :

Tous les protocoles ci-dessus sont des protocoles de couche d'application, tandis qu'IP est une couche réseau.

 

Communication par paquets IP

 

Dans la page de glossaire concernant le protocole HTTPS (la version sécurisée du protocole web HTTP), nous avons décrit comment le flux de requête-réponse du protocole HTTPS permettait la transmission d'informations entre un client (navigateur) et un serveur web. Le paquet IP entre en jeu dans les étapes 2 et 3 du flux HTTPS.

Suivi du flux complet de requête-réponse HTTPS

Étape 2 du flux HTTPS

À partir de l'étape 2 du flux de requête-réponse HTTPS, le processus suivant se produit :

Le navigateur envoie une requête au serveur Web. Cette requête est d'abord chiffrée, puis un paquet IP est créé. Le message chiffré est ensuite placé dans le paquet IP.

Avant d'être transmis sur le réseau, le paquet est encapsulé dans une trame de liaison, généralement une trame Ethernet, qui contient l'adresse MAC des terminaux émetteur et récepteur et identifie l'interface réseau appropriée.

Ce paquet est ensuite envoyé à sa destination (serveur web).

Étape 3 du flux HTTPS

Le paquet IP du client atteint le serveur Web, le message qu'il contient est déchiffré et lu. Un message de réponse est généré et chiffré, avant d'être placé dans un paquet IP et renvoyé au client.

 Si la réponse chiffrée est trop grande pour tenir dans un paquet, elle est divisée en paquets plus petits. Les protocoles tels que TCP utilisent des identifiants, comme un numéro de séquence, pour suivre les paquets et s'assurer qu'ils sont reçus dans le bon ordre et sans perte de données.

Qu'est-ce que la charge utile et l'en-tête dans un paquet IP ?

 

Un paquet IP contient un en-tête et une charge utile.

  • La charge utile : il s'agit des données réelles que le ou les paquets contiennent, par exemple, du texte, des images, etc. C'est l'équivalent d'une lettre physique que vous enverriez à un ami.

  • L'en-tête : c'est l'équivalent de l'enveloppe qui contient la lettre. L'en-tête du paquet ou l'en-tête IP se trouve au début du paquet. Il contient les adresses IP source et de destination, ainsi que d'autres informations telles que la longueur du paquet, l'identifiant du protocole, le temps de vie (TTL) et les données relatives à la fragmentation.

D'autres champs peuvent être ajoutés à l'en-tête, notamment :

  • Le temps de vie (TTL), qui empêche les paquets de circuler indéfiniment dans un réseau.
  • Les champs de type de service (ToS), qui permettent de donner la priorité à certains types de trafic réseau.
  • Les indicateurs de qualité de service, qui permettent de gérer la bande passante et la latence pour des applications spécifiques.

La vérification de l'intégrité au niveau de la couche IP est assurée par la somme de contrôle de l'en-tête IPv4. Lorsqu'un paquet IP est transmis sur des réseaux tels qu'Ethernet, il est encapsulé dans une trame qui peut inclure une section supplémentaire (comme un CRC) au niveau de la couche de liaison.

 

Protocole de couche réseau et protocoles de couche d'application

 

Le système de couches est un concept essentiel dans les protocoles de communication. Les points de terminaison d'application parlent et comprennent les protocoles d'application. Par exemple, les navigateurs Web et les serveurs communiquent via HTTP et HTTPS, tandis que les lecteurs et les serveurs de courrier électronique communiquent via le protocole de transfert de courrier électronique (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP).

Cependant, il n'existe qu'un seul protocole réseau : le protocole Internet (IP). Les milliers de protocoles de couche d'application ainsi que de nombreux protocoles de couche de liaison (Ethernet, Wi-Fi et cellulaire) communiquent via ce protocole réseau unique. 

Dans le modèle OSI, IP opère au niveau de la couche réseau, tandis que des protocoles comme TCP et UDP fonctionnent au niveau de la couche de transport pour assurer la coordination de la transmission des paquets et garantir leur fiabilité.

Cette séparation des couches, avec une infrastructure IP standardisée, est à l'origine de nombreuses innovations. Une couche réseau unique facilite le développement d'applications qui peuvent être facilement superposées sur IP. Si l'application prend en charge les messages qui peuvent être placés dans des paquets IP, elle fonctionnera sur Internet, l'ensemble du système fonctionnant en symbiose. Aucune modification des éléments réseau, tels que les routeurs, n'est nécessaire.

World Wide Web (WWW) est un exemple de cette innovation. Lorsque l'IP et Internet ont été créés, WWW n'existait pas. Tim Berners-Lee a utilisé cette séparation de couche pour construire WWW, car les messages de requête et de réponse pouvaient être placés dans des paquets IP. Aucune modification d'IP ou d'Internet n'était nécessaire : tout a simplement fonctionné. 

Akamai, paquets et cloud computing

 

L'autorité d'Akamai en matière de cybersécurité repose sur une compréhension approfondie du fonctionnement des protocoles IP, HTTP et HTTPS. Puisque les paquets constituent l'unité de base de la transmission de données sur Internet, le réseau périphérique d'Akamai est conçu pour optimiser la livraison des paquets, gérer efficacement le trafic réseau et réduire les pertes de paquets au sein d'une infrastructure distribuée.

Outre la sécurité, Akamai optimise le cloud computing grâce à sa suite de solutions de cloud computing et assure une sécurité, une évolutivité et une visibilité parfaites, quel que soit le fournisseur de services cloud. Notre suite de produits de cloud computing comprend la gamme de produits Download Delivery qui optimise les téléchargements de fichiers HTTP volumineux, à chaque fois, à l'échelle mondiale.

Protection Akamai contre les attaques sur Internet

 

Les cyberattaques dans le cloud sont omniprésentes. Akamai s'est donné pour mission d'éradiquer les exploitations de failles Web sur Internet. La perte de paquets IP peut être causée par des attaques par déni de service distribué (DDoS) contre un serveur Web. Notre infrastructure dédiée est conçue pour bloquer les attaques DDoS dans le cloud avant qu'elles n'atteignent les applications, les centres de données et les infrastructures Internet (publiques ou privées). L'architecture unique d'Akamai segmente les ressources DNS sur des clouds dédiés qui ne se chevauchent pas. Plus de 225 intervenants SOCC de première ligne soutiennent Akamai. Notre solution entièrement gérée filtre le trafic d'attaque et stoppe même les attaques les plus importantes, ce qui vous permet de libérer vos responsables de systèmes de défense afin qu'ils se consacrent à des programmes de sécurité hautement prioritaires. Akamai protège l'entreprise d'aujourd'hui contre les vulnérabilités liées au cloud et aux effectifs dispersés.

Foire aux questions

Les paquets IP sont de petites unités de données utilisées pour transmettre des informations sur un réseau IP via le protocole Internet. Chaque paquet contient un en-tête qui comprend des informations de routage et de contrôle, ainsi qu'une charge utile qui contient les données réelles. Les fichiers et messages volumineux sont divisés en plusieurs paquets pour pouvoir être transmis efficacement sur les réseaux et reconstitués à leur destination finale.

Oui. La perte de paquets se produit lorsqu'un paquet IP n'atteint pas sa destination lors de sa transmission sur un réseau. La perte de paquets est généralement causée par la congestion du réseau, une bande passante insuffisante, des défaillances matérielles, une mauvaise configuration des terminaux réseau ou des cyberattaques telles que les attaques par déni de service distribué (DDoS). Les paquets perdus peuvent ralentir les applications, perturber la lecture en continu ou entraîner des problèmes de connexion.

Un datagramme est une unité de données transmise sur un réseau de commutation de paquets. Un paquet IP est un type de datagramme utilisé dans les réseaux IP pour transférer des données entre des terminaux. Certains datagrammes sont envoyés via UDP (User Datagram Protocol), un protocole de transport sans connexion qui envoie des paquets sans garantir leur livraison ni leur ordre.

La commutation de paquets est une technique de mise en réseau qui consiste à diviser les données en petits paquets et à les transmettre de manière indépendante à travers un réseau. Chaque paquet peut emprunter différents itinéraires pour atteindre sa destination, où ils sont ensuite réassemblés. La commutation de paquets permet aux réseaux d'utiliser la bande passante de manière optimale et constitue la technologie fondamentale sur laquelle repose la transmission de données sur Internet.

Un paquet est une unité de données utilisée au niveau de la couche réseau du modèle OSI, tandis qu'un cadre est une unité de données utilisée au niveau de la couche de liaison. Les paquets contiennent des informations relatives à l'adressage IP et au routage, tandis que les cadres incluent des identifiants matériels tels que les adresses MAC, utilisés pour transmettre des données entre les terminaux d'un réseau local.

Pourquoi les clients choisissent-ils Akamai ?

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