À propos de cette page
Ce cours de sciences numériques et technologie (snt) en seconde sur « Internet » suit le programme officiel de sciences numériques et technologie (snt) de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Qu'est-ce qu'Internet ?, Architecture physique et logique, Adresses IP et nommage (DNS), Les protocoles TCP/IP. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en sciences numériques et technologie (snt).
Au programme
1 · Qu'est-ce qu'Internet ?
2 · Architecture physique et logique
3 · Adresses IP et nommage (DNS)
4 · Les protocoles TCP/IP
5 · Le routage des paquets
6 · Services applicatifs : HTTP et le Web
7 · Sécurité et évolutions (IPv6, chiffrement)
1Qu'est-ce qu'Internet ?
Internet est un réseau mondial de réseaux : des millions de réseaux locaux (entreprises, universités, opérateurs) sont interconnectés pour former un unique réseau planétaire.
Définition. Internet (« Interconnected Networks ») est l'ensemble des infrastructures physiques et logicielles qui permettent l'échange de données entre tout appareil connecté dans le monde, selon des protocoles communs (TCP/IP).
Il faut distinguer Internet de ses services :
| Terme | Ce que c'est | Protocole clé |
|---|
| Internet | L'infrastructure réseau mondiale | TCP/IP |
| Le Web | Service de pages reliées par des liens hypertexte | HTTP/HTTPS |
| Le courrier électronique | Service d'envoi de messages | SMTP, IMAP |
| Le streaming | Diffusion de vidéos/sons en continu | HTTP, UDP |
Bref historique :
- 1969 : ARPANET (réseau militaire américain, 4 nœuds) — ancêtre d'Internet.
- 1983 : adoption du protocole TCP/IP → naissance officielle d'Internet.
- 1991 : Tim Berners-Lee invente le World Wide Web au CERN.
- Aujourd'hui : plus de 5 milliards d'internautes, des centaines de millions de sites.
Astuce. Internet ≠ Web. Le Web est un service parmi d'autres qui utilise Internet comme support de transport.
2Architecture physique et logique
Internet repose sur des couches : du support physique (câble, fibre, radio) jusqu'aux applications.
Supports physiques
- Câble en cuivre (paires torsadées) : réseau local Ethernet.
- Fibre optique : longues distances, très haut débit, données transmises par impulsions lumineuses.
- Liaisons sans fil : Wi-Fi, 4G/5G, satellite.
Équipements du réseau
| Équipement | Rôle |
|---|
| Commutateur (switch) | Relie les machines d'un même réseau local |
| Routeur | Relie plusieurs réseaux entre eux et dirige les paquets |
| Serveur | Machine qui fournit un service (Web, mail, DNS…) |
| Client | Machine qui demande un service (navigateur…) |
Exemple. Ta box Orange ou SFR est un routeur : elle relie ton réseau local (tes appareils) au réseau de ton FAI (Fournisseur d'Accès à Internet), lui-même connecté aux grands routeurs du cœur d'Internet.
Modèle client-serveur
La plupart des échanges suivent un modèle client-serveur : le client (ton navigateur) envoie une requête ; le serveur répond avec les données demandées.
3Adresses IP et nommage (DNS)
Pour communiquer, chaque machine connectée à Internet doit être identifiée de manière unique : c'est le rôle de l'adresse IP.
Adresse IPv4. Une adresse IPv4 est composée de 4 octets (32 bits) séparés par des points, chaque octet étant compris entre 0 et 255. Exemple : 192.168.1.42.
Avec 32 bits, le nombre maximum d'adresses IPv4 est $2^{32} = 4\,294\,967\,296$ (environ 4 milliards). Ce pool est épuisé, d'où le passage à IPv6 (128 bits).
Adresses publiques et privées
| Type | Plages réservées (IPv4) | Usage |
|---|
| Privée | 192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16-31.x.x | Réseau local (LAN) — non routable sur Internet |
| Publique | Toutes les autres | Visible sur Internet, attribuée par le FAI |
Attention ! Deux machines sur Internet ne peuvent pas avoir la même adresse IP publique. En revanche, deux réseaux locaux différents peuvent utiliser les mêmes adresses privées (ex. 192.168.1.1) sans conflit, car elles ne sont pas routées sur Internet.
Le DNS (Domain Name System)
Les humains préfèrent les noms aux nombres. Le DNS est un annuaire distribué qui traduit un nom de domaine (ex. www.education.gouv.fr) en adresse IP.
Résolution DNS. Quand tu tapes
www.google.com dans ton navigateur :
- Le navigateur interroge le serveur DNS de ton FAI (ou celui configuré).
- Le serveur DNS répond avec l'adresse IP correspondante (ex.
142.250.201.36). - Le navigateur contacte cette adresse IP pour obtenir la page.
Astuce. Un nom de domaine se lit de droite à gauche : fr = domaine de premier niveau (TLD), gouv = sous-domaine, education = sous-sous-domaine.
4Les protocoles TCP/IP
Un protocole est un ensemble de règles qui définissent comment deux machines échangent des données. Internet repose sur une suite de protocoles organisés en couches.
Suite TCP/IP. C'est l'ensemble des protocoles fondateurs d'Internet. Les deux principaux sont :
- IP (Internet Protocol) : adressage et routage des paquets.
- TCP (Transmission Control Protocol) : découpage, envoi fiable et réassemblage des données.
Les couches du modèle TCP/IP
| Couche | Rôle | Exemples de protocoles |
|---|
| Application | Services utilisateurs (Web, mail, DNS…) | HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP |
| Transport | Découpage en segments, fiabilité | TCP, UDP |
| Internet | Adressage et routage des paquets | IP (IPv4, IPv6) |
| Accès réseau | Transmission physique des bits | Ethernet, Wi-Fi, fibre |
TCP : transmission fiable par paquets
TCP découpe les données en paquets, les numérote, les envoie (pas nécessairement dans l'ordre), puis le destinataire les réassemble. Si un paquet est perdu, TCP le redemande.
Exemple. Pour télécharger un fichier de 10 Mo :
- TCP découpe les données en paquets de quelques ko.
- Chaque paquet est envoyé indépendamment (potentiellement via des routes différentes).
- Le destinataire réassemble les paquets dans le bon ordre.
Attention ! UDP est un protocole de transport alternatif à TCP : il est plus rapide mais sans garantie de livraison. Il est utilisé pour la vidéo en direct ou les jeux en ligne, où la rapidité prime sur la fiabilité.
5Le routage des paquets
Sur Internet, chaque paquet trouve son chemin de façon autonome grâce aux routeurs.
Routage. Le routage est le mécanisme par lequel un paquet IP est acheminé de son émetteur vers son destinataire en traversant une série de routeurs. Chaque routeur consulte sa table de routage pour déterminer le prochain saut (next hop).
Comment fonctionne un routeur ?
- Le paquet arrive avec une adresse IP de destination.
- Le routeur consulte sa table de routage : liste des réseaux connus et des interfaces/routeurs voisins correspondants.
- Le routeur envoie le paquet vers le prochain routeur le plus approprié (meilleure route).
- Ainsi de suite jusqu'au réseau de destination.
Exemple. Un paquet envoyé de Marseille vers Tokyo peut traverser successivement : box FAI → routeur Lyon → routeur Paris → câble sous-marin Atlantique → routeur New York → routeur Los Angeles → câble sous-marin Pacifique → Tokyo. La commande traceroute permet de visualiser ces étapes.
Astuce. Internet est conçu pour être robuste : si un lien est coupé, les paquets empruntent automatiquement un autre chemin. C'est ce qu'on appelle la tolérance aux pannes par redondance.
6Services applicatifs : HTTP et le Web
Le Web est le service le plus connu d'Internet. Il repose sur le protocole HTTP.
HTTP (HyperText Transfer Protocol) est le protocole de la couche application qui permet l'échange de pages Web entre un client (navigateur) et un serveur Web.
Une URL, qu'est-ce que c'est ?
Une URL (Uniform Resource Locator) identifie une ressource sur le Web :
Exemple. https://www.education.gouv.fr/programmes/page.htmlhttps : protocole (HTTP sécurisé)www.education.gouv.fr : nom de domaine → converti en IP par le DNS/programmes/page.html : chemin vers la ressource sur le serveur
HTTP vs HTTPS
| Protocole | Sécurité | Usage recommandé |
|---|
| HTTP | Aucune (données en clair) | À éviter pour données sensibles |
| HTTPS | Chiffrement TLS/SSL (cadenas) | Obligatoire pour mots de passe, paiements |
Le cycle requête-réponse
- Le navigateur envoie une requête HTTP GET au serveur.
- Le serveur renvoie une réponse avec un code de statut (200 OK, 404 Not Found, 301 Redirect…) et le contenu (HTML, image…).
7Sécurité et évolutions (IPv6, chiffrement)
Internet fait face à deux grands défis : la pénurie d'adresses et la sécurité.
IPv6 : la nouvelle génération
IPv6. L'adressage IPv6 utilise 128 bits (contre 32 pour IPv4), ce qui fournit $2^{128} \approx 3{,}4 \times 10^{38}$ adresses. Une adresse IPv6 s'écrit en hexadécimal : 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334.
Avantages d'IPv6 : espace d'adressage quasi illimité, configuration automatique, sécurité intégrée (IPsec).
Chiffrement et sécurité
- HTTPS / TLS : chiffre les données échangées entre navigateur et serveur → on ne peut pas les lire si on les intercepte.
- Pare-feu (firewall) : filtre les connexions entrantes et sortantes pour bloquer les accès non autorisés.
- VPN (Virtual Private Network) : crée un tunnel chiffré entre l'utilisateur et un serveur VPN, masquant l'adresse IP réelle.
Attention ! Un cadenas HTTPS dans le navigateur garantit que la communication est chiffrée, mais pas que le site est de confiance. Un site de phishing peut très bien utiliser HTTPS.
Astuce. La neutralité du Net est le principe selon lequel tous les paquets doivent être traités de manière égale par les FAI, sans discrimination selon l'émetteur, le destinataire ou le contenu.
★À retenir
En bref :
• Internet = réseau mondial de réseaux ; le Web est un service parmi d'autres.
• Chaque machine est identifiée par une adresse IP (IPv4 : 32 bits / IPv6 : 128 bits).
• Le DNS traduit les noms de domaine en adresses IP.
• Les protocoles TCP/IP découpent les données en paquets, les routent et les réassemblent.
• Le routage est assuré par des routeurs qui consultent leur table de routage.
• HTTP/HTTPS : protocole du Web ; HTTPS ajoute le chiffrement TLS.
• IPv6 (128 bits) remplace progressivement IPv4 (32 bits) pour pallier la pénurie d'adresses.