Qu’est-ce que la couche réseau ?

La couche réseau est la couche 3 du modèle d’interconnexion de systèmes ouverts (OSI).  La couche réseau est chargée de permettre la communication entre les dispositifs sur différents réseaux. Sans elle, les données ne sauraient pas comment trouver leur chemin d’un dispositif à un autre sur Internet ou sur tout autre système interconnecté.

Qu’est-ce que le modèle OSI ?

Avant d’examiner la couche réseau et ses fonctions, il est important de comprendre le modèle d’interconnexion de systèmes ouverts (modèle OSI). Le modèle OSI est un modèle conceptuel qui caractérise et standardise les fonctions de communication d’un système de télécommunications ou informatique sans tenir compte de sa structure interne et de sa technologie sous-jacentes. Son objectif est l’interopérabilité de divers systèmes de communication avec des protocoles de communication standard. 

Dans le modèle OSI, la communication réseau est classée en 7 couches différentes, chacune ayant ses propres fonctions spécifiques. Cela permet de normaliser la manière dont les différents systèmes informatiques et applications interagissent entre eux et échangent des données. Chaque couche a pour responsabilité d’effectuer des tâches spécifiques concernant l’envoi et la réception de données. Toutes les couches sont nécessaires pour qu’un message atteigne sa destination.

Quelles sont les 7 couches du modèle OSI ? 

1. Couche physique. La couche physique du modèle OSI désigne l’équipement physique nécessaire au transfert des données - pensez aux commutateurs et aux câbles. Les bits de données brutes sont transférés sur ces supports physiques.

La couche physique est chargée d’établir une connexion entre les dispositifs physiques.

2. Couche de liaison de données. La couche de liaison de données du modèle OSI désigne la technologie utilisée pour connecter deux machines sur un réseau. La couche de liaison de données est en outre divisée en deux sous-couches : la couche de contrôle de liaison logique (LLC) - chargée du contrôle de flux et des erreurs - et la couche de contrôle d’accès au support (MAC) - chargée de fournir l’accès à la couche physique. Ces deux sous-couches sont contrôlées par la carte d’interface réseau (NIC) afin de garantir que la distribution des données d’un nœud informatique à un autre s’effectue correctement.  

En termes plus simples, cette couche du modèle OSI est chargée de maintenir la transmission des données entre deux nœuds au sein du même segment de réseau. 

3. Couche réseau. La couche réseau du modèle OSI est chargée de permettre le transfert de données depuis un hôte source sur un réseau vers un hôte de destination sur un autre réseau. Elle permet le transfert et le routage des paquets entre différents réseaux, ou d’un ordinateur hôte à un autre. 

La couche réseau achemine les données par le chemin physique le plus rapide (le plus court) : imaginez cela comme du trafic. Elle contourne la congestion, la priorité du service, les liens rompus et de nombreux autres « barrages routiers ». Les activités clés de cette couche incluent le routage, le transfert et l’adressage à travers les réseau et les réseau connectés de nœuds ou de machines. 

4. Couche de transport. La couche Transport du modèle OSI est responsable de l’envoi et de la livraison de données fiables ou « correctes » d’un dispositif à un autre, soit à travers un réseau, soit entre deux réseaux. Pour qu’un paquet de données arrive correctement, il doit être : dans le bon ordre, sans perte ni erreur de données, et facilement récupérable.
Il est courant que le protocole de contrôle de transmission (TCP) et le protocole de datagramme utilisateur (UDP) soient utilisés à ce niveau.

5. Couche de session. La couche de session du modèle OSI est chargée de gérer les connexions entre les applications : cela inclut l’établissement, la coordination et la fermeture de ces connexions. 

La couche de session aide à établir un lien pour démarrer une session, les efforts d’authentification pour vérifier les expéditeurs et les destinataires, l’autorisation des communications partagées, le travail de maintien des sessions une fois qu’elles ont été établies, et enfin la terminaison de la connexion une fois l’opération terminée. 

Un exemple concret concerne le trafic internet : un utilisateur peut souhaiter consulter une page web pendant une courte période. Les activités qui se déroulent en arrière-plan pour établir, autoriser, maintenir, puis mettre fin à la session de cet utilisateur sur la page web souhaitée sont toutes assurées par la couche Session du modèle OSI. 

6. Couche de présentation. La couche de présentation du modèle OSI est chargée de présenter les données (paquets de code) dans un format utile et exploitable. Les paquets de données circulent dans les réseaux, souvent chiffrés. Lorsqu’un paquet arrive à la couche 6, il doit être présenté dans un format exploitable. 

Dans cette couche, les données peuvent être converties, le code de caractères peut être traduit, les données peuvent être compressées, et les données peuvent être chiffrées ou déchiffrées - autant d’activités qui contribuent à présenter les données dans un format « utilisable ». 

7. Couche d’application. La couche d’application du modèle OSI concerne la manière dont une application utilisateur (comme un navigateur, un e-mail, un site web) s’interface avec le réseau. La couche 7 fonctionne comme l’interface essentielle entre les applications avec lesquelles un utilisateur interagit et le réseau sous-jacent par lequel transitent ses données. 

En tant que couche supérieure du modèle OSI, la couche 7 implique le traitement des données juste sous la surface virtuelle des applications avec lesquelles un utilisateur interagit.  Les données sont présentées sous une forme que les applications destinées aux utilisateurs peuvent effectivement exploiter. Un exemple courant est une requête HTTP utilisée pour charger une page web.

Que fait la couche réseau ?

Revenons maintenant à la couche réseau… La couche réseau du modèle OSI est chargée de permettre le transfert de données depuis un hôte source sur un réseau vers un hôte de destination sur un autre réseau. En termes très simples, vous pouvez considérer la couche réseau comme le « service postal » d’Internet - elle détermine où les données (le « courrier » d’Internet) doivent aller et comment elles peuvent y parvenir le plus efficacement possible. 

La couche réseau (couche 3) effectue les opérations suivantes :

• Routage : Il détermine le meilleur chemin pour que les données circulent à travers des réseaux interconnectés.

• Adressage logique : Il attribue des adresses IP aux dispositifs afin qu’ils puissent être identifiés au sein d’un réseau.

• Transfert de paquets : Il livre des paquets de données du dispositif source au dispositif de destination.

• Fragmentation et réassemblage : Il divise les grands paquets de données en plus petits pour la transmission, puis les réassemble à destination.

Devez-vous vous inquiéter de la sécurité de la couche réseau ? 

En un mot : oui ! La couche réseau peut être une cible très attrayante pour les hackers. Parce qu’elle connecte les dispositifs à l’échelle mondiale et peut donc avoir de vastes répercussions lorsqu’elle est touchée, des acteurs malveillants peuvent chercher à cibler la couche réseau afin de :

• Perturbez les communications, avec des attaques par Déni de service ou déni de service distribué.

• Usurper des identités, en utilisant des techniques d’usurpation d’IP.

• Détourner des sessions ou rediriger le trafic.

• Analyser et exploiter les systèmes vulnérables.

La sécurisation de cette couche est cruciale, car des failles peuvent affecter toutes les couches OSI supérieures, même si des protections appropriées de la couche application ou de la couche transport sont en place.

Quelles sont les principales menaces de sécurité au niveau de la couche réseau ? 

Déni de service (DoS/DDoS). Ces attaques inondent la couche 3 de volumes massifs de paquets pour submerger les ressources réseau et, finalement, mettre hors service des systèmes ou des sites web. 

Usurpation d’adresse IP. Les hackers falsifient des adresses IP pour se faire passer pour des hôtes de confiance, contourner les contrôles d’accès, ou lancer des attaques par déni de service.

Attaques de type « homme du milieu » (MitM). Des acteurs malveillants peuvent intercepter ou altérer le trafic entre deux points de terminaison, en exploitant souvent un routage non sécurisé ou l’empoisonnement ARP (conjointement avec la couche 2).

Détournement de routes et attaques BGP. Les hackers peuvent manipuler les tables de routage afin de rediriger le trafic ou de le mettre en trou noir.

Analyse des paquets et du trafic. Sans chiffrement, les données sensibles dans les paquets IP peuvent être interceptées.

Attaques de fragmentation. Des paquets fragmentés de manière malveillante peuvent contourner les systèmes de détection d’intrusion ou les pare-feu.

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