Page sur les langues exotiques en LaTeX.

2004-04-12 17:58:01 +00:00 · 2004-04-12 17:58:01 +00:00 · e21ad368bb
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--- a/logiciels/latex/grec.tml
+++ b/logiciels/latex/grec.tml
@ -11,6 +11,14 @@
    <h1>Le grec ancien sous LaTeX</h1>
 <div class="attention">
 <p>
 La méthode décrite ici fonctionne encore très bien, mais de nouveaux outils
 sont maintenant disponibles, qui peuvent sembler plus confortables à
 utiliser. Pour apprendre à s'en servir, allez voir la page sur
 <a href="langues.html">langues exotiques</a> (oui, le grec, c'est exotique).
 </p>
 </div>
 <h2>Avant toute chose...</h2>
@ -205,7 +213,7 @@ syst
 <div class="metainformation"> Auteurs : Éveline Prioux (1998),
 adaptation en HTML : Marie-Lan Nguyen (2000).
-Dernière modification&nbsp;: le <date value="$Date: 2004-02-24 22:00:29 $" />.
+Dernière modification&nbsp;: le <date value="$Date: 2004-04-12 17:58:01 $" />.
 </div>
  </body> </html>
--- a/logiciels/latex/index.tml
+++ b/logiciels/latex/index.tml
@ -64,6 +64,7 @@ qu'un sujet important a
 <li> <a href="macros.html">Faire des macros</a></li>
 <li> <a href="references.html">Faire des références</a></li>
 <li> <a href="maths.html">Mathématiques élémentaires</a></li>
 <li> <a href="langues.html">Les langues exotiques</a></li>
 <li> <a href="grec.html">Le grec ancien sous LaTeX</a></li>
 <li> <a href="lettre.html">Écrire une lettre</a></li>
 <li> <a href="polices.html">Utiliser différentes polices</a></li>
@ -161,7 +162,7 @@ href="mailto:tuteurs@clipper.ens.fr">mail</a>
    <div class="metainformation">
      Auteur : François-Xavier Coudert. Dernière modification le
-2003-02-05.
+<date value="$Date: 2004-04-12 17:58:01 $" />.
    </div>
  </body>
--- a/logiciels/latex/langues.tml
+++ b/logiciels/latex/langues.tml
@ -0,0 +1,355 @@
 <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
 <!DOCTYPE html
  PUBLIC "-//ENS/Tuteurs//DTD TML 1//EN"
  "tuteurs://DTD/tml.dtd">
 <html>
 <head>
 <title>Langues exotiques</title>
 </head>
 <body>
 <h1>Langues exotiques</h1>
 <div class="resume">
 <p>
 Dans cette page, nous allons voir comment utiliser LaTeX pour taper des
 langues « exotiques ». Par là, nous entendons des langues qui s'écrivent
 avec autre chose que l'alphabet latin, comme le russe ou le japonais.
 </p>
 </div>
 <h2>Le point sur la situation</h2>
 <h3>Anciennes et nouvelles méthodes</h3>
 <p>
 LaTeX a été conçu avant tout par des Américains, et à ce titre, prévu pour
 taper de l'anglais. Comme l'auteur principal est quelqu'un de soigneux, il
 est assez facile de rajouter des accents, et même de taper autre chose que
 de l'alphabet latin. Mais facile ne veut pas dire pratique : avec la manière
 directe de procéder, le code source d'un mot en grec ancien risque d'être
 moins lisible que les jurons de Fantasio.
 </p>
 <p>
 Heureusement, LaTeX est programmable, et des extensions ont été écrites pour
 permettre plus de confort. Hélas, ces extensions sont toutes plus ou moins
 incompatibles entre elles, et souvent plutôt plus que moins. Par exemple, si
 vous voulez taper du français et du grec, vous avez un choix exclusif entre
 taper confortablement les caractères accentués français et taper
 confortablement les mots grecs.
 </p>
 <p>
 Plus récemment, l'informatique a vu le développement d'Unicode, un système
 qui résout les problèmes de langues dans les fichiers textes (un fichier
 <code>.tex</code> est un fichier texte. L'architecture de LaTeX ne l'a pas
 rendu facile, mais petit a petit, il est devenu possible de bénéficier de ce
 progrès.
 </p>
 <h3>Difficultés encore présentes</h3>
 <p>
 Unicode résout certains problèmes, mais ne les résout pas tous. Le principal
 est bien sûr celui des polices : votre texte aura beau contenir,
 informatiquement parlant, des idéogrammes chinois, si ces idéogrammes ne
 sont disponibles dans aucune police que connaît LaTeX, vous n'irez pas loin.
 </p>
 <p>
 Ensuite, Unicode est conçu pour la <em>saisie</em> du texte, pas son rendu :
 Unicode traite des entités plus ou moins abstraites appelées caractères, qui
 n'ont pas nécessairement un rapport direct avec les glyphes qu'on veut voir
 dans un document imprimé. Pour les langues européennes, ça se passe plutôt
 bien, mais certaines langues, l'arabe et surtout les langues indiennes, ont
 des interactions entre caractères très complexes : ligatures,
 réordonnancement, combinaisons, etc. Unicode n'aplanit pas ces difficultés,
 il se contente de fournir un point d'entrée confortable à une extension qui
 le fait &mdash; si elle existe.
 </p>
 <p>
 Enfin, LaTeX est conçu presque exclusivement pour l'écriture de gauche à
 droite. Ses algorithmes sont incapables de gérer l'écriture de droite à
 gauche de l'arabe et de l'hébreu, et l'écriture en colonnes.
 </p>
 <h3>Finalement, qu'est-ce qui marche ?</h3>
 <p>
 Après toutes ces considérations défaitistes, on en vient à se demander s'il
 est possible de taper autre chose que de l'anglais. Voici une petite liste
 de ce qui marche bien.
 </p>
 <ul>
 <li>les langues occidentales, avec des extensions de l'alphabet latin
 (accents, ligatures, ponctuations bizarres, etc.) ;</li>
 <li>le grec, moderne et ancien ;</li>
 <li>le cyrillique</li>
 <li>le chinois, simplifié et traditionnel, écrit de gauche à droite ;</li>
 <li>le japonais, écrit de gauche à droite.</li>
 </ul>
 <p>
 La distribution standard de LaTeX comporte des polices latines, grecques et
 cyrilliques. Des polices chinoises et japonaises sont également disponibles,
 mais parfois plus techniques à installer. Il y en a installées à l'ENS.
 </p>
 <h2>Comment faire</h2>
 <h3>Préparation</h3>
 <p>
 Avant de commencer, il y a un pré-requis qui n'est pas spécifique à LaTeX :
 savoir taper un texte quelconque, dans la langue qui vous intéresse, en
 Unicode. Heureusement, nous avons une documentation sur les
 <a href="&url.tuteurs;unix/editeurs/unicode.html">éditeurs en Unicode</a>,
 que nous vous invitons à lire avant d'aller plus loin si ce n'est déjà fait.
 </p>
 <p>
 Tout ce que vous avez à faire maintenant, c'est de créer votre fichier LaTeX
 avec votre éditeur en Unicode. Nous allons voir dans un instant ce qu'il
 faut mettre dans le préambule.
 </p>
 <div class="ens">
 <p>
 <strong>Attention,</strong> sur certains PC FreeBSD, c'est une ancienne
 version de LaTeX qui est installée. Si vous éprouvez des problèmes, regardez
 la deuxième ligne des messages lors de la compilation : si elle indique
 « <code>LaTeX2e &lt;1999/12/01&gt; patch level 1</code> », changez de
 machine (en vous loguant à distance, c'est le plus simple).
 </p>
 </div>
 <h3>Ce qu'il faut écrire</h3>
 <p>
 Dans le cas général, il n'y a quasiment rien à changer. Il suffit d'avoir la
 ligne suivante dans le préambule :
 </p>
 <pre>\usepackage[utf8]{inputenc}</pre>
 <p class="continue">
 (à la place de l'habituel <code>latin1</code>). Avec cette ligne, un texte
 en alphabet latin étendu (y compris <code>&oelig;</code>,
 <code>&ldquo;</code>, <code>&rdquo;</code>, <code>&lsquo;</code>,
 <code>&rsquo;</code>, <code>&euro;</code>, <code>&hellip;</code>,
 <code>&mdash;</code>, etc., tapés directement) fonctionne directement.
 </p>
 <p>
 Pour d'autres langues, il faut quelques options supplémentaires, et en
 particulier informer babel du changement de langue.
 </p>
 <h3>Babel polyglotte</h3>
 <p>
 Jusqu'a présent, vous n'avez probablement utilisé du package babel que la
 ligne <code>\usepackage[francais]{babel}</code>. Il est temps d'apprendre à
 l'utiliser pour d'autres langues. Par chance, c'est assez simple. La
 première chose à faire est de charger les bons modules :
 </p>
 <pre>\usekackage[greek,russian,francais]{babel}</pre>
 <p class="continue">
 La dernière langue mentionnée est la langue « principale » du document,
 celle qui est sélectionnée s'il n'y a pas d'indication contraire. L'ordre
 des autres langues n'a pas d'importance.
 </p>
 <p>
 Il faut ensuite, tout au long du texte, indiquer les changements de langue.
 Trois commandes permettent de faire ça :
 </p>
 <pre>\selectlanguage{<var>langue</var>}</pre>
 <p class="continue">
 sélectionne une nouvelle langue pour tout le reste du texte, ou jusqu'à la
 prochaine rencontre avec la même commande. De manière surprenante, cette
 commande s'échappe des groupes et des environnements ; à utiliser avec
 prudence donc.
 </p>
 <pre>
 \begin{otherlanguage}{<var>langue</var>}
 \end{otherlanguage}
 </pre>
 <p class="continue">
 sélectionne une langue pour l'étendue de l'environnement. Aucune surprise
 ici.
 </p>
 <pre>\foreignlanguage{<var>langue</var>}{<var>blabla</var>}</pre>
 <p class="continue">
 sélectionne une langue pour le texte « blabla », et s'utilise de la même
 manière que <code>\emph</code>.
 </p>
 <p>
 Souvent, des commandes plus compactes sont disponibles spécifiquement pour
 une langue donnée (comme <code>\textgreek</code> pour
 <code>\foreignlanguage{greek}</code>).
 </p>
 <div class="attention">
 <p>
 <strong>Attention,</strong> il est souvent <strong>nécessaire</strong> de
 bien informer LaTeX du changement de langue. En effet, le changement de
 langue s'accompagne d'un changement de police (plus précisément,
 d'<em>encodage</em> de police), ce dont LaTeX ne prend pas l'initiative tout
 seul.
 </p>
 </div>
 <p>
 Dans le cas d'un texte comportant beaucoup de mots étrangers, par exemple le
 commentaire en français d'un texte grec, changer sans arrêt de langue est
 fastidieux, même en ayant défini une macro très courte. Il est possible
 d'automatiser ça en utilisant le package <code>autofe</code>. Attention
 cependant si vous optez pour cette solution : si dans un mot certains
 caractères sont disponibles dans la police actuelle et d'autres pas, ce mot
 sera rendu avec un mélange de polices, ce qui peut être très laid, et vous
 n'aurez aucun avertissement. De plus, au delà de quelques mots, il faut
 quand même expliciter le changement de langue, faute de quoi la typographie
 et, plus grave, la césure ne respecteront pas les règles spécifiques.
 </p>
 <h2>Langue par langue, en détail</h2>
 <h3>Le grec</h3>
 <p>
 Le nom pour babel est simplement <code>greek</code>. La commande
 <code>\textgreek{<var>blabla</var>}</code> est définie pour avoir le même
 effet que <code>\foreignlanguage{greek}{<var>blabla</var>}</code>. Le
 changement de langue est nécessaire pour que la police soit disponible.
 </p>
 <p>
 Quand le grec est actif, LaTeX utilise une sorte de translittération depuis
 l'alphabet latin, avec des conventions pour les accents et les esprits. Mais
 comme nous travaillons en UTF-8, c'est inutile et nous n'en parlons pas.
 </p>
 <h3>Le cyrillique</h3>
 <p>
 Le nom pour babel est <code>russian</code>, et le changement de langue est
 nécessaire pour que la police soit disponible. Rien d'autre à signaler.
 </p>
 <h3>Le chinois</h3>
 <p>
 Là, ça se complique un peu, il faut quelques packages supplémentaires. Voici
 ce qu'il faut mettre dans le préambule pour du chinois traditionnel :
 </p>
 <pre>
 \usepackage[cjkbg5]{ucs}
 \usepackage[utf8]{inputenc}
 \usepackage[C00,T1]{fontenc}
 \DeclareFontSubstitution{C00}{sng}{m}{n}
 </pre>
 <p class="continue">
 et pour du chinois simplifié :
 </p>
 <pre>
 \usepackage[cjkgb]{ucs}
 \usepackage[utf8]{inputenc}
 \usepackage[C10,T1]{fontenc}
 \DeclareFontSubstitution{C10}{sng}{m}{n}
 </pre>
 <p>
 Les deux ont la même structure. La première ligne indique quelle
 interprétation choisir pour un caractère qui aurait le mauvais goût d'être
 commun au chinois simplifié, au chinois traditionnel et au japonais. La
 troisième ligne charge l'encodage nécessaire (C00 pour le chinois
 traditionnel, C10 pour le simplifié), ainsi que l'encodage occidental (faute
 de quoi ça ne marche pas). Enfin, la dernière ligne indique quelle famille
 de police employer par défaut pour cet encodage, ici Arphic SungtiL
 (<code>sng</code>). Deux autres polices sont disponibles ici, Arphic KaitiM
 (<code>kai</code>), très ornée, et Bitstream Cyberbit (<code>cyb</code>),
 qui n'est pas libre. Il est possible de changer de police en modifiant la
 ligne <code>\DeclareFontSubstitution</code> ou en utilisant la commande
 <code>\fontfamily</code>.
 </p>
 <p>
 Quelques points supplémentaires à savoir. D'abord, babel n'a pas de mode
 pour le chinois. Pour éviter des bizarreries typographiques, il peut être
 bon de passer babel en mode anglais pour un bout de chinois. Ensuite, ce
 mode de saisie n'est pas capable de couper automatiquement entre les
 idéogrammes ; il est nécessaire d'insérer des espaces à la main. Peut-être
 dans un avenir proche un package résoudra-t-il le problème.
 </p>
 <div class="ens">
 <p>
 L'installation de polices chinoises pour LaTeX est assez acrobatique, et
 pas complètement standard. Les indications ci-dessus fonctionneront
 normalement sur l'installation LaTeX de l'ENS, mais il n'est pas sûr du tout
 que ce soit le cas ailleurs ; en particulier, les noms des polices (pour le
 <code>\DeclareFontSubstitution</code>) peuvent varier considérablement.
 </p>
 </div>
 <h3>Le japonais</h3>
 <p>
 Là, ça se complique un peu, il faut quelques packages supplémentaires. Voici
 ce qu'il faut mettre dans le préambule :
 </p>
 <pre>
 \usepackage[cjkjis]{ucs}
 \usepackage[utf8]{inputenc}
 \usepackage[C42,T1]{fontenc}
 \DeclareFontSubstitution{C42}{dg}{m}{n}
 </pre>
 <p>
 La première ligne indique quelle
 interprétation choisir pour un caractère qui aurait le mauvais goût d'être
 commun au japonais et au chinois. La
 troisième ligne charge l'encodage nécessaire (C42 pour le japonais), ainsi
 que l'encodage occidental (faute de quoi ça ne marche pas). Enfin, la
 dernière ligne indique quelle famille de police employer par défaut pour cet
 encodage, ici Wadalabe DG (<code>dg</code>). Trois autres polices Wadalabe
 sont disponibles ici, <code>dm</code>, <code>mc</code> et <code>mr</code>.
 Il est possible de changer de police en modifiant la ligne
 <code>\DeclareFontSubstitution</code> ou en utilisant la commande
 <code>\fontfamily</code>. La police (non-libre) Bitstream Cyberbit est
 également disponible sous le nom <code>cyb</code>, mais il faut dans ce cas
 remplacer partout C42 par C40, et donc exclure d'utiliser les polices
 Wadalabe.
 </p>
 <p>
 Quelques points supplémentaires à savoir. D'abord, babel n'a pas de mode
 pour le japonais. Pour éviter des bizarreries typographiques, il peut être
 bon de passer babel en mode anglais pour un bout de japonais. Ensuite, ce
 mode de saisie n'est pas capable de couper automatiquement entre les
 caractères ; il est nécessaire d'insérer des espaces à la main. Peut-être
 dans un avenir proche un package résoudra-t-il le problème.
 </p>
 <div class="ens">
 <p>
 L'installation de polices japonaises pour LaTeX est assez acrobatique, et
 pas complètement standard. Les indications ci-dessus fonctionneront
 normalement sur l'installation LaTeX de l'ENS, mais il n'est pas sûr du tout
 que ce soit le cas ailleurs ; en particulier, les noms des polices (pour le
 <code>\DeclareFontSubstitution</code>) peuvent varier considérablement.
 </p>
 </div>
 <div class="metainformation">
 Auteur : Nicolas George.
 Dernière modification le <date value="$Date: 2004-04-12 17:58:02 $" />.
 </div>
 </body>
 </html>
--- a/theorie/encodages.tml
+++ b/theorie/encodages.tml
@ -283,11 +283,12 @@ tous les c
  avec Vim ou Emacs (ou dans un terminal)</a></li>
 <li><a href="&url.tuteurs;internet/courrier/international.html">Gérer son
  courrier électronique en Unicode avec Mutt</a></li>
-<li>Taper du LaTeX en Unicode : pour bientôt.</li>
+<li><a href="&url.tuteurs;logiciels/latex/langues.html">Taper du LaTeX en
  Unicode</a></li>
 </ul>
 <div class="metainformation">
-Auteur : Nicolas George. Dernière modification le <date value="$Date: 2004-02-23 12:23:30 $." />.
+Auteur : Nicolas George. Dernière modification le <date value="$Date: 2004-04-12 17:58:46 $." />.
 </div>
 </body>
--- a/theorie/internet.tml
+++ b/theorie/internet.tml
@ -0,0 +1,419 @@
 <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
 <!DOCTYPE html
  PUBLIC "-//ENS/Tuteurs//DTD TML 1//EN"
  "tuteurs://DTD/tml.dtd">
 <html>
 <head>
 <title>Internet</title>
 </head>
 <body>
 <h1>Comment marche Internet</h1>
 <h2>Relier les ordinateurs</h2>
 <h3>Le principe</h3>
 <p>
 Un câble, d'un côté quelqu'un qui envoit du courant par intermittence, de
 l'autre quelqu'un qui regarde quand il y a du courant. C'est le principe du
 télégraphe, avec le code Morse. Et ça s'adapte vraiment parfaitement aux
 ordinateurs. Les ordinateurs peuvent même faire mieux : ils ont des
 métronomes (dans le domaine informatique on parle d'horloges) qui battent
 très précisément la mesure ; à chaque tic, ils peuvent envoyer ou pas le
 courant, ça fait un bit d'information à chaque fois.
 </p>
 <p>
 Nous ne rentrerons pas dans les détails de la réalisatoin physique : ça
 peut aller d'une bête paire de fils sur à peine plus d'un mètre à un
 faisceau de fibres optiques, en passant par un câble coaxial. Ça peut
 également être des ondes radio, ou bien le fait de dire ou de ne pas dire
 bip sur une ligne téléphonique. Bref, il y a plein de manières pour deux
 ordinateurs de se dire 0 ou 1.
 </p>
 <p>
 Ça, c'est bien pour relier deux ordinateurs. Mais comment faire s'il y en a
 plusieurs ? Tirer un câble entre chaque paire n'est pas envisageable. La
 solution la moins coûteuse, et donc celle qui a été rapidement préférée, est
 d'utiliser un seul câble qui connecte tous les ordinateurs. Quand un
 ordinateur veut parler, il parle à tous les autres, et il faut inventer des
 moyens pour que deux ne parlent pas en même temps. Le système de ce genre le
 plus répandu consiste en un câble coaxial où tous les ordinateurs sont
 branchés en sérié ; plus récemment on a adopté une structure en étoile
 autour d'un appareil bon marché appelé hub, plus efficace et plus robuste
 que la structure en série.
 </p>
 <p>
 Plusieurs ordinateurs, c'est bien, mais relier beaucoup d'ordinateur, c'est
 mieux. La technologie des câbles impose des limites de longueur, et il est
 rarement possible de relier directement un câble coaxial de réseau
 domestique à un faisceau de fibres optiques transatlantique. La solution
 consiste alors à avoir une machine branchée sur les deux (ou plus) réseaux,
 avec pour tâche de faire suivre l'information de l'un à l'autre ; quand un
 ordinateur d'un réseau veut parler à un ordinateur de l'autre réseau, il
 adresse son message à cette machine, avec une étiquette indiquant le
 destinataire. On appelle une telle machine un <dfn>routeur</dfn>.
 </p>
 <h3>Comment on fait, en vrai, sur Internet</h3>
 <p>
 Pour les réseaux locaux (les
 <abbr lang="en" title="Local Area Network">LAN</abbr> quand on veut faire
 moderne), la technologie employée est <dfn>ethernet</dfn>. Elle fonctionne
 soit avec un câble coaxial en série, soit avec un câble simple (à huit fils
 dont peu sont vraiment utilisés) organisé en étoile autour d'un hub. Avec
 ethernet, les données sont envoyées par blocs appelés trames qui font au
 plus environ 1,5 ko. Il n'y a pas de système pour s'assurer <i>a priori</i>
 que deux ordinateurs sur le câble ne parlent pas en même temps : la
 détection se fait <i>a posteriori</i> par le fait que le signal est alors
 incompréhensible ; les deux ordinateurs réémettent alors après un délai
 aléatoire, qui sera probablement différent ; en pratique, ce système marche
 plutôt bien.
 </p>
 <p>
 Au début de chaque trame ethernet, ou trouve ce qu'on appelle un
 <dfn>entête</dfn> : quelques octets réservés par le protocole ethernet
 lui-même pour son fonctionnement interne. Toutes les cartes réseau ethernet
 possèdent une adresse
 <abbr lang="en" title="Media Access Control">MAC</abbr> depuis l'usine (mais
 les cartes modernes permettent de la changer), qui est code unique de six
 octets. Par exemple clipper a pour adresse MAC
 <code>08:00:20:b0:24:32</code>. Dans l'entête ethernet, on trouve l'adresse
 MAC de l'ordinateur auquel la trame est adressée (ainsi que celle de
 l'ordinateur qui envoit). En temps normal, le filtrage se fait directement
 au niveau de la carte réseau, de sorte que parmi les ordinateurs sur un même
 câble, seul celui qui est concerné voit effectivement un message.
 </p>
 <p>
 Dans l'entête ethernet, on trouve également un numéro de protocole. C'est un
 petit nombre, sur deux octets, qui décrit très brièvement ce qu'on prévoit
 de faire avec les données de la trame.
 L'<abbr lang="en" title="Internet Assigned Numbers Authority">IANA</abbr>
 tient à jour une
 <a href="http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers">table des numéros
 ethernet</a> attribués. Ainsi, le système d'exploitation de l'ordinateur qui
 a reçu la trame peut immédiatement appeler le bon sous-système, ou ignorer
 la trame s'il ne sait pas quoi en faire. Pour illustrer, quand on utilise
 ethernet pour faire passer de l'« Internet », le numéro est 513. Ce
 mécanisme de numéros décrivant le genre d'utilisation d'un système est très
 général, et on le retrouve à tous les niveaux des protocoles Internet.
 </p>
 <p>
 Quand on utilise une ligne téléphonique, le protocole employé est le
 <span lang="en">Point to Point</span> (PPP). Il a des mécanismes différents
 parce qu'il ne relie que deux ordinateurs, mais sous des contraintes
 différentes (ligne moins fiable et temps de latence supérieur).
 </p>
 <h2>Relier les réseaux</h2>
 <h3>Le routage</h3>
 <p>
 Mettez une lettre à la poste. Si le destinataire habite dans la même ville,
 elle lui sera distribuée directement. S'il habite dans une ville voisine, le
 facteur transmet la lettre à son collègue de cette ville. S'il habite plus
 loin, le facteur transmettra la lettre au centre de tri dont il dépend. Et à
 son tour, le centre de tri va faire suivre la lettre à qui de droit. La
 lettre va donc passer par différentes étapes où elle sera redirigée en
 fonction de l'adresse qui est écrite dessus.
 </p>
 <p>
 Les réseaux informatiques, dès qu'ils dépassent les quelques dizaines de
 machines qu'on peut brancher sur un même câble, fonctionnent de la même
 manière : les données sont découpées en <dfn>paquets</dfn>, qui jouent le
 rôle de notre enveloppe. Quand il n'est pas possible de transmettre le
 paquet directement à son destinataire, il est transmis à un ordinateur
 (défini dans la configuration du réseau) appelé <dfn>routeur</dfn>. Cet
 ordinateur est censé être capable de faire suivre le paquet ; ça suppose par
 exemple qu'il est relié par un autre câble à un autre réseau.
 </p>
 <p>
 Pour pouvoir marcher, ce système a besoin que les ordinateurs soient dotés
 d'une adresse qui reflète leur position dans le réseau global. L'adresse MAC
 ne convient pas pour cette tâche, d'une part parce que elle est (plus ou
 moins) immuable et ne correspond en rien à la position sur le réseau (un
 portable qu'on débranche d'un endroit et rebranche a un autre ne change pas
 d'adresse MAC), et d'autre part parce qu'on souhaite que ça fonctionne avec
 différents types de connexion (les modems pour les connexions PPP, par
 exemple, n'ont pas d'adresse MAC). On invente alors un nouveau système
 d'adresses, indépendant du protocole utilisé pour connecter les ordinateurs. 
 </p>
 <h3>Le protocole IP</h3>
 <p>
 Ce qui fait Internet, c'est
 <abbr lang="en" title="Internet Protocol">IP</abbr> (et l'on découvre que le
 titre de cette section est un pléonasme). Ce protocole décrit la structure
 des adresses utilisée, la manière d'écrire ces adresses dans les paquets, et
 les moyens d'assurer leur bonne circulation.
 </p>
 <p>
 Nous utilisons actuellement la version 4 d'IP, ce qu'on indique parfois par
 IPv4. Dans cette version, les adresses sont constituées de 32 chiffres
 binaires (bits), ce qu'on écrit généralement sous la forme de quatre nombres
 entre 0 et 255. Par exemple, l'adresse IP de clipper est 129.199.129.1. Une
 nouvelle version d'IP, IPv6, est progressivement mis en place ; les adresses
 y font 128 bits, et sont écrites en hexadécimal ; l'ENS n'est pas reliée en
 IPv6, mais si vous voulez un exemple, 2001:660:3001:4002:2C0:4FFF:FE4E:41D3
 est l'adresse IPv6 du serveur web de
 <a href="http://www.renater.fr/">Renater</a>.
 </p>
 <p>
 Tout ordinateur relié à Internet possède (au moins) une adresse IP, et il
 est le seul à la posséder (dans Internet). Ces adresses sont structurées en
 réseaux et sous-réseaux, en fixant les chiffres de gauche à droite. Ainsi,
 toutes les adresses en 129.199.x.y sont dans l'ENS, et celles en
 129.199.129.y sont plus particulièrement dans la salle S. De l'extérieur,
 quelqu'un qui veut envoyer un paquet à 129.199.129.1 a seulement à savoir
 qu'il doit l'envoyer à l'ENS. C'est ensuite à nos routeurs de finir le
 travail.
 </p>
 <p>
 Les paquets IP comportent tous l'adresse IP de l'expéditeur, celle du
 destinataire, une somme de contrôle qui permet de vérifier qu'il est intact,
 et un numéro de protocole indiquant à quoi va servir ce paquet. Ils
 comportent également un compteur qui limite le nombre de routeurs par lequel
 il peut passer (de manière à ce qu'un paquet perdu ne reste pas éternellement
 à circuler entre des routeurs mal configurés), ainsi que quelques autres
 options. Un des principes d'Internet, c'est que les routeurs font le strict
 minimum : ils doivent se contenter de faire suivre les paquets sans les
 altérer (sauf le compteur ; si un paquet a atteint la limite, le routeur
 l'arrête et envoit un paquet à l'expéditeur pour signaler l'erreur). Un des
 autres principes est que tous les ordinateurs sont égaux : du point de vue
 du protocole, rien ne distingue le super ordinateur central de la NASA de
 votre petit PC personnel ; en particulier, rien ne distingue un serveur d'un
 poste client.
 </p>
 <p>
 IP est conçu sur un principe de <span lang="en">best effort</span> (meilleur
 effort) : les infrastructures (les routeurs) font leur possible pour faire
 parvenir vos paquets, mais sans aucune garantie. Un paquet peut disparaître
 sans laisser de trace, ou bien se perdre au mauvais endroit (mais il n'ira
 en général pas bien loin), ou encore être retardé et arriver après un paquet
 pourtant parti plus tard. Il arrive même qu'un paquet arrive en plusieurs
 exemplaires. Bien sûr, <em>en général</em>, les paquets arrivent bien, et
 dans l'ordre. Ce principe du meilleur effort a l'avantage d'être simple et
 léger ; il est ensuite possible de concevoir un système d'accusés de
 réception et de numéros d'ordre pour assurer la fiabilité de la
 transmission.
 </p>
 <h2>Relier les programmes</h2>
 <h3>Trier les paquets</h3>
 <p>
 C'est bien gentil de dire que votre ordinateur peut envoyer des paquets qui
 arriveront (peut-être) à n'importe quel ordinateur dans le monde, mais vous,
 ce qui vous intéresse, c'est de surfer sur le web et d'envoyer du courrier
 en même temps, et que les informations arrivent. Pourtant, le web et le
 courrier électronique ne sont pas toujours dans le même logiciel : il faut
 donc que plusieurs applications puissent se partager le réseau, et que l'une
 n'aille pas recevoir les données de l'autre.
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 Quand on programme une application réseau, on amierait en général avoir une
 sorte de tuyau : tout ce qu'on dit d'un côté, l'application à l'autre bout
 le reçoit, dans l'ordre, sans perte, et une seule fois, et inversement, on
 reçoit tout ce qu'elle dit. Si les ordinateurs aux deux bouts sont d'accord,
 un tel tuyau peut être simulé : on découpe ce qui doit passer dans le tuyau
 en morceaux assez petits pour tenir dans des paquets, et on les expédie avec
 un numéro d'ordre ; à l'autre bout, l'ordinateur répond par un paquet
 accusant la réception, et utilise les numéros pour remettre de l'ordre. Si
 on constate qu'un accusé de réception tarde, on réexpédie le paquet
 incriminé, au pire il arrivera en double et ce n'est pas grave.
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 Tant qu'on en est à rajouter des numéros aux paquets, on peut ajouter encore
 quelques informations. Par exemple l'identité du programme qui l'a envoyé,
 ou l'identité du programme qui doit le recevoir. Avec tout ça, on peut
 concevoir des <dfn>connexions</dfn> réseau : un tuyau virtuel entre un
 ordinateur et un autre, avec une extrémité qui envoit des paquets, attend
 des accusés de réception, et réexpédie les paquets qui se perdent, et
 l'autre extrémité qui reçoit les paquets et les remet dans l'ordre. Quand un
 paquet arrive sur un ordinateur, le système réseau consulte son contenu pour
 voir ses références, et trouve dans ses tables à quelle connexion il
 appartient.
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 Tout ceci est normalement fait par le système d'exploitation des
 ordinateurs, et caché aux programmes. Les programmes, eux, se contentent de
 réclamer une connexion, et ensuite d'utiliser le tuyau. Les données passent,
 ils n'ont pas à se soucier de toute la machinerie interne.
 </p>
 <h3>Le protocole TCP</h3>
 <p>
 Sur internet, le protocole qui sert à établir des connexions est
 <abbr lang="en" title="Transmission Control Protocol">TCP</abbr>. Pour
 distinguer les connexions, TCP utilise un <dfn>numéro de port</dfn>, un
 petit nombre (entre 1 et 65535), qu'on peut voir un peu comme le casier d'un
 élève, alors que l'adresse IP correspond à « 45 rue d'Ulm ». Une connexion est
 identifiée par quatre données :
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 <ul>
 <li>l'adresse IP de l'ordinateur de départ ;</li>
 <li>le port sur cet ordinateur ;</li>
 <li>l'adresse IP de l'ordinateur d'arrivée ;</li>
 <li>le port sur cet ordinateur</li>
 </ul>
 <p>
 Chaque paquet échangé dans le cadre d'une connexion rappelle ces quatre
 références. On peut remarquer que sur un ordinateur donné, le même port peut
 participer à plusieurs connexions. De fait, ça arrive assez souvent, mais
 jamais aux deux extrémités à la fois (même si rien ne l'interdit
 fondamentalement).
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 Les connexions TCP sont toujours doubles : dans un sens et dans l'autre
 entre les mêmes extrémités.
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 Du point de vue du programme, une connexion est un objet sur lequel on peut
 lire et écrire des données. Sous Unix, ça se présente presque de la même
 manière qu'un fichier. Le système d'exploitation sait à quel programme
 chaque connexion active « appartient », et fait tout le nécessaire.
 </p>
 <h3>Clients et serveurs</h3>
 <p>
 Comme dans toutes relations de couple, aux débuts d'une connexion, il faut
 que l'un des deux fasse le premier pas, alors que l'autre se contente
 d'attendre. En informatique, l'extrémité de la future connexion qui attend
 s'appelle un <dfn>serveur</dfn> (eh oui, c'est le contraire du restaurant,
 où le serveur vient à votre table prendre la commande), tandis que
 l'extrémité qui fait le premier pas (qui envoit le premier paquet) s'appelle
 le <dfn>client</dfn>. Après l'échange de quelques paquets (trois, avec TCP)
 pour vérifier qu'il y a bien un serveur au port demandé, pour se mettre
 d'accord sur la taille des paquet, etc., la connexion est établié.
 </p>
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 Une fois que c'est fait, il n'y a du point de vue du réseau plus de
 différence entre les deux extrémités. Cependant, le dialogue entre les
 programmes ne sera probablement pas symétrique : une fois une connexion
 établie entre votre navigateur web et
 <a href="http://www.google.com/">Google</a>, c'est bien votre navigateur web
 qui va poser une question à Google et non l'inverse. Il arrive néanmoins que
 ça finisse par être symétrique, en particulier dans le cas de dialogue en
 direct (avec ytalk par exemple) ou de jeux en réseau sans serveur central.
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 <p>
 L'important est que les deux extrémités se comprennent. Pour ça, elles
 doivent encore une fois coder leurs données d'une certaine manière : encore
 un protocole. Cette manière n'est d'ailleurs pas la même s'il s'agit de web,
 de mail, ou d'autres activités tout aussi passionnantes.
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 Les plus attentifs doivent se poser une question : il y a sur l'ordinateur
 de Google (dont l'adresse IP est 216.239.59.99) 65535 ports différents,
 comment notre navigateur web a-t-il deviné le quel contacter ? La réponse
 est simple : le web, c'est sur le port 80. Pourquoi 80 ? C'est comme ça. Les
 services importants ont des numéros de port qui leur sont dédiés, l'IANA les
 <a href="http://www.iana.org/assignments/port-numbers">recense</a>. Les
 services moins répandus prennent un port plus ou moins au hasard, en
 espérant ne pas entrer en conflit avec un autre service, et comme c'est la
 même personne qui écrit les programme client et serveur c'est le même qui
 est utilisé des deux côtés.
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 Sous Unix, il faut des droits spéciaux pour créer un serveur sur un port en
 dessous de 1024, ce qui permet d'être sûr, quand on donne son mot de passe à
 SSH (port 23) ou à IMAP (port 143), d'être bien en train de parler au
 programme autorisé. Au dessus de 1024, c'est libre. Certains se rappellent
 peut-être que le serveur web des élèves était
 <code>http://www.eleves.ens.fr<strong>:8080</strong>/</code>. Ceci veut dire
 qu'il était sur le port 8080 au lieu du 80 habituel, justepent parce qu'il
 aurait fallu des droits supplémentaires pour avoir 80.
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 <p>
 Pour le client, c'est en général plus simple : le programme laisse le
 système d'exploitation choisir un port inutilisé. Certains programmes
 forcent l'utilisation d'un port en dessous de 1024 pour prouver qu'ils ne
 sont pas n'importe quel utilisateur, mais cette pratique tombe en désuétude
 au profit de méthodes cryptographiques.
 </p>
 <h2>Plus pour nous faciliter la vie</h2>
 <h3>Le DNS</h3>
 <p>
 Se rappeler les adresses IP, ce n'est pas facile. Et ce sera encore pire
 avec IPv6. Mais le problème n'est pas nouveau : on a le même avec les
 numéros de téléphone, et pour le résoudre on a inventé l'annuaire.
 L'annuaire pour Internet s'appelle le
 <abbr lang="en" title="Domain Name System">DNS</abbr>, et fonctionne bien
 entendu en réseau.
 </p>
 <p>
 À l'échelle d'un site, ou d'un fournisseur d'accès, il y a un (ou plusieurs)
 ordinateur, que tous les autres connaissent par son adresse IP, et sur
 lequel tourne un programme qui écoute sur le port 53 et qui se charge de
 répondre aux questions du genre « quelle est l'adresse IP de
 <code>www.google.com</code> ? ».
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 <p>
 Ce programme n'a en général pas la réponse, mais il a l'adresse d'autres
 ordinateurs à qui demander, qui eux-mêmes peuvent ne pas savoir mais avoir
 l'adresse d'autres ordinateurs, etc. Le système est hiérarchique. Il y a à
 la racine quelques ordinateurs (une douzaine) qui savent qui s'occupe des
 <code>.com</code>, qui s'occupe des <code>.org</code>, qui s'occupe des
 <code>.fr</code>, etc. Dans le cas des <code>.fr</code>, il y a encore
 quelques ordinateurs, gérés par des organismes français (enfin, pas tous),
 qui savent à qui s'adresser pour chaque domaine. Et ainsi de suite.
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 Par exemple, pour connaître l'adresse de <code>clipper.ens.fr</code>, il
 faut commencer par interroger l'un des serveurs racine, par exemple
 198.41.0.4, qui répond qui'il ne sait pas, mais que les <code>.fr</code>
 sont gérés par 192.93.0.1, 193.51.208.13, et quelques autres. Si on
 interroge l'un d'entre eux, on apprend qu'il ne sait pas non plus, mais il
 nous informe que <code>ens.fr</code> est géré par 129.199.96.11 (on
 reconnaît le 129.199 : c'est un ordinateur de l'ENS) et quelques autres.
 Enfin, on interroge 129.199.96.11, et on obtient la réponse, à savoir
 129.199.129.1
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 Bien sûr, tous les programmes pour faire ça sont déjà écrits : quand on
 programme une nouvelle application réseau, il suffit d'utiliser la bonne
 fonction de la bibliothèque standard.
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 <div class="metainformation">
 Auteur : Nicolas George.
 Dernière modification le <date value="$Date: 2004-04-12 17:58:46 $"/>.
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