---
### **I. Introduction**
> **Il y a 10 types de personnes dans le monde : celles qui savent compter en binaire et les autres.**
>
> *- Blague de geek*
Le langage binaire est le langage informatique le plus ***bas niveau***.
En effet un ordinateur fonctionnant avec du courant électrique, il n'y a que deux états possible pour un bit à l'instant T.
Circuit fermé, présence de courant : ***1***
Circuit ouvert, absence de courant : 0
De par ses deux valeurs possible, le binaire est donc un système de calcul en ***base 2***.
---
### **II. Les bases de calcul**
**Information** : Quel que soit le calcul, il est à noter que la première valeur possible est toujours 0 (Zero).
#### **2.1 Base 10**
La base 10 est la base naturelle pour l'humain et celle courrament utilisée dans le monde.
De par le fait que les mains humaines disposent de 10 doigts, c'est en effet plus pratique et instinctif pour compter.
on a donc les valeur suivantes possibles :
Valeurs base 10
0 =00
1 = 01
2 = 02
3 = 03
4 = 04
5 = 05
6 = 06
7 = 07
8 = 08
9 = 09
Une fois la valeur maximum atteinte (09) pour incrémenter au delà, on ajoute une dizaine devant l'unité et on continue ainsi à incrémenter.
10, 20, 30 etc... etc...
#### **2.1 Base 2**
En binaire le principe reste le même qu'en base 10 , on à donc 0, 1 et quand la valeur maximum est atteinte, on incrémente.
Valeurs base 2
0 =0
1 = 1
2 = 10
3 = 11
4 = 100
5 = 101
6 = 110
7 = 111
8 = 1000
9 = 1001
etc...
Si de prime abord, cela peut ne pas sembler naturel, il s'agit juste de reproduire la même logique de comptage que la base 10, mais avec seulement 2 valeurs disponible.
---
### **III. l'Octet**
#### **3.1 Construction**
Heureusement, pour rendre tout cela plus lisible et car un bit seul ne fait pas sens dès lors qu'il s'agit de compter au delà de 1, on va regrouper ces bits par paquets. Ces packets sont appelés des ***registres***.
Le registre le plus connu et celui qui sera courrament utilisé est l'***octet*** (un paquet de 8 bits).
Basé sur ce principe on aura donc la représentation suivante : ***00000000***
Et là encore, si cela paraît compliqué, il existe un moyen simple et mnémotechnique de se représenter facilement les valeurs en binaire.
En effet, le binaire à une particularité, pour chaque bit que l'on rajoute devant, on double les possibilité, ce qui fait que chaque bit a une valeur différente. Cela s’appelle un ***Poid*** de bit.
Pour se donner une bonne idée, voici la valeur de chaque bit dans un octet :
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
0
0
0
0
0
0
0
0
#### **3.2 Conversion base 10 / Base 2**
Dès lors, pour convertir des nombres binaires en base 10 et de base 10 en binaire, cela deviens facile.
Il suffit d'additionner les valeurs de tous les bits égaux à 1. Ainsi,
***01101011*** par exemple se note :
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
0
**1**
**1**
0
**1**
0
**1**
**1**
soit : 64 + 32 + 8 + 2 + 1 = ***107***.
De la même manière, pour convertir un nombre en base 10 en binaire, il faudra additionner en partant de la droite les valeurs pour arriver à la somme du nombre que l'on veut et passer leurs valeurs à 1.
***218*** par exemple se note :
Détail de l'opération
128 < 218, donc on part avec 128 = 1.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
0
0
0
0
0
0
0
128 + 64 = 192.
192 < 218, le bit avec une valeur de 64 est donc à 1.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
0
0
0
0
0
192+32 = 224.
224 > 218 donc le bit avec une valeur de 32 est à 0. On passe à la valeur suivante.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
0
0
0
0
0
192+16 = 208.
208 < 218, donc le bit avec une valeur de 16 est à 1.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
**1**
0
0
0
0
208+8 = 216.
216 < 218, donc le bit avec une valeur de 8 est à 1.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
**1**
**1**
0
0
0
216+4 = 220.
220 > 218, donc le bit avec une valeur de 4 est à 0.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
**1**
**1**
0
0
0
216+2 = 218.
218 = 218. On passe donc notre dernier bit (celui dont la valeur est 2) à 1. La valeur des bits restant à droite sera donc 0.
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
**1**
**1**
0
**1**
**1**
0
**1**
0
**128**
**64**
**32**
**16**
**8**
**4**
**2**
**1**
1
1
0
1
1
0
1
0
**Note** : Si l'on additionne toutes les valeurs, le résultat est de 255. Par conséquent, si l'on doit traiter des nombres supérieurs à 255, on ajoutera simplement un octet devant, et l'on poursuivra le tableau de la manière suivante.
32768
16384
8192
4096
2048
1024
512
256
128
64
32
16
8
4
2
1
*octet 2*
*octet 1*
#### **3.3 Les Échelles de tailles**
Partant du principe qu'un octet peut stocker toutes sortes de données et que les bits sont donc l'unité de mesure la plus petite, si l'on veut stocker plus de données, on sera donc obligé d'accoler des octets, ou utiliser des registres plus grands.
Au bout d'un moment, il faudra que nos échelles de mesures continuent d'avoir un sens.
Si on empile beaucoup d'octets, on ne va pas continuer à dire, la taille de ce bloc est de 1 228 283 219 233 274 272 octets.
Pour cela, sur le même principe que les tableau de conversion, on va utiliser d'autre échelles.
A l'instar des unités de mesures classiques (gramme, kilogramme) ( centimètre, mètre, kilomètre) il va falloir établir un tableau de conversion pour faire la mise à l'échelle.
Les unités sont donc les suivante :
- **bit** (unité)
- **octet** (8 bits)
- **KiloOctet** ou **Ko** (1024 octets)
- **MegaOctet** ou **Mo** (1024 Ko)
- **GigaOctet** ou **Go** (1024 Mo)
- **TéraOctet** ou **To** (1024 Go)
- **PétaOctet** ou **Po** (1024 To)
**Note** : A l'américaine, l'octet se dit ***Byte***. Un equivalent est donc, le GigaByte ou Mega byte, etc... Notés : Kb, Mb, Gb, etc...
**Trivia** : au dessus du péta, il y a l'Exa, le Zeta, le Yotta, Ronna, Quetta, ...
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### **IV. Les opérations en binaire**
#### **4.1 Addition**
Cela fonctionne plus ou moins comme une addition standard, avec les retenues.
Selon les principes suivants :
0 + 0 = 0
(0 + 1 ou 1+0) = 1
1+1 = 10 (équivalent de 2) Donc dans ce cas, l'on pose 0 et on retient 1.
Par exemple : ***00100101 + 10110010*** ( soit 37 + 178 )
Détail de l'opération
retenue
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
0
1
1
0
0
1
0
**Total**
**1**
*On commence par la droite. 1+0 = 1, pas de retenue.*
retenue
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
0
1
1
0
0
1
0
**Total**
**1**
0
**1**
**1**
1
*0 + 1 = 1, pas de retenue,*
*1 + 0 = 1, pas de retenue,*
*0 + 0 = 0, pas de retenue,*
*0 + 1 = 1, pas de retenue.*
retenue
**1**
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
0
1
1
0
0
1
0
**Total**
**0**
1
0
1
1
1
*1 + 1 = 10. je pose **0** et je retiens **1**.*
retenue
**1**
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
**0**
1
1
0
0
1
0
**Total**
**1**
0
1
0
1
1
1
***1 **+ 0 = **1** puis **1** + **0** = **1**. Pas de retenue*
retenue
1
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
0
1
1
0
0
1
0
**Total**
**1**
1
0
1
0
1
1
1
*enfin, 0 + 1 = 1, pas de retenue.*
*1*
Nombre 1
0
0
1
0
0
1
0
1
Nombre 2
1
0
1
1
0
0
1
0
TOTAL
1
1
0
1
0
1
1
1
on a donc ***00100101 + 10110010*** = ***11010111*** ( soit 37 + 178 = 215 )
#### **4.2 Soustraction**
La soustraction est un peu plus complexe que l'addition, en effet il va faloir jongler sur les chiffres.
Selon les principes suivants :
0 - 0 = 0
1 - 1 = 0
1 - 0 = 1
0 - 1 = Ne peux pas directement être résolu, nécessite un emprunt.
Par exemple : ***10110010 -*** ***00100101*** ( soit 178 - 37 )
Détail de l'opération
retenue
0
*10*
Nombre 1
1
0
1
1
0
0
1
0
Nombre 2
0
0
1
0
0
1
0
1
**Total**
**1**
*On commence par la droite. 0-1, emprunt à gauche.*
*On barre le 1 à gauche on le remplace par un 0. (car 1-1=0)*
*On ajoute 2 soit **10**2 en remplacement du 0 ce qui donne le calcul 2-1 = 1.*
retenue
0
*10*
Nombre 1
1
0
1
1
0
0
1
0
Nombre 2
0
0
1
0
0
1
0
1
**Total**
0
**1**
*0 - 0 = 0 pas d'emprunt.*
retenues
0
*10*
0
*10*
Nombre 1
1
0
1
1
0
0
1
0
Nombre 2
0
0
1
0
0
1
0
1
**Total**
0
**1**
*0 - 1 non solvable sans emprunts.*
*Pas de 1 adjacent à gauche, on va donc devoir aller chercher le premier disponible pour l'emprunter.*
*on barre le 1 que l'on remplace par* 0 *(1-1=0). Puis on barre le 0 à sa droite pour remplacer par 2 soit **10**2**.***
retenues
**1**
*10*
0
*10*
0
*10*
Nombre 1
1
0
1
1
0
0
1
0
Nombre 2
0
0
1
0
0
1
0
1
**Total**
**1**
0
**1**
On continue à décaler. On soustrait 1 de 2 (**10**2), il reste **1**.
Enfin, on reporte le 1 à droite et on exécute le calcul.
2 - 1 = 1.
on a donc ***10110010 -*** ***00100101*** = ***10001101*** ( soit 178 - 37 = 141 )
---
### **V. Les fonctions binaires**
Les fonctions en binaire ne sont pas des opérations à proprement parler mais le résultat d'un test livré par ce que l'on appelle en informatique et en électronique une porte logique.
#### **5.1 AND (et)**
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
*Le résultat de la condition est vrai uniquement si les deux termes sont vrais.*
#### **5.2 OR (ou)**
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
*Le résultat de la condition est vrai si au moins l'un des deux termes est vrai.*
#### **5.3 XOR (ou exclusif)**
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
*Le résultat de la condition est vrai seulement si l'un des deux terme est vrai.*
**Trivia** : c'est ce système là qui va être utilisé pour calculé des bits de parité. Dans les matrices RAID par exemple.
Pour aller plus loin : [Wikipedia | Tables de vérité](https://fr.wikipedia.org/wiki/Table_de_v%C3%A9rit%C3%A9)
---
### **VI. Conclusion**
Au sein de l'ordinateur, tout est binaire. De la donnée écrite sur les supports de stockage, jusqu'à l'information transitant par le réseau, en passant par les opérations processeurs et le contenu de la mémoire.
Nous manipulons juste de moins en moins ce type de contenu au fil de l'évolution des langages informatiques et de programmation.
Mais il est cependant important de comprendre (au moins en théorie) comment fonctionne l'informatique sur sa couche la plus basique.
# Hardware - Le RAID
---
### **I.Notions Importantes**
Le RAID ou ‘***Redondant Array of Independant Disk***’ consiste a prendre plusieurs supports de stockage indépendant (HDD, SSD,NVME) et les assembler en un volume virtuel dans le but d’améliorer la performance, la capacité et/ou la tolérance à la panne.
Le RAID ne remplace pas la sauvegarde !!!
- Le but du RAID est avant tout de fournir une extension de capacité de volume et/ou une redondance de disque. Ce qui rendra la machine tolérante à la panne d’un ou plusieurs disques. Mais il ne s’agit en aucun cas d’une sauvegarde et une donnée perdue au sein du volume l’est pour de bon.
- Sur les RAID apportant une tolérance à la panne, si un disque tombe en panne, celui-ci peut être remplacé. Le volume commencera alors automatiquement une reconstruction de volume.
- Durant une reconstruction, le système **n’est plustolérant à la panne** jusqu’à la fin de la reconstruction. Toute nouvelle défaillance durant cette période entrainera la perte des données.
Il est fortement recommandé de prendre des disques de même performance et capacité.
- En effet, lorsque les disques seront agrégés ensemble dans un volume, l’ensemble des disques ajusteront leurs performances sur celui qui a la plus basse disponible. Cela s’explique par la nécessité d’utiliser simultanément plusieurs disques, ce qui ne peut se faire que si tous les disques ont la même vitesse de lecture/écriture. Sinon il y aurait un risque de désynchronisation.
- Concernant la capacité, il s’agit a peu prés de la même raison. Si un disque est plein avant les autres, les données ne pourront théoriquement plus être écrites que sur les disques où il reste de l’espace libre. Or le but recherché ici est d’avoir une redondance des données ou d’agréger ensemble des volumes.
Pour ajouter un niveau de sécurité en plus, il est conseillé de prendre des disques provenant de lots différents.
- En effet, des disques provenant tous du même lot et du même constructeur auront statistiquement la même chance de tomber en panne. Or la plupart des types de RAID classiques ne tolèrent qu’une seule panne. Ainsi, choisir des disques provenant de lots différents et donc n’ayant pas été fabriqués au même moment réduira le risque d’avoir une panne simultanée de plusieurs disques, ce qui entrainerai la perte des données du volume.
---
### **II. Raid matériel vs raid logiciel**
#### **2.1 Raid matériel**
Ce type de RAID fait appel a une carte contrôleur matérielle dédiée. La carte est ajoutée au serveur et les disques sont branchés dessus.
Le principal avantage de cette méthode est que la carte dédiée dispose de son propre processeur, mémoire et stockage pour faire la mise en cache des données et les calculs de lecture ou écriture. Le volume RAID est directement présenté au système.
Celui-ci n’a donc pas a gérer les calculs liés a la répartition des blocs et toute la puissance de calcul de la machine peut être exploitée par le système.
Convient à des environnements de production.
**Pours :**
**Contres :**
- Plus performant que le raid logiciel.
- Ne sollicite pas la puissance de calcul.
- Indépendant du système d’exploitation.
- Plus coûteux (achat d’une carte dédiée).
#### **2.2 Raid logiciel**
Ce type de RAID est géré par le système. Cela le rend indépendant du Hardware mais l’absence de matériel dédié implique que les calculs doivent être gérés par le système. Utilisant donc le processeur, la mémoire et le cache des disques pour réaliser les calculs et impactant donc les performances systèmes.
Il faut donc prévoir plus de puissance que nécessaire pour compenser la baisse de performance.
Cependant, en cas de panne totale ou changement du matériel, l’ensemble du matériel peut être remplacé sans problème. Ce qui n’est pas forcément toujours le cas sur du RAID matériel (si la carte RAID lâche par exemple).
Plus adapté a un usage sur les postes de travail ou un usage domestique.
**Pours :**
**Contres :**
- Moins coûteux.
- indépendant du matériel.
- impacte les performances.
#### **2.3 Raid Pseudo-matériel**
C’est un hybride des deux modes ci-dessus. Un contrôleur RAID est intégré à la carte mère et le système pourra s’appuyer dessus pour contrôler le RAID. Cependant, celui-ci reste géré logiciellement .
L’avantage de ce mode est surtout pour les PC de bureau. Beaucoup de cartes mères haut de gamme disposent de cette option et cela permet de mettre en place un RAID a moindre coût.
---
### **III. Principaux types de raid**
#### **3.1 Raid 0 - Striping**
Prérequis : 2 disques ou plus.
Le RAID 0 ou ‘**striping**' est le niveau le plus basique de RAID.
Il s’agit tout simplement de prendre tous des disques participant et de les mettre ensemble pour présenter un seul gros volume au système. Permettant ainsi de cumuler les capacité des disques et d’exploiter en parallèle leurs bandes passantes. Améliorant très significativement les performances lors de la la lecture ou écriture des données.
*Source : amenschool*
espace exploitable : Total des disques.
Dans ce cas, deux disques de 500Go par exemples seront vu comme un volume logique de 1To (2\*500Go)
**Pours :**
**Contres :**
- Très performant.
- Permet de disposer de gros volumes.
- Capacité maximale.
- N’offre aucune sécurité.
#### **3.2 Raid 1 - Mirroring**
Prérequis : 2 disques
Maximum : 32 \**voir RAID Combiné 0+1*
Le Raid 1 ou ‘***mirroring***’ consiste a prendre un disque et en faire un ‘miroir’ sur un second disque.
Chaque donnée est ainsi écrite en double, une fois sur le disque 1 et une fois sur le disque 2.
Bien que cela soit une perte nette de capacité, le système devient ainsi redondant et donc tolérant a la panne d’un des deux disques.
En situation normale, les données seront lues à partir des deux disques, augmentant ainsi les performances en lecture.
L'écriture en double de toute données quand à elle, diminue légèrement les performances en écriture.
La tolérance a la panne est de 1 disque.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/0Jkimage-png.png)*Source : amenschool*
espace exploitable : Total des disques / 2
Dans ce cas, deux disques de 500Go par exemples seront vu comme un volume logique de 500Go
**Pours :**
**Contres :**
- Sécurisé (perte 1 disque).
- Idéal pour un disque système.
- Seule la moitié de la capacité est utilisable.
#### **3.3 Raid 5 - Striping with parity Across drives**
Prérequis : 3 disques minimum
Maximum : 32 (dépendant du contrôleur utilisé)
Le RAID 5 utilise un algorithme combinant les avantages des deux niveaux de RAID précédents, bien que fonctionnant de manière totalement différente.
En effet, dans ce mode de fonctionnement, les données seront constituées en blocs.
Chaque bloc sera coupé en deux et un bloc de parité sera créé et placé sur un autre disque que ceux contenant les demi blocs.
Sur le schéma suivant, le bloc A est coupé en deux blocs A1 et A2 placés chacun sur un disque puis un bloc de parité P est créé et placé sur le disque 3.
Le bit de parité est ensuite décalé et ainsi de suite de sorte a ce qu’un disque ne contienne pas uniquement les blocs de parités. Ce qui optimise l’espace utilisable.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/93gimage-png.png)*Source : amenschool*
Pour aller plus loin
Pour aller plus loin, l’opération faite sur les blocs au niveau binaire est un XOR.
Table XOR :
Ce qui donne par exemple : bloc initial 0110110111010100
Bloc1 (disque 1) = 01101101
Bloc 2 (disque 2) = 11010100
Bloc de parité (disque 3) = 10111001
espace exploitable : Capacité Totale des disques - Capacité de 1 disque
Dans ce cas, trois disques de 500Go. la capacité utilisable est donc (500\*3)-500 = 1To
**Pours :**
**Contres :**
- Sécurisé (perte 1 disque).
- Idéal pour un disque de données.
- Bon compromis entre capacité et fiabilité.
- perte de capacité équivalente à 1 disque
- impact sur les performances
#### **3.4 Raid 6 - Striping with dual parity Across drives**
Prérequis : 4 disques minimum
Maximum : 32 (dépendant du contrôleur utilisé)
Le RAID 6 fonctionne sur le même principe que le RAID 5 mais améliore néanmoins celui-ci en redondant le bloc de parité, ce qui augmente la tolérance à la panne.
*Source : amenschool*
espace exploitable : Capacité Total des disques - Capacité de 2 disque
Dans ce cas, quatre disques de 500Go. La capacité utilisable est (500\*4)-(2\*500)=1To
**Pours :**
**Contres :**
- Sécurité exceptionnelle (2 disques).
- Idéal pour volume de stockage infra.
- Seule la moitié de la capacité est utilisable.
- Coûteux
#### **3.5 Autres types de RAID**
Il existe d’autres types de RAID assez exotiques, comme le RAID 3, 4, RAIDn ou RAIDdp
Pour des renseignement exhaustif sur le RAID : [https://fr.wikipedia.org/wiki/RAID\_(informatique)](https://fr.wikipedia.org/wiki/RAID_(informatique))
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### **IV. Combiner les niveaux de RAID**
Il est possible de combiner plusieurs Type de RAID entre eux pour tirer le maximum de performance ou de sécurité de ceux-ci. Cependant, ces solutions sont assez peu répandues à moins d’avoir un besoin spécifique car elles deviennent rapidement très coûteuses.
La notation se fera alors de la façon suivante :
01 ou 0+1 = un RAID 1 de volumes en RAID 0
10 ou 1+0 = un RAID 0 de volumes en RAID 1
#### **4.1 Le RAID 0+1**
Prérequis : 4 disques minimum
Maximum : 32 (dépendant du contrôleur utilisé)
Il s’agit de prendre plusieurs volumes en ‘***striping***’ et de les ‘***mirorer***’ entre eux.
Ce qui permet d’agréger ensemble plusieurs volumes pour présenter un gros volume, qui sera ensuite lui-même mis en miroir sur un autre agrégat équivalent.
Dans ce niveaux, même sir une grappe RAID 0 peut être perdue, on vise avant tout les volumes de grosses capacité.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/xvOimage-png.png)*Source : amenschool*
espace exploitable : Capacité totale des disques / 2
Dans ce cas, quatre disques de 500Go. La capacité utilisable est (500\*4)/2=1To
#### **4.2 Le RAID 1+0**
Prérequis : 4 disques minimum
Maximum : 32 (dépendant du contrôleur utilisé)
Il s’agit de l’inverse du RAID 01. Au lieu d’agréger des disques et de les ‘***mirorer***’ ensuite. On agrégera une série de disques en miroirs. Cela permet de répartir différemment les pertes de disques au sein des grappes.
Ce niveau de RAID est extrêmement fiable car il faut qu’une grappe entière soit défectueuse avant de perdre les données.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/bjAimage-png.png)*Source : amenschool*
espace exploitable : Capacité totale des disques / 2
Dans ce cas, quatre disques de 500Go. La capacité utilisable est (500\*4)/2=1To
#### **4.3 Autres exemples**
# Hardware - La fibre optique
### **I. Introduction**
La demande fréquente de connexions sur des bandes passantes plus élevées et de connexions plus rapides a considérablement influencé la croissance du marché des assemblages de câbles à fibre optique, en particulier la fibre monomode (SMF) et le câble à fibre multimode (MMF). Bien que ces deux types de câbles à fibre optiques soient largement utilisés dans de diverses applications, le problème—fibre monomode vs fibre multimode reste le même.
Le but de ce support est de détailler la construction de base d'un réseau fibre, la distance de la fibre, le coût et la couleur de la fibre, afin d'effectuer une comparaison approfondie entre les fibres monomodes et multimodes. Le thème du MUX/DEMUX sera aussi abordé.
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### **II. Caractéristiques techniques**
#### **1.1 Monomode vs multimode**
La fibre monomode signifie que la fibre permet de propager un type de mode d'éclairage à la fois. Alors que la fibre multimode signifie qu’elle peut propager plusieurs modes. La différence entre les fibres monomodes et multimodes se résume principalement dans le diamètre, la longueur d'onde, la source lumineuse et la bande passante du cœur de la fibre.
Diamètre du coeur
Le diamètre du noyau de fibre monomode est beaucoup plus petit que celui de la fibre multimode. Le diamètre typique du noyau est de 9 µm même s'il y en a d'autres disponibles. Le diamètre du cœur de la fibre multimode est généralement de 50 µm et de 62,5 µm, ce qui lui permet d’avoir une capacité de «collection de lumière» supérieure et de simplifier les connexions. Le diamètre de la gaine des fibres monomodes et multimodes est de 125 µm.
À cause de la grande taille de cœur des fibres multimodes, certaines sources lumineuses à faible coût, telles que les diodes électroluminescentes et les lasers à cavité verticale fonctionnant à la longueur d'onde de 850 nm et 1310 nm, sont utilisées dans les câbles multimodes. Alors que la fibre monomode utilise souvent un laser ou des diodes laser pour produire de la lumière injectée dans le câble. La longueur d'onde de la fibre monomode couramment utilisée est 1310 nm et 1550 nm.
**Bande passante**
La largeur de la bande de fibre multimode est limitée par son mode d'éclairage et la bande passante maximale actuelle est de 28 000 MHz \* km de fibre OM5. Alors que la bande passante monomode en fibre est théoriquement illimitée, elle permet de faire passer une lumière de mode à la fois.
**Couleur du revêtement**
Selon la définition de la norme TIA-598C, le câble monomode est revêtu d'une enveloppe extérieure jaune, et la fibre multimode d'une enveloppe orange ou aqua. La charte des couleurs est à voir ci-dessous.
On sait que la fibre monomode convient aux applications de longue distance, tandis que la fibre optique multimode est conçue pour les courtes distances. Alors, en ce qui concerne la distance monomode vs multimode, quelles sont les vraies différences ?
Le graphe montre que la distance de fibre monomode est beaucoup plus longue que celle des câbles de fibre multimode au débit de 1G à 10G, mais la fibre multimode OM3/OM4/OM5 prend en charge un débit de données plus élevé. La distance de la fibre optique multimode ayant une taille de cœur importante et prenant en charge plusieurs modes d'éclairage, est limitée par la dispersion du modèle. Alors que la fibre monomode ne l'est pas. C’est la différence essentielle entre eux.
**Coût du câblage**
Le « les coûts de la fibre mode simple vs multimode » est un sujet important dans certains forums. Nombreux de personnes ont exprimé leurs opinions. Leurs points de vue portent principalement sur le coût de l’émetteur-récepteur optique, le coût du système et le coût de l’installation.
**Prix de l'émetteur-récepteur optique**
Comparé aux émetteurs-récepteurs monomodes, le prix des émetteurs-récepteurs multimodes est deux ou trois fois moins inférieur. Le tableau suivant prend comme exemple les émetteurs-récepteurs monomodes Cisco et les émetteurs-récepteurs multimodes compatibles FS.com.
D'après le table, nous pouvons voir que la différence de prix augmente proportionnellement avec la vitesse.
**Prix du système**
Les fibres monomodes sont généralement adaptées à des applications de longue distance, ce qui nécessite des émetteurs-récepteurs à fibre optique dotés de lasers fonctionnant sur des longueurs d’ondes plus longues avec une taille de spot plus petite et une largeur spectrale généralement plus étroite. Ces caractéristiques de l'émetteur-récepteur, associées à un alignement plus précis et à des tolérances de connecteur plus étroites pour des diamètres de noyau plus faibles, entraînent des coûts d'émetteur-récepteur nettement supérieurs et des coûts d'interconnexion globalement plus élevés pour les interconnexions de fibre en mode unique.
Les méthodes de fabrication des émetteurs-récepteurs à base de VCSEL optimisés pour une utilisation avec des fibres multimodes sont plus faciles à fabriquer dans des dispositifs matriciels et coûtent moins cher que les émetteurs-récepteurs monomodes équivalents. Malgré l'utilisation de multi-voies et de réseaux multi-émetteurs-récepteurs, il existe des économies de coûts significatives par rapport à la technologie monomode utilisant un fonctionnement simple ou multicanal sur une connectivité simplex-duplex.
**Coûts de l’installation**
La fibre optique monomode coûte souvent moins cher que la fibre multimode. Lorsque vous construisez un réseau à fibre optique 1G que vous souhaitez dans le futur l’améliorer en 10 G ou même un réseau plus rapide. En économisant les coûts en matière de la fibre pour un mode unique vous pouvez économiser jusqu’a environ demi-prix. Alors que la fibre multimode OM3 ou OM4 augmente de 35% le coût des modules SFP. L'optique monomode est plus chère, mais les coûts de main-d'œuvre liés au remplacement du multimode sont significativement plus élevés, surtout si ceux-ci suivaient OM1—OM2—OM3— OM4. Si vous voulez examiner les ex-SFP ex-fiberchannel, le prix du 1G monomode diminue considérablement. Si vous avez un budget et que vous avez besoin de connexions courtes 10G, les économies au dernier contrôle sont toujours compatibles avec le mode multimode.. Gardez un œil sur ces aspects économiques, car l’histoire suggère que le prix de la prime pour le mode simple diminuera.
#### **1.2 Questions fréquentes**
**Q : Quelle est la meilleure fibre, monomode ou multimode ?**
R : Comme mentionné ci-dessus, les fibres monomodes et multimodes ont leurs propres avantages en termes de coût et d'applications. L’une n’est pas meilleure que l’autre. Il suffit de choisir celle qui convient le mieux à vos applications.
**Q : Est-il possible de mélanger la fibre monomode et multimode ?**
R : La réponse à cette question est "non". La fibre multimode et la fibre monomode ont des noyaux de tailles différentes, et le nombre de modes de lumière qu'elles transmettent est également différent. Si vous mélangez les deux fibres, ou si vous les connectez directement entre elles, vous risquez de subir une perte optique importante, ce qui entraînera un affaiblissement ou une rupture de la liaison. Gardez à l'esprit qu'il ne faut jamais mélanger différents types de câblage au hasard.
**Q : Est-il possible d'utiliser un émetteur-récepteur multimode sur une fibre monomode ?**
R : D'une manière générale, la réponse est "non". Une perte optique importante se produira si un émetteur-récepteur multimode est connecté avec une fibre monomode. Cependant, dans le cas inverse, cela fonctionnera. Par exemple, le SFP monomode 1000BASE-LX peut fonctionner sur un câble à fibre multimode en utilisant un câble à fibre de conditionnement de mode. Parfois, les convertisseurs de médias en fibre optique peuvent également être utilisés pour résoudre ces problèmes entre les émetteurs-récepteurs monomodes et multimodes.
**Q : Fibre monomode ou multimode : laquelle choisir ?**
R : Lorsque vous devez choisir entre un câble à fibre monomode et un câble à fibre multimode, le premier facteur à prendre en compte est la distance de fibre dont vous avez réellement besoin. Par exemple, dans un centre de données, des câbles en fibre multimode suffisent pour une distance de 300-400 mètres. Alors que dans les applications qui nécessitent une distance allant jusqu'à plusieurs milliers de mètres, la fibre monomode est le meilleur choix. Et dans les applications qui peuvent utiliser des fibres monomodes et multimodes, d'autres facteurs comme le coût et futures exigences de mise à niveau doivent être pris en considération pour votre choix.
#### **1.3 Conclusion**
Le système de câblage par fibre monomode convient aux applications de transmission de données à longue distance et est largement déployé dans les réseaux de transport, les MAN et les PON. Le système de câblage fibre multimode a une portée plus courte et est largement déployé dans les entreprises, les centres de données et les réseaux locaux. Quel que soit celui que vous choisissez, vous devez choisir ce qui convient le mieux à vos demandes.
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### **II. Les Types de connecteurs de fibre optique**
#### **2.1 Introduction**
Les acronymes **SC, LC, FC et ST** correspondent aux **types de connecteurs optiques** les plus utilisés pour les applications FTTH et réseaux de communications. Quant à la terminologie **PC/UPC/APC**, cela correspond au **type de polissage** appliqué à la terminaison optique (férule) qui rend possible le passage de l'impulsion optique à travers deux fibres optiques.
Ainsi, par exemple un pigtail typique FTTH avec un connecteur **SC/APC** correspond à un connecteur **SC** avec un polissage **APC**.
**Avant de commencer**: Une bonne pratique est de conserver la propreté des ferrules pour garantir la liaison optique. Si le connecteur devient sale, un nettoyeur optique doit être utilisé pour retirer les poussières et les impuretés.
*Schéma d'un connecteur pour fibre optique de type SC*
#### **2.2 Connecteurs les plus utilisés**
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##### ***2.2.1 Connecteur SC***
Détails d'un connecteur optique SC (Subscriptor Connector or Square Connector)
- **Que signifie SC**: Acronyme de Connector de Suscribor (Connecteur d'abonné) ou de Square Connector (Connecteur carré)
- **Un peu d'histoire**: Développé par Nippon Telegraph & Telephone, il est devenu le connecteur le plus populaire en raison de ses qualités et des coûts de production réduits.
- **Caractéristiques**: Connexion rapide de type push/Pull. Il est compact permettant une bonne densité de connecteur par équipement. Utilisé en FTTH, réseau télécom, CATV, etc.
- **Caractéristiques optiques**: Utilisés en monomode et multimode. Atténuation moyenne de 0,25dB.
##### ***2.2.2 Connecteur LC***
Détail d'un connecteur optique LC (Lucent Connector or Little Connector)
- **Que signifie LC**: Acronyme de Lucent Connector ou Little Connector.
- **Un peu d'histoire**: Développé par Lucent Technologies et mis à disposition en 1997.
- **Caractéristiques**: Similaire à un RJ45 (type push / pull). Corps de connecteur plus compact que le SC. Utilisé pour améliorer la densité des points de raccordement en façade et pour le FTTH.
- **Caractéristiques optiques**: Pour application monomode. Atténuation moyenne de 0,1 dB. Le diamètre de la ferrule est de 1,25 mm.
##### ***2.2.3 Connecteur FC***
Détails d'un connecteur optique FC (Ferrule Connector)
- **Que signifie FC**: Acronyme de Ferrule Connector (connecteur à ferrule).
- **Un peu d'histoire**: Il s'agit du premier connecteur optique utilisant une ferrule céramique, développé par "Nippon Telephone & Telegraph". Son utilisation est devenue moins commune en faveur des connecteurs SC et LC.
- **Caractéristiques**: C'est un connecteur à vis avec fixation résistant aux vibrations, il est pour cela quelque fois utilisés dans des systèmes en mouvement. Il est également utilisé dans des instruments de mesures (comme les OTDR) et très utilisés en CATV.
- **Caractéristiques optiques**: Pour fibre monomode. Perte d'insertion de 0,3 dB en moyenne.
##### ***2.2.4 Connecteur ST***
Détails d'un connecteur optique ST (Straight Tip)
- **Que signifie ST**: Acronyme de Straight Tip (traction droite).
- **Un peu d'histoire**: Développé aux USA par AT&T et utilisé dans les environnements professionnels comme les réseaux d'entreprises et les applications militaires.
- **Caractéristiques**: Connecteur à baïonnette de type BNC mais ne possédant pas de clé de positionnement.
- **Caractéristiques optiques**: Pour fibre multimode. Le manque de précision axial ne permet pas une bonne reproductibilité en monomode.
#### **2.3 Les polissages**
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- **PC**: Contact physique. La terminaison de la ferrule est polie pour obtenir une surface convexe. Cela permet une meilleure surface de contact entre les connecteurs à raccorder, pour arriver à des niveaux de return loss de -30 à -40 dB.
- **UPC**: Ultra Physical Contact. Forme similaire aux ferrules PC, permettant de diminuer le return loss à une plage de -40 à -55 dB grâce à une courbure plus accentuée de la forme convexe.
- **APC**: Contact physique en angle(Angle Physical Contact). La terminaison de la ferrule est polie en forme convexe et inclinée de 8 degré pour permettre une nette amélioration du return loss et atteindre des niveaux de -60 dB. Cela permet l'utilisation de source optique plus puissante et son utilisation en réseau FTTH multi abonnés. Pour cette raison associé à des coûts de production en réduction permanente, la terminaison APC est devenue la plus utilisée.
#### **2.4 Les Chartes couleurs**
##### ***2.4.1 Chartes couleur des connecteurs***
TYPE DE FIBRE OPTIQUE
COULEUR DU CONNECTEUR
62.5/125
Beige
50/125
Noir
50/125 laser optimized
Bleu marine
OM5
Vert clair
Monomode
Bleu
Monomode avec APC
Vert
##### ***2.4.2 Charte couleur des câbles***
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### **III. MUX / DEMUX**
#### **3.1 Définition**
En fibre optique, un MUX/DEMUS ou multiplexeur / Démultiplexeur est une paire d'équipement permettant de faire passer plusieurs signaux distincts sur une même fibre en simultané.
Le principe clé est de découper la lumière "blanche" en plusieurs longueurs d'ondes indépendantes à travers un système de prismes, puis d'affecter chacune de ces longueur d'onde à un flux de données.
Les différentes longueurs d'ondes sont ensuite superposées dans un faisceau unique puis redécoupées à l'arrivée afin de rediriger chaque flux vers sa destination.
On a ainsi les deux équipements suivants :
- **MUX (Multiplexeur)** : *combine* plusieurs longueurs d’onde sur une fibre unique. → Augmente fortement la capacité sans tirer de nouvelles fibres.
- **DEMUX (Démultiplexeur)** : *sépare* ces longueurs d’onde à l’autre extrémité pour les envoyer vers les bons équipements.
Ensemble, ils permettent de transporter **de nombreux services (1G, 10G, 100G…) simultanément**, de manière totalement transparente.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/5uWimage-png.png)
#### **3.2 Caractéristiques techniques**
Il existe 2 architectures possibles pour le MUX/DEMUX, chacun ayant des caractéristiques propres :
- **CWDM** (Coarse Wavelength Division Multiplexing)
- **DWDM** (Dense Wavelength Division Multiplexing)
Voici un rapide comparatif des deux systèmes :
**Besoin**
**CWDM**
**DWDM**
**Distance**
< 80 km
Jusqu’à 1000+ km
**Nombre de services**
Faible à moyen (≤18)
Très élevé (40–160)
**Coût**
Faible
Plus élevé
**Scalabilité**
Limitée
Très forte
**Amplification**
Non (ou très limité)
Oui (EDFA)
**Débits par canal**
1–10G
10G–800G
Caractéristiques techniques détaillées.
1\) **Espacement des longueurs d’onde**
- **CWDM : espacement de 20 nm** → Défini par l’ITU‑T G.694.2 → Exemple : 1470, 1490, 1510, 1530 nm… → Large passband → composants moins exigeants → coût réduit.
- **DWDM : espacement de 100 GHz ou 50 GHz** → Défini par l’ITU‑T G.694.1 → En équivalent longueur d’onde : ~0,8 nm ou ~0,4 nm. → Permet un **grand nombre de canaux** dans la même bande C/L.
**Conséquence :** CWDM = spectre “grossier”, DWDM = spectre “dense”.
2\) **Nombre de canaux disponibles**
- **CWDM : jusqu’à 18 canaux** (1270–1610 nm) → En pratique, souvent moins sur >40 km à cause du “water peak” autour de 1383 nm Smartoptics. CWDM vs DWDM explained: key differences and when to use each.
- **DWDM : 40, 80, 96 voire 160 canaux** selon le plan de fréquences → Les systèmes modernes en C+L band peuvent dépasser 96 canaux.
3\) **Distance et amplification**
- **CWDM : typiquement < 80 km** → Pas d’amplification EDFA sur toute la bande (amplification limitée) → Idéal pour campus, MAN, accès, datacenters locaux.
- **DWDM : 1000 km+ avec amplification** → Compatible EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) dans la bande C/L → Utilisé en backbone, DCI longue distance, opérateurs.
4\) **Capacité totale transportable**
- **CWDM : typiquement 1G à 10G par canal** (selon les optiques) → Capacité totale limitée par le faible nombre de canaux.
- **DWDM : 10G, 40G, 100G, 400G, 800G par canal** → Avec modulation cohérente + FEC. → Les systèmes modernes atteignent plusieurs Tbit/s par fibre, jusqu’à **plusieurs dizaines de Tbit/s** (ex. 19,2 Tbit/s sur une paire de fibres selon les plans 96×100G) — cohérent avec les capacités annoncées dans les sources .
**CWDM (Coarse WDM)**
**DWDM (Dense WDM)**
Espacement large entre les longueurs d’onde
Moins de canaux (généralement 8 à 18)
Idéal pour < 80 km, plus économique
Espacement très fin (50 ou 100 GHz)
Jusqu’à **80–96 canaux** sur une paire de fibres
Permet l’amplification et les longues distances (backbone, datacenters)
Capacité pouvant atteindre **19,2 Tbit/s** par paire de fibres
Pour résumer, le CWDM est globalement moins cher :
- Tolérance plus large sur les lasers → optiques moins coûteuses.
- Pas d’amplification → pas de line system actif → OPEX réduit.
- MUX/DEMUX passifs plus simples → insertion loss plus faible à gérer.
Tandis que le DWDM est plus complexe :
- Besoin de lasers très précis (stabilité thermique).
- Gestion du budget optique plus stricte (OSNR, dispersion, FEC).
- Amplification + éventuellement dispersion compensation.
- Souvent intégré dans des “line systems” avec supervision.
#### **3.3 Cas d'usage**
L'utilisation du couple MUX / Demux est intéressant dans les cas suivants :
- **Augmenter la capacité** d’une fibre existante sans travaux lourds
- **Optimiser les coûts** dans les datacenters et réseaux métropolitains
- **Transporter plusieurs services** (voix, data, vidéo, interconnexions DC) sur la même infrastructure
- **Évolutivité** : on ajoute des canaux au fil des besoins
#### **3.4 Conclusion**
Le MUX/DEMUX est un moyen **simple, passif et très efficace** d’augmenter la bande passante des fibres optiques en utilisant le spectre lumineux. C’est une technologie centrale dans les réseaux modernes, des PME jusqu’aux opérateurs télécoms.
# Hardware - Un ordinateur
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### **I.Introduction**
Un ordinateur est défini comme étant une machine automatique de traitement de l'information, obéissant à des programmes formés par des suites d'opérations arithmétiques et logiques.
Est considéré comme ordinateur tout système possédant les caractéristiques suivantes :
- Effectuer des calculs et opérations préprogrammées.
- Stocker des informations.
- Avoir une capacité de mise en réseau.
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### **II. Différents Types d'ordinateurs**
#### **2.1 Les clients (Endpoints ou Workstations)**
Il s'agit des ordinateurs les plus courants. Beaucoup en ont un chez eux.
Ce sont les ordinateurs avec lesquels nous interagissons au quotidien. Qu'il s'agisse du contexte personnel ou professionnel.
Toutefois, dans le contexte professionnels, ceux-ci sont appelés '***clients***' ou '***endpoints***' (points de terminaisons) car c'est à travers eux que l'utilisateur va interagir avec le système informatique ou '***SI***' de l'entreprise.
**Info** : Le cas des tablette est un peu particulier car il existent de plus en plus des solutions hybrides tablettes / laptop.
#### **2.2 Les serveurs (Servers)**
Pas définition, un serveur est un ordinateur rendant des '***services***'. cela peut être à peu près sur n’importe quel matériel.
Cependant, pour des besoins de performance de fiabilité, la plupart du temps il s'agit de matériel spécifique dont l'architecture matérielle est optimisée pour son usage et sa durée de vie.
Les matériels dédiés serveurs redondent également leurs composants afin de palier à une panne matérielle.
Il existent sous 3 formats :
**Info** : Les microserveurs n'ont souvent pas le même niveau de redondance que leurs grand frères et sont souvent destinés aux TPE/PME en raison de leur budget abordable par rapport deux autres qui dépassent souvent les 10 ou 20 000 €.
#### **2.3 Les Barebones**
Il existe également des “Barebones” qui sont des bases dites “nues” et sans OS pour créer un système personnalisé. Le coût de ceux-ci sont relativement bas, mais il faut prévoir d’ajouter un OS et les pièces nécessaires.
#### **2.3 Les smartphones et tablettes**
De plus en plus rangé dans la catégorie des ordinateurs classique de par leur versatilité, ils n'en sont pas moins différents de par leurs systèmes emparqués, spécifiquement conçu pour leurs usages.
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### **III. IoT vs Embended**
Il existe également deux autres catégories. Les objets connectés ou '***IoT***' (**I**nternet **O**f **T**hings) et l'informatique embarquée ou en anglais '***Embended** **computing**'.*
Bien que très proche en pratique, la différence se fait essentiellement sur la connectivité.
#### **3.1 Embended**
Il s'agit de tout les objets pilotés par informatique ou carte électronique n'ayant pas forcément de connexion à un réseau.
Cela ne veut pour autant pas dire qu'ils ne sont pas communicants. Ils peuvent en effet communiquer ou être pilotés par des technologies filaires ou radio par exemple.
#### **3.2 IoT**
Les objets IoT se distinguent par leur connectivité.
Il s'agit souvent de systèmes embarqués, mais disposant d'une capacité de mise en réseau et/ou communiquant avec des systèmes de contrôle et de reporting centralisés.
Dans les cas les plus "extrêmes", ceux-ci disposeront même de leur propre OS multitâche.
#### **3.3 Le raspberry PI**
Il s'agit d'un objet un peu à part car il croise à lui tout seul 3 domaines.
- Le mini-pc
- Le contrôleur
- L'objet connecté
Il se définira au final plus par son usage que par ses capacités réelles.
Celui-ci dispose en effet de tout le matériel d'un ordinateur. Se distinguant de celui-ci par son architecture (ex: processeur ARM).
Mais il dispose également de GPIOs permettant de relier des capteurs ou des systèmes électroniques complets afin de les piloter.
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-08/7joimage.png)
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### **III. Les composants**
Voici une liste des composants nécessaires au bon fonctionnement d'un ordinateur
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/xTrimage-png.png)
**Info** : Sur les objets connectés, ils existent également, mais sous une forme miniaturisée et optimisée pour l'usage. Souvent même de simples puces électroniques très sophistiquées.
Comme dit en I. Pour les serveur, la plupart des composants sont redondés à des fins de résilience ou de performances :
[](https://docs.labs404.fr/uploads/images/gallery/2026-08/Xu9image.png)
# Hardware - Séquence de démarrage
Difficulté : Débutant
Notions : Systèmes, matériel, séquence de démarrage.
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### **I. Introduction**
Entre le moment où l'on presse le bouton '***start***' et le moment où l'on arrive sur le bureau, il se passe beaucoup de choses.
Comprendre la séquence de démarrage permet de diagnostiquer les pannes, optimiser les performances, sécuriser le système et mieux comprendre l’architecture matérielle/logicielle. C’est une compétence clé pour tout technicien ou administrateur système.
Mais également pour bien comprendre les aspects matériels de la cybersécurité.
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### **II. Phase matérielle**
Voici à quoi ressemble la séquence côté matériel :
#### **2.1 Power On**
Au moment de l'appui, le bouton d’alimentation ferme un circuit électrique qui envoie un signal à l’alimentation (PSU). Celle-ci fournit une tension stable aux composants (CPU, RAM, chipset, périphériques). Le système passe de l’état S5 (Soft Off) à S0 (Fully On).
La PSU vérifie que les tensions sont stables. Il envoie ensuite le signal Power Good à la carte mère, indiquant que le CPU peut commencer l’exécution. Sans ce signal, aucun démarrage n’est possible.
#### **2.2 Init firmware (BIOS / UEFI)**
Le CPU démarre à une adresse fixe en ROM où se trouve le BIOS/UEFI.
Il charge son microcode interne, puis exécute le firmware.
**Info** : Son microcode peut être mis à jour lors des mises à jour BIOS / UEFI
Le firmware initialise alors les composants essentiels : RAM, contrôleurs, bus, clavier, GPU, etc.
#### **2.3 Le POST**
Le POST, pour '***Power On Self Test***' (auto diagnostic de démarrage), vérifie l’intégrité minimale du matériel : RAM, CPU, GPU, clavier, stockage. En cas d’erreur, le système émet des bips ou affiche un code. Si tout est correct, le firmware passe à la phase suivante.
*Par exemple :*
- *RAM défectueuse non reconnue ou mal alimentée = bips répétés.*
- *RAM défectueuse = boucle de reboot*
- *Bootloader corrompu = “Operating System not found”*
- *Secure Boot = “Signature invalid”*
- *TPM = “BitLocker recovery key required”*
#### **2.4 Initialisation périphériques**
Le firmware détecte les périphériques bootables (SSD, HDD, USB, réseau). Il applique les paramètres UEFI/BIOS (ordre de boot, Secure Boot, mode AHCI/RAID, etc.). Il détecte et initialise également les périphériques spécifiques (cartes RAID, fond de panier, etc...)
#### **2.5 *optionnel - Vérification d’intégrité via TPM (PCR)***
C'est à ce moment que TPM (**T**rusted **P**latform **M**odule) est chargé.
- Le TPM stocke des **mesures cryptographiques** (PCR) sur l’intégrité du système : firmware, configuration UEFI, bootloader, fichiers critiques.
- Lors du démarrage, l’UEFI **interroge le TPM** pour vérifier que l’environnement n’a pas été modifié.
- Si les mesures ne correspondent pas (rootkit, bootkit, modification du firmware), le TPM **refuse de libérer les clés de déchiffrement**.Point sur le bootkit
- **Quest-ce qu'un bootkit ?**
Un **bootkit** est un malware qui s’installe dans la chaîne de démarrage, avant le système d’exploitation. Il modifie le firmware, le bootloader ou les fichiers de démarrage pour prendre le contrôle très tôt. Il permet à l’attaquant de charger du code malveillant avant que l’OS ne soit protégé. C’est l’une des formes les plus avancées de persistance.
- **Pourquoi est-il si difficilement détectable ?**
Il s’exécute **avant** l’antivirus, l’OS et les outils de sécurité. Il peut masquer ses fichiers, falsifier les mesures d’intégrité et contourner les logs. Les scanners classiques ne voient pas les modifications du firmware ou du bootloader. Il peut survivre à une réinstallation du système si le firmware est compromis.
- **Comment TPM et secure boot protègent des rootkits ?**
**Secure Boot** vérifie que le firmware, le bootloader et les binaires de démarrage sont **signés** et non modifiés. Le **TPM** enregistre des mesures cryptographiques (PCR) de chaque étape du boot. Si un bootkit modifie un composant, les signatures ou les PCR ne correspondent plus. Le système bloque le démarrage ou demande la clé de récupération (BitLocker), empêchant l’exécution du bootkit.
Le firmware compare les mesures stockées dans le TPM avec celles calculées au démarrage.
Si elles diffèrent, le système peut bloquer le démarrage ou refuser l’accès aux clés BitLocker.
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### **III. Phase de Bootloader**
#### **3.1 Choix du périphérique de démarrage**
En fonction des priorités définies dans le BIOS, le firmware va choisir le mode de démarrage et le périphérique concerné.
Le firmware lit le premier secteur du disque (MBR) ou la partition EFI (GPT). Il y trouve le bootloader (Windows Boot Manager, GRUB, etc.).
Le bootloader est un programme minimal chargé en mémoire. Il prépare le lancement du système d’exploitation : sélection du noyau, options de démarrage, gestion du multi-boot.
Si '***secure boot***' est activé, Celui-ci vérifie la signature du bootloader. Il empêchera alors les bootkits non signés de démarrer.
**Conseil** : La plupart des BIOS / UEFI ont une fonction de '***boot override***' ou '***One Time Boot***' permettant de sélectionner un périphérique de démarrage spécifique exceptionnellement. Le système pourra alors démarrer sur ce périphérique en ignorant temporairement sa séquence de démarrage habituelle.
**Info** : Il est également possible de choisir de démarrer sur le réseau. Entamant ainsi une séquence de démarrage spécifique qui ne sera pas couverte ici.
#### **3.2** ***optionnel - Déverrouillage du disque via BitLocker***
BitLocker intervient juste après le firmware, au moment du chargement du bootloader, et avant le chargement du noyau. Il chiffre le disque système (partition Windows). Pour déchiffrer le disque, il a besoin d’une clé de déverrouillage.Cette clé est stockée dans le TPM ou protégée par un autre mécanisme (PIN, clé USB, mot de passe).
- Le bootloader tente d’accéder à la partition système.
- BitLocker demande la clé de déchiffrement.
- Le TPM libère la clé **uniquement** si l’intégrité du système est validée.
- Une fois le disque déchiffré, le bootloader peut charger le noyau.
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### **IV. Phase logicielle**
Voici à quoi ressemble la séquence côté logicielle :
#### **4.1 Chargement du noyau**
Le bootloader charge le noyau du système (ntoskrnl.exe pour Windows, vmlinuz pour Linux). Le noyau initialise les pilotes essentiels : gestion mémoire, processus, système de fichiers, drivers basiques.
#### **4.2 Initialisation des services**Le noyau lance les services critiques :
- gestion des processus
- gestion des entrées/sorties
- pile réseau
- pilotes matériels
- sécurité (LSASS, SAM pour Windows)
#### **4.3 Initialisation Complète**Le système procède ensuite à l'ensemble des composants non essentiels au démarrage.
- L’initialisation des *drivers non essentiels*
- Le lancement du *service manager* (systemd, init, Windows SCM)
- La gestion des *runlevels* (Linux)
- Le chargement des modules du noyau (drivers dynamiques)
#### **4.4 Montage des volumes / Accès au système**Le système monte les partitions nécessaires (C:, /root, /home…). Il charge les pilotes de stockage avancés (NVMe, SATA, RAID).
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### **V. Phase Utilisateur**
Voici à quoi ressemble la séquence côté Utilisateur :
#### **5.1 Écran de connexion**
Le système démarre l’environnement graphique (GDM, SDDM, Windows LogonUI). Les services d’authentification sont prêts (Kerberos, SAM, PAM). L'écran de connexion s'affiche.
**Info** : En cas de connexion automatique, en l'absence de mot de passe par exemple, cette phase et la phase d'authentification se font quand même, mais sont juste automatisées et transparente pour l'utilisateur.
#### **5.2 Authentification**
Le système vérifie les identifiants, charge le profil utilisateur, applique les stratégies (GPO, scripts de login).
#### **5.3 Chargement de l'environnement**Le système charge :
- l’explorateur (Explorer.exe, GNOME Shell, KDE Plasma)
- les paramètres utilisateur
- les applications au démarrage
- les services en arrière-plan
#### **5.4 Arrivée sur le bureau**Le système est pleinement opérationnel. L’utilisateur peut interagir avec l’interface graphique, lancer des applications, accéder aux fichiers et aux ressources réseau.
**Info** : Sur un système sans GUI, donc un système CLI, il n'y a pas d'initialisation d'environnement graphique. Mais cette phase à tout de même lieu à travers, le prompt d'authentification, l'authentification et le chargement de l'environnement utilisateur.
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### **VI. Conclusion**
La séquence de démarrage est un enchaînement précis de phases matérielles et logicielles. La maîtriser permet de diagnostiquer les pannes, optimiser les performances et comprendre le fonctionnement interne d’un système moderne. C’est une base essentielle pour tout professionnel de l’informatique.
