2-LES RéSEAUX INFORMATIQUES

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CI14 : Caractérisation des chaînes d’info, réseaux
3. Topologie Physique des réseaux locaux
Durée : 1h30
La topologie définit la structure du réseau.
La définition de la topologie comprend 2 parties : la topologie physique, représentant la
disposition effective des câbles (média), et la topologie logique, précisant la façon dont
les hôtes accèdent au média. Les topologies physiques couramment utilisées sont la
topologie en bus, la topologie en anneau, la topologie en étoile.
3.1. Topologie en Etoile
Les ordinateurs sont disposés en étoile et ils sont tous reliés à un point central
(switch ou hub). C’est la topologie la plus utilisée. Pour aller d’un ordinateur à l’autre,
les informations doivent passer par le point central.
Ethernet utilise une topologie physique en Etoile mais la topologie logique est en bus.
3.2. Topologie en Bus
Tous les ordinateurs sont reliés à un câble commun.
Sur un réseau en bus, un seul ordinateur peut transférer les informations au
même moment.
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3.3. Topologie en anneau
Les ordinateurs sont disposés de telle sorte que l’ensemble constitue une boucle
fermée. Lorsqu’un ordinateur reçoit les informations qui ne lui sont pas destinées, il les
fait suivre à l’ordinateur situé juste après lui et ainsi de suite.
Token Ring : topologie en anneau
FDDI : topologie en double anneau
3.4. Structure d’un réseau hybride
Une structure de réseau hybride est un mélange de différentes structures de
réseau. Un réseau hybride peut par exemple reposer à la fois sur des structures en
anneau, en étoile et en bus lorsqu’il s’agit des réseaux de grande taille.
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DIFFERENTES TOPOLOGIES : AVANTAGES et INCONVENIENTS
TOPOLOGIE
ETOILE
BUS
ANNEAU
AVANTAGES
INCONVENIENTS
· Facilité d’ajout de stations
· Surveillance et gestion centralisée
· Une panne sur une station est sans
incidence sur le reste du réseau.
· Si le site central tombe en
panne, tout le
réseau est mis hors service
· Une coupure de câble
affecte
de
nombreux
· Economie de câble
utilisateurs.
· Mise en œuvre facile
· Problèmes difficiles à
· Simple et fiable
isoler.
· Ralentissement du trafic
dans le cas de nombreuses
stations.
· L’accès au réseau est équitable entre · Une panne sur un
les stations
ordinateur peut affecter
· Performances régulières, même avec tout l’anneau
un grand nombre de stations
· La reconfiguration du
réseau peut
interrompre
son
fonctionnement
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4. Le modèle OSI
Pour permettre l'interconnexion d'architectures hétérogènes, l'ISO (International
Standardization Organisation), organisme dépendant de l'ONU, a développé un modèle
de référence appelé modèle OSI (Open Systems Interconnection). Ce modèle décrit
les concepts utilisés et la démarche suivie pour normaliser l'interconnexion de
systèmes ouverts (un réseau est composé de systèmes ouverts lorsque la modification,
l'adjonction ou la suppression d'un de ces systèmes ne modifie pas le comportement
global du réseau).
Description :
Le modèle OSI définit une architecture de réseau découpée en 7 couches :
Couches
7
6
5
4
Application
Couches
hautes
Présentation
Session
Description
est chargée de l'exécution de l'application et de son dialogue
avec la couche 7 du destinataire en ce qui concerne le type
ou la signification des informations à échanger (transfert de
fichiers, interrogation de base de données, impression...)
met en forme les informations échangées pour les rendre
compatibles avec l'application destinatrice, dans le cas d'un
dialogue entre systèmes hétérogènes.
assure l'ouverture et la fermeture des sessions (des
communications) entre usagers, définit les règles
d'organisation et de synchronisation du dialogue entre les
abonnés
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4
Transport
Réseau
3
2
Couches
basses
Liaison
1
Physique
responsable du contrôle du transfert des informations de
bout en bout, réalise le découpage des messages en paquets
pour le compte de la couche réseau ou le réassemblage des
paquets en messages pour les couches supérieures.
assure le cheminement ou le routage des données groupées en
paquets à travers le réseau.
assure un service de transport des trames sur la ligne et
dispose de moyens de détection et de correction d'erreurs
réalise le transfert physique des éléments binaires
constitutifs des trames sur le support suivant des
caractéristiques physiques, électriques et mécaniques
définies par des normes.
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5. Le modèle TCP/IP
TCP/IP désigne communément une architecture réseau, mais ce terme désigne en fait
2 protocoles étroitement liés : un protocole de transport, TCP (Transmission Control
Protocol), qu'on utilise "par-dessus" un protocole réseau, IP (Internet Protocol). Ce
qu'on entend par "modèle TCP/IP", correspond en fait une architecture réseau en 4
couches dans laquelle les protocoles TCP et IP jouent un rôle prédominant, car ils sont
les plus couramment employés. Par abus de langage, TCP/IP peut donc désigner deux
choses : le modèle TCP/IP et la suite de deux protocoles TCP et IP.
Le modèle TCP/IP s'est progressivement imposé comme modèle de référence en lieu
et place du modèle OSI. Cela tient tout simplement à son histoire : en effet,
contrairement au modèle OSI, le modèle TCP/IP est né d'un déploiement, la
normalisation est venue ensuite.
Description :
4
7
6
5
4
3
2
1
Application
3
2
Transport
Internet
1
Hôte-réseau
6
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
Physique
Modèle OSI
Modèle TCP/IP
Le modèle TCP/IP définit une architecture de réseau découpée en 4 couches que l'on
peut mettre en correspondance avec les 7 couches du modèle OSI :
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Couches
4 Application
3 Transport
Description
Contrairement au modèle OSI, c'est la couche immédiatement supérieure
à la couche transport, tout simplement parce que les couches
présentation et session sont apparues inutiles. On s'est en effet aperçu
avec l'usage que les logiciels réseau n'utilisent que très rarement ces 2
couches, et finalement, le modèle OSI dépouillé de ces 2 couches
ressemble fortement au modèle TCP/IP.
Cette couche contient tous les protocoles de haut niveau, comme par
exemple Telnet, FTP (File Transfer Protocol), TFTP (Trivial File Transfer
Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText
Transfer Protocol). Le point important pour cette couche est le choix du
protocole de transport à utiliser. Par exemple, TFTP (surtout utilisé sur
réseaux locaux) utilise UDP, car on part du principe que les liaisons
physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission
suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets à
l'arrivée. Ce choix rend TFTP plus rapide que le protocole FTP qui utilise
_TCP_ . A l'inverse, SMTP utilise TCP, car pour la remise du courrier
électronique on veut que tous les messages parviennent intégralement et
sans erreurs.
Son rôle est le même que celui de la couche transport du modèle OSI :
assurer l'acheminement des données et les mécanismes permettant de
connaître l'état de la transmission.
Les protocoles des couches au-dessous permettent d'envoyer des
informations d'une machine à une autre. La couche transport permet
d'identifier les applications qui communiquent en réseau.
Pour faciliter la communication, on a défini, non pas des noms
d'applications, mais des ports de communication portant un numéro de 0 à
65535, numéro spécifique à chaque application.
La couche transport gère 2 protocoles de livraison des informations,
indépendamment du type de réseau emprunté :
_TCP_, orienté connexion, il vérifie les envois de données par des signaux
d'accusés de réception du destinataire, il assure ainsi le contrôle des
données.
UDP, non orienté connexion, il n'assure aucun contrôle de transmission
des données.
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Internet
1
Accès réseau
ou Hôte réseau
Cette couche est comparable avec la couche réseau du
modèle OSI. Elle est chargée de fournir le paquet des
données. Elle définit les datagrammes et gère la
décomposition /recomposition des segments.
La couche Internet comporte 5 protocoles (les 3 premiers
sont les plus importants) :
1. le protocole IP : gère la destination des messages
(adresse du destinataire)
2. le protocole ARP (Adresse Resolution Protocol) : gère les
adresses des cartes réseaux (chaque carte a sa propre
adresse d'identification codée sur 48 bits cad 6 octets).
3. le protocole ICMP (Internet Control Message Protocol)
gère les informations relatives aux erreurs de transmission.
ICMP ne corrige pas les erreurs, mais signale aux autres
couches que le message contient des erreurs.
4. le protocole RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
gère l'adresse IP pour les équipements qui ne peuvent s'en
procurer une par lecture d'information dans un fichier de
configuration. En effet, lorsqu'un PC démarre, la
configuration réseau lit l'adresse IP qu'elle va utiliser. Ceci
n'est pas possible dans certains équipements qui ne
possèdent pas de disques durs
(terminaux essentiellement).
5. le protocole IGMP (Internet Group Management Protocol)
permet d'envoyer le même message à des machine faisant
partie d'un groupe. Ce protocole permet également à ces
machines de s'abonner ou de se désabonner d'un groupe.
Ceci est utilisé par exemple dans la vidéo conférence à
plusieurs machines, envoi de vidéos, ...
Cette couche correspond sensiblement aux couches
physique et liaison de données du modèle OSI. Le rôle de
cette couche est de permettre à un hôte d'envoyer
des trames ou "paquets" sur le réseau. Sa mise en oeuvre
concrète est typique de la technologie utilisée sur le réseau
local comme par exemple Ethernet.
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6. La Trame Ethernet
Préambule : (7 octets)
Ce préambule permet la synchronisation des horloges de transmission.
Il s'agit d'une suite de bits à 1 et à 0 soit 7 octets à la valeur 0xAA. Tous les bits ne
sont pas forcément reçus par le destinataire, mais ils sont en principe suffisamment
nombreux pour permettre la synchronisation.
SFD (Starting Frame Delimiter) : (1 octet) Il s'agit d'un octet à la valeur 0xAA.
Identique au préambule, il doit impérativement être reçu en entier pour valider le début
de la trame.
L'en-tête : Composé de 14 octets :
- Adresse destination : (6 octets) : correspond à l'adresse Mac du destinataire
- Adresse source : (6 octets) : correspond à l'adresse Mac de l'émetteur
- EtherType : (2 octets) : code Ethernet pour définir le type de contenu de la
trame :
• 0x6000 - DEC
• 0x0609 - DEC
• 0x0600 - XNS
• 0x0800 - IPv4
• 0x0806 - ARP
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•
•
•
•
•
0x8019 - Domain
0x8035 - RARP
0x809B - AppleTalk
0x8100 - 802.1Q (Attention, dans ce cas 4 autres octets sont ajoutés)
0x86DD - IPv6
FCS
(Frame Check Sequence) : (4 octets)
Il s'agit d'un ensemble d'octets permettant une validation de la trame par un calcul de
redondance cyclique. Ce CRC permet la détection d'erreurs de transmission. Le travail
de contrôle s'effectue au niveau de la couche liaison du système distant.
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