Cours des réseaux Informatiques

Cours des réseaux Informatiques
(2010-2011)
Rziza Mohammed
[email protected]
Les réseaux Locaux
Un réseau local ou LAN en anglais (Local Area Network)
permet la connexion d’un ensemble de postes afin
d’échanger ou de partager des informations,
Il permet aussi le partage de ressource (disque, imprimante,... ),
Ces postes sont circoncis dans une zone géographique
d’environ 10 km de rayon
Les réseaux Locaux
Les objectifs:
• Le transfert rapide des données
• Personne ne doit être privilégié sur le réseau, l’accès au
réseau doit être équitable
• Le réseau doit être ouvert sur l’extérieur à d’autre réseaux
• Le réseau doit pouvoir évoluer et être étendu
Les réseaux Locaux
Le support de communication:
Le support utilisé dans les réseaux locaux sont:
• la paire torsadée
• le coaxial
• la fibre optique
Pour choisir l’un ou l’autre de ces supports, on peut considérer
les critères suivants:
• Le débit de données ou bande passante
• La sensibilité au bruit
• La facilité d’installation
• Le coût
Les réseaux Locaux
Topologie physique des câbles qui forment le réseau.
• La topologie Bus
• La topologie en Anneau
• La topologie en Etoile
Niveau 1 et 2 des réseaux locaux
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaison
de
données
Physique
802.2
LLC
MAC
802.3
802.4
802.5
CSMA/CD Token Bus Token Ring
Physique
Niveau 2 des réseaux locaux
La couche liaison de donnée des réseaux locaux est divisée en
deux sous-couches:
• La sous couche LLC (Logical Link control)
• La sous couche MAC (Medium Access Control)
La sous-couche MAC à fait l’objet de trois normes:
• 802.3 : Réseau en bus CSMA/CD
• 802.4 : Token Bus
• 802.5 : Token Ring
La norme 802.3 ou CSMA/CD
CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access/Collision Detected
CSMA/CD est une technique basée sur le principe d’écoute et de
détection de collision
Le principe d’accès au support est la compétition: un émetteur
utilise la voie dès qu’il est prêt à émettre, Il ignore donc
les autres émetteurs
=> Risque de collision
Pour limiter le nombre de collision, cette technique utilise le
principe d’écoute, c’est à dire un émetteur n’émet que s’il
n ’y a pas de transmission en court
La norme 802.4 ou token Bus
Topologie physique du réseau, c’est le bus
Topologie logique c’est l’anneau
L’allocation du bus est déterminer par la circulation d’un jeton.
Emission: chaque station connaît l’adresse d’une station gauche et
d’une station droite. Elle reçoit de la station gauche un jeton.
Quand elle a fini d’utiliser ce jeton (fin de transmission des trames),
elle passe le jeton à la station de droite.
Pour éviter qu’une station ne monopolise pas le jeton, on utilise un
délai de garde.
La norme 802.5 ou Token Ring
Topologie physique du réseau, c’est l’anneau
Topologie logique c’est l’anneau
• Topologie facile à mettre en œuvre;
• L’accès au support, c’est le jeton
Quelques réseaux locaux standards
La famille des réseaux Ethernet
La norme 802.3 a servi de base au développement de
nombreux réseaux locaux.
Les différents réseaux sont différents les uns aux autres par les
caractéristiques de leurs couche physique:
• Type de support,
• Longueur des segments,
• Débit binaire,
• Type de transmission (BB ou LB).
Quelques réseaux locaux standards
La famille des réseaux Ethernet
Certains des réseaux ont été normalisés et sont désignés
suivant la normalisation :
« D trans L ».
• D: débit en Mbit/s,
• Trans: type de transmission : Base pour BB
et Broad pour LB
• L: longueur élémentaire de segments en
centaines de mètres
Quelques réseaux locaux standards
Exemples:
La norme 802.3 ou CSMA/CD
10 base 5
10 base 2
1 base 5
10 base T
10 broad 36
Exemple: 10 base 5 : Réseau de la famille Ethernet
• 10 Mbits/s
• Bande de Base
• Longueur élémentaire 500 m
• MAC, CSMA/CD
Quelques réseaux locaux standards
Les réseaux Apple-Talk
Le protocole de niveau MAC est CSMA/CA (Collision Avoided)
CSMA/CA c’est une version optimisée de CSMA/CD dans le
sens où l’on essai d’éviter au plus vite les collisions
La famille des réseaux haut débit
a) Le réseau FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
• Réseau à structure en boucle avec un contrôle d’accès par
jeton utilisant la fibre optique comme support;
• Haute performance: 100 Mbit/s
• Distance de raccordement: 200 Km
• Interconnecte jusqu’à 1000 stations
Quelques réseaux locaux standards
La famille des réseaux haut débit
b) Fast Ethernet
• C’est un réseau Ethernet à 100 Mbis/s
• La technique d’accès au support est SCMA/CD.
• La différence réside dans le câble:
• On distingue 3 sous normes:
- 100 base TX : paire torsadé catégorie 5
- 100 base T4 : paire torsadé catégorie 3, 4, 5
- 100 base FX : Fibre optique
Description des normes
10 Base 2
10 Base 5
Un transceiver
Un connecteur AUI sur une carte réseau
10 Base T
Les hubs
Un connecteur RJ-45
10 Base F
Des connecteurs pour fibre-optique
Fast Ethernet: 100 Base T4
Fast Ethernet: 100 Base TX
Fast Ethernet: 100 Base FX
Structure de la trame (802.3)
7 octet 1 octet
2 octet
2 octet
2 octet
1 octet 1 octet
4 octet
Amorce : Représente le début de chaque trame et elle est composée
de 7 octets positionnés à 10101010. Cette amorce permet de
synchroniser les stations réceptrices.
Marqueur de début de trame (Start Frame Délimiter) : Cet octet
représente le début de la trame et a pour valeur 010101011.
Adresse destination-Adresse source : Ce sont les adresses
physiques du réseau codées sur 2 ou 6 octets.
Structure de la trame (802.3)
Longueur du champ d’information (Lenght) : Ce champ
indique sur 2 octets la longueur des données LLC.
Ce nombre est compris entre 0 et 1500 octets.
Données (Data) : Champ de données LLC (Logical Link
Control) contenant entre 0 et 1500 octets.
Bourrage (PAD) : Octets de bourrage ajoutés si la trame ne
contient pas 46 octets pour satisfaire la taille minimale
d’une trame 802.3 (entre 0 et 46 octets).
Structure de la trame (802.3)
FCS (Frame Control Sequence) : Constitué d’un mot de 32
bits, ce champ représente le code de vérification
d’erreur sur la trame.
Sa portée s’effectue sur tous les champs exceptés :
• le délimiteur de début de trame,
• le FCS.
Polynôme générateur d’une trame 802.3 est :
x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x1
La norme 802.5
Cette norme, appelée aussi Token Ring (ou anneau à jeton), a
été initialement commercialisée par IBM.
Elle est également normalisée par l’ISO sous la référence
IS8802-5.
Chaque station est connectée en mode point à point à deux
autres stations et l’interconnexion totale de l’ensemble
des machines crée un anneau unidirectionnel où circule
une seule trame.
La norme 802.5
La norme 802.5
MAU
Méthode d’accès par jeton
Dans un anneau à jeton, les machines sont connectées en série
les unes aux autres.
L’information est toujours transmise séquentiellement et bit à
bit entre deux stations (Une station active vers la station
suivante, les autres restants inactives).
Une seule trame vide ou pleine peut circuler sur l’anneau.
Méthode d’accès par jeton (1)
Principe de fonctionnement :
Une trame vide circule de station en station sur l’anneau avec
un jeton positionné à libre.
Une station recevant la trame avec le jeton libre souhaite
transmettre de l’information; Elle positionne le jeton a
occupé, elle remplit la trame avec les données à
transmettre, elle indique le destinataire, et renvoie la trame
vers la station suivante.
La trame circule de station en station jusqu’à ce quelle atteigne
le destinataire.
Méthode d’accès par jeton (2)
Principe de fonctionnement :
La station destinatrice recopie les données nécessaires, et
renvoie la trame dans l’anneau après avoir positionné
certains indicateurs.
La station émettrice reçoit la trame, la vide, remet le jeton à
libre et redépose la trame dans le réseau.
La trame circulera dans l’anneau jusqu’à ce qu’une station
le capture pour transmettre quelque chose.
Méthode d’accès par jeton
La trame est transmise avec
le jeton libre de A vers B.
B veut transmettre une
information
vers D
metleledestinataire,
jeton a occupé,
DBest
la
rempli les champs d'adresse
trame
source
et destinataire,
et met
est
enregistrée
et redéposée
l'information
à transmettre
sur
l'anneau vers
la station
dans la trame
suivante
C n'étant pas le destinataire,
il retransmet la trame vers D
A libère
n'est pas
B
le
l'émetteur
jeton
et
de la trame il
renvoie
la retransmet
dans
l'anneau
verstrame
la station
une
suivante
vide
Format des trames (802.5)
Trame sans données (Jeton Libre)
SD
AC
ED
Trame avec données (Jeton occupé)
SD
AC
FC
DA
SA
RI
INFO FCS ED FS
SD : (Starting delimiter), codé sur 1 octet, il sert à délimiter le début
d’une trame ou d’un jeton.
Son format est représenté par la valeur :
JK0JK000 avec J et K ont des valeurs binaires ne
représentant ni un 0 ni un 1.
Format des trames (802.5)
AC : (Access Control) 1 octet dont la structure est de la forme
suivante :
PPP : Indique la priorité de la trame (de 0 à 7)
T : Permet aux stations d’accéder au support pour les
transferts d’information.
T=0 jeton libre
T=1 jeton occupé
M : Monitor bit, positionné par la station ‘moniteur’ du
réseau. Il permet d’éviter que les trame fasse plusieurs
fois le tour du réseau.
RRR : Bits de réservation de plus grande priorité pour
augmenter la priorité du prochain jeton.
Format des trames (802.5)
FC : (Frame Control) 1octet permettant de définir le type de la
trame.
Format des trames (802.5)
DA (Destination Address) SA (Source Address) : Ce sont les
adresses physiques du réseau codées sur 2 ou 6 octets.
RI : (Routing Information) Ce champ comportant de 2 à 30 octets
permettent le routage de la trame vers la station destinatrice.
INFO (Data) : Ce champ peu être vide ou contenir un ou plusieurs
octets. La taille max n’est pas définie formellement.
FCS (Frame Control Check) : Codé sur 4 octets il permet de
vérifier l’intégrité de transmission de la trame.
Polynôme générateur d’une trame 802.5 :
x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x1
Format des trames (802.5)
ED : (End Delimiter) codé sur 1 octet, il sert à délimiter la fin d’une
trame ou d’un jeton. Son format est représenté par la valeur :
JK1JK1IE:
• J et K ont des valeurs binaires ne représentant ni un 0 ni un 1.
• I Bit de trame intermédiaire, cette trame sera suivie d’une autre,
• E Bit indiquant qu’une erreur à été détectée.
FS (Frame Status) : codé sur un octet, il donne l’état du recopiage
sur la station destinatrice.
La structure de l’octet est la suivante :
ACrrACrr :
• A : adresse reconnue,
• C : Trame recopiée,
• r : réservé.
La norme LLC (Logical Link Control)
Cette couche représente la deuxième division de la couche
liaison dans le modèle OSI.
Elle se situe au dessus de la sous couche MAC dont le rôle et de
gérer le contrôle d’accès au support de transmission.
Le rôle de cette sous couche LLC est de gérer les
communications entre stations et d’assurer l’interface
avec les couches supérieures.
Ses spécification sont données dans le standard IEEE 802.2 et
sont reprises dans la norme internationale IS 8802-2 de
l’ISO.
La norme LLC (Logical Link Control)
Cette norme offre à la couche réseau des services :
• Sans connexion (LLC1),
• Avec connexion (LLC2),
• Sans connexion avec acquittement (LLC3).
Cette norme est donc divisée en 3 normes qui sont adaptés à
ces modes de fonctionnement différents.
Le but de ces protocoles est de fournir une garantie de
livraison des messages (appelés LSDU Link Services
Data Unit), la détection et reprise sur erreur.