LAN - IEEE 802 – Tome5

CHAPITRE 5 – Tome5
LAN - IEEE 802
Domaine de diffusion
Equipements d’Interconnexion LAN
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PLAN
Domaine de diffusion d’un LAN
Equipements d’interconnexion LAN
Répéteur (niveau 1)
Pont (niveau 2)
Commutateur ou Switch Ethernet
Principe générale sur l’interconnexion des réseaux
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Domaine de diffusion d’un LAN
Un nœud pour être raccordé à un réseau local
Doit être équipé d’un adaptateur réseau
Domaine de diffusion d’un réseau local se compose de
Segments physiques
+
Equipement d’interconnexion de type répéteur
Signal émis dans le domaine de diffusion
Est transmis tel quel à tous les nœuds de ce domaine
Pour sortir du domaine
Le signal doit traverser un équipement d’interconnexion de type
Pont
Ou Routeur
Ou Passerelle
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Domaine de diffusion d ’un LAN
Domaine de diffusion
Segment pour Ethernet ou
anneau pour Token -Ring
Domaine de collision
Une trame générée sur
ce segment ...
Pont/ Commutateur par
validation
Répéteur/ Commutateur à
la volée
Répéteur
Routeur
ou Pont
Domaine de circulation du jeton
… sera transmise telle que sur
cet autre segment
… mais ne traversera pas le pont
ou le routeur
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Répéteur (Niveau 1)
Terminologie X200
niveau 1 = Couche physique
élémentaire
n'isole pas les différents segments entre eux
transparent aux protocoles supérieurs
Modèle OSI
4à7
3 -Réseau
2 - Liaison
1 - Physique
répéteur
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5
Répéteur (Niveau 1)
Fonction
Régénération du signal
signal amplifié puis retransmis
Conversion (éventuellement) du signal
Ex : jonction entre un câble coaxial et une fibre optique
-
répéteur convertit le signal électrique en signal optique
Rôle
Étendre la couverture géographique d’un réseau local
Par juxtaposition de plusieurs segments de câble
-
pour construire un même réseau
ou
-
pour utiliser des supports différents (TP vers FO)
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Répéteur (Niveau 1) : Répéteur Ethernet
Équipement pour réseau local IEEE 802.3
Concentrateur (ou étoile), Multi-répéteur, HUB
Se connecte comme une station
-
format fixe : 8, 16, 24, 32 ports
-
format châssis pouvant contenir X cartes (carte de 8,16,24 ports)
Peut être
-
«empilables» (un seul domaine de collision)
-
«cascadables» (plusieurs domaines de collisions)
10Base2
Fibre
optique
10Base5
(AUI)
Hub
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10BaseT
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Répéteur (Niveau 1) : Répéteur Ethernet
Mode de fonctionnement
Fonctionne au niveau du bit
ne travaille pas sur la trame
Ne procède à aucun filtrage
-
ne diminue pas la charge du réseau
-
on peut intégrer un agent SNMP (gestion du réseau)
Détecte les collisions et les propage (jam)
Remet en forme les signaux électriques (mixage de différents média)
paire torsadée, AUI, Thin ethernet, fibre optique
Répéteur/adaptateur (UNICOM)
Hub multi Protocole (3com)
Mini hubs (Hewleet Packard)
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Répéteur (Niveau 1) : Répéteur Token-Ring
Équipement pour réseau local IEEE 802.5
Concentrateur
MAU (Multi-stations Access Unit)
Permet le raccordement en étoile de plusieurs stations : 4, 8 ou 16
possède la fonction de déconnexion d’une station
Peut être cascadé (ports Ring-in et Ring-out)
Coffret de raccordement
constitue lui-même un anneau et raccorde les station
Port MAU
Ring-In (RI)
Ring-Out (RO)
Station
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Pont (Niveau 2)
Terminologie X200
niveau 2 = Couche liaison de données
Couches MAC identiques ou semblables
Couches LLC identiques
transparent aux protocoles supérieurs (niveau 3 à 7)
Modèle OSI
4à7
3 -Réseau
2 - Liaison
1 - Physique
pont
répéteur
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Pont (Niveau 2)
Raccordé à chaque réseau local par un adaptateur
Dispose d’une adresse MAC par réseau local raccordé
Fonction
Filtre et Répète
Lit l'adresse MAC de la trame reçue sur un de ses adaptateurs réseaux
En fonction de la table de routage : 2 possibilités
-
Retransmettre la trame sur un ou tous les autres adaptateurs réseaux
-
Abandonner la trame
Comprend généralement un agent SNMP
Rôle
Augmenter la distance maximum entre deux stations
Diminuer la charge du réseau
Isoler le trafic entre les réseaux raccordés
Interconnecter des réseaux de vitesse ou de protocoles d’accès différents
Existe des ponts multi-protocoles : 802.3 + 802.4 + 802.5
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Pont (Niveau 2)
Mode de fonctionnement
Fonctionne généralement par "auto-apprentissage"
Les trames A<-->B ne sont pas transmises sur le segment 2
Les trames C<-->D ne sont pas transmises sur le segment 1
La distance entre A et D est en théorie illimitée
-
segments en cascade (contrainte de Round Trip Delay contournée)
Les collisions sont filtrées
Segment 1
B
A
Pont
D
C
Segment 2
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Pont (Niveau 2)
Pont normalisé IEEE : IEEE 802.1d & 802.1g
Traduit les primitives du réseau A en primitives de réseau B
Ne sait pas traduire :
-
les mécanismes de contrôle de congestion (cas de débit différent)
-
ou de fragmentation (cas de longueur PDU différents)
Principe de fonctionnement
Possède autant de sous-couche MAC que de réseaux qui lui sont
rattachés
-
1 adresse MAC par port
-
chaque sous-couche MAC se comporte conformément à son protocole
de référence
4 catégories de ponts
Pont simple
Pont Source Routing (SR)
Pont Source Routing Transparent (SRT)
Pont Transparent (TB)
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Pont (Niveau 2)
Pont simple
Routage selon une table statique ou par diffusion
les trames reçues sur un port sont retransmises sur les autres ports sauf
si émetteur et le récepteur sont sur le même port
Source Routing (SR)
Informations de routage sont mis dans la trame par l'émetteur
Station source obtient les informations de routage
-
au moment de l'établissement de la connexion
-
ou par apprentissage
Utilisation : réseau Token-Ring
Source Routing Transparent (SRT)
Informations de routage peuvent exister
Dans une table au niveau du pont ou dans la trame MAC
Priorité aux informations de routage contenues dans la trame
Utilisation : Interconnexion de réseau Ethernet et Token Ring
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Pont (Niveau 2)
Pont transparent (TB)
Routage selon une table dynamique
apprentissage dynamique des adresses sources
Gère et maintient les informations de routage en communiquant avec
tous les autres ponts
Utilisation : réseau Ethernet
Mécanisme d'apprentissage dynamique
Toute adresse source de trame reçue est comparée avec les données de
la table de routage
Un temporisateur est associé à chaque donnée de la table de routage
-
Pour éviter la saturation de la table et élimine des données obsolètes
-
Pour ajouter ou enlever des équipements sans avoir à reconfigurer les
ponts
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Pont (Niveau 2)
Pont transparent (suite)
Mécanisme d'apprentissage dynamique
Exemple :
Port1
Port1
Port2
Port2
Ethernet
C
Pont1
A
D
E
Pont2
T.R 1
F
T.R 2
B
Port1
Port2
Port1
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
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Port2
E
F
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Pont (Niveau 2)
Pont transparent (suite)
Choix de chemin multiples : Cas de topologie réseau complexe et maillée
Une station peut être accessible par plusieurs chemins (segments)
Algorithme d'apprentissage peut entraîner des duplications de la trame
Solution : Algorithme de l'arbre couvrant minimal
-
« Spanning Tree » : Normalisé IEEE 802.1d
T.R 1
Pont
Pont
T.R 1
Pont
Pont
T.R 2
Pont
Pont
Pont
T.R 2
Pont
Pont
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Pont
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Pont (Niveau 2)
Algorithme Spanning Tree
Garantit l’unicité du chemin entre deux nœuds
Mais induit un trafic non négligeable entre les ponts
Basé sur la théorie des graphes
Ensemble des réseaux vu comme un graphe valué
-
chaque réseau joue le rôle d'un noeud
-
chaque pont est représenté par un arc du graphe
R1
B1
B1
R1
R2
R2
B3
B2
B2
R3
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B3
R3
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Pont (Niveau 2)
Algorithme Spanning Tree (suite)
Fonction de calcul d'un coût minimal définit l'arbre recouvrant
Coût d'un arc représente le nombre total de ponts sur le chemin entre 2
stations quelconques
-
S'il existe plusieurs chemins entre ces 2 stations coût de l'arc :
•
chemin comprenant le moins de ponts soit le coût minimal
Connaissance en permanence de la topologie du réseau
Les ponts échangent entre eux et en permanence des informations dites
Unités particulières appelées Bridge-PDU
-
Unités qui permettent la reconstruction de l'arbre (changement de
topologie) après:
•
une défaillance d'un réseau
ou
•
d'un pont
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Commutateur ou Switch Ethernet
Commutateur ou Switch Ethernet
Utilisation : réseau Ethernet
Segments Ethernet à 10/100/1000 Mbps (paire torsadée)
Full duplex (pas de détection de collision)
Routage selon une table dynamique
Mécanisme identique à celui du pont transparent (TB)
Principales différences avec le Pont Transparant
Au niveau du segment physique
-
1 segment de 10/100/1000 Mbps à chaque port
•
-
chaque segment est indépendant des autres segment
liaisons simultanées à 10/100/1000 Mbps entre couple de ports
Au niveau du port
-
port est rattaché à 1 station ou à 1 cencentrateur classique (Hub, pont)
-
Tous les ports sont dans le même espace d ’adressage
Dispose d’une seule adresse MAC
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Commutateur ou Switch Ethernet
Principe de la commutation
Technique de commutation à la volée ou « On the Fly » ou « Cut Through »
Dès que l ’@ destination est lue, elle est transmise vers le port de
destination avant même qu’elle soit entièrement reçue sur le port source.
Temps de latence faible mais retransmission de collision et trames erronées
Technique par validation ou « Store and Fowward » ou « Buffered »
Stocker en mémoire la trame entière pour la traiter et de la router
Technique « Adaptative Cut Through »
Intègre les 2 techniques précédentes : Fonctionne de base en « On the Fly »
Si détection de trop de trames en erreur, bascule en « Store and Forward »
Echanges simultanés :
•A (port 1) <--> B (port 2)
• C (port 3) <--> D (port 4)
•Echange non commuté :
•A (port 1) <--> E (port 1)
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Principe générale sur l ’interconnexion des réseaux
Problématique
Accéder à des ressources extérieures à un LAN
Hétérogénéité des protocoles réseaux
Solution
Equipement d’interconnexion réalise la jonction entre 2 réseaux
Terme générique : “PASSERELLE”
Equipement d’interconnexion pour
Convertir des services ou des protocoles
Résoudre les problèmes de routage entre les réseaux
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Principe générale sur l ’interconnexion des réseaux
Comment définir le niveau d'interconnexion ?
Méthodologie générale
Représenter les architectures des réseaux à interconnecter selon la
structuration en couches du modèle OSI
Comparer chacune de ces architectures, afin d'identifier les différences de
services et de protocole
Système A
Ensemble
homogène
Système B
Niveau d’interconnexion
Couche (N+1)
Protocole identique
Couche (N+1)
Frontière
Couche (N)
Ptotocole 1
Protocole 2
Couche (N)
Protocoles
différents
Couche (1)
Couche (1)
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Principe générale sur l ’interconnexion des réseaux
Comment définir le niveau d'interconnexion ?
La différence trouvée est entre le niveau (N) et (N+1)
L'interconnexion se réalise donc au niveau (N+1)
-
premier niveau commun entre les 2 architectures des systèmes A et B
L'architecture générique de l'équipement d'interconnexion comprend
les protocoles des couches 1 à (N) pour chacun des systèmes A et B
Et
le protocole commun du niveau (N+1)
Trois techniques d’interconnexion
Conversion de services ou Concaténation de services
techniques simple à mettre en œuvre
Conversion de protocoles
technique complexe à mettre en œuvre
Encapsulation
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Principe générale sur l ’interconnexion des réseaux
Conversion de services ou Concaténation de services
Ex: MAC différentes
Conversion de services
Niveaux inférieurs des réseaux sont différents mais compatibles
Traduire les primitives du réseau A en primitives de réseau B
Concaténation de services
Protocoles du niveau d'interconnexion sont identiques mais utilisent
des contextes différents (valeurs de paramètres différents)
Traduire les mécanismes de contrôle congestion (cas de débit différent)
ou de fragmentation (cas de longueurs de PDU différentes) du réseau
A en mécanismes du réseau B
Conversion de protocole
Travailler au niveau des unités de données PDU
Convertir toutes les PDU du protocole A en PDU du protocole B
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Principe générale sur l’interconnexion des réseaux
Encapsulation
Introduire un protocole supplémentaire dédié à l'interconnexion
Encapsuler à chaque unité de donnée à émettre
«Désencapsuler» chaque unité de donnée reçue
Inconvénient majeur
Introduit un niveau de protocole supplémentaire et spécifique
Equipements classés en fonction du niveau d'interconnexion
Recommandation X200 : 4 classes
Niveau physique : Répéteur
Niveau liaison : Pont
Niveau réseau : Routeur
Niveau 4 à 7 : Passerelle
Remarque par rapport au modèle OSI
Seul le niveau réseau est le niveau d'interconnexion
-
Il est le premier à prendre en charge l'adressage global
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