Architectures en couches

Jean-Luc DamoiseauxIUT Aix-en-ProvenceDépartement R&T

Dpt R&T JLD2

Plan

� Couche/Service/Protocole

� Le modèle OSI

� Le modèle TCP/IP

Dpt R&T JLD3

Définitions

� Couche : ensemble d’entités concourant à la réalisation d’une partie de la communication

� Service : fonction rendue par une couche

� Primitive : moyen d’accès à un service

Dpt R&T JLD4

CoucheFour Couche

Réseau électrique

primitives

Exemple

Interface

Interface

CoucheHumaine

SERVICE :cuisson des

aliments

SERVICE :fabriquer et transporter

l’électricité

Dpt R&T JLD5

Propriétés d’une couche (1)

� Chaque couche offre un ou plusieurs services à la couche située au dessus d’elle

� Une couche ignore tout de la mise en œuvre des services proposés par la couche du dessous

Dpt R&T JLD6

Propriétés d’une couche (2)

� L’appel aux services d’une couche se fait par des points d’accès (Services Access Points) situés à l’interface de deux couches

� A chaque couche est associé une structure de données appelée PDU (Protocol Data Unit)

Dpt R&T JLD7

Propriétés d’une couche (3)

Couche N+1

interface

Couche N

SAP

Dpt R&T JLD8

Types de services

� Services en mode connecté

� Services en mode non connecté

Dpt R&T JLD9

Service en mode connecté

� Fonctionnement en 3 phases� Etablissement de la connexion � Transfert des données� Fermeture de la connexion

� Avantages : fiabilité, sécurité et contrôle

� Inconvénients : mise en œuvre difficile, gestion du multipoints,

Dpt R&T JLD10

Service en mode non connecté

� Transfert des données vers le destinataire sans savoir si celui-ci est prêt à les traiter

� Avantages : multipoints

� Inconvénients : non fiable, pas de contrôle

Dpt R&T JLD11

Protocole

� Ensemble des règles permettant d’échanger une information entre deux couches

� Exemple : le réseau routier� Qu’est-ce qui transite ? Des voitures, des vélos, etc.� Où le flux a-t-il lieu ? Sur les routes� Quel protocole régit le trafic ? Le code de la route

Dpt R&T JLD12

� Simplex / Uni-directionnelle Emetteur Récepteur

� Half duplex / Bi-Directionnelle AlternéeEmetteur Récepteur

Récepteur Emetteur

� Full-duplexEmetteur Récepteur

Récepteur Emetteur

Sens de l’échange

Dpt R&T JLD13

Communication d’égal à égal

�Chaque couche communique avec sacouche homologue sur l’ordinateur dedestination

Protocole de couche N-1

Protocole de couche N

Protocole de couche N+1

Couche N+1

Couche N

Couche N-1

Couche N+1

Couche N

Couche N-1

Dpt R&T JLD14

Encapsulation

Protocole de couche N-1

Protocole de couche N

Protocole de couche N+1Couche N+1

Couche N

Couche N-1

Couche N+1

Couche N

Couche N-1

Support physique de transmission

Dpt R&T JLD15

Architecture en couches

� Ensemble des protocoles permettant de réaliser une communication entre deux entités

� Le nombre, le nom et les fonctions de chaque couche varient d’une architecture à l’autre

� Avantages :� Réduction de la complexité de la communication

� Uniformisation des interfaces

� Conception modulaire aisée

� Interopérabilité des technologies

Dpt R&T JLD16

Plan

� Couche/Service/Protocole

� Le modèle OSI

� Le modèle TCP/IP

Dpt R&T JLD17

Généralités

� OSI : Open System Interconnection

� Définit en 1984 par l’ISO (International Standard Organisation) - ISO 7498-1 -

� Modèle de services

� Architecture comportant sept couches

Dpt R&T JLD18

Vue globale

Dpt R&T JLD19

PDUs

Dpt R&T JLD20

Encapsulation des données

Dpt R&T JLD21

Couche Physique

Définit les spécifications électriques, mécaniques et fonctionnelles des procédures assurant la transmission des éléments binaires sur la liaison physique

Dpt R&T JLD22

Types de liaisons physiques

� Médias cuivres� Câbles à paires torsadées� Câbles twinax

� Fibre optique

� Sans fil

Dpt R&T JLD23

Câbles à paires torsadées (I)

�Technologie actuelle souple et performante

Dpt R&T JLD24

Câble à paires torsadées (II)

� Plusieurs catégories

Dpt R&T JLD25

Câble à paires torsadées (III)

Dpt R&T JLD26

Câble Twinax

� Retour d’une technologie ancienne (le câble coaxial)

� Permet le très haut débit (10Gbits/s) avec d’excellentes performances en terme de consommation d’énergie et de latence

Dpt R&T JLD27

Comparatif des câbles

Dpt R&T JLD28

Fibre Optique (I)

� Adaptée au câblage vertical (backbone) ou à la liaison entre bâtiments

� Très haut débit sur de longues distances

� Difficile à «écouter»

Dpt R&T JLD29

Fibre optique (II)

Dpt R&T JLD30

Fibre obtique (III)

� Deux technologies

� Multimode

� Monomode

Dpt R&T JLD31

Dpt R&T JLD32

Médias sans fil

� Laser, hertzien, infrarouge

� Débit pouvant être élevé

� Très sensible aux perturbations

� Très facile à «écouter»

Dpt R&T JLD33

Equipement : Répéteur

Dpt R&T JLD34

Equipement : Répéteur

� Reforme, régénère, resynchronise un signal sur un brin du réseau

� Augmentation de la distance couverte par le réseau

� Baisse des performances s’il y a trop de répéteurs

Dpt R&T JLD35

Equipement : Concentrateur

Dpt R&T JLD36

Equipement : Concentrateur

� Reforme, régénère, resynchronise un signal vers plusieurs brins du réseau

� Augmentation de la distance couverte par le réseau

� Baisse des performances s’il y a trop de concentrateurs

Dpt R&T JLD37

Topologie physique

La topologie physique détermine comment les équipements réseaux sont reliés entre eux

Dpt R&T JLD38

Couche Liaison

Détecte le début et la fin d’une trame� définit les règles de partage du support

physique� achemine la trame au moyen de

l’adresse physique contenue dans celle-ci

Dpt R&T JLD39

Adresse physique

Monsieur Igrec

Dpt R&T JLD40

Adresse physique

� L’adresse physique est employée pour l’acheminement dans les réseaux locaux (LAN)

� L’adresse physique localise de manière unique un équipement de couche liaison au sein d’un réseau local

� L’adresse physique est utilisée par la carte réseau, le pont et le commutateur

Dpt R&T JLD41

Equipement : Carte réseau

� La carte réseau porte l’adresse physique� Elle assure le verrouillage de trame, le contrôle

d ’accès au réseau (Media Access Control)

� Varie en fonction du média et de la technologie utilisé pour le réseau

Dpt R&T JLD42

Equipement : Pont

� Un pont connecte entre-eux deux segments LAN

� Un pont peut filtrer, au moyen de l’adresse contenue dans la trame, le trafic entre deux segments LAN

Dpt R&T JLD43

Equipement : Commutateur

� Assure la commutation (aiguillage) des trames en fonction de l’adresse de destination qu’elle porte

� Augmente le débit d’un réseau

Dpt R&T JLD44

Exemple

table de commutationAdresses physiques

Dpt R&T JLD45

Topologie Logique

La topologie logique détermine comment les trames circulent et comment se fait l’accès au support physique

Type Topologiephysique

Topologielogique

Ethernet étoile étendue bus

Token Ring étoile étendue anneau

FDDI anneau anneau

Dpt R&T JLD46

Couche Réseau

� Assure la connexion entre un hôte source et un hôte destination

� Etablit la sélection du chemin (Routage)

� Gère l’adressage logique (Adressage)

Dpt R&T JLD47

Adresse logique

Adresse physique

Monsieur Igrec

Dpt R&T JLD48

Adresse logique

� L’adresse logique est employée pour l’acheminement entre les réseaux locaux

� L’adresse logique localise de manière unique un équipement de couche réseau au sein d’un réseau WAN

� L’adresse logique est uniquement utilisée par les routeurs

Dpt R&T JLD49

Equipement : Routeur

� Un routeur détermine, à partir de l’adresse logique contenue dans le paquet, le meilleur chemin pour atteindre le destinataire

� Un routeur permet de connecter des réseaux utilisant des technologies différentes au niveau de la couche liaison

Dpt R&T JLD50

Exemple (1)

Adresses logiques

Table de routage

Dpt R&T JLD51

Exemple (2)

Dpt R&T JLD52

Couche Transport

� Assure un transport fiable et de bout en bout, des données issues de la couche session

� Détecte et corrige des erreurs

� Contrôle le flux d'informations

Dpt R&T JLD53

Couche Session

� Ouvre, gère et ferme les sessions entre deux systèmes hôtes en communication.

� Synchronise le dialogue entre les couches de présentation des deux hôtes

Dpt R&T JLD54

Couche Présentation

� S’assure que les informations envoyées par la couche application d'un système sont lisibles par la couche application d'un autre système

� Traduit les différents formats de représentation de données

� Négocie la syntaxe des transferts de données

Dpt R&T JLD55

Couche Application

� Fournit les services réseau aux applications de l'utilisateur

Dpt R&T JLD56

Plan

� Couche/Service/Protocole

� Le modèle OSI

� Le modèle TCP/IP

Dpt R&T JLD57

Généralités

� Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

� Définit dans les années 1970 par le DoD

� Architecture comportant quatre couches

Dpt R&T JLD58

OSI versus TCP/IP

Dpt R&T JLD59

Organismes associés

� ISOC (Internet Society)

� IAB (Internet Architecture Board)� IETF (Internet Engineering Task Force)� IRTF (Internet Research Task Force)

� InterNIC

Dpt R&T JLD60

Couche Application

Gère les protocoles de haut niveau, les questions de représentation, le code et

le contrôle du dialogue

Dpt R&T JLD61

Couche Transport

�Protocole avec connexion TCP :

gère le contrôle et la qualité du flux, la correction des erreurs

�Protocole sans connexion UDP

Dpt R&T JLD62

Couche Internet

�Protocole IP

�Achemine au mieux les paquets

�Identifie le meilleur chemin

Dpt R&T JLD63

Couche accès réseau

�Prend en charge la liaison physique

Dpt R&T JLD64

Pile des protocoles

Ping HTTP SMTP FTP DNS TFTP

TCP UDP

ICMP IP ARP/RARP

Interface matérielle