Introduction à la

Téléinformatique

Chapitre 1

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Téléinformatique

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I- Introduction

La télécommunication réalise la transmission de différents typesd’information: voix, vidéo, données, …etc

� La Communication entre ordinateurs – téléinformatique – est uneapplication de la télécommunication au domaine de l’informatique.

� Téléinformatique: exploitation à distance de systèmes informatiques grâce à l’utilisation de dispositifs de télécommunication

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Un réseau d’ordinateurs est un ensemble de stations « autonomes » (hôtes) connectés entre eux par un réseau (ou un sous réseau) et pouvant échanger des informations (texte, son, image…) Les stations peuvent être des ordinateurs, imprimantes etc.

� La connexion nécessite � des nœuds de communications (ex. routeurs, commutateurs, etc) dont

le but est d’aiguiller les paquets d’information vers les autres nœuds� des liens de communications (supports) qui assurent le transfert des

paquets entre deux nœuds

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� Les buts d’un réseau sont:� Disponibilité: les programmes et les ressources seront disponibles pour

tout usager du réseau peu importe l’endroit où il se trouve.

� Économie: un réseau permet une économie de ressources de communications

� Fiabilité: amélioration de la fiabilité en ayant plusieurs chemins de communication possibles et plusieurs moyens de calculs disponibles.

� Communications: amélioration de la communication personnelleISIma 2010/1011

Dans un réseau, on doit être capable de :

� Établir (et terminer) une connexion avec une autre machine.

� Identifier la source et la destination (adressage).

�Assurer un transfert de données:

� Simplex : une seule direction.

� Duplex : deux directions.

� Half duplex : deux directions à l'alternat.

Problèmes liés au réseau

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� Half duplex : deux directions à l'alternat.

� Pouvoir détecter et corriger des erreurs.

� Remettre les données en ordre. Des noeuds n’envoient pas les messages dans l’ordre où ils les ont reçus.

� Synchroniser un émetteur rapide et un récepteur lent (contrôle de flux).

� Effectuer un routage lorsqu'il y a plusieurs chemins possibles vers la destination.

� Contrôler la charge du réseau.

� etcISIma 2010/1011

� ETTD: (Equipement Terminal de Transmission de Données) désigne

l’équipement informatique qui génère les données à transmettre et qui traite les

Machine A Adaptateur

ETTDETTD

Support de

transmissionETCD ETCD

Circuit de données

Machine BAdaptateur

Principes de la Transmission des Données

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l’équipement informatique qui génère les données à transmettre et qui traite les

données reçues (Ordinateur, Serveur, Imprimantes …).

� ETCD: (Equipement Terminal de Circuit de Données) est placé à chaque

extrémité du support de transmission : adapte le signal à transmettre aux

caractéristiques du support physique.

� Si la transmission est en bande de base

ETCD = CoDec (Codeur/Decodeur)

� Si la transmission par modulation

ETCD = Modulateur/Démodulateur (Mo/Dem)ISIma 2010/1011

� Les débits de transmission : Débit = rapidité de la transmission

� f (équipements E/R, de la distance et du type de support) pour une certaine qualité de transmission.

� Unités : Bits/s, Kbits/s,…,Mbits/s

� Les erreurs de transmission : pas de fiabilité totale dans la transmission.

� Valeur quantifiable = Taux erreur sur le bit

Exemples : 10-5 pour les lignes téléphonique10-7 cable coaxial ; 10-10 fibre optique

Principales caractéristiques de la TD

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10 cable coaxial ; 10 fibre optique

� Les délais : la transmission des données n’est pas instantanée

� Cas des réseaux maillés : constitué de plusieurs délais

� Le délai d’injection : dépend du débit du support et de la taille des données� Le délai de propagation

� Le délai d’attente : quand le commutateur est occupé, les unités en cours doivent attendre

� Le délai de traitement : fonctions se font dans le commutateur ( contrôle d’erreurs, routage,…). C’est la somme su délai d’exécution des opérations dans les commutateurs et le délais d’attente

� Impacte sur le type d’applications pouvant utiliser le réseau.ISIma 2010/1011

Les réseaux locaux ou Local Area Network (LAN)

� On distingue différents type de réseaux selon :

� Leur taille

� Leur vitesse de transfert

� Leur étendue

1. Type des réseaux

II- Types et topologies de réseaux

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Objectif : permettre le transport de toute les informations dans une géographie

réduite (une salle ; un ensemble de bâtiment).

� Débits binaires importants de qq Mbps à qq Gbps

� Temps d’émission des messages très faibles

� Taux d’erreurs très faibles (de 10-9 à 10-12 )

� Couverture géographique limitée à quelques kilomètres

� Temps de propagation des messages relativement faibles

Les réseaux locaux ou Local Area Network (LAN)

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Objectif : généralement : interconnexion de réseaux locaux situés dans une même grande ville.

� Débits binaires de qq dizaines de Kbps à une centaine Mbps

� Temps d’émission des messages très faibles

� Taux d’erreurs assez faibles

� Couverture géographique équivalente à celle d’une ville

� Temps de propagation des messages non négligeables

Les réseaux métropolitains ou Metropolitan Area Network (MAN)

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Objectif : transporter des données à des distances supérieures à celles d’un

pays.

� Temps d’émission des messages peu importants

� Couverture géographique illimitée

� Temps de propagation des messages assez élevés

Les réseaux étendus ou Wide Area Network (WAN)

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Distance entre

les machinesLocalisation

Catégorie

du réseau

MANLAN

10 m 100 m 1 km 10 km 100 km

WAN

Distances

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les machinesLocalisation du réseau

10 m à 2 KmSalle, Immeuble,

EntrepriseLAN (Local Area Network)

1 à 80 Km Ville, RégionMAN (Metropolitan Area

Network)

50 à 40000 Km

Continent, Terre WAN (Wide Area Network)

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� Réseau en anneau: réseau local (anneau à jeton ou Token Ring). Toutéchange entre deux stations passe par toutes les stations intermédiaires.

� Réseau en arborescence: Il y a une station racine. Les stations peuventcommuniquer entre elles. La majorité des réseau téléinformatiques.

� Réseau en étoile: les stations sont toutes reliées à une station centrale(concentrateur ou Hub). Toute communication doit passer par la station centrale.

2. Topologie d’un réseau � Un réseau informatique est constitué d’ordinateurs reliés entre eux grâce à un matériel: câblage, carte réseau ainsi que d’autre équipement permettant la bonne circulation des données : L’arrangement physique de ces éléments est appelé topologie physique.

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(concentrateur ou Hub). Toute communication doit passer par la station centrale.

� Réseau en bus: réseau local. Les stations partagent le même bus (Ethernet).Le message est diffusé à toutes les stations.

� etc

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� Le Mode avec connexion

�Nécessite l’établissement d’une connexion : 3 étapes

� Etablissement de la connexion - Transfert des données - Libération de la connexion

� Echange permanent de paramètre de service entre participants à la

communication: négociation de la QoS.

� Lourdeur de mise en place d’une connexion.

III- Mécanismes GénérauxCommunication avec ou sans Connexion (1/2)

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� Lourdeur de mise en place d’une connexion.

� Réservation du chemin pendant toute la durée de la communication.

� Le Mode sans connexion

� Émission des donnés sans établir une connexion.

� Absence de négociation entre émetteur et récepteur.

� Intéressant pour le transport des messages cours.

� Les paquets ne suivent pas nécessairement le même chemin.

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Mécanismes GénérauxPoint-à-Point, Multi-Point, Diffsion

� Transmission point à point

� S’effectue entre deux entités uniquement : un émetteur et un récepteur

� Exemple : Client/Serveur, Source/Puit, Producteur/Consommateur

� Transmission multi-points

� Plus que deux entités communicantes sont concernés par la

communication

(2/2)

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� Un émetteur/K récépteurs

� Exemple : Transmission d’une vidéo-conférence sur Internet, Transmission

d’une séquence Vidéo à plusieurs utilisateurs

� Diffusion (Broadcast)

� Toutes les entités connecté au réseau sont concernées par l’information

� Un émetteur/ Tous les autres récepteurs

� La communication multi-point est parfois appelée Diffusion Restreinte

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Principe:Avant tout échange d’information, un Chemin physique doit être établi entre

les entités désirant communiquer.

IV- Les réseaux commutés

Tout dialogue se décompose en 3 phases :

1. Établissement du circuit entre les

1111---- Les réseaux à commutation de circuitsLes réseaux à commutation de circuitsLes réseaux à commutation de circuitsLes réseaux à commutation de circuits

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équipements terminaux par réservation de

l’ensemble des circuits nécessaires à

l’intérieur du réseau.

2. Transfert des informations.

3. Libération pour permettre la réutilisation

des différents circuits par d’autres

équipements terminaux.

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Avantages

� Connexion assurée de bout en bout.

� Délai de transmission constant et transfert des messages sans attente au niveau

des commutateurs.

�Aucun risque de congestion du réseau.

Inconvénients

� JMonopolise les circuits entre commutateurs : Taux d’activité faible.

� Nécessite la disponibilité simultanée des deux équipements terminaux pour tout

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� Nécessite la disponibilité simultanée des deux équipements terminaux pour tout

dialogue.� Sous utilisation de la bande passante.

� Perte de temps due a l’établissement de connexion et même possibilité de rejet.

� Manque de dynamisme pour les différents commutateurs.

La Commutation de circuit

N’est pas adaptée au trafic téléinformatique

Adaptée a la nature du trafic téléphonique

Rq:

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Principe

� Le message transite ainsi à travers le réseau par réémissions successives entre

les commutateurs

2222---- Les réseaux à commutation de messagesLes réseaux à commutation de messagesLes réseaux à commutation de messagesLes réseaux à commutation de messages

Avantages

� Une meilleure utilisation des voies de communication.� Suppression de la phase d’établissement de la connexion ce qui implique un gain en temps pour les systèmes échangeant peu

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temps pour les systèmes échangeant peu d’information.

Inconvénients

� Si l’échange d’information est important, le cumul des temps de commutation conduit à des délais excessifs.� Un acquittement négatif cause une perte de temps considérable.� Le temps de traversée dépend des temps d’attente dans les différents nœuds.

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3333---- Les réseaux à commutation de paquetsLes réseaux à commutation de paquetsLes réseaux à commutation de paquetsLes réseaux à commutation de paquets

Principe

Ce réseau fonctionne selon le même principe que le réseau à commutation de messages, sauf qu’ici les messages sont découpés en plus petites entités appelées paquets.

Avantages

� Réduction du délai de transmission.

16/30

� Réduction du délai de transmission.

� La taille des paquets et leur acheminement parallèle optimise l’utilisation des

commutateurs.

Inconvénients

� Perte d’efficacité dans l’utilisation des voies puisque les informations

d’adressage et de numérotation doivent être rajoutées au niveau de chaque

paquet.

� Complexité de traitement due au segmentation des messages à leur entrée

dans le réseau et le réassemblage des paquets à leur sortie. ISIma 2010/1011

Diagramme des temps (1)

E C R E C R E C R

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

TcTc

Rq : pour cette représentation le temps de propagation est négligeable.

Demandede connexion

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(a) Commutation

de circuits(b) Commutation

de messages

(c) Commutation

de paquets

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

Tcde connexion

Accord

Echange

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Délai d’acheminement

Diagramme des temps (2)

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

Tp TtTc

Rq : pour cette représentation le temps de propagation n’est pas négligeable.

18/30

(a) Commutation

de circuits

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

Délai d’acheminement

(b) Commutation

de messages

(c) Commutation

de paquets

E C R E C R E C R

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Débit utile

Débit théoriqueEfficacité =

Quantité d ’info utile

Quantité d’info totale=

1- Débit:

Quantité d’informations qu’un réseau peut faire passer par unité de temps

Unité : bit par second (b/s)

Echelle : Kbit/s = 1000 b/s, Mbit/s = 1000 Kbit/s, Gbit = 1000 Mbit/s

IV- Grandeurs caractéristiques

Quantité d ’info utile

Temps de transmission total=

Quantité d ’info. totale - Quantité d’info. affectée au contrôle

Temps de transmission totalDébit utile =�

�

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Débit théorique Quantité d’info totale= �

Temps de transmission ou Délai de transmission ( Tt ) :

L: longueur du message en bits D: Débit de la ligne en bits/s

Tt =L

D�

2- Délai:

Délai total = temps de transmission + temps de propagation + temps

de traitements au niveau des équipements traversés

Temps de propagation (Tp)

Vitesse de l’agent physique

DistanceTp =

�

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Taux d’activité

TrT

Tr: temps réel d’occupation de la ligne (s)

T: temps total de réservation (s)

Taux de connexion

E =N x T N: nombre de communication observée en une heure

=σ 100×

�

�

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E =3600 T: durée moyenne d’une communication

Efficacité

Eff =Débit utile

Débit théorique

�

=Quantité d’information utile

Quantité d’information totale

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V. Protocole et normalisation

1. Définition� Un protocole est un ensemble des règles et conventions qui fixe de manière

parfaitement détaillée toutes les caractéristiques de l’échange des informations.

� Le protocole décrit un aspect syntaxique des données échangées et un

aspect sémantique qui concerne les informations de contrôle pour la

coordination, les erreurs et la synchronisation (vitesse et séquence)

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coordination, les erreurs et la synchronisation (vitesse et séquence)

• Les différents champs• Le nombre de bits occupés par chaque champs

Syntaxe :

@ destinataire @ source Longueur Données

Sémantique : • Signification de chaque champs

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Afin de rendre plus abordable la conception des réseaux, ceux-ci sontorganisés en niveaux appelés couches.

2. Hiérarchie des protocoles

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� Leur nombre, leur nom, leur fonction varie selon les réseaux.

� Chaque couche offre des services à la couche supérieure et utilise les services

offerts par la couche inférieure.ISIma 2010/1011

� Le niveau le plus bas noté 1 communication physique

� Le niveau le plus élevé noté N application mise en oeuvre par

l’utilisateur

� Chaque couche communique avec la couche homologue distante à travers le

protocole de la couche N.

� Entre deux couches adjacentes, on trouve une interface qui définit les opérations

élémentaires et les services que la couche inférieure offre à la couche supérieure.

Les objectifs d’une structuration en couche :

23/30

Les objectifs d’une structuration en couche :

� Organiser l’ensemble des fonctions à réaliser en un nombre de couches

logiquement bien définies (Deux fonctions de natures différentes doivent se

situer dans des couches distinctes)

� Rendre les relations entre couches le plus simple possible (En permettant

uniquement des relations entre couches adjacentes)

� Conférer à chaque couche une propriété d’indépendance (L’implémentation

d’une couche doit pouvoir être modifiée sans modification des couches

inférieures ou supérieures)ISIma 2010/1011

Interaction entre couches : exemple

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Distinguer deux sortes de communication :

� l’une est effective (conversation entre deux

couches adjacentes)

� l’autre virtuelle (communication entre couches

homologues)

Notion de protocole

Notion de service

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� Chaque couche offre un nombre de services.

� La réalisation des services est répartie entre les différents éléments suivants :

Notion de service

• Les entités :

Ce sont les éléments fournisseur de service :

- Pour les couches les plus base, elle sont de nature matérielles.

- Pour les couches de niveaux élevés, elle sont de nature logicielles.

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• Les points d’accès ou Service Access Point (SAP) :

Pour que la couche N+1 accède aux services offerts par la couche N, les

deux entités de niveaux N et N+1 vont établir un lien via un SAP.

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• Les unités de données :

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- On appel PDUi les messages échangés par un protocole au niveau i ( PDU =

Protocole Data Unit).

-On appel SDUi les données passées, dans un même système, de la couche

i+1 à la couche i (SDU = Service Data Unit)

- Un protocole de niveau i ajoute à l’information reçue de la couche i+1 des

informations de contrôle appelées PCIi (PCI = Protocole Control Information)

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� Les primitives de service décrivent le langage des échanges entre les entités.

� Quatre types de primitives peuvent être échangées entre deux systèmes :

• Primitives de demande (requête) : une entité sollicite un service

• Indication: une entité est informé d‘un événement

• Réponse: une entité répond a un événement

• Confirmation: une entité est informé de sa demande de service

� Syntaxe : (Couche_) préfixe . suffixe.

� préfixe : définit le service

� suffixe : définit la classe de la primitive

3. Les primitives de service

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� suffixe : définit la classe de la primitive

Exemple : T_Data.request

� Quelques type de service

� Établissement de connexion :

(CONNECT.requeste … )

� Transfert de données :

DATA.Requeste …)

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Exemples de primitives offrant un service orienté connexion avec confirmation

Exemple 1

N+1-connect-confirmation

N+1-connect-reqest

N+1-connect-indication

N+1-connect-response

Réseau

1

2

4

3

Sys A Sys B

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Remarque: Une primitive peut comporter ou non des paramètres

Par exemple la primitive « CONNECT.request » qui demande d’établissement de

connexion possédera généralement en paramètre

- Les adresses des entités source et destination

- Des paramètres de qualité de service (débit, taux d’erreurs, etc.)

N+1-connect-confirmation

Shéma d’enchaînement temporel des primitives

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Exemple 2Exemple 2 Comparaison avec le système téléphoniqueComparaison avec le système téléphonique

Examinons les étapes nécessaires pour inviter quelqu’un a une soiréeExaminons les étapes nécessaires pour inviter quelqu’un a une soirée

1)1) CONNECT.request: faire le numéroCONNECT.request: faire le numéro

2)2) CONNECT.indication: ça sonne CONNECT.indication: ça sonne

3)3) CONNECT.response: il décroche CONNECT.response: il décroche

4)4) CONNECT.confirm: vous attendez l’arrêt de la sonnerieCONNECT.confirm: vous attendez l’arrêt de la sonnerie

5)5) DATA.request: vous l’invitez DATA.request: vous l’invitez

CONNECT CONNECT

est un est un

service avec service avec

confirmationconfirmation

29/30

5)5) DATA.request: vous l’invitez DATA.request: vous l’invitez

6)6) DATA.indication : il entend votre invitation DATA.indication : il entend votre invitation

7)7) DATA.request: il dit qu’il serait ravie de venir DATA.request: il dit qu’il serait ravie de venir

8)8) DATA.indication: vous entendez qu’il accepteDATA.indication: vous entendez qu’il accepte

9)9) DISCONNECT.request: vous raccrochezDISCONNECT.request: vous raccrochez

10)10) DISCONNECT.indication: il l’entend et raccroche égalementDISCONNECT.indication: il l’entend et raccroche également

DISCONNECT DISCONNECT

est un service est un service

sans sans

confirmationconfirmation

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1/ CONNECT.request

2/ CONNECT.indication

3/ CONNECT.response

4/ CONNECT.confirm

5/ DATA.request

Schéma d’enchaînement temporel des primitives

30/30

7/ DATA.request

6/ DATA.indication

5/ DATA.request

8/ DATA.indication

9/ DISCONNECT.request

10/ DISCONNECT.indication

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