Cours-ISIGK-Reseaux-Locaux-Chapitre-2-Le-concept-de-réseaux

Chapitre 2

Rseaux Locaux

Chapitre 2Le concept de rseau

Dr. Amine DHRAIEF

Institut Suprieur dInformatique et de Gestion

Universit de Kairouan

16/10/2011 Rseaux Locaux 1

Dfinition

Un rseau est un ensemble de moyens matriels et logiciels est un ensemble de moyens matriels et logiciels

gographiquement disperss

destins offrir un service,

ou assurer le transport de donnes.

Les techniques mettre en uvre diffrent Les techniques mettre en uvre diffrent en fonction des finalits du rseau et de la qualit de service dsire


Caractristiques des rseaux

Un rseau se caractrise par :

1. la nature des nuds (tlphone, ordinateurs,)

2. la rpartition gographique des nuds connecter (rseau local, 2. la rpartition gographique des nuds connecter (rseau local, rgional, national ou international)

3. le caractre public ou priv

4. la topologie (rseau maill, en boucle,...)

5. les supports de transmission (fibres optiques, onde radiolectriques,...)

5. les supports de transmission (fibres optiques, onde radiolectriques,...)

6. les techniques et les protocoles de transmission

7. le dbit de transmission

16/10/2011 3Rseaux Locaux

Classification des rseaux suivant la taille

Rseau public Rseau Rseau LocalRseau publicWAN

Rseau fdrateur

MAN

Rseau LocalLAN

Taille gographique

Quelques milliers de km

De 1m 100km De 1m 2km

Nombre dabonns

Plusieursmillions

De 2 1000 De 2 200

16/10/2011 4

dabonns millions

Rseaux Locaux

Dfinition: LAN

LAN (Local Area Network) c'est un rseau LAN (Local Area Network) c'est un rseau priv reliant des quipements informatiques situs dans un mme btiment ou dans des sites gographiquement proches


Caractristique des LANs

1. Une tendue gographique limite

2. Le caractre priv un organisme ou une entreprise

3. La possibilit d'interconnecter des quipements varis provenant 3. La possibilit d'interconnecter des quipements varis provenant de diffrents constructeurs (ordinateurs, terminaux, priphriques ...)

4. Un dbit lev

5. Un temps de rponse faible de l'ordre de la centaine de microseconde microseconde

6. Un taux d'erreur faible ( < 10-9)

7. La facilit d'extension, de reconfiguration et de maintenance.


Exercice

25 m


25 m

EstEst--ce que cette communication se ce que cette communication se produit dans un rseau local ?produit dans un rseau local ?

TOPOLOGIES DES LANSTOPOLOGIES DES LANS


Topologies des LANs

La topologie dun LAN dcrit la manire dont les nuds sont connects.les nuds sont connects.

Cependant, on distingue la topologie physique, qui dcrit comment les

machines sont raccordes au rseau,

de la topologie logique qui renseigne sur le mode de la topologie logique qui renseigne sur le mode dchange des messages dans le rseau (topologie dchange).


Topologies des LANs

Point--point

Types de voies de transmission

Multipoint


Les topologies de bases sont toutes des variantes dune liaison point point ou multipoint

Les topologies de basesLe Bus

La plus simple des topologies de base, le bus est une variante de la liaison multipoint. est une variante de la liaison multipoint.

Dans ce mode de liaison, linformation mise par une station est diffuse sur tout le rseau.

Le rseau en bus est aussi dit rseau diffusion.


Les topologies de basesLe Bus

Dans ce type de topologie, chaque station accde directement au rseau, do des problmes de conflit daccs (contentions ou collisions) qui ncessitent de dfinir une politique daccs. collisions) qui ncessitent de dfinir une politique daccs. Celle-ci peut tre centralise (relation dite matre/esclave) ou distribue comme dans les rseaux locaux.

Les rseaux en bus sont dun bon rapport performance/prix. Ils autorisent des dbits importants (>100 Mbit/s sur 100 m). Il est possible dy insrer une nouvelle station sans perturber les

communications en cours.

Cependant, la longueur du bus est limite par laffaiblissement du signal, il est ncessaire de rgnrer celui-ci rgulirement. La distance entre deux rgnrations se nomme pas de

rgnration


Les topologies de bases En Etoile

La topologie toile est une variante de la topologie en point variante de la topologie en point point liaisons point point

Tous les nuds du rseau sont relis un nud central commun: le concentrateur. relis un nud central commun: le concentrateur.

Tous les messages transitent par ce point central.


Les topologies de bases En Etoile

Le concentrateur est actif, il examine chaque message reu et ne le retransmet qu son destinataire.

Cette topologie correspond, par exemple, au rseau tlphonique priv dune entreprise o le commutateur tlphonique met en relation les diffrents postes tlphoniques de linstallation.

La topologie toile autorise des dialogues inter- nud trs performants.

La dfaillance dun poste nentrane pas celle du rseau, cependant le rseau est trs vulnrable celle du nud central


Les topologies de bases En Anneau

Dans une topologie en anneau Les nuds sont relis entre eux par des liaisons

point point, l'ensemble forme une bouclepoint point, l'ensemble forme une boucle Les messages transitent de nud en nud suivant

un sens de rotation

Structure dite active Les quipements prennent les message en amont et

les recopient en aval Besoins denlever les messages sinon ils tournent en

boucle infiniesboucle infinies

Le cblage d'un rseau en anneau est le plus souvent en toile


Les topologies construites

Drivs des rseaux en toile, les rseaux arborescents sont constitus dun ensemble de rseaux toiles relis entre eux par des de rseaux toiles relis entre eux par des concentrateurs jusqu un nud unique (nud de tte).

Cette topologie est essentiellement mise en uvre dans les rseaux locaux (Starlan, 10 base T...).

Ces rseaux, en raison de la concentration Ces rseaux, en raison de la concentration ralise chaque nud, sont trs vulnrables la dfaillance dun lien ou dun nud



Pour pallier cet inconvnient on peut imaginer de crer des chemins peut imaginer de crer des chemins de secours qui peuvent tre temporaires ou permanents. Le rseau est alors dit maill.

Un rseau maill est un rseau dans lequel deux stations, clientes du lequel deux stations, clientes du rseau, peuvent tre mises en relation par diffrents chemins.



Un rseau maill, permettant de multiple choix de chemins vers une mme destination, est de chemins vers une mme destination, est trs rsistant la dfaillance dun nud

et autorise une optimisation de lemploi des ressources en rpartissant la charge entre les diffrents nuds (voies).

Chaque nud est caractris par sa connectivit, cest--dire par le nombre de liens qui le runit aux autres nuds du rseau.


Cas des rseaux sans-fil

Mode Ad-HocMode

InfrastructureInfrastructure

16/10/2011 19

BSSBasic Service Set

Rseaux Locaux

Cas des rseaux sans-fil

16/10/2011 20

ESSExtended Service Set

Rseaux Locaux

GRANDEURS CARACTRISTIQUESGRANDEURS CARACTRISTIQUES


Grandeurs Caractristiques Dbit

Unit : bit/s le kilobit par seconde (symbole kbit/s ou kbps) quivalent

1 000 bit/s le megabit par seconde (symbole Mbit/s ou Mbps) quivalent

1 000 kbit/s1 000 kbit/s le gigabit par seconde (symbole Gbit/s ou Gbps) quivalent

1 000 Mbit/s

Dbit nominal : vitesse de transmission du support (dbit brut)

Dbit utile dbit nominal moins le dbit affect au trafic de signalisation

Dbit utile dbit nominal moins le dbit affect au trafic de signalisation

Bande passante par abus de langage = un dbit d'informations.


Grandeurs Caractristiques

Dlai: Unit : s

User

RequteDure de transmission

Dure de propagation

Dure de Temps daller


Rponse

Dure de traitement

Dure de traitement

Temps daller retour


Temps daller-retour (dure de propagation + dure de transmission + dure de

traitement) * 2

Dure de transmission taille du message (bit) / bande passante (bit/s)

Dure de propagation distance (m)/ vitesse de propagation du signale (m/s)

Temps de traitement Queuing delay Temps dattente dans la file dattente



Taux derreur: B.E.R. : Bit Error Rate, Dsigne une valeur relative au taux d'erreur mesur Dsigne une valeur relative au taux d'erreur mesur

la rception d'une transmission numrique

relative au niveau d'attnuation et/ou de perturbation d'un signal transmis.

probabilit quun bit soit erron pendant la transmissionprobabilit quun bit soit erron pendant la transmission 10-3 : 1 erreur pour 1000 bits mauvaise liaison

10-15 : rseau de faible tendu


LES RSEAUX COMMUTATION LES RSEAUX COMMUTATION


Commutation: Dfinition

commutation nom commun - fminin (commutations)

1. MATHMATIQUES changement par substitution ou transfert (d'une chose une autre) Synonyme: permutation oprer une commutation

2. TLCOMMUNICATIONS opration qui permet de connecter deux usagers sur le rseau tlphonique auconnecter deux usagers sur le rseau tlphonique aucentral de commutation lectronique


Ncessit de la commutation

Le concept de rseau commutation est n de la ncessit de mettre en relation un utilisateur avec nimporte quel autre utilisateur nimporte quel autre utilisateur relation de 1 1 parmi n ou interconnexion totale

Ainsi, pour raliser linterconnexion totale de 2 stations, il suffit dune liaison, pour 3 stations 3 liens...

Dune manire gnrale, dans un rseau de N Dune manire gnrale, dans un rseau de N stations, pour relier la station N aux N 1 stations dj connectes il faut (N 1) liens. Soit, pour les N staNons, N(N1) liens.


Ncessit de de la commutation

En comptant de cette manire, on commet lerreur de compter deux fois chaque lien lerreur de compter deux fois chaque lien

le lien de A vers B est le mme que le lien de B vers A

Le nombre total de liens ncessaires dans un Le nombre total de liens ncessaires dans un systme de N nuds est donc de :

Nombre de liens = N(N 1)/ 2


Ncessit de la commutation

Si on applique cette formule au rseau tlphonique, compte tenu quil existe environ 300.106 abonns dans le monde et que chaque abonn peut tre mis en relation avec nimporte quel et que chaque abonn peut tre mis en relation avec nimporte quel

autre abonn, la terminaison de rseau chez chaque abonn devrait comporter

45.1015 lignes !

Ce chiffre montre, sil en tait besoin, la ncessit de trouver un systme qui permette, partir dune simple ligne de raccordement (liaison dabonn), datteindre simplement tout autre abonn du rseau par simple commutation dun circuit vers autre abonn du rseau par simple commutation dun circuit vers cet abonn.

Ce systme porte le nom de rseau commutation


Ncessit de de la commutation

1 2 1 2

6

5 4

3 6

5 4

3


5 4 5 4

Nombre de liaisonN*(N-1)/2

Nombre de liaisonN

Techniques commutation

Dans ce contexte o la ressource est rare vis--vis de la demande potentielle (si simultanment tous les abonns du rseau dsiraient joindre un autre abonn...), du rseau dsiraient joindre un autre abonn...), il est indispensable de rechercher des techniques particulires

pour optimiser le partage des ressources, cest lobjectif des techniques de commutation.

Selon la technique employe pour relier deux utilisateurs, on distingue

la commutation de circuits, utilisateurs, on distingue la commutation de circuits, de messages ou de paquets.


Techniques commutation

Un rseau commutation assure une connectivit totale. connectivit totale.

Dans ses conditions, la topologie logique ou interconnexion totale, vue du ct des utilisateurs, est diffrente de la topologie physique relle


La commutation de circuit

Dans la commutation de circuits, un lien physique est tabli par juxtaposition de diffrents supports est tabli par juxtaposition de diffrents supports

physiques

afin de constituer une liaison de bout en bout entre une source et une destination

La mise en relation physique est ralise par les commutateurs avant tout change de est ralise par les commutateurs avant tout change de

donnes

et est maintenue tant que les entits communicantes ne la librent pas expressment.


La commutation de circuit

La constitution dun chemin physique, emprunt par la suite par toutes les donnes transfres, garantit lordonnancement des informations. lordonnancement des informations. Elles sont reues dans lordre o elles ont t mises.

Cependant, les deux entits correspondantes doivent tre prsentes durant tout lchange de donnes, il ny a pas de stockage intermdiaire.

Les dbits de la source et du destinataire doivent tre identiques. Les abonns monopolisent toute la ressource durant la connexion. la connexion.

Dans ces conditions, la facturation est gnralement dpendante du temps et de la distance (exemple : le Rseau Tlphonique Commut ou RTC).


La commutation de circuits

1

2 4

3

I- (1) veut contacter (5)

2 4

II- Un chemin est tabli entre (1) et (5)


6

5 8

7III- le chemin est bloqu pour toute la dure de la communication

La commutation de messages

En commutation de circuits, la rgulation de trafic est ralise la connexion, trafic est ralise la connexion, sil ny a plus de ressource disponible, de bout en

bout, la connexion est refuse.

Pour viter davoir surdimensionner les rseaux, la commutation de messages, ntablit aucun lien physique entre les deux systmes aucun lien physique entre les deux systmes dextrmit. Le message est transfr de nud en nud et mis en

attente si le lien inter- nud est occup



Chaque bloc dinformation (message) constitue une unit de transfert achemine une unit de transfert achemine individuellement par le rseau.

Le message est mmoris, intgralement, par chaque nud, et retransmis au nud suivant ds quun lien se libre. ds quun lien se libre.

Le transfert ralis, le lien est libr.



Assurant une meilleure utilisation des lignes, la commutation de messages autorise un dimensionnement des rseaux commutation de messages infrieur celui des rseaux commutation de messages infrieur celui des rseaux commutation de circuits.

En cas de fort trafic, il ny a pas blocage du rseau mais seulement un ralentissement (attente de la libration dun lien). La mmorisation intermdiaire de lintgralit des messages ncessite

des mmoires de masse importantes et augmente le temps de transfert.

Les rseaux commutation de messages ne sont pas adapts aux applications interactives.





Les rseaux commutation de messages assurent, par rapport la commutation de assurent, par rapport la commutation de circuits : Le transfert, mme si le correspondant distant est

occup ou non connect ;

La diffusion dun mme message plusieurs correspondants ;correspondants ;

Le changement de format des messages

Ladaptation des dbits et ventuellement des protocoles.



La commutation de messages ne permet quun change simplex et asynchrone, elle quun change simplex et asynchrone, elle est plus un service quune technique rseau.


La commutation par paquets

La commutation de paquets utilise une technique similaire la commutation de messages.

Le message est dcoup en fragments (paquets) de petite taille. Chaque paquet est achemin dans le rseau indpendamment du prcdent.

Contrairement la commutation de messages, il ny a pas de stockage dinformation dans les nuds intermdiaires. Chaque nud, recevant un paquet, le rmet immdiatement sur la voie

optimale.

De ce fait, le squencement des informations nest plus garanti. Pour reconstituer le message initial, le destinataire devra, ventuellement,

rordonnancer les diffrents paquets avant deffectuer le rassemblage.





Ce mode de transfert optimise lutilisation des ressourcesressources les paquets de diffrentes sources sont multiplexs sur un

mme circuit

Cependant, chaque paquet doit contenir les informations ncessaires son acheminement ou un label identifiant le flux (multiplexage par tiquette). label identifiant le flux (multiplexage par tiquette). La ressource offerte est banalise et non attribue une

communication particulire comme dans la commutation de circuits





1 3 I- (1) veut contacter (5)

HELLO

H E L L O

HEL L O

2 4

II- (1) dcoupe ses donnes en paquets


6

5 8

7

en paquets

H E L L O

Commutation de circuits ou de paquets ?

Rappelons quen commutation de paquets, chaque paquet, le nud recherche une route optimale.paquet, le nud recherche une route optimale.

Dans ces conditions, le squencement des paquets nest pas garanti.

La reprise sur erreur et le contrle de flux ncessitant une stabilit de route ne sont, par consquent, pas une stabilit de route ne sont, par consquent, pas ralisables. Le rseau est dit best effort (pour le mieux), lunit de

donnes porte alors le nom de datagramme.



Entre le mode datagramme qui optimise lutilisation des ressources mais ne garantit lutilisation des ressources mais ne garantit pas lacheminement des donnes et la commutation de circuits, pourrait-on imaginer une solution qui garantisse le

squencement des donnes,

permette la reprise sur erreur et autorise un permette la reprise sur erreur et autorise un contrle de flux (commutation de circuits)

tout en optimisant lutilisation du rseau (commutation de paquets) ?



Commutation de Circuit Commutation de PaquetCommutation de Circuit Commutation de Paquet

tablissement dun circuit

Pralable lchange de

donnesPas de circuit prtabli

Garantie du squencement

Oui Non

Optimisation des ressources

Non, Circuit ddi OUI, ressources partages

Principe de facturation la distance, la dure Au volume dinformation



Le cumul des avantages de lun et de lautre conduit muler un circuit dans les rseaux commutation de paquets.

Ainsi, la commutation de paquets dcline deux modes de mise en relation. Le premier, le mode datagramme ou non connect est le mode

naturel de la commutation de paquets. Le second met en uvre un mcanisme de stabilit de route qui

consiste baliser un chemin que suivront ensuite tous les paquets mulant ainsi un circuit sur un rseau en mode paquets.

Ce second mode de fonctionnement est dit mode orient connexion ou plus simplement mode connect. Le circuit mul porte le nom de circuit virtuel (CV).




Mode connect vs. Mode non connect

mode connect, ex: Tlphone on compose le numro on compose le numro

on tablit une connexion

on parle

on raccroche

mode non connect, ex : Poste mode non connect, ex : Poste on met l'adresse sur l'enveloppe

on expdie


Commutation par paquets: Mode connect vs. Mode non connect

Technique de commutation par paquet en mode non connect. Les paquets arrivent chez le destinataire sans aucune garantie de Les paquets arrivent chez le destinataire sans aucune garantie de

squencement.

si les paquets ont pris diffrents chemins, ils risquent d'arriver dans le dsordre

Datagramme

Technique de commutation par paquet en mode connect. Technique de commutation par paquet en mode connect. Garantie lordre des paquets

Circuit Virtuel

Le circuit virtuel peut tre utilis par dautres paquets en cas de silence.


Le mode non connect (CLNS) Datagramme

En mode non connect (CLNS, ConnectionLess Network Service), les informations transitent dans le rseau indpendamment les unes des autres. autres.

Le destinataire nest pas ncessairement lcoute, les informations sont, dans ce cas, perdues.

Dans un tel mode de fonctionnement, les routes empruntes par les diffrents blocs dinformation peuvent tre diffrentes

Le squencement des informations ne peut tre garanti Le squencement des informations ne peut tre garanti

Les mcanismes rseaux sont allgs au dtriment dune complexit dans les organes dextrmits qui doivent tre capables de rordonnancer les diffrents blocs dinformation.



Chaque paquet contient l'adresse du destinataire La possibilit dun routage diffrent pour chaque bloc dinformation

(paquet) dun mme utilisateur permet de rpartir la charge du rseau (paquet) dun mme utilisateur permet de rpartir la charge du rseau (routage adaptatif).

Chaque paquet est achemin indpendamment des autres paquets avec le risque d'arrive dans le dsordre

Aucune rservation de ressources nest effectue pralablement tout envoi de donnes. En cas de surcharge du rseau, des blocs dinformation peuvent tre

perdus.




Le mode orient connexion (CONS) Circuit Virtuel

En commutation de circuits une liaison physique est pralablement tablie avant tout change de donnes.

En mode orient connexion (CONS, Connection Oriented Network Service), une liaison virtuelle est construite par un mcanisme particulier

Lors de la phase dtablissement de la connexion, les diffrentes ressources ncessaires au transfert (buffers, voies...) sont rserve

Ensuite, tous les messages empruntent la route prtablie, le squencement des informations est garanti (chemin identique).squencement des informations est garanti (chemin identique).

Lorsque lchange est termin, une phase de dconnexion libre les ressources.



La liaison peut tre permanente (CVP, Circuit Virtuel Permanent ou PVC,

Permanent Virtual Circuit) permanente (CVP, Circuit Virtuel Permanent ou PVC, Permanent Virtual Circuit)

ou tablie appel par appel (CVC, Circuit Virtuel Commut ou SVC, Switched Virtual Circuit)

ltablissement du circuit virtuel, un message spcifique (paquet dtablissement) est rout dans le rseau.

Son acheminement est enregistr dans les commutateurs et identifi par un numro appel Numro de Voie Logique (NVL)



Trois tapes:1. Etablissement de la connexion: Un paquet d'appel

(contenant l'adresse du destinataire) est achemin via le rseau jusqu'au destinataire. Il va tracer le chemin. (contenant l'adresse du destinataire) est achemin via le rseau jusqu'au destinataire. Il va tracer le chemin.

2. Transfert des donnes: les paquets appartenant au Circuit Virtuel suivent le chemin trac. Ils ne contiennent plus l'adresse du destinataire mais le Numro de Circuit Virtuel qui est trait chaque nud.

3. Libration de la connexion: Un paquet de Libration du Circuit Virtuel est envoy par un des utilisateurs et qui enlve toutes les informations relatives la connexion dans les diffrents nuds.




Rseau en mode connect ou en mode datagramme ?

Un service en mode connect ou non connect ne dpend pas du service support connect ne dpend pas du service support utilis, mais des protocoles mis en uvre sur ce support.

Dfinir, pour un rseau, le type de protocole utiliser rsulte dun choix essentiellement utiliser rsulte dun choix essentiellement fond sur les performances et la qualit de service que lon dsire obtenir


Rseau en mode connect ou en mode datagramme ?


Circuit virtuel commut ou permanent ?

Un circuit virtuel commut est une liaison tablie la demande, il autorise tablie la demande, il autorise ltablissement dune relation avec nimporte quel autre abonn du rseau, la connectivit est ouverte.

Le circuit virtuel permanent est tabli Le circuit virtuel permanent est tabli (configur) une fois pour toutes, la connectivit est rduite.


LES MCANISMES MIS EN OEUVRELES MCANISMES MIS EN OEUVREDANS LE RSEAU LOCAL


Les mcanismes mis en uvre dans le LAN

Lchange, travers un ou plusieurs LAN, entre deux entits communicantes quelconques ncessite que:

I. chaque correspondant puisse tre localis et identifi de manire unique sur le rseau, cest la notion dadressage et de nommage

II. la taille des units de donnes transfres soit adapte aux capacits du rseau, cest la segmentation ;capacits du rseau, cest la segmentation ;

III. Partager quitablement le canal de communication, cest la notion de mthodes daccs au canal


NOTION DADRESSAGENOTION DADRESSAGE


Dfintion

On dsigne par technique dadressage lensemble des moyens utiliss pour localiser les correspondants.

Pour assurer la communication, le systme dextrmit source doit fournir au rseau ladresse du systme dextrmit destinataire (adresse destinataire), et celui-ci doit pouvoir localiser son correspondant (adresse source).

Une adresse est une suite de caractres dsignant sans ambigut un point physique de raccordement un rseau (adressage physique) ou localisant un processus, une machine (adressage un point physique de raccordement un rseau (adressage physique) ou localisant un processus, une machine (adressage logique).

Ces deux notions sont complmentaires, lune dsigne lobjet (adresse logique), lautre sa localisation (adresse physique).


Ladressage physique

Ladresse des correspondants raccords un rseau est un localisateur qui permet rseau est un localisateur qui permet lacheminement travers un ou plusieurs rseaux dun message vers son destinataire.

Pour localiser un utilisateur final sans ambigut, il faut pouvoir identifier : le rseau auquel il est connect ; le rseau auquel il est connect ; le point daccs auquel il est raccord au rseau, ce

point identifie aussi linstallation locale de labonn ; le systme cible dans linstallation locale


Les composantes dune adresse.

Les deux premiers champs permettent de localiser linstallation de labonn, il constitue ladresse rseau du destinataire, la de labonn, il constitue ladresse rseau du destinataire, la structure est gnralement du type hirarchique. Le troisime champ identifie le destinataire dans linstallation finale, il peut alors tre sans signification, il est alors dit plat.


Ladressage plat ou global

Dans ce type dadressage, ladresse correspond un numro unique attribu sans aucune rgle de structuration.

Cet adressage est, par exemple, celui utilis dans les rseaux locaux. Chaque entit raccorde a un numro diffrent et sans relation avec nimporte quel autre numro (adresse) du rseau.

Dorigine Xerox, cet adressage destin distinguer les diffrents nuds dun mme segment de rseau est normalis par lIEEE.

Identifiant, dans les rseaux locaux, le point daccs au support, cet adressage est souvent appel adressage MAC (Medium Access Control).


Adressage MAC

Ladressage MAC comporte deux champs. Le premier, champ attribu par lIEEE, dsigne le constructeur (OUI,

Organizationaly Unit Identifier) de linterface rseau (NIC, Network Interface Card). La liste des OUI attribus peut tre obtenue dans la RFC 1340.

Le second champ correspond un csquentiel attribu par le constructeur qui doit en garantir lunicit.qui doit en garantir lunicit.

Ladresse doit tre unique sur le rseau local. Les utilisateurs doivent aussi pouvoir connecter leurs quipements sur

nimporte quel rseau. Pour assurer lunicit sur le rseau local, lunicit des adresses sera mondiale. Aucun risque de conflit quelques que soit les configurations

Ladressage est le mme quelque soit le protocole (Ethernet, Wifi,...) facilite linterconnexion des rseaux


Adressage MAC

I/GI/G U/LU/L 22 bits22 bits NN fabrication 24bitsfabrication 24bits

Vendeur : OUIVendeur : OUIOrganizationallyOrganizationally Unique IdentifierUnique Identifier

I/GI/G U/LU/L 22 bits22 bits NN fabrication 24bitsfabrication 24bits

U = 0 @ universelleL=1 @ Local

6 octets6 octets

si le bit est 0 alors ladresse est universelle et respectele format de lIEEE.


I = 0 @ individuelleG=1 @ de groupe

si le bit est 0 alors ladresse spcifie une machine unique (et non un groupe).

le format de lIEEE.

Adressage MAC

Ladresse MAC peut identifier un point de raccordement unique (cas gnral), elle est alors dite unicast.

Elle peut aussi dsigner un groupe de machines raccordes un segment du rseau elle est, alors, dite de multicast (premier bit de ladresse 1).

Ladresse MAC peut aussi reprsenter toutes les machines dun rseau du mme rseau physique, dans ce dernier

Ladresse MAC peut aussi reprsenter toutes les machines dun rseau du mme rseau physique, dans ce dernier cas on parle dadresse de diffusion gnralise oubroadcast (FF-FF-FF-FF-FF-FF).


Adressage MAC


Ladressage hirarchique

Utilise dans les grands rseaux dinterconnexion, ladresse hirarchique identifie un point daccs au rseau.

Son contenu est significatif, il dsigne le rseau et les nuds de ce rseau participant lacheminement des informations.

Chaque nud ne traite que la partie dadresse correspondant son niveau.

Cette technique permet de rduire le champ adresse des blocs de Cette technique permet de rduire le champ adresse des blocs de donnes au fur et mesure de la progression des blocs dans le rseau.

16/10/2011 Rseaux Informatiques 76

Les techniques dadressage

Absence de champ dadresse

seules deux entits peuvent communiquer, seules deux entits peuvent communiquer,

cest le cas dune liaison en mode point point o ladresse est alors inutile.



Adresse destinataire uniquement lmetteur na pas tre connu ou lest dj par un autre procd ;lmetteur na pas tre connu ou lest dj par un autre procd ; Ce mode dadressage est utilis dans les relations du type

matre/esclave o le matre est toujours identifi. Seule ladresse du terminal apparat dans les changes, elle

dsigne celui qui on parle (adresse destination) ou celui qui rpond (adresse source).

Adresse source uniquement le rcepteur nest pas identifi le rcepteur nest pas identifi toutes les stations lcoute reoivent les informations (messages

de diffusion, broadcast ou mode de contrle matre/esclave).



Adresse Source/Destination,

cas le plus frquent, ladressage est alors dit cas le plus frquent, ladressage est alors dit distribu ou encore global distribu.


NOTIONS DE NOMMAGENOTIONS DE NOMMAGE


Le nommage

La notion de nommage est complmentaire de celle dadressage, lun dsigne lobjet, lautre celle dadressage, lun dsigne lobjet, lautre prcise sa localisation.

Indpendamment quil est plus ais de manipuler des noms que des adresses, lavantage du nommage est essentiellement de dissocier lobjet de sa localisation gographique. dissocier lobjet de sa localisation gographique.

Le dplacement de lobjet nomm est transparent lutilisateur.


Le nommage plat

Le nommage plat ou horizontal

ce type de nommage impose une dmarche ce type de nommage impose une dmarche rigoureuse pour garantir lunicit dun nom sur lensemble du rseau.

NetBios, protocole allg mis en uvre dans les rseaux locaux, utilise un nommage plat.

Netbios est un protocole de transfert de fichiers co-dvelopp par IBM et Netbios est un protocole de transfert de fichiers co-dvelopp par IBM et

Sytec au dbut des annes 1980. En 2005, il est utilis principalement par

Microsoft. Cest une interface qui permet dtablir des sessions entre

diffrents ordinateurs dun rseau.


Le nommage hirarchique ou arborescent

plus souple, organise le nommage en domaines.

Cette technique autorise une reprsentation des Cette technique autorise une reprsentation des objets calque sur lorganisation de lentreprise.

Chaque nud peut tre un domaine dont la gestion peut tre confie une autorit particulire.

Ce mode de reprsentation et dadministration convient parfaitement la gestion dun annuaire convient parfaitement la gestion dun annuaire trs important comme celui dInternet


Notion dannuaire

La localisation dun objet nomm ncessite de mettre en relation son nom et son adresse : rsolution de nom.

Lassociation nom/adresse est rsolue selon deux techniques la consultation dun fichier local, le nommage est alors dit local ; la consultation dune base de donnes centralise ou rpartie

sur un systme local ou des systmes distants, le nommage est, alors, dit dcentralis


ADAPTATION DE LA TAILLE DES ADAPTATION DE LA TAILLE DES UNITS DE DONNES


Notion de MTU

Lors du transfert dun bloc de donnes dans un rseau, chaque lment du rseau (routeur ou rseau, chaque lment du rseau (routeur ou commutateur) doit mmoriser les blocs en entre, les traiter et les dlivrer la file dattente de sortie.

Ces diffrents traitements ncessitent de la mmoire.

La ressource tant limite, il est ncessaire de fixer La ressource tant limite, il est ncessaire de fixer une taille maximale aux units de donnes admises dans le rseau.


Notion de MTU

On appelle MTU (Maximum Transfer Unit) ou unit de transfert maximale, la taille maximale unit de transfert maximale, la taille maximale des donnes admises dans un rseau en-tte compris.

Si un bloc a une taille suprieure la MTU, il devra tre fragment en plusieurs blocs pour pouvoir tre achemin dans le rseaupouvoir tre achemin dans le rseau


Segmentation et rassemblage

Dans les rseaux en mode non connect, les fragments sont susceptibles darriver sans respect de lordonnancement. lordonnancement.

Le rassemblage ne peut tre ralis dans le rseau, cest le destinataire qui devra reconstituer le message (paquet en mode connect, datagramme en mode non connect) dorigine.

cette fin, il est ncessaire didentifier tous les fragments dun mme paquet et de les numroter pour garantir le rassemblage correct du message initial



Chaque fragment comporte les informations ncessaires son acheminement (adresses).

Une donne didentification est recopie dans chaque fragment (ID).

Le rassemblage ncessite aussi de connatre la longueur totale du paquet dorigine (L) et de disposer dune information sur lordonnancement (F1, F2...).

Outre le temps ncessaire aux oprations de fragmentation, en mode non connect, la perte dun seul fragment implique la rmission de tout non connect, la perte dun seul fragment implique la rmission de tout le datagramme.

Pour ne pas pnaliser le rseau, les protocoles en mode non connect offrent gnralement des services de dcouverte de la MTU.





Dans les rseaux en mode connect, tous les fragments suivent le mme chemin, le squencement est garanti.

Dans ces conditions, les informations ncessaires au rassemblage peuvent tre rduites un seul bit (bit More, donnes suivre).

Le bit More est positionn 1 dans tous les fragments sauf le dernier. le dernier.

Le rassemblage peut tre ralis par le rseau, la fragmentation est alors dite transparente




LES MTHODES DACCS AU CANALLES MTHODES DACCS AU CANAL

16/10/2011 Rseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 93

Les mthode daccsProblmatique

Le support physique Le support physique Ressource partageRessource partage


Besoin de mettre en uvre un Besoin de mettre en uvre un protocole (ou mthode) d'accsprotocole (ou mthode) d'accs

Classification des mthodes daccs

accs alatoire accs alatoire qui ne ncessite qui ne ncessite pas une autorisation pralable pas une autorisation pralable

Classification 1Classification 1

pas une autorisation pralable pas une autorisation pralable (contention)(contention)

accs dterministe o un


accs dterministe o un mcanisme permet de dsigner

la station qui peutmettre (ex. : Round Robin)


accs statique accs statique o l'allocation o l'allocation de la bande passante est de la bande passante est


de la bande passante est de la bande passante est dfinitivedfinitive

accs dynamique (adaptatif) o


accs dynamique (adaptatif) o l'allocation de la bande passante volue selon

les besoins


l'approche centralisel'approche centralise o seul o seul un nud primaire attribue des un nud primaire attribue des


un nud primaire attribue des un nud primaire attribue des droits d'accsdroits d'accs

l'approche distribue l'approche distribue o les o les


l'approche distribue l'approche distribue o les o les diffrents nuds participent de diffrents nuds participent de

la mme faonla mme faonaux contrles d'accsaux contrles d'accs


partage temporel partage temporel (TDMA : "Time Division (TDMA : "Time Division


(TDMA : "Time Division (TDMA : "Time Division Multiple Access")Multiple Access")


partage frquentiel partage frquentiel (FDMA : "(FDMA : "FrequencyFrequency Division Division

Multiple Access")Multiple Access")

Accs par invitation mettre ("polling")Nuds primaire - secondaire

Nud PrimaireNud PrimaireNuds Nuds

SecondairesSecondairesNud PrimaireNud Primaire

SecondairesSecondaires


Accs par invitation mettre ("polling")

Data ? Data ?


Data ? Data ?


Les nuds du rseau sont interrogs successivement (suivant un certain ordre) pour successivement (suivant un certain ordre) pour dterminer chaque fois si le nud interrog a un message mettre

Une invitation mettre est issue d'un nud primaire

Si le nud secondaire ayant reu cette invitation veut mettre, il rpond positivement cette invitation



Cette technique est utilise dans le cas de liaisons longues distances, elle est aussi liaisons longues distances, elle est aussi utilise dans des rseaux de terminaux en bus

Cas des rseaux locaux Ethernet 100VG AnyLAN

Les rseaux locaux sans-fil 802.11 en mode PCF (Point Coordination Function)


Point Coordination Function1. lAP interroge successivement chacune des stations par une requte CF-

Poll (Interrogation)

2. la station qui veut transmettre rpond immdiatement par un CF-ACK

3. lAP lui rpond en lui donnant un temps pendant lequel elle peut mettre

4. la station met un ou plusieurs paquets pendant la dure qui lui est accorde

5. Pour viter quune station, qui a la main et qui nmet pas, bloque tout le rseau, lAP attend de voir pendant un intervalle nomm PIFS (PCF, Inter Frame Space). Si la station na rien mis, alors lAP passe la station suivante.


Les collisions: petites trames

AA

BB

CC

CollisionCollision


DD

2 x T


Dans cet exemple, la station A a mis correctement son message C le reoit correctement C le reoit correctement Par contre, ni D ni B ne le recevront cause de la collision

De mme pour le message de B Il est reu par D mais pas par C ou A

En agrandissant artificiellement la taille de la trame, pour que la dure dmission soit suprieure deux fois le dlais de propagation, ce phnomne ne peut pas se produire



AA

Dure dmission = E < 2 x

BB

CC


DD

Max Dure de propagation =

2 x

Les collisions: amlioration

AA

BB

CC


DD

Dans cet exemple, la dure minimale dmission est suprieur 2 fois le dlais de propagation

Les collisions: amlioration

1. A voit le canal libre et commence lmission de son message

2. B voit le canal libre et commence lmission de son message2. B voit le canal libre et commence lmission de son message

3. B se rend compte presque immdiatement de la collision

4. B poursuit pendant quelques instants la transmission pour que la collision soit bien dcelable par les autres quipementsquipements


Les collisions

Il faut que TOUTES les stations soient dans le mme tat

La dure dmission doit tre dau moins 2 fois la dure de propagation du signal

Si la trame est trop courte, il faut ajouter des bits de bourrage

La topologie doit tre limite pour viter des dures de La topologie doit tre limite pour viter des dures de propagation qui forcerait allonger la longueur des trames


Les techniques accs alatoireCarrier Sense Multiple Access

Avant d'mettre un message, un nud doit rester l'coute du canal

Ne transmettre qu'une fois qu'il ne dtecte plus un signal Ne transmettre qu'une fois qu'il ne dtecte plus un signal sur la ligne

Ceci n'limine pas la possibilit de collision tant donn le dlai de propagation

On dfinit la priode de vulnrabilit comme tant le temps On dfinit la priode de vulnrabilit comme tant le temps de propagation d'un signal entre les nuds les plus loigns Durant cette priode un coupleur peut ne pas dtecter

l'mission d'un signal par un autre nud.


CSMA

CSMA non persistant : Lorsque le canal est occup, un coupleur dsirant mettre

un message reprend l'coute du canal aprs un temps alatoire (cette procdure est ritre jusqu' ce que le canal soit libre).alatoire (cette procdure est ritre jusqu' ce que le canal soit libre).

CSMA persistant : Lorsque le canal est occup, un coupleur dsirant mettre

un message poursuit l'coute du canal jusqu' ce qu'il soit libre et met ensuite son message.

Si une collision se produit, les stations attendent un temps Si une collision se produit, les stations attendent un temps alatoire avant de retransmettre.

Par rapport la mthode prcdente, cette mthode rduit les temps de non-utilisation du support mais augmente la probabilit de collision.


CSMA

CSMA P-persistant : Le temps est divis en intervalles, comme " Aloha Le temps est divis en intervalles, comme " Aloha

discrtis ".

Si un ordinateur veut mettre, il coute pour savoir si le rseau est occup.

Il met avec une probabilit p si le rseau est libre (sinon il continue cout jusqu' ce qu'il soit libre), et reporte lmission un intervalle suivant avec une et reporte lmission un intervalle suivant avec une probabilit 1 p.

Le processus continue jusqu ce que la trame soit mise.


CSMA / CDCSMA / CDCARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS WITH COLLISION DETECTION


CSMA/CD: principe

C'est la mthode la plus utilise Ecoute du canal avant l'mission Ecoute pendant l'mission pour dterminer s'il y a eu

collision Ecoute pendant l'mission pour dterminer s'il y a eu

collision Le signal mis est compar au signal sur la ligne

Si une collision s'est produite Le coupleur abandonne l'mission et envoie une

squence de bits, appele squence de brouillage Objectif: faire persister la collision et assurer que les Objectif: faire persister la collision et assurer que les

autres coupleurs se sont rendu compte de la collision

L'mission sera reprise aprs un temps alatoire


CSMA/CD: principe

Contrairement aux mthodes prcdentes lmetteur s'assure du bon droulement de lmetteur s'assure du bon droulement de l'mission sans attendre un acquittement mais par dtection ou non, de collision.

L'avantage est de pouvoir abandonner L'avantage est de pouvoir abandonner l'mission ds qu'une collision est dtecte et de ne pas attendre dacquittement.


CSMA/CD: Condition de dtection de collision

L'metteur devra rester l'coute du canal pendant une priode (tranche canal) au pendant une priode (tranche canal) au minimum gale deux fois le temps maximum de propagation d'un signal entre deux coupleurs.

Au-del de cette priode, l'metteur est sure Au-del de cette priode, l'metteur est sure qu'il n'a pas subi de collision et qu'il n'en subira pas


CSMA/CD: Condition de dtection de collision

A

t=0A commence mettre B

A

t= RTT/2-B commence mettreB na pas encore reu le 1er bit de A

B

Comme A ne peut


A

Comme A ne peut dtecter une collision que pendant quil met, il faut quil mette encore lorsque le 1er bit de B lui parvient

B

Collision Collision dtectedtecte

CSMA/CD : algorithme de retransmission

Si lmission suit directement la collision, elle va se reproduire systmatiquement

Binary exponential backoff (BEB) : mis en uvre Binary exponential backoff (BEB) : mis en uvre dans chaque station Aprs une collision, choisir un temps alatoire

dattente avant dessayer nouveau

Objectifs Objectifs Empcher les stations ayant particip la collision de

ressayer au mme moment Adapter dynamiquement le temps moyen dattente au

nombre de stations


Algorithme du BEB

Dbut : n = 0

Lorsquune collision a lieu en essayant dmettre la trame : Lorsquune collision a lieu en essayant dmettre la trame :

Comptabiliser la collision : n = n + 1

Si n < 16, alors :

Attendre K x (2 ) secondes, o K est un entier tir au hasard de {0, 1, , min(2n 1;210 - 1)

mission de la trame (retour au pas 1 de lalgorithme CSMA/CD)mission de la trame (retour au pas 1 de lalgorithme CSMA/CD)

Sinon :

Informer la couche suprieure de lchec

Abandonner (fin)


CSMA/CA: cas du IEEE 802.11

Deux modes de fonctionnement de la MAC

DCF: Distributed coordination function DCF: Distributed coordination function

PCF: Point coordination function

DCF: Accs Multiple, approche distribue

PCF: Approche Centralise, bas sur le polling


CSMA / CACSMA / CACARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS WITH COLLISION AVOIDANCE


CSMA/CA: mission/rception

EmissionEmission RceptionRception

1. MAC reoit la trame de la couche IP

2. goto Backoff

3. Envoie trame

4. Wait ACK

1. Vrifie si trame reu est OK

2. Wait SIFS

3. Envoie ACK

4. Wait ACK

5. If(timeout)

goto Backoff


CSMA/CA: procdure du Backoff

If ( due to timeout) CW CW * 2 CW CW * 2

Else Wait (Channel == IDLE)

Wait DIFS

Random[1,CW] Random[1,CW]

While (Channel == IDLE) CW CW 1

If (CW = 0) Return


CSMA/CA : sans collision

A

DATADATA

B

ACKACK

DIFS

DIFS

BO

BO

SIFSSIFS

SIFS(short inter frames pace):10 sSIFS(short inter frames pace):10 s


SIFS(short inter frames pace):10 sSIFS(short inter frames pace):10 s Slot Time:20 sSlot Time:20 s DIFS(DIFS(distributeddistributed inter frame inter frame spacespace):50 s ):50 s

DIFS=SIFS+ 2 DIFS=SIFS+ 2 slot timeslot time BO: BO: backobacko variablevariable

CW CW isis in in unitsunits of slot time / of slot time / CWmaxCWmax:1023:1023

CSMA/CA : sans collision

A

DATADATA

DIFS

DIFS

BO

BO

SIFSSIFS

B

ACKACK

DIFS

DIFS

BO

BO

SIFSSIFS

DATADATA

Carrier Sens = BUSYCarrier Sens = BUSY

DIFS

DIFS


C

DATADATA

BOBO

CWCW

CSMA/CA : avec collision

A

DATADATA

DIFS

DIFS

BO

BO

SIFSSIFS

NO

AC

KN

O A

CK

BOBO

B

DIFS

DIFS

BO

BO

SIFSSIFS

DATADATA

DIFS

DIFS

BO

BO

DATADATA

NO

AC

KN

O A

CK

NO

AC

KN

O A

CK

SIFSSIFS

Co

llision

Co

llision


C

DATADATA

BOBO

DATADATA

Problme de la station cache(hidden node)

A B C

CollisionCollision

A envoie B


A envoie B C envoie B A et C ne coutent pas Interfrence au niveau de B Collision

Solution: RTS/CTS Mcanisme de rservation

Avant de transmettre des donnes, changer RTS/CTS RTS: Request to Send RTS: Request to Send

CTS: Clear to Send

A

DATADATA

DIFS

DIFS

BO

BO

RTSRTS

SIFSSIFS

SIFSSIFS


B

ACKACK

DIFS

DIFS

SIFSSIFS

CTSCTS

SIFSSIFS

RservationRservation

Problme de la station cache(hidden node)

A B CRTSRTS

CTSCTS CTSCTS


RTS/CTS si taille(data) > RTSthreshold pourquoi ?

Virtual Carrier Sens

Inclure linformation dure de la transmission dans le RTS/CTStransmission dans le RTS/CTS

Les stations maintiennes un temporisateur gale cette dure NAV: Network allocation vector

If NAV > 0 ne pas envoyer des trames mme si le canal est libre


Virtual Carrier Sens

DATADATARTSRTS

A

B

ACKACK

DIFS

DIFS

BO

BO

RTSRTS

SIFSSIFS

CTSCTS

SIFSSIFS

NAV (RTS)NAV (RTS)


NAV (RTS)NAV (RTS)

NAV (CTS)NAV (CTS)

FINFIN


Cours-ISIGK-Reseaux-Locaux-Chapitre-2-Le-concept-de-réseaux

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