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RESEAUX

Formation Tlcom Rseaux Plneuf

V 1.1 Septembre 2011

Edition Numrique

Tables des matires

c

SECTION 1 Concepts Rseaux

1. Modles Rseaux 1 1.1 Cartographies 1 1.2 Normalisation 2 1.3 Classification gnrale des Rseaux 6 1.4 Commutation 10 1.5 Topologies 14 1.6. Architecture des Rseaux 17

2. Les Supports Physiques 25 2.1 Introduction 25 2.2 La paire torsade 25 2.3 Le cble coaxial 27 2.4 La fibre optique 28 2.5 Les ondes radios 29 2.6 Dbits 30 2.7 Comparatifs 32

SECTION 2 Pile X.25

3. Liaison ETTD-ETCD 33 3.1 Dfinition, Fonction, Objectif 33 3.2 Jonction ETTD-ETCD 34 3.3 Jonction V-24 ou RS 232 37 3.4 Transmissions synchrone & asynchrone 41

4. HDLC 43 4.1 Le protocole HDLC : 43 4.2 Mise en uvre de HDLC 44 4.3 Echange HDLC 48 4.4 Conclusion sur HDLC: 49 4.5 Frame Relay 50

5. X 25 53 5.1 Norme X 25 53 5.2 Protocole X 25 55 5.3 Routage 57 5.4 Interaction niveau 2 et 3 dans X25 60

SECTION 3 Pile IEEE 802

6. Les normes IEEE 802 63 6.1 Rsum des diffrentes normes IEEE 802 63 6.2 Architecture 66 6.3 LLC (802.2) 67 6.4 Sous-Couche MAC 68 6.5 CDP 71

7. Ethernet 73 7.1 Description du CSMA/CD : 73 7.2 Fast Ethernet 76 7.3 Gigabit Ethernet 79 7.4 Auto-Ngociation 80

Tables des matires

d

7.5 Wi-Fi 82 7.6 Wimax 85

8. Commutations 89 8.1 VLAN 89 8.2 Spanning Tree 92

SECTION 4 Pile TCP/IP

9. Protocoles niveau 2 dans Internet 97 9.1 SLIP 97 9.2 PPP 98 9.3 PPPoE 100 9.4 Procdures multilink 101

10. IP 103 10.0 Historique 103 10.1 Datagramme et protocole 104 10.2 Les adresses IP 107 10.4 Routage 114 10.5 Protocoles de contrle 119 10.6 IP v6 123 10.7 6to4 127 10.8 Scurit des rseaux IP 129

11. Protocoles de routages 135 11.1 Gnralits 135 11.2 Protocoles de routages : RIP 136 11.3 OSPF 139 11.4 EIGRP 141 11.5 BGP 142 11.6 MPLS 144 11.7 Protocoles de routages : comparatif 146

12. TCP 147 12.1 Description niveau OSI 4 147 12.2 Qualits de Service 149 12.3 Le niveau 4 de TCP/IP 151 12.4 Le modle de service TCP 152 12.5 Mise en uvre TCP 152 12.6 Modle de service UDP 162 12.7 Dveloppement Client-Serveur 163

SECTION 5 Services

13. DNS 167 13.1 Nom de domaine 167 13.2 Service DNS 169 13.3 Le Protocole DNS 170 13.4 NetBios 174

14. Mail 177 14.1 Adresse Mail 177 14.2 Transfert de Mail 178 14.3 SMTP 180

Tables des matires

e

14.4 POP3 181 14.5 Reprsentation des Donnes 182 14.6 Types MIME 185 14.7 Messagerie instantane 186

15. HTTP 189 15.1 Html 189 15.2 Protocole Http 191 15.3 URI 192 15.4 Navigateur 194

16. VoIP 197 16.1 La Voix 197 16.2 VoIP / ToIP 198 16.3 H.323 200 16.4 SIP 201 16.5 MGCP 203 16.6 Les protocoles de transport 204

17. Administration 209 17.1 Emulation de terminal 209 17.2 Transfert de Fichiers 210 17.3 Gestion des services 211

SECTION 6 Rseaux Tlcoms

18. Rseaux Tlphoniques 213 18.1 Le RTC 213 18.2 RNIS 217 18.3 ADSL 221

19. Rseaux Hauts-dbits 227 19.1 Synthse des besoins 227 19.2 Hirarchies numriques 228 19.3 PDH 230 19.4 SDH 232 19.5 Architectures des rseaux interconnects 236

20. ATM 237 20.1 Principe 237 20.2 Modle ATM 238 20.3 Mcanismes ATM 241 20.4 La commutation 245 20.5 Intgration IP/ATM/SDH 247

21. Systmes Mobiles 253 21.1 Normes et services 253 21.2 Systme GSM 254 21.3 Concepts Cellulaires 256 21.4 Identification 257 21.5 Traitements numriques GSM 257 21.6 Systmes 3G 259

Tables des matires

f

SECTION 7 Systmes Informatiques

22. Architecture dun Systme Informatique 261 22.1 Prsentation Gnrale 261 22.2 Structure 262 22.3 USB 265 22.4 Technologie des mmoires 267 22.5 Les Types de Mmoires 270 22.6 Architecture dun processeur 273 22.7 Fonctionnement 278 22.8 Evolution des architectures 282

23. OS : Operating System 285 23.1 Introduction aux OS 285 23.2 Le noyau 288 23.3 Systmes de fichiers 290 23.4 Systmes de stockage 298 23.4 Les processus. 299 23.5 Gestion de la mmoire 302 23.6 Excution 308 23.7 Boot Amorage 310

SECTION 8 Scurit

24. Cryptologie 313 24.1 Vocabulaire 313 24.2 Techniques fondamentales 316 24.3 Cryptanalyse 319 24.4 Nombres premiers 321 24.5 Mathmatiques 324 24.6 Stganographie 326 24.7 Empreintes 329

25. Systmes Cryptographiques 333 25.1 Historique 333 25.2 Cryptographie cl secrte 336 25.3 Cryptographie cl publique 340 25.4 Gnration dalatoire 343 25.5 Cryptographie Quantique 346 25.6 Authentification 348 25.7 Cryptographie Applique 350

Annexe A : Tableau ASCII 353 Annexe B : Tableau ANSI- ISO 8859-15 354 Annexe C : OS: Command Line Utilities 355 Annexe D : Masques CIDR 357 Annexe E : Pile OSI 358 Annexe F : En-tte Classiques 359 Annexe G : Services Internet 360 Bibliographie 361 Index 363

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Avant-Propos

Avec ce troisime volume s'achve la trilogie des Tlcommunications modernes, au seuil de l'aventure de l'Information. Constitus en rseaux htrognes s'interconnectant et cooprant selon des variantes illimites, les systmes tlcoms nous offrent des moyens aboutis d'oublier le chemin que nous avons d parcourir pour en arriver l.

Car si ce parcours a commenc avec la beaut simple des mathmatiques et de la sinusode parfaite, c'est dans les tracas du quotidien que prendra fin le voyage : envoyer des messages, rencontrer des amis, publier ses photos de vacances, protger ses donnes banquaires... Autant de soucis que l'humanit partage depuis plus de 2000 ans.

La mise en place de rseaux oprationnels ne peut s'envisager sans une architecture en couche, oriente vers les services. Nous tudierons diffrents modles rseaux, avant de s'intresser aux multiples applications. Les choix faits ici sont guids par l'exprience quotidienne du technicien clair : il trouvera donc des tableaux de synthse, comparatifs, listes de commandes ou de paramtres utiles ou pratiques. Les grandes envoles lyriques sur le modle OSI, l'aventure de l'informatique contemporaine ou les mystres de la cryptologie n'ont pas t oublies pour autant.

Quelques aspects sur la scurit en particulier, ou les rseaux tlphoniques mobiles, demanderont tre complts dans les prochaines ditions.

Si une suite devait tre envisage, c'est indniablement dans l'tude des techniques de traitement de l'information massive qui s'accumule chaque jour dans les systmes. Ces rseaux tendent l'architecture de cyber-espaces o se dveloppe l'information tel un organisme vivant. L'information est un processus itratif et rcursif qui se dploie et qui reste comprendre et assimiler. Gageons que certains ont dj commenc.

Allons moussaillons! L'heure est venue d'hisser les voiles et de prendre la mer. L'horizon nous dfie. Cap au large!

Je remercie tout particulirement lensemble de mes tudiants qui ont

au fil des annes contribu llaboration de cet ouvrage

MF

Section 1 Concepts Rseaux

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1. Modles Rseaux

1.1 Cartographies

1.1.1 Du rle des cartes

Avant dentreprendre un voyage dans un pays inconnu, on a lhabitude de se munir dune carte afin davoir une vision densemble des lieux que lon va frquenter. Cette carte donne un aperu gographique, mais elle permet daccder des informations dun niveau plus fin, comme la nature du rseau routier ou ferroviaire, les villes, les services pour se restaurer, dormir, les sites culturels Reprsenter une carte cest avant tout faire une reprsentation un instant donn, la ralit volue et il faut galement ne pas tre surpris des carts entre les informations fournies par un guide et ce qui sera dcouvert sur le terrain. Internet (avec une majuscule) est en soit un monde, virtuel mais nanmoins prsent dans notre quotidien. Les rseaux sont anciens (Chappe) mais lInternet contemporain nat au tout dbut des annes 1970 aux tats unis. Il voluera de manire quasi exponentiel jusqu aujourdhui. Cette rapidit fait dInternet une entit trs difficile reprsenter. Il sest dot de structures de gouvernement, de rgulation mais aussi de zones plus ou moins contrles. En outre, la question se pose de la nature de ce que lon doit reprsenter : les lieux de localisations des terminaux, des serveurs, les endroits les plus frquents, les plus intressants, les artres de communication Le paragraphe suivant propose une approche croissante, depuis le plus concret, les quipements, jusqu'au plus dmatrialis, les services.


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1.1.2 Quelques cartes

Cbles Sous-marins Fibre Optique Source Alcatel

Concentration des serveur WEB dans le monde (2005) : [Noir >1000000 ; blanc


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1.1.3 Histoire

En 1970, linformatique est ses balbutiements : systmes dexploitation, microprocesseur, calculateurs Le volume des quipements de calculs imposent de disposer de terminaux lgers que lon va relier des ordinateurs puissants, et donc impose le dveloppement de moyens de mise en rseaux. Rapidement, linformatique puis la mini-informatique fait place la micro-informatique et au PC domestique dans les annes 1980 : le micro-ordinateur investit le champ de la bureautique. A nouveau, le partage des ressources, lchange de donnes vont contribuer la mise en place de nouveaux rseaux de transmissions de donnes (RNIS, X25, Rseaux locaux) Au cours des annes 1990, ces rseaux sont devenus dun usage courant dans notre socit, Linvention du Web, la dmocratisation du mail, la baisse des cots matriels et laccroissement de leurs performances ont contribu a la popularit grandissante dInternet. Les annes 2000 ont vu depuis la gnralisation des rseaux, leur interconnexions, lmergence de nouveaux produits et les premiers bouleversements dans les comportements du grand public. Les concepts de convergence, de mobilit, de positionnement, renversent les hirarchies tablies et ouvrent des perspectives indites.

1.1.4 Gographie

On appelle topologie la disposition gomtrique de ces nuds et des supports qui les relient. Gnralement, les nuds correspondent des stations de travail, mais ils peuvent galement reprsenter dautres quipements tels quune imprimante. Ces diffrents nuds peuvent tre relis de diverses manires, le plus souvent par des cbles lectriques (paires torsades ou cbles coaxiaux), mais aussi maintenant au moyen de fibres optiques, ou encore, plus rarement, grce des faisceaux hertziens. Le terme architecture ne fait pas rfrence la disposition gographique des stations mais la structure logique de leurs protocoles de communication, ou piles de protocoles. Cest un terme qui fait rfrence des termes logiques, alors que topologie est dordre physique. Un rseau se dcrit donc la fois en terme de structure physique (topologie) et de structure logique (architecture).

1.1.5 Langues

Une fois relis physiquement (topologie), les quipement doivent schanger des informations aux diffrents niveaux de leur architecture : signal lectrique, horloge, dbit, adressage, format des message et des donnes Ces lments sont qualifis de protocoles, et sont donc organis sous forme dune pile allant des lments matriels aux plus informels. Ils sont comme une langue commune qui doit permettre la compatibilit et la prennit du rseau dchange. Ces protocoles doivent donc rpondre des accords de normalisation, ou au moins des consensus partags pour que la notion dInternet soit pleinement cohrente.


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1.2 Normalisation

1.2.1 Ncessit dune normalisation

La diversit des lments actuels du march en informatique et plus encore dans celui des rseaux fait quil est ncessaire davoir recours la normalisation. Le march ne peut ignorer les normes, ni les normes ignorer le march.

Supports de transmissions (du filaire la radio) Equipements particuliers ( modems, concentrateurs, commutateurs, routeurs ) Terminaux ( Micro ordinateurs, minitel, VT 320, terminaux mobiles ) Logiciels et langages de programmation (C, java, html) Systmes dexploitations ( DOS,Windows 3.1,Windows 95-98 , NT, XP, 7, Unix(s), Linux,

MacOs, Androd ) Topologies diverses Partages de formats dadresses

La communication devient complexe, do la ncessit de dfinir une architecture rseau normalise. Les rles de la norme sont donc de :

Permettre des changes sur des machines de constructeurs diffrents. Assurer lindpendance des applications vis vis des contraintes de transmission Garantir lvolution future sans remettre en cause larchitecture logicielle et matrielle

La normalisation des rseaux concerne autant le matriel informatique ( PC, modem, routeur) que les supports de transmission. Au final les normes prsentent une double scurit :

pour les industriels, auxquels elle garantit compatibilit avec les matriels concurrents pour les clients, auxquels elle assure linter-fonctionnement entre ses diffrents acquis.

1.2.2 Les organismes nationaux de normalisation

Seuls les organisations ISO, CEI et UIT-T sont officiellement charges de normaliser en matire de rseaux. Elles sigent toutes Genve et sont indirectement rattaches lorganisation des nations unies. Les principaux organismes nationaux :

AFNOR Association Franaise de NORmalisation, divise en commissions ( industriels, administrations, utilisateurs)

France

ANSI American National Standard Institute USA DIN Deutsches Institut Fr Normung Allemagne BSI British Standart Institute Grande Bretagne

1.2.3 Les organismes internationaux

Citons quatre organisme souvent cit dans le domaine des rseaux :

ISO International Standardization Organization, regroupe environ 90 pays CEI Commission Electrotechnique Internationale affilie lISO UIT Union Internationale des Tlcommunications Ex-CCITT IEEE Institute of Electronics and Electrics Engineers IETF Internet Engineering Task Force Interne lInternet Society

LUIT (ex CCITT, Comit Consultatif, Internationales des Tlphones et Tlgraphes) et LISO constituent les deux organismes les plus importants.


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LUIT-T publie des recommandations. Celles-ci sont tudies tous les 4 ans sous forme de recueil. Les domaines dapplication sont identifis par une lettre (cf Partie 2.3). LISO reprend en principe les normes de lUIT et de lIEEE en leur donnant un nom propre de faon unifier les normes internationales.

1.2.4 Les principaux groupements de constructeurs

Les groupements de constructeurs regroupent les principales industries prives :

ECMA European Computer Manufactures Assocation, lorigine constitue uniquement de constructeurs europens (Bull, Philips, Siemens) aujourdhui il comprend DEC, IBM, Unisys

EIA Electronic Industries Association connue essentiellement pour les recommandations RS232C

POSI Promotion confrence for OSI in Japon association des six principaux constructeurs japonais

COS Committee On Standardization USA SPAG Standard Promotion and Application Group Europe NTT Nippon Telephon and Telegraph Corporation

1.2.5 Principes dlaboration dune norme ( ISO )

La rdaction dune norme est une succession de publications, la dure entre le projet et la publication dfinitive peut tre longue. Un projet de normalisation est formalis dans un document brouillon qui expose les formes stables, chaque pays met son avis ( vote ). Puis une forme quasi dfinitive est publie, elle constitue une base pour les constructeurs. La norme dfinitive est ensuite publie. Plus la norme initiale est solide et bien tudie, meilleur sera son succs grce une fiabilit importante qui autorise son adoption par un large ensemble dindustriels. En revanche, une norme prsentant des lacunes, voluant trop rapidement, avec des risques dincompatibilit tant ascendante entre les versions successives quentre produits senss rpondre la mme norme, ne sera pas adopt massivement et ne restera probablement quun tas de papier (souvent pais).

1.2.6 La norme OSI

LISO a prconis un modle de rfrence pour les architectures de rseau OSI ( Open System Interconnexion ). La plupart des constructeurs respectent la norme OSI ou crent des passerelles entre leurs propres modles darchitecture et la norme OSI. Le modle OSI dfinit 7 couches chacune correspondant une ou des fonctions prcises. il se divise en 2 blocs : Les couches basses ( transport des messages travers le rseau) Les couches hautes ( application / traitement des informations) Ce modle est dune extrme importance thorique puisquil sert de rfrence descriptive lensemble des architectures rseaux. Nous allons approfondir le modle de rfrence OSI dans la partie N5 de cette section, Architecture des rseaux.


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1.2.7 Sries des recommandations UIT-T

LUIT-T est la section de lUIT charg des recommandations pour les tlcommunications et Rseaux. Chaque lettre de lalphabet correspond un domaine de normalisation propre appele srie ; Dans chaque srie, un chiffre permet de fixer le cadre technique concern.

A Organisation du travail de lUIT B Moyens dexpression Dfinitions, Symboles, Classification C Statistiques gnrales des tlcommunications D Principes gnraux de tlcommunication E Exploitation gnrale du rseau, service tlphonique F Services de tlcommunication non tlphonique G Systmes et supports de transmission, systmes et rseaux numriques H Systmes audiovisuels et multimdias I Rseau numrique intgration de services - RNIS J Transmission des signaux tlvisuels et autres signaux multimdia K Protection contre les perturbations L Construction, installation et protection des cbles et autres installations extrieures M RGT et maintenance des rseaux : systmes de transmission, tlgraphie, tlcopie,

circuits tlphoniques, Circuits lous internationaux N Maintenance : circuits internationaux de transmission radiophonique et tlvisuelle O Spcifications des appareils de mesure P Qualit de transmission tlphonique, installations tlphoniques et rseaux locaux Q Commutation et signalisation R transmission tlgraphique S Equipements terminaux de tlgraphie T Terminaux de services tlmatiques U Commutation tlgraphique V Communications de donnes sur le rseau tlphonique X rseaux pour donnes et communication entre systmes ouverts Y Infrastructure mondiale de linformation Z Langages de programmation

1.3. Classification gnrale des Rseaux

1.3.1 Modes de diffusion de linformation

Les rseaux se diffrencient, aussi, selon les modes de diffusion de linformation. On distingue ainsi plusieurs modes : La diffusion : La source dinformation diffuse ses informations vers des stations rceptrices. La

relation est unidirectionnelle de 1 N rseaux de diffusion. Les rseaux de radiodiffusion constituent un exemple de ce type de rseau.

Source

La Collecte : A linverse, un ensemble de stations peut envoyer leurs informations un seul destinataire. La relation est ainsi unidirectionnelle de N 1 rseau de collecte (les rseaux de tlmesure ).


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Stations Sources

La Commutation : Dune manire gnrale, labonn dun rseau dsire pouvoir atteindre tous les autres abonns, ou une partie de ceux-ci. Le rseau doit tablir une relation 1 1 parmi N. Ces rseaux de mise en relation, sont dits rseaux de commutation (le rseau tlphonique RTC ).

Commutation

La liaison point point : Il existe aussi le cas o deux abonns sont directement relis lun

lautre par un lien ( fibre, cble ), dans ce cas cest une liaison point point.

Point Point

Peer to Peerunicast

La liaison Client Serveur : Cest une liaison fondamentalement asymtrique, comme la

diffusion, mais qui du point de vue du client sapparente de la liaison point point.

Client serveur

Serveur

Client

La diffusion multicast : Cest une variante du broadcast gnrale o une fraction des stations destinataires est cible par les paquets.

DiffusionMulticast

Le point point anycast : Il sagit dlire parmi un ensemble potentiel de cibles un seul destinataire qui pourra tre relay par une nouvelle station en cas de dfaillance.


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point pointanycast

1.3.2 Rseaux PAN

Personal Area Network ou Rseau Local Personnel. Rseau qui concerne la proximit dun utilisateur personnel unique, y compris les quipements standards de communication : tlphone, PDA, pager, ordinateur portable, appareil photo Il couvre une distance nexcdant pas une pice (10 mtres) et son essentiellement associ des technologies sans-fils (WPAN Wireless PAN).

Le concept de BAN (pour Body Area Network) voque la notion de dveloppement des applications la priphrie voir l'intrieur du corps, en particulier pour les applications mdicales.

1.3.3 Rseaux LAN

Local Area Network ou Rseau Local dEntreprise (RLE). Rseau dont ltendue physique est limite une salle ou un btiment. Il raccorde un nombre limit de machines, jusqu une ou quelques centaines.

1.3.4 Rseaux MAN

Metropolitan Area Network. Rseau mtropolitain charg dinterconnecter entre eux des machines ou des rseaux LAN disposs sur une distance de plusieurs kilomtres, par exemple sur un campus universitaire, ou encore une ville, pour linterconnexion des administrations etc Il peut compter quelques milliers de machines interconnectes.

1.3.5 Rseaux WAN

World Area Network, rseaux tendus lchelle dun pays, dun continent ou de la plante. Transpac en France et Internet sont des exemples de WAN. Il peut galement sagir de linterconnexion de LAN et de MAN, comme dans le cas dInternet. Ici le nombre de machines nest pas limit.


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1.3.6 Frontires de rseaux

Les rseaux sont des entits avec un degr plus ou moins grand dautonomie en terme de services et daccs. Leur interconnexion permet de fournir des portes de sortie afin dlargir cette offre de services. Ces rseaux peuvent tre privs ou publics. Si une administration, une entreprise, un oprateur est propritaire dun rseau physique, il sera de nature prive et daccs rserv. Si le rseau appartient une organisation publique, il peut tre ouvert tout utilisateur. La distinction INTRANET/INTERNET symbolise cette classification. Il faut en outre distinguer les rseaux dits de donnes, des rseaux doprateurs tlcoms destins la tlphonie.

1.3.7 Rseaux daccs et rseaux curs

La distinction historique LAN/MAN/WAN conduit une approche contemporaine en terme de rseaux priphriques, rseaux daccs et rseaux curs. Les points mis en relation travers un rseaux (par exemple client et serveur) utilisent des moyens matriels de profondeurs variables.

Composant Tche Exemples

Client Accde un service Humain, logiciel, OS

Rseaux daccs Permet de raccorder un terminal un rseau ouvert

Rseaux locaux dentreprise, WIFI, boucle locale RTC, xDSL, rseaux de tlphonies

Rseaux curs Aiguillage des connections (commutation), cohabitation des diffrents flux, identifications des terminaux

ATM, SDH

Serveur Fournit le service au client via les rseaux WEB, mail, phonie, video

Client

Rseau d'accs

Rseaux coeur

Serveur

Rseau d'accs

Rseaux coeur

Le schma qui suit rsume lensemble des paramtres dfinis dans cette partie.


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PAN

LAN

WANRseaux d'accs

FAI

Rseaux coeursOprateurs

Etendue gographique

Dbit moyen Technologies

BAN


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La connexion rseau ralise est selon le cas, ponctuelle ou permanente et correspond respectivement lutilisation de services liaisons commutes ou liaisons spcialises. Cette connexion est obtenue par la mise bout bout de liens et de commutateurs, utilisant une technique de commutation pouvant tre du type circuit, message ou paquet. La commutation de circuit et la commutation de paquets occupent la quasi-totalit du terrain. Ils sont associs traditionnellement et respectivement au service tlphonique et aux services de donnes.

1.4.2 Commutation de circuits

Cette technique largement rpandue dans le monde des tlcommunications est notamment mise en oeuvre sur les rseaux historiques RTC et NUMERIS\RNIS. Elle permet dtablir une liaison physique temporaire entre deux utilisateurs du rseau. Le long de la route fixe entre deux utilisateurs finals, chaque commutateur, choisit un circuit parmi n dans la direction vise.

A B C D

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lisse

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TCTr

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Chaque commutateur comporte 3 lignes de sortie. Lorsquun signal dappel transite dans le commutateur, une connexion physique est tablie entre la ligne sur laquelle parvient lappel et lune des lignes de sortie en direction du destinataire.

A B C D Ds que le signal de sortie est tabli, on peut y faire passer toutes sortes dinformations (paroles, donnes, etc.) mais le rendement est assez mdiocre. En effet, la commutation de circuits possde une proprit importante : lobligation dtablir un circuit de bout en bout avant que toute information soit transmise. Le temps coul entre lmission de lappel et la sonnerie chez le destinataire correspond au temps dtablissement du circuit. Il peut atteindre facilement 10 secondes. Pendant tout ce temps, le systme tlphonique cherche un chemin dans le rseau pour tablir un circuit entre les correspondants. On peut donner les caractristiques suivantes :

trs mauvaise utilisation du rseau 50% du temps, la ligne ne sert rien (temps de silence) change rapide dlai de transmission faibles sadapte bien la voix service connect


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1.4.3 Commutation de messages

La commutation de messages est une alternative la communication de circuits, principalement dans une premire approche pour lchange de donnes et non pour le tlphone. Cette technique convient pour des applications dans lesquelles le temps de rponse nest pas le critre prpondrant. Elle consiste en une succession de lignes et de nuds de stockage et commutation. Le message fourni par lutilisateur au rseau est stock dans chacun des nuds de commutation travers avant dtre relay avec dautres messages en attente de transfert, vers le nud suivant. Cette mthode permet une bonne utilisation des circuits mais au prix dune lenteur inacceptable pour des applications temps rel.

A B C D

Tran

smis

sion

du

mes

sage

change long sadapte mieux aux donnes DATA si il y a une erreur la rception, il faut renvoyer tout le message

1.4.4 Commutation de paquets

Combinant les avantages des deux techniques prcdentes, cette technique est gnralise en particulier sur les rseaux X25 publics ou privs.

A B C D

Tran

smis

sion

du

mes

sage

Elle drive de la prcdente, la segmentation des messages en paquets de taille plus rduite (100 octets au lieu de 1000), qui amliore les possibilits de reprise en cas derreurs. de mme, on substitue dans les nuds de commutation, des mmoires lectroniques (RAM) aux mmoires magntiques (disques) utilises en commutation de message. Enfin, partir dun nud de commutation, le multiplexage des diffrents paquets utilisateurs sur la ligne de communication, permet en combinaison avec la rduction du temps de stockage et de transmission, dobtenir des temps de transit performants.


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A DB C Ainsi lhistorique TRANSPAC, par exemple, garantit un temps de transit paquet infrieur dans 90% du temps 150 ms quel que soit les accs et le nombre de nuds traverss.

paquet plus petit que le message donc plus rapide se reconstitue plus vite en petits morceaux la fin, quun gros morceau si il y a une erreur la rception, il faut renvoyer un seul paquet (ou 2...), mais pas tout le message

Une cellule (terme utilis pour lATM) dsigne un paquet de petite taille (53 octets pour la cellule ATM).

1.4.5 Le mode non connect

CNLS : Connectedless Oriented Network Service

Un exemple classique de la liaison en mode non connect est le mail : le courier est envoy sans garantie sur le fait que son destinataire le lira. Il ny a aucune garantie sur lacheminement des donnes. Les informations transitent dans le rseau indpendamment les unes des 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. Dans ce mode de mise en relation, aucune certitude de dlivrance nest donne (pas de mcanisme daccus de rception). Les services de commutation de message et par paquets sont adapts au mode non connect

1.4.6 Mode connect

CONS : Connected Oriented Network Service

Lexemple typique est celui de la communication tlphonique. Il y a dialogue entre 2 entits communicantes. Une liaison physique (commutation de circuits) ou virtuelle (commutation de paquets) est tablie pralablement toute change de donnes. Lors de la phase dtablissement de la connexion, les diffrentes ressources ncessaires au transfert (buffers, voies) sont rserves. Tous les messages empruntent la route prtablie, le squencement est assur (mme chemin), la dlivrance est garantie (connexion pralable, mcanisme daccus de rception). Lorsque lchange est termin, une phase de dconnexion libre les ressources. Une liaison en mode connecte se droule en principe selon le mme schma : Etablissement de connexion Echange de donnes Libration de la liaison Une commutation de circuit est typique du mode connect Une commutation de paquets peut utiliser ce mode car aprs la phase dtablissement du chemin, il nest plus ncessaire que les diffrents paquets contiennent ladresse du destinataire, seul un adressage simplifi identifiant la voie subsiste, ce qui allge le protocole et amliore les performances.


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1.5 Topologies

1.5.1 Introduction

Chaque quipement informatique est reli au support physique ( cble, fibre, ) par lintermdiaire dun contrleur de communication ( carte dinterface ) et dune unit de raccordement ( MAU : Mdium Acces Unit ) au support qui correspond linterface physique.

MAU

Contrleur decommunication

Equipement

Support physique La topologie reprsente la manire dont les quipements sont relis entres eux par le support physique. Lors de la conception, la topologie du rseau est fonction de plusieurs paramtres :

Des fonctions souhaites (application temps rel, bureautique, simple partage dimprimante) De la fiabilit Des cots (du cblage, des cartes rseaux, des ponts-commutateurs ,et des logiciels

dadministration)

1.5.2 Topologie en bus

Sur cbles coaxiaux, les connexions au niveau du cble commun sont assures par des connexions lectriques intgrant un traitement de codage mais dont le rle est neutre dans le fonctionnement global du rseaux. Deux types de bus peuvent exister : Bus bidirectionnel : les informations peuvent circuler dans les deux sens mais non simultanment

sur un cble unique. Lorsquune station met, le signal se propage dans les deux sens, de part et dautre de la connexion, vers toutes les autres stations. Norme IEEE 802.3.

Bus unidirectionnel : les informations ne peuvent circuler que dans un sens et la transmission

toutes les stations est assure par lexistence de deux canaux spars (deux cbles distincts ou un seul cble et deux canaux multiplexs en frquence). Norme IEEE 802.6. Les performances dpendent essentiellement du nombre de nuds et du trafic.

Bus

Bus bidirectionnel Cette topologie est conomique en cblage. Dans le cas dun support de type cble coaxial, elle permet facilement lextension du rseau par ajout dquipements dans la limite de la capacit de gestion du systme dexploitation. Cependant si le support est de type optique, cette opration savre plus dlicate, car elle ncessite la coupure de la fibre optique lendroit de la connexion.


15

En ce qui concerne la fiabilit, le dysfonctionnement d'une station ne met pas en cause le fonctionnement du reste du rseau. Par contre, en cas de rupture du cble commun, la dsadaptation dimpdance peut provoquer une panne complte du rseau. Cette rupture doit tre localise physiquement ce qui nest pas toujours simple (Analyse par rflectomtrie). Avantages :

la prsence ou l'absence des machines est transparente Une station peut tomber en panne sans perturber le rseau La connexion est moins coteuse en raison du caractre passif des stations

Inconvnients :

Le signal nest pas rgnr, donc si les longueurs de cble sont trop grandes , il faut prvoir des rpteurs ce qui augmente le cot Est associ une mthode daccs alatoire (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access /

Collision Dtection ) peut adapte des trafics importants.

1.5.3 Topologie en toile

Tous les quipements sont relis directement un serveur (un concentrateur ou un routeur) qui constitue le nud central par lequel transitent toutes les transmissions. Cette topologie permet dajouter aisment des quipements (un cble par quipement) dans la limite de la capacit du serveur.

La gestion du rseau se trouve facilite par le fait que les quipements sont directement interrogeables par le serveur et que toutes les transmissions y passent (centralisation du logiciel). Par ailleurs, une dfaillance dun quipement terminal ne met pas en cause le fonctionnement du reste du rseau. Avantages :

On peut utiliser un cblage prexistant qui se trouve souvent dans les entreprises sous la forme du rseau tlphonique. Une plus grande simplicit de la gestion centralise. On peut utiliser un rseau en toile rpondant aux normes dune liaison bus

Inconvnients :

Si le nud central est dfectueux, tout le rseau est en panne. Ce qui implique de prvoir une solution de secours mais qui augmente dautant le cot.

1.5.4 Topologies en anneau

Il existe trois types de topologie en anneau :

Unique anneau unidirectionnel Double anneau unidirectionnel Double anneau bidirectionnel


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Chaque lment est reli deux quipements voisins, de telle sorte que lensemble constitue une boucle ferme. Dans cette topologie, les informations transitent dquipement en quipement jusqu destination. Les MAU (Mdium Access Unit ) sont donc des lments actifs chargs de recevoir les informations en provenance de la station prcdente et de les retransmettre vers la station suivante.

Rupture Reconfiguration Le double anneau unidirectionnel permet de limiter le blocage, le fonctionnement du rseau peut tre assur. Cette topologie traduit les besoins de rendondance et de continuit de services inhrents aux rseaux professionnels de forte capacits. Les rseaux Token Rings et FDDI ( Fiber Distributed Data Interface ) utilisent respectivement les topologies en anneau et double anneau. Avantages :

Structure adapte aux communications de messages Il permet de connecter un grand nombre de stations Il permet des distances plus longues, chaque station tant un rpteur. Il ncessite un protocole spcifique diffrent des accs bus.

Inconvnients :

Plus grande complexit de connexion des stations Problmes de fiabilit la jonction ( MAU ) sur lanneau La dfaillance dun nud a pour rsultat de mettre le rseau hors service sil nest pas en

double anneau.

1.5.5 Topologie en arbre (hirarchique)

Cest une topologie en toile dans laquelle une connexion donne naissance un nouveau bus commun. Les rseaux arborescents sont constitus dun ensemble de rseaux toiles relis entre eux par des concentrateurs.

Cette solution est souvent retenue pour une extension dun rseau. Elle ncessite de prendre en compte les spcificits techniques pour ne pas accrotre la taille dans des proportions inacceptables pour les types dquipements considrs.


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1.5.6 Topologie maille

Un rseau maill est un rseau dans lequel deux stations du rseau peuvent tre mises en relation par diffrents chemins. La mise en relation est effectue par des commutateurs. Chaque commutateur constitue un nud du rseau. Ce type de rseau, par la possibilit de multiple choix de chemins vers une destination quil permet est trs rsistant la dfaillance dun nud et autorise une optimisation de lemploi de ressources en rpartissant la charge entre les diffrents nuds.

Internet est un exemple de rseau maill.

1.6. Architecture des Rseaux

1.6.1 Introduction

On a vu dans la partie prcdente les possibilits de raccordement physique des stations. Nous allons maintenant aborder laspect logique du dialogue entre les quipements. En effet, il faut envisager de connecter divers quipements provenant de diffrents constructeurs afin qu'ils s'changent des informations ; cela ncessite que ceux-ci utilisent des techniques de connexion compatibles ( raccordement, niveau lectrique), mais aussi des protocoles d'change identiques et une smantique de l'information comprhensible par les partenaires de la communication.

1.6.2 Le modle En couche

Afin daborder larchitecture de tous types de rseaux, il est utile de se familiariser avec le concept de modle protocolaire en couches. Dtaillons brivement les principes pour llaboration dun tel modle : Dcoupage du systme en couches, chaque couche est ddie une tche spcifique accomplir

dans le processus d'change. La mise en relation des entits communicantes s'effectue par mises en relation successives d'entits

de niveau infrieur ; une couche N pour entrer en relation avec la couche N distante demande la couche N-1 de la mettre en relation ( connexion N-1 ), l'change de donnes de la couche N s'effectue sur la connexion N-1.

Le service rendu par la couche N-1 est accessible par un point d'accs identifi (adresse - PA) qui

sert d'interface entre les deux services. Un dialogue spcifique, rpondant des rgles prcises (protocole de couche), s'tablit entre

couches homologues distantes.


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Protocole N

Couche N+1

Couche N

Couche N-1

Interface N

Couche N+1

Couche N

Couche N-1

ServiceFourni

ServiceUtilis

Le modle rpartit les fonctions diffrentes en couches, chaque couche remplit une tche dtermine charge de rendre un service spcifique la couche suprieure. Par exemple la mise disponibilit du service de niveau N l' a t par une demande du niveau suprieur et par une acceptation explicite de la connexion N-1 par le niveau N de l'entit communicante distante. Concrtement l'change d'information seffectue verticalement via des instructions formalisant les services ou primitives de services. Virtuellement, les deux entits distantes N sont en relations via leur couche N-1

1.6.3 Dtermination des couches

La ncessit d'identifier des fonctions lmentaires distinctes, mais cooprantes au processus de communication, a conduit tudier un modle structur en couches. La dfinition des diffrentes couches descriptives du modle doit respecter les principes suivants : Ne pas crer plus de couches que ncessaire, afin que le travail de description et d'intgration reste

simple, ce qui conduit regrouper les fonctions similaires dans une mme couche. Crer une couche chaque fois qu'une fonction peut tre identifie par un traitement ou une

technologie particulire. Crer une couche l o un besoin d'abstraction et de manipulation de donnes doivent tre

distingues.

1.6.4 Le modle OSI 7 couches

Le modle OSI dfinit par lISO est un modle abstrait qui dfinit une terminologie. Il sert de cadre la description (spcification) des services et des protocoles utiliss pour rendre ces services. Le modle OSI dcrit des fonctionnalits mettre en uvre dans les protocoles normaliss Le modle se divise en 7 couches elles-mmes rparties en deux sous-ensembles distincts Couches hautes (5 7): qui sont essentiellement charges d'assurer l'inter-fonctionnement des

processus applicatifs distants, ce sont les couches orientes application. Couches basses (1 4): qui fournissent aux couches hautes un service de transport de donnes

fiable, dchargeant les couches hautes de la gestion de tous les mcanismes de transfert d'information, ce sont les couches orientes transport.


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5- Session

4- Transport

3-Rseau

2-Liaison

1-Physique

Support

Signal

Orient Rseau Service

Orient Application Client

Protocoles

Interface

Entit A Entit B

couches Hautes

couches Basses

Multi - Point

Point--point

6- Prsentation

7-Application

5- Session

4- Transport

3-Rseau

2-Liaison

1-Physique

6- Prsentation

7-Application

1.6.5 Les Niveaux de connexions

Au niveau matriel, seules les couches basses sont en interaction. On dfinit ainsi plusieurs niveaux de raccordement suivant la capacit et la nature de la prise en charge de lquipement dinterconnexion rseau. le schma ci-dessous donne les dfinitions des diffrents quipements de connexion et leur position dans larchitecture, cest dire leur complexit logique et physique

5/6/7-Application

4- Transport

3-Rseau

2-Liaison

1-Physique

Support

Rpteur

Multi - Point

Point--point

Pont

Routeur

Passerelle

Amplification du signal

Changement de support

Changement de ligne

Changement de rseau

1.6.6 Description sommaire des couches

Couche nol - Physique

Elle s'occupe de la transmission des bits de faon brute sur un canal de communication. (bit level) Sa conception prend en compte les aspects de codage lectrique ou de modulation, en fonction des spcificits du support, mais galement les modalits de raccordement mcanique via une connectique dtermine et un ensemble de rgle protocolaire pour la synchronisation des changes, linitialisation et la libration du canal.


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Couche no2 - Liaison de donnes

Sa tche principale est de prendre un moyen de transmission brut entre deux points et de le transformer en une liaison fiable pour la couche suprieure. Cest le niveau trame (frame level) ou les bits sont traits par blocs dlimits. Cette couche va ainsi assurer trois tches primordiales : La dlimitation des trames, afin de reprer leur dbut et leur fin ; On peut utiliser une mthode de

fanion dlimiteur ou de compteur de la longueur. Le contrle de flux, afin de garantir une temporisation de la rception en cas de saturation des

tampons (buffers) et de permettre un dialogue cohrent de questions rponses entre les deux points de la liaison.

Le traitement des erreurs ou des effacements de bits, en utilisant des techniques FEC (abords dans

le cours sur le codage) ou de calcul de redondance cyclique (CRC) afin de dtecter puis de corriger. On peut par exemple dans une liaison bi directionnelle utiliss des techniques de numrotations de trames et de retransmission.

Couche no3 - Rseaux

Le niveau paquet (packet level) est associ une destination. Son rle devient incontournable ds que plus de deux machines sont concernes dans les relations. Elle assure donc les fonctions dadressage (attribution dadresses) et de routage (aiguillage des paquets de donnes). Ladressage doit avoir un format commun pour tre reconnu lors de la traverse dun ensemble de

nuds qui doivent prendre une dcision sur les liens que doivent emprunter tel ou tel paquet. Des rseaux htrognes doivent garantir des mcanismes de compatibilit ou de rsolution dadresses.

Le routage implique de la part du nud de prendre une dcision partir dun certain nombre de

rgle : Distance atteindre, encombrement des liens, connaissance de la route pour atteindre le destinataire finale, rapidit daccs Il existe de nombreuses solutions que nous dtaillerons ultrieurement.

Signalons simplement que dans les rseaux diffusion, ou inondation le problme du routage est simple, si bien que la couche rseau est souvent mince, voire inexistante, puisquil suffit de retransmettre le paquet tous les points connects au rseau.

Couche no4 - Transport

Elle assure au niveau dun rseau ce que ralise la couche 2 au niveau dune liaison point point. La couche transport est une couche de bout-en-bout, de l'metteur au destinataire. En dautres termes, un programme de la machine source soutient une conversation avec un programme similaire sur la machine destinataire. Assure un traitement du message transmettre avec des mcanismes de comptage et de

numrotation propre pour faciliter son dcoupage avant sa traverse du rseau et sa reconstruction la rception.

Gre les connexions indpendantes entre de multiples destinataires ou avec des services diffrents.

Elle permet le multiplexage des paquets sur le rseau. Elle dtermine le niveau de fiabilit et la qualit de services garantir sur le lien de bout en bout. En

particulier il est possible de grer les flux et de dtecter les erreurs ou les pertes de paquets.


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Couche no5 - Session

Elle permet des utilisateurs travaillant sur diffrentes machines d'tablir des sessions entre eux. Une session permet le transport des donnes, comme la couche transport, mais elle offre galement des services volus utiles certaines applications. Une session peut permettre un utilisateur d'accder un systme temps partag distant ou de transfrer un fichier entre eux machines. Le rle de la couche session est la gestion des dialogues et des changes multiples avec plusieurs terminaux distants. Elle permet de grer des transferts de fichiers de grandes tailles, avec la possibilit dinterrompre et de reprendre en cas de rupture de connexion.

Couche no6 - Prsentation

Cette couche traite les problmes smantiques de codage et de reprsentation des donnes : ASCII, unicode, base64 Il existe de nombreuses techniques permettant de distinguer les niveaux dinformation, comme les langages balises ou la gestion par blocs, permettant dinsrer des mta-donnes ou des structures de mise en forme. Cest aussi ce niveau que se situent les problmes de chiffrement des informations de faon les rendre confidentielles pour les couches infrieures.

Couche no7 - Application

Il sagit dans lapproche OSI dune couche trs ouverte, comme tant le point daccs de lutilisateur au service rseau pris dans sa globalit. Elles assurent la prise en charge des donnes et son traitement pour lutilisateur.

1.6.7 Encapsulation

Le schma ci-dessous donne un exemple de la faon dont les donnes peuvent tre transmises en utilisant le modle OSI. Le processus metteur doit mettre certaines donnes vers le processus rcepteur. Il met ces donnes la couche N+1 qui leur accole un en-tte application PCI Protocol Control Interface, et donne l'ensemble la couche N. Cet ensemble est appel PDU Protocole Data Unit et va constituer la charge utile N-SDU Service Data Unit de la couche infrieure N.

(N+1)-PCI (N+1)-SDU

(N+1)-PDU

(N)-PCI (N)-SDU

(N)-PDU

COUCHE N+1

COUCHE N

La couche N peut transformer cet ensemble de diffrentes faons, ventuellement rajouter un en-tte et donner le rsultat la couche N-1. Il est important de comprendre que la couche N ne connat pas et ne doit pas connatre lexistence ventuelle den-tte N+1 qui fait pour elle partie des donnes utilisateur.


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1.6.8 Primitives de services

Les services fournis par la couche N la couche suprieure N+1 sont disponibles en utilisant des instructions appeles primitives de services permettant N+1 de solliciter N. Nous prsentons ici quatre primitives simples Pour la connexion.

N NN+1 N+1

A B

CRCI

CReCC

CR

Connect Request N+1-A demande N-A son service N

CI

Connect Indication N-A agit et contacte N-B qui Sollicite N+1-B

Cre

Connect response N+1-B envoie sa rponse N+1-A par lintermdiaire de N-B

CC

Connect Confirm N+1-A reoit de N-A la confirmation du service N

Signalons quil existe dautres primitives dans la pratique et selon le type de rseau, pour lchange des informations, la clture de la connexion, linterruption et la reprise

1.6.9 N-SAP

On utilise linterface entre deux couches N et N+1 la notion dadresse pour faciliter le dialogue entre les deux couches. Cette adresse ou N-SAP (N Service Access Point) nomme le service fournit par la couche N la couche N+1

service N+1

service N

N+1

N

N-SAPInterface

Cet adressage permet en particulier deux oprations couramment utilises par les services rseaux : lclatement et le multiplexage :

Le multiplexage permet plusieurs services N+1 dutiliser le mme service N Lclatement permet un service de niveau N+1 de sappuyer sur deux services N distincts.

Des illustrations de ces procds seront donnes dans la suite du cours.


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service N+1

service N

N+1

N

service N+1

Multiplexage

service N+1

service N

N+1

N

Eclatement

service N


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25

2. Les Supports Physiques

2.1 Introduction

Le cblage est un lment cl dans un rseau, il dpend de lenvergure du rseau ( en nombre de postes connects, de la longueur de cble entre chaque extrmit ) et de lutilisation cest dire sil est destin un simple usage bureautique ou pour des applications temps rel nous parlons dans ce cas de bande passante. De plus le cblage un cot, qui est non ngligeable lors de la conception dun rseau ; cot du support, mais aussi cot des accessoires et dinstallation. Il existe 4 grands types de support physique utiliss pour les rseaux :

La paire torsade Le cble coaxial La fibre optique Les ondes radio

Ces technologies ont t tudies dans les 2 volumes prcdents. Nous rsumerons seulement certains aspects fondamentaux dans la comprhension de la problmatique rseau.

2.2 La paire torsade

2.2.1 Les types de paires

Ce type de cblage filaire couramment appel RJ45 ( tort car cest le nom du connecteur de ce cble) est constitu de deux conducteurs identiques torsads. Ces deux fils sont mis en spirales afin de diminuer les perturbations lectriques ambiantes (rduction de leffet de couplage champ boucle). Chaque fil de cuivre est entour dune gaine isolante en plastique La paire torsade est sensible lenvironnement lectromagntique ( parasites industriels, proximit de cbles courant forts), cest pourquoi des modles dit blinds ont t conus. Les liaisons en LAN sont limites une centaine de mtres en gnral, quelques milliers dans le cas de l'ADSL, cela est li la diaphonie due au couplage inductif des paires proches, la vulnrabilit au bruit et aux pertes importantes.


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Il existe plusieurs types de paires torsades classes dans le tableau suivant :

UTP Unshielded Twisted pair Paire torsade non-blinde FTP Foiled Twisted pair Paire torsade blinde par feuillard

(crante) S/UTP Screened UTP Comme FTP STP Shielded Twisted pair Paire torsade blinde SFTP Shielded FoiledTwisted pair Paire torsade crante et blinde F/FTP Foiled/FoiledTwisted pair Similaire au S/FTP. Utilis pour les

cbles rsidentiels (domestique)

UTP

STP

FTP

S/FTP

On notera que les blindages tresses sont les plus efficaces, et le sont dautant plus que la tresse est paisse et serre, et que le cble est cher. Le feuillard mtallique est peu efficace contre les perturbations lectriques mais assure rigidit mcanique et rsistance aux rongeurs !

2.2.2 Caractristiques

Les grandeurs caractristiques ont t tudies dans le cours sur les supports de transmission !

limpdance caractristique En principe 150 600 laffaiblissement ( < 11,5dB / 100m ) la paradiaphonie en dB ( perturbation dune paire sur une autre )

2.2.3 Catgories

Catgories 1 & 2

concernent le fil tlphonique

Catgorie 3 produits prvus pour une utilisation jusqu 16 Mhz ( rseaux Ethernet , Token Ring 4Mbits/s et Local Talk ). Le cble peut tre utilis pour les transmissions 10 Mbits/ s

Catgorie 4 produits prvus pour une utilisation jusqu 20 Mhz ( rseaux Ethernet, Token Ring 4Mbits/s et 16 Mbits/s et Local Talk ). Le cble peut tre utilis pour les transmissions 16 Mbits/s

Catgorie 5 produits pour une utilisation jusqu 100 Mhz ( rseaux Ethernet, Token Ring 4Mbits/s et 16 Mbits/s, Local Talk, ATM 155 Mbits/s et Fast Ethernet 100 Mbits/s ).

Catgories 6/6a

Pour les rseaux GigaBits Ethernet. 250MHz de bande passante 500MHz pour le 6a

Catgories 7/7a

Pour les rseaux 10GigaBits Ethernet. Bande passante leve (600MHz pour le 7 1000MHz pour le7a) compatible avec les applications video HD.


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f [Hz]10k 100k 1M

A [dB/km]

100

10

31

10M

cat 5cat 4cat 6

100M

cat 7

2.2.4 Le connecteur

Les connecteurs sur paires peuvent tre de nature trs variable selon les applications : audio, phonie, alimentation, rseauLe connecteur rseau le plus utilis est appel un RJ 45 8 emplacements de fils (8P/8C) ou modular plug , pour le ct mle (ct cble) et modular jack pour lembase femelle. Ils peuvent tre mtaliss voire blinds. (cf 7.2.2 pour le cblage.)

2.3 Le cble coaxial

2.3.1 Description

Un cble coaxial est constitu de deux conducteurs concentriques maintenus distance constante par un dilectrique. Le conducteur extrieur, tresse mtallique en cuivre appel blindage est mis la terre. Lensemble est protg par une gaine isolante.

Gaine

Tresse ou conducteur de masse

me

dilectrique

Le cble coaxial possde des caractristiques lectriques suprieures celle de la paire torsade, la bande passante du cble coaxial est plus importante et la sensibilit aux perturbations lectromagntiques plus faible. Cependant il est tout de mme plus cher que la paire torsade.


une me de cuivre un dilectrique isolant en polythylne


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un conducteur externe ou tresse de masse servant galement de blindage une gaine isolante

Impdance caractristique: 50 Ohms Affaiblissement: 45 dB/km 10 Mhz Longueur maximale dun segment :


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2.4.3 Catgories

les fibres multimodes , plusieurs rayons lumineux parcourent des trajets diffrents, il y a deux types : saut dindice

gradiant dindice Elles sont rservs aux rseaux locaux : distance faible et dbits moyens. Les fibres monomodes, un seul rayon lumineux est admis dans la fibre. Plus coteuses, de diamtre plus rduits, elles sont utilises sur les rseaux curs, anneaux optiques, cbles sous-marins o les distances et les dbits sont levs.

Fibre optique saut d'indiceFaisceau lumineux

Fibre optique gradiant d'indiceFaisceau lumineux

Fibre optique MonomodeFaisceau lumineux

2.5 Les ondes radios

2.5.1 Description

Avec lamlioration des performances des composants lectroniques de trs hautes frquences (au del du GHz) autorise depuis quelques annes la diffusion de dispositifs dinterconnexion utilisant les principes des tlcommunications. Il est ici hors de question de dvelopper ce qui a t vu concernant le traitement du signal ou les architectures systmes, rappelons que, du point de vue rseau, les techniques radio ne sont utilises que pour couper le fil, et le remplacer.

Emetteur

Rcepteur

Emetteur

Rcepteur


Bande passante moyenne Sensibilit aux parasites lectriques et magntiques, loignement trs faible encombrement et poids Performances trs dpendantes des conditions de transmissions scurit et fiabilit difficiles assurer


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2.5.3 Technologies

La technologie Wi-Fi (Wireless Fidelity) est aujourdhui la plus rpandue. De nombreuses variantes de la norme IEEE 802.11 coexistent, avec des bonheurs plus ou moins heureux. Les technologies HomeRF sont en principe plus robustes et plus fiables que le WiFi mais, moins simples, elles sont nettement moins diffuses. Les rseaux Hyperlan 1 et 2, normes europennes dveloppes par l ETSI, sont bloques dans leur diffusion par des contraintes rglementaires, le dfaut dindustriels dveloppant du matriel et le caractre essentiellement europen de la norme. Cette norme restera vraissemblablement dans les cartons Le Wi-Max, version MAN du WI-FI pour les accs radio sur des distances de plusieurs kilomtres. On pourra ajouter le bluetooth qui assure simplement la connexion par radio de deux matriels quips et une communication en mode paquet. Trs simple avec de courtes portes (10 mtres), il est en outre bon march. Citons galement dans la mme catgorie des liaisons de proximit, le zigbee, lUWB, USB sans fils

2.6 Dbits

2.6.1 Dbit rel et dbit utile

Les transmissions de donnes seffectuent en gnral en dcoupant les messages par paquets qui contiennent certaines informations supplmentaires, notamment les coordonnes du destinataire : lensemble diffus sur un support de transmission est appel trame. En raison des techniques daccs utilises et de cet ajout dinformations, le dbit effectif ou utile (cest dire disponible pour lutilisateur) de transmission des donnes sur le rseau peut tre sensiblement infrieur au dbit nominal ou rel du support utilis. Ce dbit, exprim en bits par seconde, peut atteindre plusieurs dizaines de millions. de bits par seconde ou mga bit par seconde Mbit/s.

2.6.2 Dbit et applications

Selon le service fourni et les dbits ncessaires, les caractristiques de la liaison sont trs diffrentes. Le tableau qui suit rsume quelques points fondamentaux qui seront dfinis et dvelopps dans la suite du cours.

Service Type Dlai de transmission

(Latence & gigue)

Dbits Volume FLUX

Donnes Diffusion PaP

Quelconque Court :


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cours du temps. Cest le rle des diffrentes applications du systme de faire le tri en sappuyant sur des tiquettes dindentification.

data voix video

Client

Rseaux

FluxSortant

FluxEntrant

Rseaux

Client

Pour optimiser lutilisation du canal rseau, le multiplexage doit tenir compte de la nature du dbit instantan requis pour chaque flux. Les flux dbit constant comme la voix (approche tlcom) sont plus coteux que les transmissions de fichiers (approche rseaux de donnes)

CBR

VBR

ABR

UBR

Constant Bit Rate

Variable Bit Rate

Available Bit Rate

Unspecified Bit RateBan

de p

assa

nte

CBR Services tlcoms avec de forts besoins en bande passante et dlai dacheminement constant - Voix

VBR Services de bandes passantes variables mais avec des minima et maxima garantis Vido compresse en streaming

ABR Dbits variables sans garanties sur les maxima. Doit se satisfaire dune bande minimale Services web

UBR Dbit et dlais non garantis. Transfert de donnes - Mail

CBR VBR ABR UBR

Temps


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2.7 Comparatifs

Caractristiques Paires filaires Cbles Coaxiaux Fibres optiques Radio

Longueur donde

Kilomtrique/mtrique Continu-100 MHz

Mtrique 100 kHz-10 GHz

Micromtrique >THz

Millimtrique 1 GHz 10

GHz Capacit maximum (n Bit/s)

100 Mbit/s 100 Mbit/s 1000 Gbit/s (monomode)

300 Mbit/s

Attnuation (dB / Km)

10 dB/km 1 MHz 100 dB/km 10 MHz

5 dB/km 10 MHz 10 dB/km 40 MHz

1 dB/km (Industriel)

40 80dB

Distance entre 2 rpteurs

20 m 500 m 1 2 km 1 100 km (selon dbit)

100m 10 km

Sensibilit aux interfrences

Trs sensible Sensible Nulle trs Sensible

Isolement lectrique Moyen Moyen Total Nul Encombrement capacit gale

Important Important Trs faible lev

Proprits mcaniques

souplesse Bonne rsistance mcanique

Bonne rsistance mcanique

-

Connectique

Facile et simple Simple Dlicat Systme antennaire dlicat

Flexibilit Bonne Faible Importante Trs lev Rsistance aux fortes tempratures (T > 1000)

Non Non Oui -

Mode de fonctionnement

Analogique Numrique Bande de base ou transpose

Analogique possible Numrique

Analogique possible numrique

Numrique

Cot par circuit

Faible Assez Important Faible Faible

Section 2 Pile X25

33

3. Liaison ETTD-ETCD

3.1 Dfinition, Fonction, Objectif

3.1.1 Couche OSI 1

La couche physique assure la transmission dun lment binaire (0 ou 1) sur un support matriel, on parle aussi de niveau bit. Elle sinterface par le bas avec la ligne de transmission, par le haut avec la couche liaison de donnes avec qui elle change des trames dinformations. Elle sadapte aux caractristiques du support de transmission du rseau. Cest ce niveau que lon choisit le type de transmission (synchrone ou asynchrone), le dbit du canal de transmission, le mode de transmission (analogique ou numrique) et le type de codage pour la transmission des donnes sur le mdia.

Couche Physique Couche Physique

Couche Liaison

Support Conformment au modle OSI, la couche physique fournit le service physique utilis par la couche liaison. Les fonctions principales du service physique concernent ltablissement de la connexion physique, le transfert des donnes et la libration du circuit.

3.1.2 Adaptation au support

Une des tches essentielles de la couche physique est la transmission des bits, appels lments binaires (eb) sur le support . Cette adaptation au support physique, qui porte le nom de modulation sur frquence porteuse ou modulation en bande de base (transcodage). Toutes ces techniques ont t largement abordes dans le cours sur les signaux et les tlcommunications.

Section 2 Pile X25

34

3.1.3 Protocole

Afin de communiquer ce niveau, la couche 1 utilise un protocole propre pour grer lchange des eb. Les fonctions propres sont le rglage du dbit, identique des deux cts, de la reconnaissance des signaux Tous ces lments permettent le rglage optimale dune liaison de manire automatique, selon la qualit du canal. La suite de ce document dtaille quelques systmes de canaux physiques couramment utiliss dans les transmissions de donnes.

3.2 Jonction ETTD-ETCD

3.2.1 ETTD et ETCD

Les principaux lments dune liaison de donnes sont : Le circuit de donnes qui se caractrise par la transmission dinformations numriques (0 ou

1) entre les jonctions. La ligne de transmission proprement dite qui assure le transport dans le monde physique

Le schma type dune liaison numrique est reprsent ci dessous :

ETTD

Support

ETCD ETCD ETTD

Couche physique

Couche liaison

Circuit de donnes

JON

CTIO

N

3.2.2 Dfinition de lETTD

Lappellation ETTD (Equipement Terminal de Traitement de Donnes), plus souvent communment appele terminal (en anglais, DTE : Data Terminal Equipment), recouvre tout type dquipement susceptible de transmettre ou de recevoir des informations numriques, il peut dsigner tout aussi bien une machine de traitement, par exemple un ordinateur, quune console dentre sortie. En fait, la liaison sur la jonction est assure par un connecteur plac (ct systme informatique) sur un dispositif matriel et logiciel appel coupleur ou contrleur de communications. Sur les petits et moyens systmes, les dispositifs de communication sont incorpors, plus ou moins, dans lquipement. Ils sont la plupart du temps raliss sous forme dadaptateurs, de cartes, relis par cbles ou disposs dans les bus de la machine. Parfois, ils sont disposs prs de la machine sous forme de coffrets et dans ce dernier cas, ils peuvent disposer d'une adresse propre. Les systmes contemporains par leur niveau lev d'intgration masque de plus en plus leur prsence physique.

Section 2 Pile X25

35

3.2.3 Dfinition de lETCD

Le dispositif normalis dextrmit dune ligne est appel ETCD (Equipement Terminal de Circuits de Donnes) plus communment appel modem (en anglais DCE : Data Circuit Equipment). LETCD permet dadapter la ligne la jonction ; adaptation soit technologique, soit physique, soit de codage ou autre ; ce qui permet dutiliser, thoriquement, tout type de ligne. Ladaptation au support ncessite souvent la modulation et la dmodulation dune frquence porteuse (cas des modems tlphoniques) ou un transcodage lectrique (LAN Ethernet, modem bande de base) ; puisque la plupart des liaisons numriques sont bidirectionnelles, un ETCD comporte en gnral les deux fonctions assurant lmission et la rception. Le cas le plus rduit est celui o la ligne est constitue par de simples fils mtalliques reliant une jonction une autre, lETCD est alors rduit un simple connecteur. La plupart du temps, le cadencement denvoi (en fait, la vitesse de transmission en bits par seconde) sera dlivr par lETCD lETTD, ceci en fonction des possibilits de la ligne. Ce cadencement est appel horloge (clock en anglais). Le partage des horloges entre les deux ETTD et les deux ETCD impliqus dans la liaison implique une seule et unique rfrence pour lensemble : deux horloges imposes provoquent gnralement un conflit dhorloges et rend la communication impossible. Cest une cause majeure de dysfonctionnement.

3.2.4 Jonction

La jonction se fait entre les deux connecteurs ETTD et ETCD, elle est normalise. Le rle principal dune jonction est dassurer la transparence du circuit de donnes vis--vis des utilisateurs, activer la liaison physique, de la maintenir durant le transfert de donnes et de la dsactiver le transfert termin.

ETTD

Support

ETCD

JON

CTIO

N

Modem Cette proprit permet aux utilisateurs des circuits de donnes de ne pas avoir connatre les caractristiques des supports internes de transmission et dans une moindre mesure de celles des ETCD. Un utilisateur connaissant la procdure peut raliser une transmission de donnes sur un systme de transport qui lui est totalement inconnu. Cette qualit sappelle la transparence.

Section 2 Pile X25

36

Il y existe trois niveaux de spcifications (interfaces) :

Niveau Rle

Mcanique Fixe la nature du connecteur physique Electrique Dtermine les niveaux lectriques des signaux qui transitent par

la jonction Fonctionnel Spcifie les fonctions remplies par telle ou telle broche :

Le transfert de donnes Les signaux de commande Les signaux de synchronisation Les masses lectriques

Ces interfaces permettent la connexion physique des quipements dextrmit quels que soient la nature, la fonction ou le constructeur de lquipement. Aux niveaux lectrique et mcanique, les interfaces varient selon le dbit utilis. Il ne faut pas confondre la jonction reliant ETCD et ETTD avec la liaison au niveau ETCD/ligne qui concerne ladaptation lectrique et mcanique des signaux aux caractristiques de la ligne de communication. Cette adaptation est intgre par dfaut dans lETCD agr et concerne une norme propre. Pour illustrer ces notions, dans une configuration classique, la norme reliant un MODEM un PC est la norme V24, celle permettant deux modems de dialoguer entre eux est V34 (V90-92). (cf 1.2.5)

3.2.5 Normalisation des jonctions

LUIT normalise les jonctions dans la srie V consacre la communications de donnes sur le rseau tlphonique, cest dire aux Modems (ETCD) et leur raccordement (Jonction) les modems traditionnellement utiliss pour les connexions Internet et normaliss V34 ou V90 et suivantes utilisent dans leur configuration externe une connexion au PC-ETTD respectant la norme V24 dcrite dans la suite de cette partie.

Srie V UIT

V1 V9 Considrations gnrales V10 V34 Interfaces et modems pour la bande vocale V35 V39 Modems large bande V40 V49 Contrle derreurs V50 V59 Qualit de transmission et maintenance V60 V99 Transmission simultane de donnes et dautres signaux

V100 V199 Interfonctionnement avec dautres rseaux V200 V249 Spcification de la couche interface pour les communications de

donnes V250 V299 Procdures de commandes V300 V399 Modems sur circuits numriques

LEIA (Electronic Industry Association) amricaine a normalis de nombreux types de jonctions, en particulier selon les dbits autoriss et nommes RSnnn.

EIA UIT Dbit Distance Liaison RS232C V24 300 9600bit/s 20m 1 metteur/1 rcepteur

- V35 48 64 kbit/s

RS449 - 128kbit/s 2Mbit/s 60m

RS422 V11 128kbit/s 2Mbit/s 60m 1 metteur/10 rcepteurs

RS423 V10 128kbit/s 2Mbit/s 60m 1 metteur/10 rcepteurs

RS485 10Mbits 1200m Bus 32 metteurs/rcepteurs - X21 64kbit/s

Section 2 Pile X25

37

On signale que la norme RS232C contient lensemble des spcifications lectriques, mcaniques et fonctionnelles. La norme V24 ne dsigne que la norme fonctionnelle ; on se reportera au paragraphe suivant. Le tableau suivant rcapitule les principales interfaces physiques utilises :

INTERFACE PHYSIQUE RESEAU

DEBIT Bit/s

Mcanique Electrique Fonctionnelle Appellation courante

RTC ou LS < 20 K > 20 K

ISO 2110 [DB25] ISO 2593

V 28 V 35

V 24 V 24

V 24 / RS232C V 35

TRANSPAC < 20 K > 20 K

ISO 2110 [DB25] ISO 4903

V 28 V 10/V 11

X 21 bis X 21

X 21 V 10

RNIS 144k 2 M I 430/I 431

S0 S2

3.3 Jonction V-24 ou RS 232

3.3.1 Description Norme lectrique V28

La norme RS 232 ou RS 232C (EIA : Electronic Industries Association norme US) est une norme classique de circuit de donnes qui porte aussi le nom de V-24 (norme fonctionnelle du CCITT : Comit Consultatif International Tlgraphique et Tlphonique). Cette norme est utilise par les rseaux traditionnels tels le rseau tlphonique commut ou les liaisons spcialises analogiques. Ses caractristiques lectriques sont celles du V 28 (interface) :

Tension du gnrateur + 25 V pour un 0 logique vide - 25 V pour un 1 logique vide

Circuit de charge rsistance entre 3 et 7 k Tension sur la ligne ferme entre 3 et 15 V pour un niveau 0 logique

entre -15 et -3 V pour un niveau 1 logique Longueur maximale du cble 50 m

Tension25V

15V

3V

-25V

-15V

-3Vlongueur

0 0 0 1 1 0 1 1 1

Section 2 Pile X25

38

3.3.2 Description du connecteur

La norme mcanique concerne les connecteurs. La plus connue est la norme ISO 2110, connecteur dit aussi DB 25 pour vingt-cinq broches, vingt-cinq points, ou vingt-cinq contacts. Il existe galement des connecteurs rduits (qui ne transmettent que les informations les plus utilises) comme le connecteur DB 9 neuf contacts. Ce dernier nest pas normalis. Les correspondances entre les deux connecteurs sont les suivantes :

Signal DB 9 DB 25 Description (metteur)

TD RD RTS CTS DSR SG

DCD DTR RI

3 2 7 8 6 5 1 4 9

2 3 4 5 6 7 8 20 22

Transmission de donnes Transmit Data Rception des donnes Receive Data Demande dmission Request To Send

Accord rception prt mettre Clear To Send ETCD prt Data Set Ready

Masse Signal Ground Dtection de porteuse Data Carrier Detect

ETTD prt Data Terminal Ready Drapeau de sonnerie Ring Indicator

1 13

14 25DB 25

1 5

6 9

Mle vue de face

DB 9

ETTD ETCD

JONCTION Les liaisons lectriques entre lETTD et lETCD sont ralises entre broche de mme numro broche de mme numro sans aucun croisement dans le cble, ceci implique que les broches du connecteur ct ETTD naient pas le mme comportement lectrique que les broches de mme numro du connecteur ct ETCD (asymtrie de fonctionnement).

1

5

6

9

23

4

7

8

1

5

6

9

23

4

7

8

107-DSR

106-CTS

102-SG

109-DCD

108-DTR125-RI

103-TD

104-RD105-RTS

La communication entre deux systmes rpondant la norme RS 232C, utilisant un des connecteurs prcdents et les signaux dcrits dans le tableau prcdent, suivent un protocole de communication. Ce protocole sert lmetteur savoir quel moment il peut mettre (le rcepteur doit tre prt recevoir des donnes). La paragraphe suivant dtaille ce protocole.

Section 2 Pile X25

39

3.3.3 Norme fonctionnelle : La srie 100

Les fonctions sont donnes avec les rfrences CCITT (nombres dits de la srie 100) et RS 232 (abrviation EIA). Ces deux appellations sont les plus couramment employes sur les appareils. La srie 100 spcifie 37 circuits qui sappliquent aux transmissions de donnes synchrones et asynchrones, aux services de transmissions de donnes sur lignes loues 2 ou 4 fils en exploitation point ou multipoint. Il existe une srie 200 destine aux modems automatiques. Broche DB 25

Broche DB 9

Nom US

ETTD/ ETCD

N CCITT

Fonction

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

3 2 7 8 6 5 1 4 9

FG TD RD RTS CTS DSR SG

DCD

SRTS SCTS STD TC SRD RC

SRTS DTR SQ RI

ETC

-

103 104 105 106 107 102 109

114

115

108

125

113

Frame Ground Masse chssis Transmit Data Emission de donnes Receive Data Rception de donnes

Request To Send Demande dmission Clear To Send Prt mettre

Date Set Ready Poste de donnes prt Signal Ground Masse lectrique

Data Carrier Detect Dtection de porteuse

Secondary DCD DCD secondaire Secondary CTS CTS secondaire Secondary TD TD secondaire

Transmit Clock Horloge dmission ETCD Secondary RD RD secondaire

Receive Clock Horloge de rception ETCD

Secondary RTS RTS secondaire Data Terminal Ready Terminal de donnes prt

Signal Quality Qualit du signal Ring Indicator Indicateur de sonnerie

External TX Clock Horloge dmission externe

ETTD

3.3.4 Protocole de liaison ETTD - ETCD

la liaison ETTD-ETCD est normalise.

Section 2 Pile X25

40

ETCDETTD

107 ETCD prt

108 ETTD prt

105 demande mettre

106 prt mettre

109 dtection de porteuse

103 Emission de donnes

104 Rception de donnes

Connexion par cble droit

Temps

ETCDdistant

JONCTION

Support physique Signal modul

Linterface ETTD/ETCD vhicule les signaux de contrle et les donnes transmises. La procdure dtablissement de la liaison et le transfert de donnes sexcute comme ci-dessus. Protocole de connexion : Linitialisation :

LETCD la mise sous tension signale quil est prt en levant le 107 LETTD sous tension lve le 108 (met le 108 sous tension)

Prparation au transfert :

LETTD formule une demande mettre (lve le 105) LETCD

- Se met en tat dmission - Envoie une porteuse lETCD distant (synchronisation et retournement ventuel) - Aprs un certain temps (temporisation), il lve le 106 pour indiquer quil est prt mettre

La phase de transmission :

LETTD met les donnes sur le 103 LETCD (distant) met les donnes vers lETTD sur le 104

113 : horloge fournit par lun des deux 109 : indication de prsence dun modem (ETCD) distant, sous tension

Les demandes (ou ordres ou commandes) mises par lETTD, sont effectues avec lemploi du 0 logique, qui doit demeurer en permanence, labsence de demande est dtermine par la prsence dun 1 logique. La suppression dune demande seffectue par le passage du 0 logique au 1 logique permanent. Les indications mises par lETCD sont dlivres par lemploi de 1 ou de 0 logique suivant les cas. Le 0 signale que lindication est valide.

3.3.5 Liaison ETTD-ETTD

La liaison entre ETTD et ETCD est normalise, la connexion est reprsente par la figure du paragraphe 1.3.2. Cependant il est possible de raccord directement deux ETTD entre eux sans ETCD, ce qui est plus simple quand ils sont trs proches. Si on raccorde directement deux ETTD entre eux, alors chaque ETTD doit se comporter comme un ETCD pour lautre ETTD. On utilise dans ce cas des cblages non normaliss. On donne ici les exemples de trois liaisons non normalises entre deux ETTD que lon utilise trs couramment :

Section 2 Pile X25

41

1

5

6

9

2

3

4

7

8

1

5

6

9

23

4

7

8

102-SG

103-TD

104-RD

Liaison 3 fils - cble crois

103-TD

104-RD

ETTD A ETTD B

1

5

6

9

23

4

7

8

1

5

6

9

23

4

7

8

107-DSR

106-CTS

102-SG

109-DCD

108-DTR

105-RTS

Liaison 3 fils - cble crois

103-TD

104-RD

ETTD A ETTD B

104-RD

103-TD

1

5

6

9

23

4

7

8

1

5

6

9

23

4

7

8

107-DSR

106-CTS

102-SG

109-DCD

108-DTR

105-RTS

Liaison 3 fils - Null ModemETTD A ETTD B

104-RD

103-TD

Ce cble ou botier de liaison est indiffremment appel null modem, faux modem, cble crois ou encore zro modem. Son emploi est trs frquent, notamment pour le raccordement dune imprimante srie un micro-ordinateur, ou le raccordement direct de deux PC entre eux. La figure prcdente est un exemple de cblage, il peut tre diffrent suivant le dialogue simuler. Le cble qui relie lETTD lETCD est appel cble droit, les broches correspondant sont relies une une.

3.4 Transmissions synchrone & asynchrone

3.4.1 Partage des horloges

Dans un lien entre deux quipements changeant des donnes numriques, ces deux derniers mis en jeu sont susceptibles de fournir une horloge pour la transmission, ce qui nest pas techniquement possibles : mme rgles sur des valeurs identiques, des horloges indpendantes ne sont jamais rigoureusement synchrones, il y a donc un risque derreurs. Pour cela, il y a deux solutions

Soit on impose une horloge matre, lautre tant asservie ; il faut alors rgler les quipements en consquence

Section 2 Pile X25

42

Soit on limine toute rfrence dhorloge entre les deux extrmits.

3.4.2 Echange asynchrone

Dans ce cas, on fixe a priori le rythme de transmission des deux cts sur la mme valeur : ce ser ala valeur par dfaut. On va ensuite transmettre des octets de 8 bits , cest dire que lon va changer sur un mode caractre.

Bit de start Bit de stop

1 0 0 1 0 1 0 0

t

LSB MSB

Octet envoy : 00101001 Pour indiquer au ct rception quun message arrive, loctet est prcd dun bit de start (tat haut 0 logique) et loctet se fini sur un bit de stop (tat bas 1 logique). Le rcepteur dclenche son horloge sur le bit de start, compte les 8 bits, puis remet son horloge compteur zro aprs le bit de stop, en attente du prochain caractre. Attention : sur le support, le bit de fois faible est mis en premier et le bit de poids fort en dernier.

3.4.3 Echange Synchrone

Dans le cas dune transmission synchrone, une horloge est fixe pour rfrence aux deux cts. Dans ce cas, il ny a plus besoin de bit de start ou de stop, les instants dmission et les dures bits sont parfaitement dtermins des deux cts de la liaison.

1 1 0 0 1 0 1 0 0 1

t

LSB MSBOctet envoy : 00101001

Autre octet

t

Autre octet

Horloge de rfrence

Ce type dchange permet des vitesses plus leves que lchange asynchrone mais est techniquement plus dlicat mettre en uvre.

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43

4. HDLC

4.1 Le protocole HDLC :

4.1.1 Types de procdures :

Il existe deux types de procdures pouvant tre mises en uvre pour rgler les protocoles entre deux entits communicantes : la procdure oriente caractre (POC) qui utilise des codes tels que : ASCII ou EBCDIC dont le but

est de dfinir pour chaque caractre (contenant 7 ou 8 bits ) une fonction (EOF, ACK, NACK,). la procdure oriente bit (POB), utilis par HDLC, qui permet de transmettre des lments binaires

sans se soucier de leur nature. Elle a t conue afin de surmonter les dfauts les plus gnant des POC. Elle permet de couper au milieu dun caractre mme si celui-ci comporte un nombre doctets non entier. Un bloc transmis peut contenir N bits, mais N ne correspondra pas forcment un nombre entier de caractres. Cette procdure est la plus utilise car elle a lavantage dtre plus souple que la procdure oriente caractre.

4.1.2 Variantes des protocoles HDLC

HDLC, qui signifie High Level Data Link Control (Protocole de haut niveau de contrle de la couche 2) est un protocole normalis par le CCITT (depuis 1976). Il est mis en uvre dans le rseau Transpac au niveau 2 dans X-25 (X-25.2). On peut nanmoins en trouver de trs nombreuses versions ; en outre, de par son efficacit, il est pratiquement utilis partout, et sa connaissance est indispensable. De nombreux protocoles sont des variantes qui sappuient sur HDLC ; citons

SDLC Synchronous Data Link Control Il est utilis dans lenvironnement SNA (System Network Architecture), est moins riche que HDLC et ne

fonctionne quen mode quilibr.

ADCP Advanced Data Communication Control Protocol

normalis par lANSI

DDCMP Digital Data Communication Message Protocol

LAP Link Access Protocol (Protocole daccs niveau de liaison de donnes)

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44

rponse sur sollicitation du primaire.

LAP-B B :Balanced = quilibr cest une variance du LAP mais quilibre. Le primaire nest pas prdfini car chaque station peut-tre primaire.

LAP-D D pour canal D Il est similaire au mode LAP-B mais est utilis dans les rseaux numriques (RNIS).

LAP-X X pour le tltex Cest un driv du LAP-D utilis pour le tltex.

LAP-M M pour Modem Cest un driv du LAP-D. Il est mis en uvre pour des connexions PC-Calculateur hte, ce protocole est utilis dans les modems conforment lavis V42 et V42 bis.

LAPDm m pour mobile Version pour l'interface radio GSM Les protocoles de type PPP (Chapitre 2.2) dans Internet utilise une procdure analogue.

4.1.3 Principe de lchange en mode connect

Tout type de transmission repose toujours sur un protocole en trois phases. Ce type est caractristique du mode connect et utilise les primitives de services en rapport avec le service de transfert de donnes entre deux points.

ETTD ETCD

Jonction

Connexion

ETTDETCD

A B

Echange

Dconnexion

Jonction

4.2 Mise en uvre de HDLC

4.2.1 Structure de lunit de transfert :

Lunit de transfert dHDLC est la trame change entre deux quipements appels : primaire et secondaire.

Trames

SecondairePrimaire

Cette notion de primaire/secondaire peut se rapporter la notion dinitiative dans lchange, et en particulier dans la mise en relation des deux entits Ces deux entits sont physiquement soit lETTD et lETCD avec lequel il est en relation, on est alors dans le cas de la jonction ; soit les deux ETTD distants, et alors on est dans la configuration de lchange de niveau 2.

4.2.2 Structure de la trame HDLC :

Chaque trame est dlimite par un caractre spcial appel : le fanion, en anglais flag, ou encore dlimiteur de trames. Ce caractre est le seul caractre utilis par le protocole, et, est aussi employ

Section 2 Pile X25

45

pour maintenir la synchronisation entre les trames. Cette synchronisation peut galement se faire par lmission continue de 1 (FF en hexadcimal).

01111110 FanionAdresse

Commande

Champs DATA

FCS 2 octets

01111110 Fanion

4.2.3 Transparence des trames

Le problme est dassurer quaucun des champs compris entre les deux fanions dlimiteurs de la trames ne contienne la squence 7E (01111110). Donc si on dsire envoyer un message dont la combinaison des bits est 01111110, on devra rajouter systmatiquement un 0 aprs le cinquime 1 afin de pouvoir diffrencier les bits de donnes et les bits du fanion. On obtiendra alors la combinaison suivante : 011111010. Ce bit est appel : bit de transparence. A la rception, on liminera ce bit au niveau de linterface entre la couche 2 et 1. En pratique, on value 5% laugmentation de la taille de la trame mise cause de linsertion des bits de transparence.

Exemple :

soit la squence suivante : 0111101111101111110 Celle ci sera code par lmetteur de cette faon : 011110111110011111010

Dans la pratique, les trames reprsentes par un analyseur rseau ne reprsente pas le fanion et on limine le bit de transparence de faon nafficher que les informations utiles au niveau du protocole (niveau 2).

4.2.4 Description de la trame HDLC :

FANION : Il est constitu de 8 lments binaires : 01111110 correspondant 7E en hexadcimal et indique le dbut et la fin de la trame. Le fanion de queue peut faire office de fanion de tte de la trame suivante.

ADRESSE : Elle dsigne la station avec laquelle on communique (ETTD ou ETCD). On y

trouve la notion de primaire/secondaire (matre/esclave). Ladresse est soit 00000001 soit 00000011 qui correspondent 01 et 03 en hexadcimal.

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ETTD ETCD

Adresse 01Commande

Rponse

Primaire Secondaire

Jonction

Adresse 03Commande

RponsePrimaireSecondaire

COMMANDE : Cest un champ dont la combinaison de bits dfinit le type de trame. Ce champ

est dtaill dans un paragraphe suivant. FCS : Frame Check Sequence. Cest un champ de contrle qui contient sur 2 octets le

reste de la divisions polynomiale du message transmis (adresse, commande, information) par le polynme gnrateur CCITT-CRC [V41] de degr 16. Le FCS est calcul lmission et vrifi la rception. En cas derreur, le protocole met en uvre une nouvelle mission.

INFORMATIONS : Cest le champ contenant les donnes transmettre. Il encapsule les lments du

niveau OSI 3.

4.2.5 Les diffrents types de trames :

Le protocole HDLC possde 3 types de trames grce au champ de commande : I, S, U.

Trames I : Trames dinformation. Elles contiennent un champ de donnes. Les champs N(s), N(r) correspondent, pour chaque extrmit de la liaison, un compteur de trames dinformations mises N(s) ou N(r).

Trames S : Trames de supervision. Elles permettent de superviser lchange de donnes.

Le champ N(r) permet didentifier la trame accepte ou refuse. Les bits S identifient la commande. Les trames S permettent dassurer les fonctions de contrle derreurs et de contrle de flux de la liaisons de donnes.

Trames U : Trames non numrotes (Unumbered). Elles grent la liaison (tablissement,

libration). Elles ne comportent aucun compteur(non numrotes). Elles servent linitialisation et aux problmes de reprises sur erreurs non rcuprables au niveau 2. Les bits M identifient la commande.

Le type de trame est dfini par les 2 premiers bits du champ de commande.

4.2.6 Structure du champ de commande

bit 8 7 6 5 4 3 2 1

Trames I N(r) P/F N(s) 0

Trames S N(r) P/F S S 0 1

Trames U M M M P/F M M 1 1

Tableau prsent dans le sens de lecture de gauche droite

Section 2 Pile X25

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Le champ de commande comporte 3 champs : Un champ binaire qui dfinit le type de trame I, S, U et la commande. Des champs compteurs N(s) et N(r) qui sont des compteurs

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