Téléinformatique! Réseaux Locaux

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1 Téléinformatique! Réseaux Locaux AS /2011 Thomas Morsellino IUT Bordeaux 1 (Dépt. Info)

2 Réseau 2 n Réseau : ensemble d ordinateurs/boîtiers reliés entre eux par un support de transmission : ces éléments communiquent entre eux à partir de règles appelées protocoles. n Caractéristiques : il n existe pas de classification universelle des réseaux, mais deux critères importants les caractérisent : n La technologie de transmission utilisée n La taille du réseau

3 Différents types de réseau 3 n Selon la technologie de transmission n Diffusion (canal partagé par toutes les machines) n Point à point (connexion entre machines 2 à 2) n Selon la taille n WPAN (Wireless Personnal Area Network ) n LAN (Local Area Network) <10km, 10Mbps-10Gbps, version W n MAN (Metropolitan Area Network) <100km, 56kbps-1Gbps, version W style UMTS : WBWA n WAN (Wide Area Network)

4 Le modèle OSI 4

5 Les 2 couches des réseaux locaux 5 LLC MAC Fibre Carte réseau Coaxe Paire / MEDIUM

6 Caractéristiques d une technologie 6 réseau local n Topologie n Câblage n Méthode d accès au médium

7 Topologie (logique) 7 n bus n étoile n anneau

8 Câblage 8 n Câblage (topologie physique) : n bus / étoile / anneau / arborescent / bus-arborescent n Support physique n Paire téléphonique n 10Mbps, qq centaines de mètres, faible coût, n performances limitées, sensible aux parasites. n Paire torsadée blindée : n même chose en mieux (>100Mbps). n câble coaxial : n >=40 Mbps, quelques km (obsolète pour Ethernet) n fibre optique : n débit très élevé, quelques dizaines de km.

9 Câblage (suite) 9 n Autres supports «physiques» n Wifi n quelques dizaines de m n Support hertzien boucle locale radio, Wimax n quelques dizaines de km n Faisceaux hertziens n Liaisons optiques n Courant porteur en ligne (Indoor / Outdoor) n

10 Exemples de topologie/câblage 10 n Starlan n topologie physique : arborescent n topologie logique : bus n Ethernet n topologie physique : bus ou arborescent n topologie logique : bus

11 Méthodes d'accès au support 11 n But : gérer l'accès au médium n Normalisées n IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) n ISO n Réalisées par la couche MAC (Medium Access Control)

12 Méthodes d'accès au support 12 n Deux approches n accès par élection (centralisée ou distribuée) n accès par compétition (résolution des collisions) n Différentes méthodes : n CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collission Detection) n anneau à jeton n bus à jeton

13 Méthodes d'accès au support 13 CSMA/CD n Norme : IEEE 802.3, ISO n Topologie logique : bus n Principes n Carrier Sense : chaque station est à l'écoute pour détecter la présence d'un signal n Multiple Access : plusieurs stations peuvent émettre en même temps n Collision Detection : chaque station sait si elle a provoqué une collision

14 Méthodes d'accès au support CSMA/CD 14 Durée minimale d'émission d é b u t d ' é m i s s i o n d e A d u r é e d ' é m i s s i o n d ' u n e t r a m e A p e r ç o i t l a c o l l i s i o n a p r è s q u ' i l a i t f i n i d ' é m e t t r e 1. A regarde si le câble est libre avant d émettre Le délai de propagation n est pas nul => B peut émettre alors que A a déjà commencé son émission Les 2 trames se percutent : c est la collision d é b u t d ' é m i s s i o n d e B c o l l i s i o n Avec une durée d émission trop courte, A ne peut pas savoir que son message a provoquer une collision

15 Méthodes d'accès au support CSMA/CD 15 Durée minimale d'émission d u r é e d ' é m i s s i o n d ' u n e t r a m e d é b u t d ' é m i s s i o n d e A A p e r ç o i t l a c o l l i s i o n a v a n t q u ' i l a i t f i n i d ' é m e t t r e 1. Si une station en train d émettre détecte une collision, elle s arrête d émettre. d é b u t d ' é m i s s i o n d e B Une station détecte une collision lorsqu elle reçoit une trame accidentée (ie trop courte). c o l l i s i o n

16 Méthodes d'accès au support 16 CSMA/CD n Durée minimale d'émission n D : débit n P : durée maximale de propagation n Durée d'émission >= 2*P n Ce qui revient à dire que la trame doit avoir une longueur >= 2*P*D

17 Méthodes d'accès au support CSMA/CD 17 La trame CSMA/CD Contrôle (4octets) Padding (0-46 octets) Données ( octets) Longueur données (2 octets) Adresse source : 6 octets Adresse destination : 6 octets Délimiteur de début de trame : 1 octet Préambule : 7 octets

18 Méthodes d'accès au support CSMA/CD 18 La trame CSMA/CD n n n n n n Préambule : 56 bits = 7 X ( ), permet la synchronisation bit. Délimiteur de début de trame (Start Frame Delimiter) : 8 bits = ; permet la synchronisation trame/caractère. Adresse (6octets) individuelle/multicast/broadcast. Longueur du champ de données : valeur comprise entre 1 et 1500, indique le nombre d'octets des données (compatibilité avec Ethernet ). Padding : contenu sans signification complétant une trame dont la longueur des données est inférieure à 46 octets. Contrôle : séquence de contrôle basée sur un CRC polynomial de degré 32.

19 Méthodes d'accès au support 19 Anneau à jeton n structure : anneau unidirectionnel n normalisé (IEEE 802.5, ISO ) n principe: n une unique trame circule en permanence n 1bit (jeton) indique si la trame est pleine ou libre n une trame pleine est lue par la station réceptrice n une trame pleine est vidée par la station émettrice

20 Ethernet 20 n 1980 (DEC, INTEL et XEROX) n Topologie logique / physique n Bus / Bus+Arborescent n Méthode d accès : CSMA/CD n Une implémentation de la norme n Adresse Ethernet n codée sur 6 octets (0:40:7:3:4:2b) n adresses particulières. Ex : FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast address) n Câblage n support de transmission XBaseY

21 Rôle de la couche physique 21 n Détecter l'émission d'une autre station sur le médium (Carrier Sense), alors que la station est en écoute n Transmettre et recevoir des bits sur le médium n Détecter l'émission d'une autre station pendant que la station émet (Collision Detect)

22 Taille minimale de trame 22 n Vitesse de propagation : km/s n Distance maximale entre 2 stations : 2,5 km n Délai maximal de propagation n P = 2,5/ = 12,5 µs n Tranche canal (Slot Time) n TC = 2xP = 25 µs. n on prend TC = 51,2 µs n Taille de trame minimale n D x TC = 10Mbps x 51,2µs Ce «Slot Time» d acquisition du canal est égal à 51.2 µs : ce délai passé, aucune collision ne peut plus arriver! Par conséquent, une station doit donc écouter le signal «Collision Detection» pendant 51.2 µs à partir du début = 512 bits soit 64 octets. d émission de la trame.

23 Délai d attente avant retransmission 23 La station attend R * 51.2 µs tel que 0 <= R < 2 i-1 R étant un entier «Random» et i = min(n, KM) n = nombre de retransmissions déjà effectuées le nombre de réémissions est limité à NM Généralement : KM=10 NM=15

24 Délai d attente avant retransmission (suite) 24

25 Format d'une trame Ethernet 25 n Identique à la trame sauf le champ type indiquant le type de protocole véhiculé dans le trame : n 2 octets représentés sous la forme hexadécimale XX-YY ou XXYY. n Quelques exemples de valeurs : n 0806 : ARP n 0800 : IP n

26 La trame Ethernet 26 Contrôle (4octets) Padding (0-46 octets) Données ( octets) Longueur données Adresse source : 6 octets Adresse destination : 6 octets Type de données Délimiteur de début de trame : 1 octet Préambule : 7 octets

27 Câblage 27 n Classes de transmission n Norme IEEE 802.3, ISO n Câblage : (bus) ou arborescent n Support : (câble coaxial), paire torsadée, fibre optique. n Désignation: XType-Y n X : le débit en Mbps n Type : le type de transmission (Base = bande de base) n Y : la nature du support (avec la longueur max du brin)

28 Principales classes de transmission Ethernet Fast Ethernet XBase-Y Débit Support 10Base-T Long maxi 10 Mbps Paire torsadée 100m 100Base-TX 100 Mbps Paire torsadée 100m 100Base-FX 100 Mbps Fibre optique 200m Gigabit Ethernet 1000Base-SX 1 Gbps 1000Base-LX 1 Gbps 1000Base-CX 1 Gbps Fibre optique 550m Fibre optique 5000m Paire torsadée blindée 25m 28

29 Exemple de câblage 29 n Cas du 100Base-TX n Au plus 100m n Câble de catégorie 5 (paire torsadée) n Boitiers : hub et/ou switch

30 Boîtier : Hub St.. Hub. St.. Hub. St.. 30

31 Boîtier : Commutateur Ethernet 31 n Appelé aussi: n hub commuté n pont multiport n switch Ethernet Sw. St.. Sw. St.. St.. n domaine de collision restreint

32 Quelques mots sur le réseau du 32 département informatique n Quelques photos des installations n Description sommaire du réseau (100Base-TX)

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39 FIN 39 39

40 Transparents supprimés 40 40

41 Objectifs des réseaux locaux 41 n Communication entre ordinateurs pour : n Partager des ressources n Partager de données n Partager des logiciels n Supporter des applications distribués n client/serveur n intranet n...

42 Norme (ISO ) 42 Format d une trame

43 Norme (ISO ) 43 n Etat de la trame n bits A et C mis à 0 par l'émetteur n bit A mis à 1 si récepteur actif n bit C mis à 1 si trame copiée

44 Norme (ISO ) 44 Un exemple de scénario

45 Couche LLC 45 (Logical Link Control) n La couche liaison comprend 2 sous-couches n LLC pour donner une unique interface à la couche réseau, quelque soit le support utilisé, n MAC qui fournit une méthode d'accès au support (802.3, 802.5,...). n 2 types de service n LLC1 service datagramme n LLC2 service avec connexion et acquittement n Format des unités de données de protocole n L-PDU (structure est proche des PDU de HDLC)

46 Couches supérieures 46 n Architecture OSI n X25.3 (Transpac)... n Application n Architecture TCP/IP n TCP/IP... n Architecture réseau de Windows NT n Application n Boîtier: routeur, passerelle

47 Boîtier: Répéteur 47

48 Boîtier: Pont 48

49 Un jeu de construction 49

50 Pour compliquer le jeu 50 n Boîtier avec supports différents n hub BNC/10BaseT n Connexion en cascade pour certains boîtiers n Ethernet Half Duplex (standard) / Full Duplex n Autre connecteur n AUI n Un vocabulaire (+ ou -) flou des constructeurs n pont/routeur, concentrateur, convertisseur...

51 Pour compliquer le jeu n haut débit n Fast Ethernet n même chose que (802.3u) n boîtier ou carte pur ou mixte (10 Mbps, 100 Mbps) n 100BaseT, 100BaseTX, 100BaseF, 100BaseFX n 100VG.AnyLan n très différent de (802.12)

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