-Partie7- La Couche Réseau

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1 -Partie7- La Couche Réseau Plan La couche Réseau Définition et Objectifs Fonctions Adressage Routage Contrôle de flux / erreurs / congestion multiplexage segmentation / groupage des messages gestion des connexions interconnexion Ahmed Mehaoua - 2 1

2 Objectifs Acheminer (router) des données entre stations à travers un ou plusieurs réseaux à commutation. Assure à la couche Transport une indépendance visà-vis des problèmes de routage et de relais y compris dans le cas où plusieurs sous-réseaux sont utilisés. Unité de données : le paquet ou N-PDU Ahmed Mehaoua - 3 Rappel OSI Ahmed Mehaoua - 4 2

3 Interaction OSI La couche RESEAU s appuie sur la couche LIAISON et peut lui dédier certaines fonctions (expl. Contrôle d erreurs) Etroitement lié à la couche TRANSPORT Ahmed Mehaoua - 5 Caractéristiques Suivant le type de réseau, le service de la couche réseau peut être : Fiable (sans perte, ni duplication, ni déséquencement) Non fiable Les protocoles de la couche réseau peuvent fonctionner selon deux modes : Mode non connecté Mode connecté Ahmed Mehaoua - 6 3

4 Mode Connecté Le mode connecté (Circuit Virtuel) 3 phases : Etablissement d une connexion transfert des données Libération de la connexion Service fiable Complexe et chemin dédié Exemples de protocoles réseaux: X.25.3 ou X.25 PLP (Packet Level Protocol), RNIS. Ahmed Mehaoua - 7 Mode Connecté Ahmed Mehaoua - 8 4

5 Mode Connecté Ahmed Mehaoua - 9 Mode Non Connecté Le mode Non connecté (Datagramme) 1 seule phase : Transfert des données Service non fiable simple plusieurs chemins possibles Exemples de protocoles réseaux: IP, ISO CLNP (Connectionless Network Protocol). Ahmed Mehaoua

6 Mode Non Connecté Ahmed Mehaoua - 11 Primitives du Service Réseau Ahmed Mehaoua

7 Primitives : Mode Non Connecté En mode Non connecté N_UNIDATA.request N_UNIDATA.indication N_FACILITY.request N_FACILITY.indication N_REPORT.indication Ahmed Mehaoua - 13 Primitives : Mode Connecté En mode Connecté: N_CONNECT.request N_CONNECT.indication N_CONNECT.response N_CONNECT.confirmation N_DATA_CONNECT.request N_DATA_CONNECT.indication N_DATA_CONNECT.response N_DATA_CONNECT.confirmation N_EXPEDITED_DATA.request N_EXPEDITED_DATA.indication N_DISCONNECT.request N_DISCONNECT.indication N_RESET.request N_ RESET.indication N_ RESET.response N_ RESET.confirmation Ahmed Mehaoua

8 Adressage Permet l identification non ambiguë d un système. Adressage PHYSIQUE / LOGIQUE n de IP (plus émail (plus puissant ) Adressage HIERARCHIQUE / ABSOLUE n de postale, X.121 (routage simple) n MAC (économie d octets) Ahmed Mehaoua - 15 Adressage Hierarchique Sous-domaine_1 Domaine Sous-domaine_3 Hièrarchique d une station D S_D Station Ahmed Mehaoua

9 Routage Fonction qui permet de déterminer un chemin dans un réseau maillé vers une destination identifiée par une adresse. Utilisation de : TABLE DE ROUTAGE (ou table d acheminement) dans chaque nœud : information necessaire pour atteindre le prochain nœud vers la destination. ALGORITHME DE ROUTAGE : calcul d un chemin optimal pour atteindre une destination Ahmed Mehaoua - 17 Table de Routage Hôte A 1 4 Nœud_1 B Nœud_2 B Nœud_3 1 B Hôte B Ahmed Mehaoua

10 Noeud de commutation File du commutateur de paquets A1 A2 A3 Vers le nœud_1 Vers le nœud_2 Vers le nœud_3 Table de routage associé au nœud A1, A2 A2 A3,A2 A1 Ahmed Mehaoua - 19 Algorithmes de Routage Utilisent des critères de coût : coût de la liaison débit demandé délai de transit demandé nombre de nœud à traverser taux d occupation des mémoires des nœuds de commutations sécurité du transport demandé etc... Routage non adaptatif / Routage Adaptatif Ahmed Mehaoua

11 Routage Non-adaptatif Routage basé sur des algorithmes simples qui ne tiennent pas compte de l environnement d un réseau. Routage statique : chemin déterminés par avance pour chaque paire de stations généralement route la plus courte algorithme centralisée Table de routage fixées à l initialisation Routage par inondation : propagation des paquets vers tous les nœuds algorithme décentralisée pas de table de routage Ahmed Mehaoua - 21 Routage Non-adaptatif (2) Routage multichemin choix parmis plusieurs chemins pré-établis selon un nombre aléatoire Routage local : se débarrasser rapidement du paquet en l envoyant vers le premier lien libre. Technique décentralisé du Hot Patato Ahmed Mehaoua

12 Routage Adaptatif Routage basé sur des algorithmes complexes qui prennent en considération l environnement d un réseau. Mise à jour périodique des tables de routage Routage Centralisé : chemins établis par un seul nœud d un réseau RCC : Centre de Contrôle du Routage traite les décisions quant aux définitions des nouvelles tables de routage collecte les informations de la part de tous les composants du réseau utilise un algorithme déterminé pour concevoir les nouvelles tables envoi des tables aux stations et nœuds du réseaux Ahmed Mehaoua - 23 Routage Adaptatif (2) Routage distribué : chemins déterminés par chaque nœud en fonction des informations locales ou reçues par ses nœuds voisins Chaque nœud détermine la table de délais/temps de réponse pour chacune des files en sortie nombre d octets en attente dans la file et débit de l interface envoie de la table des délais aux voisins surcharge des paquets de contrôle problème de bouclage Ahmed Mehaoua

13 Algorithme de Djikstra (1959) Recherche du plus court chemin A B 7 C E 2 F G H Graphe initial D B( 2,A) C(,-) A E(,-) F(,-) D(,-) G(6,A) 1) H(,-) Ahmed Mehaoua - 25 Algorithme de Djikstra (2) B(2,A) C(9,B) A E(4,B) F(,-) D(,-) G(6,A) 2) H(,-) B(2,A) C(9,B) A E(4,B) F(6,E) D(,-) G(5,E) 3) H(,-) Ahmed Mehaoua

14 Algorithme de Djikstra (3) B(2,A) C(9,B) A E(4,B) F(6,E) D(,-) G(5,E) 4) H(8,G) B(2,A) C(9,F) A E(4,B) F(6,E) D(,-) G(5,E) 5) H(8,F) Ahmed Mehaoua - 27 Comparaison Algo. de Routage Stratégie de routage Source des informations Niveau de contrôle adaptatif isolée locale Distribué au niveau de chaque noeud distribuée Nœuds adjacents Distribué centralisée Tous les noeuds centralisé Ahmed Mehaoua

15 Contrôle de Congestion vs Contrôle de flux Contrôle de flux (préventif) Contrôle de congestion (réactif) Exemple 1 : Contrôle de flux cas d un réseau Gigabit Ethernet transfert d un fichier entre une station Fast Ethernet et une station Ethernet 10BaseT Exemple 2 : Contrôle de congestion cas d un réseau WAN avec des liens à 1 Mbps et 1000 stations connectées Transfert de fichiers à 100 kbit/s par la moitié des stations (50 Mbit/s requis) Ahmed Mehaoua - 29 Contrôle de Congestion Fonction pour éviter la dégradation des performances d un réseau dû à la présence d un trop grand nombre de paquet dans ce même réseaux. Contrôle de congestion par notification envoi de paquet d engorgement pour prévenir la source de diminuer son émission lorsqu une congestion est détectée dans un nœud Contrôle de congestion par destruction de paquets destruction des paquets arrivant dans un nœud congestionné et ne peuvent pas être stockées dans les tampons (ATM) destruction des paquets résidant dans une file d attente au delà d un délai (IP) Ahmed Mehaoua

16 Contrôle de Flux Contrôle de congestion par surallocation des ressources utilisation de seuil de détection de surcharge Contrôle de flux par fenêtre / seuil d entrée: Applicable entre deux extrémités (processus utilisateur) acquittement local des paquets entre la station et le réseau (X.25) Contrôle de flux par crédits Option 1 : limitation du nombre de crédit utilisable dans le réseau Option 2 : crédit dédiés pour chaque station Ahmed Mehaoua - 31 Multiplexage Plusieurs paquets peuvent être multiplexées sur une unique voie. Ahmed Mehaoua

17 Segmentation / Groupage des messages Chaque réseau impose une taille maximale de paquet transistant à travers lui : Le MTU (Maximum Transmission Unit) Fonction d adaptation de la taille des messages aux différents réseaux traversés par : segmentation réassemblage Ahmed Mehaoua - 33 Segmentation / Groupage : Exemple Ahmed Mehaoua

18 Gestion des connexions Fonction qui consiste à gérer : l établissement le maintien la réinitialisation et la libération des connexions de niveau réseau Ahmed Mehaoua - 35 Interconnexion Fonction pour réaliser l inter-fonctionnement de réseaux hétérogènes Hétérogénéité des réseaux : Matériels Capacité Taille de paquets Protocoles Services Méthode : Identifier le niveau d hétérogénéité afin de déterminer les fonctions requises pour établir l interconnexion (Modèle OSI) Selon le niveau d hétérogénéité considéré : Mise en œuvre d un dispositif d interfonctionnement Ahmed Mehaoua

19 Interconnexion (2) Techniques employées: Amplification Encapsulation Fragmentation/Réassemblage Conversion de protocole/service Ahmed Mehaoua - 37 Interconnexion (3) Equipements employés: Répeteurs (Repeter) Concentrateurs (Hub) Commutateurs (Switch) Routeurs (Router) Passerelles (Gateway) Pare-Feux (FireWall) Ahmed Mehaoua

20 Exemples de protocoles réseau Monde des réseaux publics UIT X.25.3 PLP (Packet Layer Protocol) ATM Forum NNI (Network Network Interface) B-ICI (Broadband Inter Carrier Interface) Monde Internet IETF IP (Internetworking Protocol) Monde des réseaux locaux Novell IPX ATM Forum (Internetworking Packet Exchange) PNNI (Private Network Network Interface) OSI CLNP (Connectionless Network Protocol) Ahmed Mehaoua

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