Les réseaux Physiques Partie I

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1 Les réseaux Physiques Partie I Frédéric Dumas

2 Sommaire Semestre 1 Réseaux Locaux Ethernet, la star des réseaux locaux Token Bus, Token Ring et Les SAN Réseaux Etendues La commutation de circuit : Frame Relay Semestre 2 Réseaux Locaux WiFi et CPL, les alternatives Réseaux Etendues ATM, SONET/SDH, DSL

3 Ethernet La petite histoire La norme Les câbles La méthode d'accès : CSMA/CD Les limitations Les commutateurs et le STP Les architectures fiabilisées Le Gigabit et le 10 Gigabit Ethernet Les VLANs

4 Ethernet v2 ou broad base 5 10 base 2 10 base T 1000 base SX 1000 base LX 1000 base T 10G base 10 base F 100 base T2 100 base T4 100 base Tx 100 base Fx IRL dépend du câble : Coax :1800, 500, 185m TP : 100m Fibre : 275 à 3000m

5 Les câbles Le coaxial Gros coax 75 ou 50 ohm, coax fin 50 ohm Topologie physique et logique en bus Té et bouchons Architecture faible!! La paire torsadée La fibre optique

6 La paire torsadée UTP unshielded twisted pair FTP foiled twisted pair ScTP Screened twisted pair STP Shielded twisted pair

7 Qualité des cables TP Impédance : de 100 à 150 ohms influence l'atténuation du signal, proportionnel à la taille du câble. Crosstalk : les voisins qui discutent Skew delai : paires avec délais différents génant quand on utilise plusieurs paires Parasites extérieurs Moteurs électriques, néons, haute tension,...

8 Normes de Twisted Pair Catégorie 1 : PABX, Catégorie 2 : RNIS Catégorie 3 : 16Mhz, 10Mbps, 2 paires Catégorie 4 : 20Mhz, 16Mbps, 2 paires Catégorie 5 : 100Mhz, 100Mbps, 2 paires Catégorie 5e : 100Mhz, 100Mbps ou 1 Gbps, 2 ou 4 paires Catégorie 6 : 250Mhz, 1 ou 10Gbps, 4 paires Catégorie 6a : 500Mhz, 10 Gbps, 4 paires Catégorie 7 : 600Mhz, nouveau connecteur

9 Composantes de la topologie Armoire de brassage ou répartiteur Cordons de brassage ou jarretière Câblage horizontale Câblage verticale ou rocade Local technique : 90m (100-10) Connecteur RJ45 Hub 10 ou 100 : Topologie en étoile T568A ou T568B (1,2 T et 3,6 R ou inverse) Câble croisé : A et B!

10 Fibre optique MMF 62,5/125 : 2000m à 100Mbps, 275m à 1Gbps 50/125 : 550m à 1Gbps SMF 9/125 : LAN > 1 Gbps mais aussi MAN et WAN Connectique ST : baillonette SC : centrage conique SMF : plusieurs normes (LC, VF45,...) Carte réseau Laser ou Diode

11 Connectique fibre optique ST FC LC SC FFDI

12 Méthode d'accès à la parole CSMA / CD Carrier Sens Medium Access ou méthode de la politesse CSMA persistant CSMA non persistant Collisions Possible? CD Contraintes...

13 Limitations Trame minimum : 64 octets = 512 bits RTD <= 512 bits time Exemple : À 10 Mbps : 1 bit time = 1/ bit time = 51,2 micro secondes Temps de propagation sur la TP = environ 50 micro seconde / km Diamètre maximum : 500 m

14 Limitations Il faut donc tenir compte De la longueur de câble entre 2 répéteurs De la longueur du diamètre du réseau Mais aussi du temps passer dans les répéteurs Ethernet : 4 ou 5 répéteurs Fast Ethernet : 2 répéteurs Gigabit Ethernet : 1 seul répéteur (et on modifie la taille de la trame minimum) 10 Gigabit Ethernet : CSMA non utilisable

15 Limitations Comportement sous forte charge 1 station à 100Mbps : pas de problème! 100 stations à 1 Mbps : ca bouchonne 200 stations à 500 kbps :... Courbe idéale et courbe effective Ethernet s'écroule sous la charge

16 La solution : le commutateur Le switch Ethernet Auto apprentissage Table de filtrage Tampon (Store and Forward, On the fly) Limite l'espace de collision Améliore la sécurité Les contraintes en distance... Le full duplex et CSMA/CD

17 Les Switch La mise en cascade Auto apprentissage Les boucles Spanning Tree Protocol (802.1D) Election du pont racine Port racine, désigné ou standby Temps de configuration 50s à 60s RSTP (802.1W) Reconfiguration en 10s

18 Les Switch Adapter Fault Tolerance Liaison serveur ou inter switch Switch Fault Tolerance Architecture lourde mais fiable Adapting Load Balancing Etherchannel de Cisco 802.3ad

19 Switch et limitations Aucune limite au nombre de switch Distance des câbles entre switch : Half duplex : CSMA/CD Fibre = 412 m à 100 mbps Full Duplex : Distance d'atténuation Fibre = jusqu'à 2 km en 100 mbps Auto Sensing et Auto negociation Sécurité et Notion d'acl Remarques : Hub 10/100 = 2 Hub et 1 pont

20 Adressage et Switch Unicast Evite la diffusion du Hub ou du Bus Multicast Diffuse... Ou 802.1p, enregistrement du multicast GMRP Spanning Tree ou RIP, OSPF VoIP? Broadcast Diffuse et interprétation niveau 3 ARP, DHCP,...

21 802.3z Gigabit Ethernet Dérivé fiber channel 512 octets minimum Signal supplémentaire pour les trames courtes Attention aux tiny trames: 64 octets = 125 Mbps 802.3ab Twisted pair (cat 5e ou 6) 4 paires et codage à 5 niveau 2 x 4 x 125 Mbps Remarque : Nombre de trames à traiter Trame minimum : 64 octets Préambule : 8 octets et Temps inter trames : 12 octets trames par seconde

22 802.3 z Gigabit Ethernet sur Fibre 1000 Base SX : MMF LO 850 nm 1000 Base LX : MMF et SMF LO 1300 nm Full Duplex naturel : 2 fibres en simplex

23 Gigabit Ethernet sur Fibre 1000 base LX Problème avec la MMF : LO plus grande = moins d'atténuation LO plus grande = plus de diffraction Solution Câble d'adaptation SMF

24 Gigabit Ethernet sur TP 802.3ab 1000 base T Utilisation possible d'utp5e Expérience du 100 base T2 et du DSL 4 paires pour 1 Gbps mais possible Full Duplex Transmition et reception simultanées sur les 4 paires Possible 10/100/1000

25 10 Gigabit Ethernet Standard finalisé en juin 2002 Trame Ethernet mais Full Duplex seulement Support fibre optique : MMF de 65m à 300m SMF jusqu'à 40 km, ouverture vers MAN et les WAN 10 G Base X Économique... pour les LAN 10 G base LRM : 1 canal MMF 10 G base LX4 : 4 canaux à 2,5 Gbps MMF : 300m ou SMF : 10 km

26 10 G Base R 10 Gigabit Ethernet LAN et non compatible SONET/SDH 10 G Base W WAN et compatible SONET/SDH (9,95 Gbps) En R comme en W on distingue 10 G Base SR ou SW : MMF 65m / 850nm 10 G Base LR ou LW : SMF 10km / 1310nm 10 G Base ER ou EW : SMF 40km / 1550nm

27 10 Gigabit Ethernet 10 G Base T Norme 802.3an Approuvé été 2006 Codage 16 niveaux Catégorie 6 jusqu'à 55m, 6a ou 7 au dessus Remarque : nombre de trames à traiter!!

28 802.3 vs Ethernet V2 Champs Type ou Longueur et Padding MAC et LLC Longueur < 1500 IP = 0800 = 2048 ARP = 0806 = 2054 Utilisation standard : Ethernet V2 STP 802.3

29 Notion de VLANs VLAN de niveau 1 VLAN géographique VLAN de niveau 2 VLAN matériel VLAN de niveau 3 VLAN logique Les Trunks ISSL 802.1Q

30 Token Ring : Réseau 4 et 16 Mbps Comparable Ethernet et FastEthernet Ne s'écroule pas Topologie logique : anneau Topologie Physique Anneau : non fiable Etoile : MAU Média STP recommandé, fibre ou coax possible Codage Manchester Différentiel

31 Méthode du jeton Principe THT (Token Holding Timer) 10 ms par defaut ACK de lecture Émetteur retire sa trame Gestion des priorités Surveiller les défauts Surveiller le jeton Surveiller les trames qui bouclent Élire le moniteur Surveiller le moniteur

32 Les ponts passifs Non transparent Trame Discovering Source Routing Conclusion Déterministe Très fiable Cher Réseau propriétaire, FDDI,...

33 Token Bus Anneau logique Bus Physique Jeton sur un Bus Anneau virtuel Fenêtre d'ouverture Architecture maître esclave possible Mode réponse immédiate Très peu utilisé mais fiable

34 Les réseaux de sauvegardes Un serveur NAS est un serveur de sauvegarde Simple à mettre en oeuvre Un réseau SAN interconnecte des serveurs à des unités de sauvegarde (disques, DVD, bandes,...) Partages de ces unités, complexe et cher Fiber Channel 100, 200 ou 400 MO/s sur plusieurs km 3 Architectures (Serveur et CTL au même niveau) Point à point Arbitrated Loop (concept du MAU) Fabric (Concept du commutateur)

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