Interconnexion des réseaux Ethernet au niveau 2

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1 0//0 Cours de réseaux informatiques Interconnexion des réseaux Ethernet au niveau Rushed KANAWATI Département GTR - IUT de Villetaneuse, 00 rushed.kanawati@lipn.univ-paris3.fr / Interconnexion Quoi? Permettre à des stations appartenant à différents LAN de communiquer. Pourquoi? S affranchir des limites imposées sur les LAN en termes de rayon de couverture et de nombre de stations Répartir un LAN en plusieurs domaines de collisions distincts pour des raisons de sécurité, de performances ou d administration.

2 0//0 3/ Interconnexion : équipements Application Présentation Session Transport Réseau Liaison de données Physique Passerelle Passerelle Passerelle Passerelle Routeur Pont, Commutateur Répéteur, hub Application Présentation Session Transport Réseau Liaison de données Physique 4/ Un pont LAN 5 LAN = domaine de collision Ports Contrôle Mémoire tampon Table de commutation 4 3 LAN LAN 3 LAN 4

3 0//0 5/ Fonctionnement d un pont Norme 80.D. Un pont écoute les trames circulant les réseaux qu il relie. Pour chaque trame et en fonction du champ DA et des informations contenues dans la table de commutation, le pont peut décider de transmettre la trame vers un ou plusieurs autres réseaux. Les trames à transmettre sont stockées dans une mémoire tampon puis transmises aux autres réseaux après la réception complète par le pont. Séparation des domaines de collisions Les stations connectées aux différents réseaux n ont pas besoin de connaître les adresses des ports du pont. Le pont est dit transparent. 6/ Table de commutation Structure : Un ensemble de enregistrements. Chaque enregistrement contient les informations suivantes : L adresse physique (MAC) d une station. Le numéro du port connecté au réseau où se trouve cette station. La date de la création de l enregistrement. Construction : Créer un enregistrement pour chaque trame écoutée : L adresse MAC est l adresse source (SA). Le numéro du port est le port d écoute. Les enregistrement ont une durée de vie limitée. Pour une même adresse MAC, l enregistrement le plus récent remplace le plus ancien. 3

4 0//0 7/ Règles de commutation Notations T.SA (resp. T.DA) l adresse source (resp. destination ) de la trame T. Port(T) est le numéro de port de réception de la trame T. Com(A) est le numéro de port associé à l adresse A dans la table de commutation. Traitement d une trame T par un commutateur Com(T.SA)= Port(T) Si Com(T.DA) == None Alors Envoyer T sur tous les ports sauf Port(T). Si Com(T.DA) == Port(T) Alors rien Si Com(T.DA) = x Alors Envoyer T sur le port x. 8/ Problème de boucles LAN A, A, Com. Com. LAN A -> B A B 4

5 0//0 9/ Problème de boucles LAN A -> B A, A, Com. Com. LAN A B 0/ Problème de boucles LAN A -> B A, A, Com. Com. LAN A B Boucle infinie!! 5

6 0//0 / Solution : L arbre recouvrant Eliminer les boucles d une manière logique. La redondance physique est admise afin de : Augmenter la fiabilité (tolérer les pannes des commutateurs) Simplifier l administration du réseau. Approche : Les réseaux interconnectés froment un graphe. En bloquant certains connexions, on peut transformer le graphe en arbre Un arbre est dit recouvrant si il passe par tous les nœuds du graphe. / Concept de l arbre recouvrant Graphe avec boucles 6

7 0//0 3/ Concept de l arbre recouvrant Graphe sans boucles : arbre recouvrant 4/ Construction d un arbre recouvrant Propriétés : Dans un graphe l arbre recouvrant n est pas unique. Un arbre recouvrant passe par tous les nœuds du graphe d origine. Dans un arbre recouvrant il existe un chemin unique entre deux nœuds quelconque. 7

8 0//0 5/ Algorithme de construction d un arbre recouvrant Les ponts échangent des trames spécifiques dites trames BPDU BPDU : Bridge Protocole Data Unit L adresse DA = 0 80 C Adresse de multicast Seuls les ponts traitent une telle trame Un pont ne propage pas une trame BPDU. 6/ Trames BPDU La partie donnée contient les 4 principaux champs suivant : Identité du pont racine (6 octets) Adresse MAC de la racine Distance de la racine (4 octets) Coût du chemin entre l émetteur et la racine Identité de l émetteur Adresse MAC du pont émetteur (6 octets) Numéro du port émetteur ( octets) 8

9 0//0 7/ Comparaison de BPDU BPDU = (R, D, E, P) BPDU = (R, D, E, P) BPDU est meilleure que BPDU SI R < R ou R == R ET (D <D) ou R == R ET D == D ET E <E ou R == R ET D == D ET E == E ET P <P Exemples : (3,,5,7) est meilleure que (4,6,7,) (,0,,4) est meilleure que (,0,,5) 8/ Fonctionnement de l'algorithme Initialisation Tout pont X suppose qu il est la racine. Il forme un BPDU de la forme (x,0,x,y). La BPDU est envoyée sur tous les ports y. Exemple : 5, 0, 5, 4 4 5, 0, 5, 5 (5,0,5,y) 3 5, 0, 5, 3 5, 0, 5, 9

10 0//0 9/ Fonctionnement de l'algorithme A la réception des BPDU par un pont X Choisir la meilleure BPDU Soit (R,d,z,y r ) la meilleure BPDU Calculer une nouvelle configuration Nouvelle BPDU = (R, d+, x, y) y r est le port racine. Pour tout autre port y Si la meilleure BPDU reçue sur le port y est comprise entre la meilleure BPDU et la nouvelle configuration alors le port y est bloqué. Les autres ports restent actifs (ports désignés) 0/ Example 3 (3,0,3,x) 3,0,3, 3,0,3, 5 (5,0,5,x) 5,0,5, 5,0,5, 0

11 0//0 / Example 3 (3,0,3,x) 3,0,3, 3,0,3, 5 (3,,5,x) Racine Bloqué / Pour en savoir plus C. E. Spurgeon. Ethernet, the definitive Guide, O Reilly L. Toutain. Réseaux locaux & Internet : des protocoles à l interconnexion. Hermès.996. P. Rolin. Réseaux locaux. Hermès. 99