Travaux Dirigées réseaux N 1 : Généralités & Normalisation des réseaux

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1 Ministère de l enseignement Supérieur Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Sfax Département informatique A. U er semestre : Classes : RI2 Date : 09/04/2007 Matière : Introduction aux réseaux Enseignants : Omar Cheikhrouhou Travaux Dirigées réseaux N 1 : Généralités & Normalisation des réseaux Questions de cours Généralités sur les réseaux 1. Donner des services rendus par les réseaux? Les principaux services rendus par les réseaux sont : Le partage des ressources : ces ressources peuvent être matérielles, exemple imprimante, scanner, disque dur,..., comme il peuvent être logicielles, par exemple système de gestion de base de données, logicielles de développement, antivirus... Le partage de fichiers et d'applications. La communication entre personnes (grâce au courrier électronique, la discussion en direct, etc.). La communication entre processus (entre des machines industrielles). La garantie de l'unicité de l'information (bases de données). Le jeu à plusieurs, etc. 2. Donner une classification des réseaux? Nous pouvons classifier les réseaux selon plusieurs critères : Selon la taille : nous trouvons alors o Bus : à l intérieure de l ordinateur -moins de 1 m o PAN : pour connecter des équipements personnels (ordinateurs, téléphone, imprimante...) moins de 100m o LAN : pour connecter des ordinateurs situés dans un même établissement (entreprise, université,...)-moins de 1 km. o MAN : pour faire la connexion des réseaux LAN géographiquement éloigné (par exemple situé dans des villes distincts)-moins de 100km. o WAN : pour faire la connexion des réseaux à l échelle internationale, par exemple connexion entre la Tunisie et la France. selon la topologie physique : o en Bus : tous les postes sont connectés par le même câble. o en étoile : les postes sont connectées à un élément centrale. o en anneau : les postes sont connectées fermés, formant ainsi un anneau o maillé : liaison point-à-point entre les différents postes. Remarque : Illustrez les différentes topologies par un schéma. selon le type de commutation : o commutation de circuits : établissement d un circuit virtuelle entre les deux entités communicantes avant toute échange de données. Toute les donnés suit ce même chemin préalablement établie. Et Délibération de ce circuit à la fin de la communication. exemple typique : RTC (Réseau Téléphonique Commuté) o commutation de messages : émission de message avec sans aucun contact préalable avec le récepteur. le chemin sera alors établi en cours de l acheminement de ce message. o commutation de paquets : pour résoudre le problème de message de taille trop long, ces derniers sont découpés en morceau plus petits appelés paquets dont la taille maximale est borné. ces différents paquets d un même message peuvent suivre des chemins différents et ils sont acheminés de manière indépendante. Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 1/6

2 o commutation de cellules : identique à la commutation de paquets à l exception que les morceaux sont ici de taille fixe, appelés cellules. 3. Citez les différents types de commutations, en indiquant un cas d utilisation de chaque type? 4. Quels avantages un réseau à commutation de circuits présente-t-il par rapport à un réseau à commutation par paquets? Normalisation et modèle réseau 1.Quelles sont les motivations qui ont donnez naissance à la normalisation des réseaux? Au début des années 70, chaque constructeur a développé sa propre solution réseau. Ces différentes solutions sont non inter-opérable entre eux et il était impossible d interconnecter de matériels issues de constructeurs différents. D où la nécessité de proposer des modèles, des normes et des protocoles que les différents constructeurs doivent respecter afin d assurer l interopérabilité et l interconnexion de différents équipements réseaux disponibles sur le marché. 2. Quelle est l utilité de découper l architecture protocolaire d un réseau en couche Le découpage en couches permet de : dissocier des problèmes de natures différentes rendre évolutive l architecture : une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concernée masquer les détails d implémentation : une couche utilise les services rendues par une autre couche sans connaître les détails d implémentation. réduire la complexité rendre uniforme les interfaces faciliter la conception modulaire assure l interopérabilité de la technologie accélérer l évolution 3.Expliquez les termes suivants que nous utilisons au niveau de la modélisation théorique des réseaux : couche, service, interface, entité, protocole,... Une couche : un ensemble d élément matériels et logicielles qui opèrent pour rendre un service. Un service : une fonctionnalité Une interface : Une entité : l élément actif d une couche Un protocole : ensemble de règles qui assure le déroulement d une communication. 5. Définir les concepts fondamentaux suivants de l architecture OSI: -sous-système (N) -services orientés connexion et services -entité (N) et entité relai (N) sans connexion -service (N) -unité de données de protocole (PDU), -protocole (N) information de contrôle de protocole (PCI) -point d accès à des services (N) ou (N)-SAP et unité de données de service (SDU) -connexion (N) et extrémité de connexion -segmentation et réassemblage (N) ou (N)-CEP -groupage et dégroupage -multiplexage et démultiplexage -concaténation et séparation. Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 2/6

3 4.Citez les différents modèles réseaux que vous connaissez? Modèle OSI : modèle de référence. C est un modèle purement théorique Modèle TCP/IP : modèle de l Internet. Basé sur les deux protocoles TCP et IP. Implémenter par chaque poste qui veut connecter à Internet Modèle IEEE : modèle des réseaux locaux Modèle ATM : modèle basé sur le protocole ATM (Asynchronous Transfert Mode) 5.Décrire chaque modèle? Modèle OSI : composé de 7 couches qui sont, de haut en bas, couche application, couche présentation, couche session, couche transport, couche réseau, couche liaison de données et couche physique. Modèle TCP/IP : Basé sur les deux protocoles TCP et IP. Il est composé de 4 couches qui sont, de haut en bas, couche Application, couche Transport, couche Internet ou réseau et couche d accès au media ou hôte. Modèle IEEE : Ce modèle se restreint aux deux couches bases du modèle OSI. Il donne donc des spécifications et des normes autour de la couche physique et la couche liaison qui est divisé en deux sous couches : couche de contrôle de la liaison ou LLC (Logical Link Control) et couche de contrôle d accès au média ou MAC (Medium Access Control). Modèle ATM : Il contient la couche Application, la couche Transport, la couche réseau, la couche liaison du modèle OSI est découpé en deux sous couches ; la couche AAL (ATM Adaptation Layer) et la couche ATM, et enfin la couche physique. 6.Expliquez le principe de l encapsulation et de décapsulation? illustrez par exemple ou schéma? L encapsulation : est un phénomène qui se produit lors de l envoi d un message et qui consiste à ajouter des en-têtes au message d origine par chaque couche du modèle du réseau. Cet en-tête est nécessaire pour pouvoir communiquer avec son homologue (même couche au niveau récepteur). Cette dernière va alors analyser les en-têtes puis les enlever et envoie le reste du message à la couche supérieure ; c est la décapsulation. 7.Citez les différentes couches de modèle OSI? donnez une description pour chaque couche? Les différentes couches du modèle OSI, du bas en haut, sont : Couche physique : Assure la transmission transparente de trains de bits sur les moyens physiques d interconnexion entre deux entités de liaison adjacentes (support de transmission). Elle définit les normes mécaniques, électriques et fonctionnels nécessaires pour activer, maintenir et désactiver les connexions physiques entre ces entités de liaison de données. Ces entités sont reliées au moyen d un support de transmission (câble coaxial, paire torsadée, micro-ondes, fibres optiques). Les données (bits) sont encodées dans une forme acceptable pour le transport de l information (signal électrique / onde lumineuse, signal numérique / analogique). Un exemple de protocole dans une architecture ISO: X21. Couche liaison de données : Assure l échange de trames entre deux éléments adjacents et ce, sans erreur, ni duplication, ni perte : cela ne signifie pas qu il n y a jamais d erreurs, mais que cette couche doit détecter les erreurs de transmission, et retransmettre les données erronées dans la mesure du possible. De plus, la couche liaison de données est responsable de la gestion des temporisations associées à l envoi des trames, de la connexion de liaison de données, de l identification des extrémités de connexion de données et du respect de la séquence des trames reçues. Un exemple de protocole dans une architecture ISO: HDLC. Couche réseau : Veille à l acheminement des paquets d un hôte à l autre (mais Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 3/6

4 faire attention que la couche réseau définit encore des protocoles entre deux éléments d interconnexion adjacents). Parce que la connexion entre les hôtes n est pas directe, la couche réseau a pour mandat de mener à destination les paquets en utilisant des techniques de routage à travers le réseau. La couche réseau a pour fonction d établir ou de rompre la connexion du réseau, de transférer les données de façon totalement transparente, de gérer le flux des paquets pour prévenir engorgement possible du réseau, d identifier les extrémités de connexion, de prévenir la couche supérieure d erreurs survenues, de respecter la séquence des paquets, de contrôler le flux normal ou accéléré des paquets, de réinitialiser la connexion réseau (en cas de problèmes graves). La couche réseau résout les problèmes d interconnexion des réseaux hétérogènes. Exemples de protocole dans une architecture ISO: CLNP, LNCP. Couche transport : Offre un service de bout en bout : les extrémités étant les hôtes expéditeur et destinataire (si unicast). Adapte les besoins de l application avec les caractéristiques physiques du réseau. A pour mandat d assurer un transfert transparent des fragments à la couche supérieure. La couche transport s occupe de découper en unités plus petites (fragments) les données provenant de la couche supérieure. S assure que les fragments ont été reçus correctement et dans la bonne séquence par l hôte destinataire tout en respectant le contrôle de flux. Exemples de protocole dans une architecture ISO: TP0, TP1, TP2, TP3, TP4. Couche session : Fournit aux processus de la couche supérieure les services tels que l établissement d une connexion de session entre deux applications, l organisation et l échange de messages qui sont appelées des lettres au niveau de la couche session. Fait appel aux services de la couche transport pour réaliser le transfert de lettres. Couche présentation : Chargée de la représentation des enregistrements, c est-àdire des messages de la couche présentation que les entités de la couche supérieure échangent. Opère un la transformation syntaxique des messages en une représentation commune. Ainsi, les entités de la couche supérieure bénéficient d une indépendance syntaxique. Exemples de protocole dans une architecture ISO: ASN.1. Couche application : Porte d entrée dans l environnement OSI. Fournit les services de communication aux utilisateurs (opérateurs, périphériques, programmes d application) qui échangent des messages. Les services offerts par la couche application sont nombreux : identifier les partenaires susceptibles d entrer en communication, déterminer leur disponibilité actuelle (c est-à-dire ressources adéquates et de niveau de qualité adéquate) afin de donner l autorisation de communiquer. La couche application s occupe aussi de synchroniser les processus d applications en communication, de choisir les règles d initialisation, de dialogue, et de libération de la communication et de désigner la responsabilité de récupération d erreurs. Exemples de protocole dans une architecture ISO: FTAM, VT, MHS, X Même question pour les autres modèles? Le modèle TCP/IP est composé de : La couche application Les concepteurs du modèle TCP/IP estimaient que les protocoles de niveau supérieur devaient inclure les détails des couches session et présentation. Ils ont donc simplement créé une couche application qui gère les protocoles de haut niveau, les questions de représentation, le code et le contrôle du dialogue. Le modèle TCP/IP regroupe en une seule couche tous les aspects liés aux applications et suppose que les données sont préparées de manière adéquate pour la couche suivante. La couche transport La couche transport est chargée des questions de qualité de service touchant la fiabilité, le contrôle de flux et la correction des erreurs. L'un de ses protocoles, TCP (Transmission Control Protocol - protocole de contrôle de transmission), fournit d'excellents moyens de Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 4/6

5 créer, en souplesse, des communications réseau fiables, circulant bien et présentant un taux d'erreurs peu élevé. Le protocole TCP est orienté connexion. Il établit un dialogue entre l'ordinateur source et l'ordinateur de destination pendant qu'il prépare les informations de couche application en unités appelées segments. Un protocole orienté connexion ne signifie pas qu'il existe un circuit entre les ordinateurs en communication (ce qui correspondrait à une commutation de circuits). Ce type de fonctionnement indique qu'il y a un échange de segments de couche 4 entre les deux ordinateurs hôtes afin de confirmer l'existence logique de la connexion pendant un certain temps. C'est ce que l'on appelle la commutation de paquets. La couche Internet Le rôle de la couche Internet consiste à envoyer des paquets source à partir d'un réseau quelconque de l'interréseau et à les faire parvenir à destination, indépendamment du trajet et des réseaux traversés pour y arriver. Le protocole qui régit cette couche est appelé protocole IP (Internet Protocol). L'identification du meilleur chemin et la commutation de paquets ont lieu au niveau de cette couche. Pensez au système postal. Lorsque vous postez une lettre, vous ne savez pas comment elle arrive à destination (il existe plusieurs routes possibles), tout ce qui vous importe c'est qu'elle arrive à bon port. La couche d'accès au réseau Le nom de cette couche a un sens très large et peut parfois prêter à confusion. On lui donne également le nom de couche hôte-réseau. Cette couche se charge de tout ce dont un paquet IP a besoin pour établir une liaison physique, puis une autre liaison physique. Cela comprend les détails sur les technologies LAN et WAN, ainsi que tous les détails dans les couches physiques et liaison de données du modèle OSI. 9.Comparez le modèle OSI avec les autres modèles, en particulier avec le modèle TCP/IP et le modèle IEEE? comparaison OSI et TCP/IP Points communs : Les deux sont basés sur des couches Points distincts TCP/IP regroupe les 3 couches Hautes du modèle OSI dans une seule couche (couche application). TCP/IP regroupe les 2 couches Basses du modèle OSI dans la couche d accès au réseau. 10. Quelle pile protocolaire doit implémenter un poste connecté à Internet à partir de l ISET? Pour pouvoir se connecter à Internet, la poste doit implémenter la pile protocolaire du modèle TCP/IP. Par exemple pour naviguer sur le web elle utilise les protocoles suivants : HTTP/TCP/IP/Ethernet. Elle peut aussi servir d autres protocoles à savoir ARP, SMNP, ICMP... Exercice 1 Considérons N noeuds de réseaux point à point, N = 2n, connectés selon les topologies suivantes: Bus, étoile (le noeud central est un simple commutateur), boucle ou anneau, maillé, arborescence binaire centralisée (pour aller d'un noeud i à un noeud j, le message remonte à la racine). 1. Dans chaque cas, donnez le nombre de lignes nécessaires, ainsi que le nombre minimal, maximal et moyen de bonds nécessaires par message entre deux noeuds du réseau. 2. Quels avantages et quels inconvénients voyez-vous à chaque topologie? Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 5/6

6 Exercice 2 Match the function to the appropriate component: >> Function a) An international voluntary standards organization b) Represents a consortium of U.S. federal agencies c) U.S. national clearinghouse and coordinating body d) Noted for local area network standards e) Part of the U.N. structure f) A prominent North American trade association; developed RS-232-C >> Organization 1. The IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 2. The NCS (National Communications System) 3. The ISO (International Standards Organization) 4. The CCITT (International Telegraph & Telephone Consultative Committee) 5. The EIA (Electronic Industries Association) 6. The ANSI (American National Standards Institute) Answer: 1 d) ; 2 c) ; 3 a) ; 4 e) ; 5 f) ; 6 b) QCM 1. Quelles sont parmi les propositions suivants ceux qui sont justes : a. La couche N+1 demande un service à la couche N à l aide d une primitive de service de niveau N b. Chaque couche fournit des services à la couche située immédiatement au dessus. c. Couche (N) fournisseur de service pour la couche (N+1) d. Couche (N+1) fournit des services aux couches situées au-dessous d elle. e. La couche (N) fournit le service à la couche (N+1) au moyen d un protocole de la couche (N). 1. a, b, c 2. Quelles sont pari les propositions suivantes ceux qui représentent une architecture protocolaire réseau : f. OSI g. TCP 2. OSI, TCP/IP, SNA, ATM h. UDP i. TCP/IP j. SNA k. ATM Contact : Omar Cheikhrouhou, enis01amor@yahoo.fr, département informatique 6/6