FASCICULE INFORMATIQUE GENERALE. La téléinformatique

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1 FASCICULE INFORMATIQUE GENERALE La téléinformatique

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4 Sommaire SOMMAIRE GENERALITES L expansion des réseaux informatiques Généralités sur les réseaux Le télétraitement Pourquoi le télétraitement?... 9 PRINCIPES DE TELECOMMUNICATION Les supports de transmission Les conducteurs physiques Les supports utilisés pour la propagation libre Caractéristiques liées aux transmissions de données Le débit Les modes d exploitation La qualité de la liaison Le mode de transmission La synchronisation Les matériels mis en œuvre La logique mise en œuvre LES RESEAUX Les deux grands modèles de réseaux Le modèle OSI de l ISO Le modèle Internet de l ARPA Typologie et topologie des réseaux Eléments matériel de basé Architectures et topologie des réseaux Les réseaux longue distance Les autres technologies Les réseaux locaux (LAN) Le réseau mondial Internet Les futures infrastructures technologiques des réseaux à haut débit Le Réseau privé virtuel (RPV) Eléments matériel de base Le concept de réseau privé virtuel Fonctionnement d'un VPN LES ARCHITECTURES INFORMATIQUES L architecture centralisée L informatique totalement centralisée L informatique centralisée avec télétraitement L architecture déconcentrée L informatique répartie avec fichiers centralisés L informatique répartie avec fichiers répartis page 4 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

5 Généralités 2.3. L informatique totalement décentralisée L architecture client/serveur Sur serveur mini Sur serveur de type PC Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 5

6 Généralités GENERALITES Remarque : Ce fascicule n'aborde que des notions propres à l'informatique de gestion et exclus d'autres aspects propres aux domaines : scientifiques (calcul, simulation, ; et industriels (conduite de processus de fabrication, ) ; La téléinformatique peut se définir comme le domaine de l informatique utilisant les techniques de transmission à distance. Cet aspect de l informatique n a cessé d occuper une place prédominante. En effet, bon nombre de personnes ont déjà soit été confrontées à un service tel que le minitel, soit ont utilisé un guichet bancaire automatique, ou soit, plus récemment, utilisées les réseaux Internet et Intranet. La conjugaison de l informatique et des télécommunications a ouvert des horizons nouveaux. Elle a connu et connaît toujours des développements constants et concomitants à ceux des techniques informatiques. Les premiers essais de transmission de données entre deux ordinateurs ont lieu dans les années 60. Les années 70 sont marquées par la généralisation des techniques d accès à distance, la décentralisation des stations d entrée/sortie et l apparition des terminaux. A la fin des années 70 apparaissent des réseaux de terminaux (communication de circuits avec des concentrateurs, des multiplexeurs) ainsi que des réseaux d ordinateurs (communication de messages, paquets). La notion de terminal englobe des équipements allant d un simple poste de travail composé d un écran de visualisation et d un clavier, à des équipements englobant en complément des unités auxiliaires telles que les imprimantes. La téléinformatique est devenu un des sujets prédominants depuis les années 80 et le restera encore pour de nombreuses années. Les principaux aspects sont les réseaux publics, les réseaux locaux, les communications entre réseaux, les communications par satellite, les fibres optiques, les communications digitales. Si la technologie semble à peu près au point pour permettre le développement de tous ces aspects, un problème important subsiste, celui de la normalisation. page 6 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

7 Généralités 1. L EXPANSION DES RESEAUX INFORMATIQUES Les télécommunications sont déjà très anciennes. Depuis 170 ans, elles n ont cessé d évoluer pour en arriver, aujourd hui à leur utilisation généralisée dans l informatique professionnelle et personnelle et bientôt, dans l informatique nomade avec l évolution des réseaux sans fil. Nous allons tracer brièvement l historique des télécommunications Le télégraphe MORSE arrive en France 1873 Brevet BAUDOT 1873 Installation des premiers téléphones à Paris 1873 Création du CCITT (Comité Consultatif International pour le Télégraphe et le Téléphone) 1960 Réseaux de terminaux en étoile 1963 Ouverture du Télex et du RTC (Réseau Téléphonique Commuté) ; téléinformatique 1968 Premier frontal de télécommunications 1970 Les premiers réseaux d ordinateurs 1972 Le réseau Caducée 1978 Ouverture du réseau public TRANSPAC 1980 Adoption par l ISO du modèle OSI 1984 Télécom Les premiers réseaux locaux sur micro-ordinateurs 2. GENERALITES SUR LES RESEAUX L utilisation ou non des réseaux dépend essentiellement de l architecture informatique retenue pour un système d information. S il s agit d une informatique totalement centralisée où les matériels et les personnels informaticiens sont concentrés en un seul lieu, il ne sera sans doute pas fait appel au réseau. S il s agit d informatique décentralisée (distribuée ou répartie), il y aura des échanges entre ordinateur central et des moyens locaux. Dans ce cas, il sera fait appel aux réseaux en remplacement des procédures de transfert de données sur support magnétique transportable (bandes, cassettes, disquettes, CD-ROM). Enfin, il peut s agir d une informatique totalement transactionnelle. Dans ce cas, l utilisateur ne dispose que d un terminal et est en dialogue permanent avec l ordinateur via un système de communication évolué et permettant les échanges en temps réel. Il ne faut cependant pas croire que l utilisation du réseau soit synonyme de temps réel. Il existe, en effet, une utilisation du réseau qui consiste à soumettre, à distance des traitements par lots ("batch") : il s agit du "remote batch processing" (traitement distant par lots). La notion de base sur laquelle repose le traitement informatique par l intermédiaire des réseaux est le télétraitement (ou télématique, association de télécommunications et d informatique). Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 7

8 Généralités 3. LE TELETRAITEMENT C est l ensemble des moyens, matériels et logiciels, destiné à transmettre des données à distance afin d être traitées sur un ordinateur central. Une ère nouvelle s est ouverte pour les télécommunications depuis qu elles permettent non seulement de transmettre un message écrit ou verbal (voire des signaux de mesure ou de contrôle ou des images fixes ou mobiles), mais de traiter instantanément ce message à distance. Si la transmission "off line" (en différé) peut être considérée comme le prolongement naturel de la transmission télégraphique, le fait que celle-ci puisse être introduite dans les ordinateurs ou en émaner élargit prodigieusement leur domaine d utilisation. Mais l étape la plus décisive a été franchie grâce à la transmission de données "on line" (en direct) qui permet de traiter directement avec un ordinateur sans intermédiaire humain. Les télécommunications permettaient jusqu alors d informer, de commander, de dialoguer à distance. Grâce à l informatique, elles offrent désormais la possibilité de calculer, de raisonner, de gérer et de décider en faisant abstraction de la distance, du temps et du volume des informations à traiter (bien que ce point puisse être discuté au regard des coûts d exploitation de certains réseaux. Certains ont dit que le télétraitement, apporterait une mutation technologique comparable à celle qu apporta GUTEMBERG il y a déjà cinq siècles en inventant l imprimerie. En effet, à cette époque se posait déjà le problème de la diffusion des connaissances du fait de leur croissance de plus en plus rapide. Aujourd hui, le taux de croissance du besoin de transmission de données est estimé à 100 % par an. Ce taux ne peut qu évoluer à la hausse avec la globalisation des économies internationales. Pour donner à l ordinateur des meilleures chances d efficacité, il faut d abord que l information à traiter lui soit fournie dans de bonnes conditions. Selon AT&T (American Telephone and Telegraph), qui fut la société pionnière du développement du télétraitement, l ordinateur a permis d éviter un certain nombre d écueils en matière de transmission des informations : l information retardée : la réception tardive par le siège d une société des fiches de présence établies dans ses établissements dispersés, l empêche de tirer parti de la rapidité de calcul de la paye de son personnel par son ordinateur central. Le problème sera le même lorsque l ordinateur central devra assurer la gestion des stocks et de l approvisionnement des magasins, gestion qui ne peut être optimisée si l ordinateur, devant recevoir l information, se trouve retardé par un délai de transmission. l information périmée : le risque réside dans la possibilité d établir une facture ou un état de frais alors que l ordinateur n a pas reçu l information récente qui permettait d établir une facture correcte. Ce risque est réel lorsque les informations de mise à jour sont transmises par voie de courrier. l information difficilement accessible : l information peut être difficile à atteindre parce qu éparpillée, volumineuse ou éloignée. l information onéreuse : la multiplication des ordinateurs et de la documentation dans les nombreuses agences des banques, des compagnies d assurances, des grandes sociétés commerciales et dans les services extérieurs des administrations, compromettent la rentabilité et l efficacité des systèmes informatiques. Grâce au télétraitement, il suffit de doter tous ces services d un terminal pour leur donner accès à une documentation d autant plus fiable qu elle est unique. En ce sens, le télétraitement permet un traitement économique de l information. l information inexacte : lorsqu un document commercial ou administratif passe entre plusieurs mains, il peut rapidement être entaché d erreurs. S il existe une ou plusieurs copies de l original informatique, l erreur est réduite d autant. À l occasion de télétraitements, les copies de sauvegarde pourront permettre de prouver la réalité de la décision originale ou de l acte original. page 8 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

9 Généralités l information mutilée : il n est pas rare de se trouver en face d informations altérées dans leur contenu car les moyens de collecte ne sont pas suffisamment fiables. L utilisation de la téléinformatique doit permettre de limiter au minimum le risque d altération des données. 4. POURQUOI LE TELETRAITEMENT? Le télétraitement procure à l entreprise un instrument essentiel de compétitivité en lui permettant d optimiser sa gestion. Il assure les liaisons internes entre les niveaux nationaux, régionaux, départementaux, voire locaux, ces différents niveaux dépendant des choix déterminés par le schéma directeur de l informatique de la structure (entreprise ou administration). Le télétraitement assure aussi les liaisons avec l extérieur, par exemple la réalisation d objectifs communs. Des commandes pouvant être effectuées à différents niveaux, le télétraitement, bien utilisé, peut permettre une certaine harmonisation des décisions Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 9

10 Principes de télécommunication PRINCIPES DE TELECOMMUNICATION 1. LES SUPPORTS DE TRANSMISSION La transmission de données informatiques nécessite l utilisation de supports spécifiques. Ceux-ci peuvent être regroupés en deux grandes familles selon que la propagation des signaux est supportée par des conducteurs physiques ou non. Toutes les voies de transmission utilisent la propagation des ondes électromagnétiques. On les divise en deux grandes catégories selon le support physique utilisé : Les conducteurs physiques ; Les supports utilisés pour la propagation libre Les conducteurs physiques Les conducteurs physiques les plus couramment utilisés aujourd hui sont les suivants LES LIGNES METALLIQUES (OU PAIRE TORSADEE) C'est une ligne électrique, qui peut être soit une ligne téléphonique, soit un câble électrique. La transmission à l'aide de ce support est facile mais comporte quelques inconvénients tel que l'affaiblissement du signal sur de grandes distances (d'où la nécessité de la réamplifier régulièrement) et surtout la sensibilité aux bruits. Ce dernier défaut peut être atténué par l'utilisation d'un blindage, tel qu'un câble coaxial. Un câble coaxial est un fil électrique entouré par une enveloppe métallique, les deux étant séparés par un isolant. Le réseau téléphonique utilise principalement des paires de fils torsadés pour le raccordement des abonnés LES CABLES COAXIAUX Les câbles coaxiaux permettent, par multiplexage de voies, de faire cohabiter plusieurs lignes téléphoniques. page 10 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

11 Principes de télécommunication LA FIBRE OPTIQUE La fibre optique Le transport d'informations est réalisé par propagation d'ondes lumineuses dans des fibres de verre. La propagation lumineuse s'effectue par réflexion sur les parois de la fibre qui a un diamètre compris entre 100 et 300 microns. Les fibres optiques ont bon nombre d'avantages tels que très grande bande passante, bonne immunité aux bruits électromagnétiques, petite taille, pas d'affaiblissement du signal. La bande passante varie de 50 MHz jusqu'à 100 GHz selon le type de fibre utilisé. On distingue trois types de fibre classés par ordre croissant de capacité: les fibres multimodes à saut d'indice, les fibres multimodes à gradient d'indice et les fibres monomodes. Le principal point faible réside dans les connexions qui sont délicates. Une diode électroluminescente ou laser convertit le signal électrique à transmettre en un signal optique alors qu'un détecteur de lumière, une photodiode, effectue la conversion inverse. La présence ou l'absence d'un signal lumineux permet le codage d'un bit. L'utilisation de ces divers supports dépend du type de liaison. Une liaison intercontinentale est réalisée à l'aide d'un satellite, une liaison entre des ordinateurs d'un même pays par les lignes téléphoniques, une liaison entre deux bâtiments d'une même ville par des fibres optiques, une liaison de divers équipements dans un même bâtiment par un câble coaxial et une liaison entre des équipements proches l'un de l'autre par de simples fils électriques. La fibre optique, possédant une très large bande passante, autorise des débits élevés. Il est à noter que l'utilisation de la fibre optique tend à se généraliser aux liaisons nationales et internationales Les supports utilisés pour la propagation libre Les supports utilisés pour la propagation libre sont les suivants. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 11

12 Principes de télécommunication LES FAISCEAUX HERTZIENS Le faisceau hertzien Ce support utilise les ondes radioélectriques pour transporter des informations. Les liaisons radioélectriques sont réalisées par ondes courtes, moyennes et longues. La propagation peut se faire en ligne droite, c'est le cas pour des utilisations telles que la télévision et la radio, mais pour permettre les transmissions sur de grandes distances, il est plus aisé d'utiliser des satellites. Les satellites utilisés sont géostationnaires: ils tournent à la même vitesse angulaire (par rapport au centre de la terre) que la terre avec une orbite située à km d'altitude. Si l'on prend la terre comme système de référence, alors un satellite géostationnaire est immobile. Les principaux avantages sont la couverture de grandes distances, la diffusion, tout en évitant les problèmes de câblages. Les principaux défauts sont l'affaiblissement des signaux dans l'air et le temps de propagation qui est de l'ordre de 260 ms pour un trajet aller-retour. Un satellite travaille au moins avec deux bandes de fréquences, une (montante) dans laquelle il reçoit les informations, l'autre (descendante) dans laquelle il renvoie ces informations LES LIAISONS SATELLITES Encore balbutiantes il y a deux ans, les offres de connexions bidirectionnelles par satellite gagnent du terrain : elles ont vu leurs prix baisser mais elles restent onéreuses pour de petites structures. Après cinq ans de présence en France, l'internet par satellite n'en est encore aujourd'hui qu'à son tout début. Les offres bi-directionnelles donnent l'occasion pour les entreprises implantées en province et ne disposant pas de l'adsl, de profiter du haut débit sans payer le coût d'une ligne spécifique. En attendant la venue du Wimax, technologie de réseau sans fil longue portée, le satellite a le champ libre pour s'imposer. La nouvelle loi sur l'économie numérique (LEN) pourrait également lui donner un coup de pouce, en donnant aux municipalités la possibilité de jouer le rôle d'opérateur, ce qui les laissent libres d'adopter de nouvelles technologies dont le satellite. Autre élément qui pourrait jouer en faveur du satellite : les distributeurs proposent du matériel pour pallier le temps d'accès parfois très long sur ce type de connexion. Les services varient d'un revendeur à l'autre, les plus fréquent étant : des antivirus, des firewalls, des noms de domaines et l'ajout d'ip fixes. De façon plus marginale, certaines entreprises proposent de monter des réseaux VPN ou des solutions contre les intempéries. Les débits proposés varient de 128 Kb/s à 1024 Kb/s. page 12 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

13 Principes de télécommunication 2. CARACTERISTIQUES LIEES AUX TRANSMISSIONS DE DONNEES 2.1. Le débit Il s exprime en bits par seconde (bps) et ses multiples (Kbps, Mbps) et permet de calculer les temps nécessaires au transfert des données Les modes d exploitation Il s agit du sens de transfert des informations entre les équipements situés aux extrémités des liaisons. Il existe trois modes : simplex (ou unidirectionnel) ; semi-duplex (alternativement dans un sens puis dans l autre) ; full duplex (les informations transitent dans les deux sens simultanément) La qualité de la liaison Celle-ci s exprime en taux d erreur et est le résultat du rapport entre le nombre de bits (ou caractères pour la transmission parallèle) erronés et le nombre total de bits (ou caractères) émis pendant une période donnée. Les erreurs sont détectées à l aide de méthodes basées sur le codage des informations émises. Le fameux "bit de parité" est l exemple d un codage destiné à repérer les erreurs de transmission. D autres codages existent, comme des sommes de contrôle (checksum) ou des contrôles cycliques de redondance (CRC) Le mode de transmission Deux modes existent : le mode série et le mode parallèle. En mode série, un caractère est transmis sous la forme d une file de bits (les uns à la suite des autres), alors qu en mode parallèle tous les bits sont envoyés simultanément ; il y a donc transfert complet d un caractère à la fois La synchronisation Elément essentiel lié à la transmission des données, la synchronisation consiste à assurer une adéquation entre le rythme de l émission et celui de la réception afin de bien recevoir le message. Cette synchronisation s effectue grâce à des horloges situées à chaque extrémité de la liaison. On distingue deux modes de transmission : asynchrone : dans ce cas, chaque horloge se recale sur l autre après chaque caractère (on parle aussi de transmission caractère) ; synchrone (ou en mode message ou mode bloc), qui permet de transmettre tous les bits d un même message de plusieurs caractères à l aide d un bit de synchronisation de départ. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 13

14 Principes de télécommunication 3. LES MATERIELS MIS EN ŒUVRE Les matériels utilisés sont : les matériels d entrée des données à distance et de restitution des résultats ; les matériels de transmission (modems, réseaux) ; les moyens de traitement (ordinateur central). Donc une liaison télématique mettra en œuvre les éléments suivants : TERMINAL jonction MODEM LIGNE DE TRANSMISSION MODEM jonction TERMINAL 4. LA LOGIQUE MISE EN ŒUVRE La logique mise en œuvre à l occasion de l utilisation des réseaux dépend en fait de la nature du réseau et des choix qui ont été opérés en matière de fournisseur de gestionnaire de réseau. Cette logique peut être différente selon qu il s agit d un réseau local (Local Area Network ou LAN) ou d un réseau grande distance (Wide Area Network ou WAN). Selon la logique retenue, les télécommunications s appuieront sur un des deux modèles de développement de réseau : OSI ou Internet. page 14 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

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16 LES RESEAUX 1. LES DEUX GRANDS MODELES DE RESEAUX La conception d un réseau est une opération d une grande complexité. Pour sérier les problèmes qui lui sont liés, on a défini des modèles théoriques sous forme de couches hiérarchisées. À chacune de ces couches correspondent un ensemble de règles, appelée "protocole", qui permet d assurer des échanges corrects au niveau considéré. Ces protocoles sont l objet de normalisations afin qu un grand nombre de systèmes d informations puissent communiquer entre eux Le modèle OSI de l ISO La nécessité de rendre compatibles les solutions réseaux des constructeurs a amené l ISO (International Standards Organization), représenté en France par l AFNOR, à proposer l OSI (Open System Interconnection). Ce modèle de référence pour l interconnexion de systèmes ouverts se compose de sept couches. Chacune des couches joue un rôle essentiel et bien précis dans la cinématique de la procédure d interconnexion. Les sept couches du modèle OSI se décomposent comme suit : couche 7 "Application" : ce sont les programmes d application ; couche 6 "Présentation" : il s agit de la mise en forme des données ; couche 5 "Session", qui gère le dialogue ; couche 4 "Transport", qui effectue un contrôle de bout en bout du transfert des données ; couche 3 "Réseau", qui assure le relais des blocs de données à travers le réseau ; couche 2 "Liaison", qui gère le transfert entre deux systèmes en assurant le contrôle de la bonne réception ; couche 1 "Physique", qui assure le transfert d éléments binaires entre deux systèmes. Ce modèle présente plusieurs avantages par rapport à la situation quelque peu anarchique qui limitait auparavant les échanges informatisés : spécifiquement conçu pour la liaison de systèmes hétérogènes, il permet d unifier les méthodes d accès au réseau et prend en compte l ensemble des ressources nécessaires, tant matérielles que logicielles, à l utilisation des réseaux ; il n est pas limité aux réseaux locaux et est soutenu par le CCITT, organisme chargé de la standardisation des télécoms ; chaque couche du modèle OSI s appuie sur l ensemble des services apportés par les couches inférieures et dialogue seulement avec les couches qui l entourent ; aucun contact direct n existe donc entre les couches de même niveau de deux machines qui échangent des informations. Ces informations transitent toujours à travers l ensemble des couches selon des règles très précises appelées protocoles. Dans la pratique, on ne peut pas dire que tous les systèmes respectent strictement le modèle OSI. Dans certains cas, des couches débordent sur d autres couches, dans d autres cas une seule couche globale englobe plusieurs couches du modèle OSI. page 16 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

17 1.2. Le modèle Internet de l ARPA Le modèle Internet de l ARPA (Advanced Projects Research Agency) connue pour son réseau Arpanet a été développé pour les besoins du département de la défense américaine. Ce modèle ne présente que cinq couches (au lieu des sept du modèle OSI). 2. TYPOLOGIE ET TOPOLOGIE DES RESEAUX 2.1. Eléments matériel de basé Les éléments d un réseau local (non relié à l extérieur) sont : les ordinateurs individuels : ils sont reliés au réseau par une carte spécialisée. Celle-ci est identifiée par une adresse unique dite adresse MAC (medium access control) ; le réseau : il s agit d un réseau local, basé sur le protocole Ethernet. La jonction entre le réseau et ses éléments est effectuée avec des prises RJ45 ; le hub : les appareils devant communiquer via le réseau sont connectés au hub, qui joue le rôle d un distributeur au sein du réseau local. La topologie des connexions au sein du hub est celle d un bus. Comme chaque élément du réseau est relié par une liaison spécifique, la topologie du réseau est celle d une étoile. Pour étendre le réseau, plusieurs hubs peuvent être connectés. Si maintenant on désire relier ce réseau local à un réseau plus étendu on rajoute : un routeur, qui permet de relier des réseaux distincts. Les données destinées au réseau local ne franchissent pas le routeur et n encombrent pas les lignes du réseau étendu ; enfin, si notre réseau local est particulièrement étendu, on peut diviser le réseau local en plusieurs parties reliées par des ponts. La fonction d un pont est d écouter chaque segment du réseau. Lorsqu on transmet des données sur un segment du réseau, le pont auquel est relié ce segment vérifie l adresse de destination. Si elle fait partie du segment, le pont n intervient pas. Dans le cas contraire, le pont oriente les données vers le segment concerné au sein du réseau Architectures et topologie des réseaux Il existe plusieurs architectures de réseaux traditionnels, à savoir les réseaux en étoile, les réseaux en boucle et les réseaux hiérarchiques LE RESEAU EN ETOILE Dans les réseaux en étoile, un ordinateur principal est placé au centre du réseau. Des postes, éventuellement des ordinateurs dépendants, sont reliés directement à l ordinateur principal tout autour, formant ainsi un dessin semblable à une étoile ; d où le nom du réseau. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 17

18 A D C B E La station D émet des messages à destination des autres stations du réseau local. Lorsque la station B est en panne, les stations A, C et E reçoivent le message. Seul B est isolé du réseau. Lorsque la station C est en panne, aucune station ne reçoit de message. En effet, C est la station "relais" qui permet toute la communication sur le réseau local. C est un nœud du réseau.* Remarque : Ce type de réseau est fragile LE RESEAU LINEAIRE A B C D L information ne circule que dans un seul sens. La station A émet un message à destination des autres stations du réseau local. Lorsque la station B est en panne, les stations C, D et B (car elle est en panne) ne reçoivent pas le message. En effet, la station B est une station relais pour les stations C et D. Lorsque la station D est en panne, seule cette station ne reçoit pas le message. Remarque : Ce type de réseau est extrêmement fragile. page 18 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

19 LE RESEAU EN BOUCLE Dans le cas du réseau en boucle, un câble formant une boucle débutant à l ordinateur principal et s y terminant chemine en circuit fermé. Les postes sont reliés à ce câble et reçoivent les informations qui circulent sur la boucle au fur et à mesure de leur arrivée. Tous les postes sont arrosés" par les informations. À eux de savoir si celle-ci les intéresse et de s en servir. On peut aussi schématiser le réseau en boucle comme ceci : A E B D C Les liaisons sont doublées pour permettre la circulation des messages dans les deux sens. Lorsque la station A émet un message et que la station B est en panne, les stations C, D et E reçoivent le message, seule B ne le reçoit pas. La station A a émis le message dans les deux sens. Lorsque la station A émet un message et que la station C est en panne, les stations B, D et E reçoivent le message, seule C ne le reçoit pas. La station A a émis le message dans les deux sens. Remarque : Ce type de réseau est plus sûr que les deux précédents (réseau en étoile, réseau linéaire) LE RESEAU HIERARCHIQUE Le réseau hiérarchique, comme son nom l indique, met en œuvre de gros ordinateurs qui sont maîtres et d autres plus petits. Chaque petit ordinateur gère une sorte de réseau local et est rattaché au réseau principal pour communiquer éventuellement avec les autres petits ordinateurs eux-mêmes connectés au réseau principal Les réseaux longue distance Seuls sont abordés les points essentiels à mémoriser pour chacune des offres de réseau longue distance existant actuellement qui peuvent orienter un choix d organisation, à savoir : le réseau commuté, réseau public par excellence, sur lequel les informations transitent sur des ressources de transmissions qui sont mises simultanément mais temporairement à la disposition de tous les usagers, Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 19

20 à l inverse, le réseau loué est permanent et s appuie sur des liaisons spécialisées uniquement accessibles à l abonné LES RESEAUX COMMUTES PUBLICS RTC (RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE) C est un réseau de structure maillée, réservé aux bas débits (9 600 bps) et qui assure le transport de la voix et des données. Il utilise la commutation de circuit : une liaison est créée pour le temps de la communication et libérée ensuite. C est un réseau presque entièrement numérique mais dont l interface est analogique. Ce réseau convient à une utilisation privée ou professionnelle peu fréquente d un réseau de transport ou d accès à un autre réseau (accès Internet ou TRANSPAC par exemple). Il offre néanmoins peu de sécurité, pour un taux d erreur assez élevé (10-4 ). Sa tarification s effectue comme pour une facture téléphonique classique et comprend : des frais d accès au réseau, un abonnement mensuel majoré éventuellement de frais dus à des services supplémentaires, le coût des communications établi à la durée en fonction de plages horaires TRANSPAC (X25) TRANSPAC est une filiale de France Télécom qui propose depuis 1978 les services du réseau de même nom. Fondé sur la norme X25 (3 premières couches de la norme ISO), ce réseau analogique utilise la commutation de paquets : les données sont scindées en blocs de 128 octets auxquels s ajoute un en-tête de 3 octets, le tout formant un paquet. Celui-ci constitue l entité de base transportée sur le réseau. L une des particularités de TRANSPAC est la notion de circuit virtuel. En effet, le circuit physique est établi pour une communication et peut être simultanément emprunté par d autres usagers. Les paquets résultant du découpage des données utilisateurs transitent sur le réseau de transport constitué : d un réseau de distribution, de commutateurs de transit, du réseau principal. Le premier paquet établit un chemin qui sera suivi par l ensemble des paquets constitutifs du même message (tables de routage gérées par les commutateurs). Ce mode de transport implique des contrôles de la conservation de l ordre des paquets (pour reconstitution d un message cohérent) et de flux. TRANSPAC supporte des débits allant jusqu à 2 Mbps pour un taux d erreur d environ L accès au réseau TRANSPAC nécessite la souscription d un abonnement. Sa facturation tient ensuite compte des moyens d accès au réseau et de concentration et du coût des communications proprement dites. L accès au réseau peut s effectuer par accès : direct par liaison spécialisée (concentrateur, modem, accès synchrones X25, hautes ou basses vitesses, interface IP) : abonnement mensuel fonction de tranches de débit, direct par canal D Numéris (adaptateur) : tarif fonction du volume + abonnement mensuel, indirect par RTC ou Numéris canal B (coffret d accès indirect) : facturation à la durée. page 20 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

21 Le coût des communications est fonction du type de circuit et du mode de tarification choisis par l abonné : pour les circuits virtuels (CVP et CVC), la taxation peut être indexée sur le volume ou sur la durée. TRANSPAC offre un service de groupe fermé d abonnés (GFA), n autorisant l accès qu à des clients ayant des exigences de sécurité similaires. Ainsi, la DGI repose sur TRANSPAC dans le cadre d un GFA pour certaines de ses applications multisites. L'intérêt de TRANSPAC réside dans la quasi-certitude pour l utilisateur de voir son information arriver à bon port. À cela plusieurs raisons : d une part TRANSPAC double au moins ses équipements de communication (nœuds, lignes ) afin de pallier une éventuelle défaillance ; d autre part, il est architecturé d une manière telle que si un chemin direct d un point à un autre devient inopérant, une solution de secours est possible TRANSDYN C est un service de télécommunication numérique par satellite composé d un réseau satellitaire proprement dit et de stations terrestres fixes ou mobiles (antennes). Il utilise le satellite géostationnaire Telecom 2. À plus large échelle, les organismes Intelsat et Eutelsat (pour l Europe) se partagent la gestion de ce type de réseaux. L accès à ce mode de télécommunication est différencié en trois catégories : accès sur réservation : comme son nom l indique, l abonné au service doit réserver une journée à l avance une plage de communication et en préciser les paramètres (date, heure, qualité de la liaison), accès appel par appel ou aléatoire : une phase d appel permet d établir la liaison entre les deux équipements communicants, accès temps partiel : la liaison est louée pour une plage donnée dont la durée et la période sont déterminées par contrat. Le réseau TRANSDYN est adapté aussi bien aux bas débits (2 400 à bps) qu aux hauts débits ( bps et plus), pour un taux d erreur faible (10-9 ) dont la valeur peut être encore diminuée par abonnement à un service de correction d erreur. C est un mode de transmission fiable mais manquant de souplesse notamment en ce qui concerne la réglementation des accès. Pour cela, il est utilisé majoritairement pour des opérations ayant trait à des transferts de volumes importants et planifiés. Le principe de facturation se décompose en : frais d accès au réseau suivant la classe de débit, frais fixes (équipements terrestres locaux), abonnement mensuel suivant la classe de débit, coût des communications dépendant du débit, des horaires, du niveau de service appliqué et du mode d accès retenu TRANSCOM Il s agit d un service de télécommunication numérique de type commuté (commutation de circuit comme le RTC) offrant un débit de bps. Ce service qui a vu le jour en 1986 est basé sur l utilisation des lignes téléphoniques numériques (du réseau RTC) et de commutateurs numériques, réalisant ainsi une liaison numérique de bout en bout. TRANSCOM a préfiguré Numéris. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 21

22 LES RESEAUX LOUES Pour des raisons de sécurité le plus souvent, des entreprises sont amenées à préférer des liaisons louées à l offre de transmission commutée. Il s agit néanmoins de réseaux publics, dont une partie des liaisons sont mises à la disposition permanente de l abonné. En France, les deux services les plus fréquemment rencontrés en matière de liaisons spécialisées sont TRANSFIX et les liaisons spécialisées analogiques TRANSFIX Ce service, disponible depuis 1985, s appuie sur le réseau physique TRANSMIC (Trans- Modulation par Impulsion et Codage) qui utilise une méthode de multiplexage dans le temps (32 voies logiques véhiculant l information). Il s agit d un réseau numérique couvrant une large gamme de débits (de 2,4 à 1920 Kbps) et offrant une excellente couverture du territoire national. Ses points forts sont : la supervision de réseau, la qualité de service, un taux d erreur de 10-7 à Remarque : TRANSPAC loue des lignes TRANSFIX LES LIAISONS ANALOGIQUES SPECIALISEES Elles sont basées sur le RTC, à la permanence près. Pour un taux d erreur d environ 10-7, ces liaisons offrent une qualité supérieure à celle du RTC. Le débit maximum autorisé est de 19,2 Kbps, ce qui reste suffisant pour de la transmission de données (sauf gros volumes). C est un service encore attractif compte tenu d un mode de tarification basé sur un forfait d accès et un abonnement mensuel, indépendamment du volume ou du taux d utilisation Les autres technologies NUMÉRIS NUMÉRIS est la version Française du RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services). Le principe du RNIS est l intégration dans un réseau numérique unique des services des autres réseaux (RTC, TRANSCOM, TRANSPAC) de façon à transporter la voix, les données, les images animées ou non. Les abonnés NUMÉRIS peuvent ainsi communiquer avec les usagers de ces réseaux. Deux types de canaux véhiculent l information : le canal D transporte les données de signalisation, le canal B transporte les données elles-mêmes, sur des liaisons numériques synchrones à 64 Kbps. NUMÉRIS fournit : des services support réseau TRANSCOM (données) et RTC (données non stratégiques : voix, télécopies) à 64 Kbps, un service d accès à TRANSPAC (canal D), des téléservices : téléphone, télécopie, vidéotex, télétex, des services de complément : l identification, le transfert, la présentation d appel page 22 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

23 NUMÉRIS a été créé pour remplacer TRANSCOM et RTC. Mais la migration ne pourra s effectuer qu à l occasion de baisses significatives des coûts. Sa tarification est soumise aux même principes que pour le RTC LE RELAIS DE TRAME (FRAME RELAY) Le principe du relais de trames est dérivé de la norme X25, à la différence près que les trames sont prises en charge par les couches 1 et 2 uniquement du modèle ISO. Le Frame Relay Forum est chargé de sa normalisation. L amélioration apportée par cette technique provient donc de la disparition des contrôles d erreurs et de flux dans les nœuds du réseau (assurés au niveau de la couche 3 en X25) : les contrôles s effectuant aux extrémités, le transfert des données est plus rapide. Les corrections X25 en matière de contrôle, de demandes de retransmission sont effectuées au niveau du réseau grande distance ce qui les rend peu efficientes lors des interconnections avec les réseaux locaux. Globalement, les caractéristiques d un réseau relais de trames sont similaires à celles d un réseau X25 (TRANSPAC). Il faut également noter que le relais de trame n est possible que dans un contexte de fiabilité maximum : les contrôles non pris en charge doivent être compensés par la fiabilité du réseau et des ressources intermédiaires. Le relais de trames est adapté à la liaison avec les réseaux locaux car, bien qu utilisant les mêmes infrastructures de base que X25, la longueur des trames peut atteindre octets et contenir entièrement une trame Ethernet sans la fragmenter. En France, l implémentation du relais de trames est partagée entre les opérateurs TRANSPAC, SIRIS et EQUANT. Le réseau physique s appuie sur des lignes TRANSFIX (circuit virtuel permanent). Aujourd hui Frame Relay devance l ATM et X25 pour les mises en place de réseaux nouveaux. C est un réseau fortement orienté données, cependant la voix commence à être intégrée ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE) Le développement de l ATM correspond à un nouveau besoin d intégration voix-données-images. À titre d information, la diffusion d images animées nécessite une vitesse de 100 Mbps minimum. Il s agit d un mode de communication numérique asynchrone par paquets : les données sont découpées en cellules de taille fixe et réduite, ce qui permet une très grande vitesse de transmission. Ces cellules se déplacent de manière intelligente et indépendante et savent choisir le chemin optimal. Les données sont reconstruites à l arrivée en respectant leur synchronisme ce qui permet le transfert associé de l image et du son. Cette technique de commutation large bande conçue par le CNET supporte des liaisons à débit variable. La particularité de l ATM est le support de tous les réseaux physiques existants locaux et distants. C est le vecteur de communication qui adhère le mieux au concept des «autoroutes de l information» : diversité des débits (allant jusqu aux très hauts débits sur fibre optique) et intégration de multiples technologies (réseau local, d entreprise ou de transport). La mise en œuvre d ATM, protocole complexe, se déroule en plusieurs étapes au sein des liaisons longue distance. Les réseaux locaux équipés peuvent être considérés comme des réseaux ATM privés TCP/IP (TRANSPORT CONTROL PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL) Il s agit d un ensemble de protocoles développés au début des années 1970 et présents au début principalement dans le monde UNIX. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 23

24 IP occupe la couche 3 et TCP la couche 4 en débordant sur la couche 5 : Couche Application Couche Transport (TCP) Couche Internet (IP) Couche Réseau TCP/IP n est pas qu un simple protocole de transport, c est toute une architecture qui couvre l ensemble des couches et inclus des applications telles que FTP (File Transfert Protocol) pour le transfert de fichiers, NFS pour le partage de fichier TCP/IP oblige à définir une adresse unique pour chaque machine connectée au réseau. Les adresses IP sont codées sur 32 bits, soit un peu plus de 4 milliards d adresses possibles. Ces 32 bits se répartissent entre la classe d adresse qui détermine l ampleur du réseau et les adresses des stations. L attribution des adresses des stations est effectuée par un organisme international : L IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Classes d adresse : Classe A : adresses réseau codées sur 8 bits et attribuées à des entités (organisations, pays, compagnies) ayant besoin d une grande quantité d adresses IP. On ne peut définir que 126 réseaux de classe A mais plus de 16 millions d adresses sont disponibles. Classe B : adresses réseau codées sur 16 bits, admettant environ réseaux. Classe C : adresses réseau codées sur 24 bits, admettant environ 2 millions de réseaux. La limitation des adresses selon la classe du réseau qui est attribué à une société peut ne pas suffire à couvrir les besoins de celle-ci. C est pourquoi IP utilise un masque de sous-réseau pour séparer l adresse réseau de l adresse des stations. L usage des sous-réseaux permet de diviser la plage d adressage, au sein d un même organisme, en plusieurs blocs d adresses IP de taille réduite. Enfin, la liaison entre l adresse IP et la carte réseau de la station est assurée par le protocole ARP (Address Resolution Protocol) qui constitue une table de correspondance entre l adresse IP et l adresse physique (Ethernet). Même si l adresse IP est plus facilement compréhensible que l adresse MAC de l interface réseau, elle n est guère significative. Aussi la plupart des utilisateurs préfèrent utiliser des noms "en clair" tels que "http : // Pour pouvoir utiliser cette désignation, il faut des bases de données capables de convertir les adresses IP en adresses mémorisables aisément. Ceci est réalisé par la résolution de noms. Lorsqu un ordinateur recherche une adresse libellée en clair, il interroge le serveur DNS (Domain Name Server) pour connaître l adresse IP correspondante. On voit que le paramétrage de TCP/IP est complexe. Ce protocole étant désormais largement répandu dans le monde de la micro informatique, Microsoft a intégré dans son système d exploitation Windows un service de paramétrage dynamique DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Le rôle de DHCP est d attribuer automatiquement des adresses IP aux ordinateurs du réseau. page 24 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

25 2.5. Les réseaux locaux (LAN) ETHERNET Ethernet fait partie de la famille de protocoles CSMA/CD définis par la norme IEEE Physiquement, un segment Ethernet est un câble sur lequel sont connectés les différents nœuds du réseau. Il peut s agir de fibre optique, de câbles à paires torsadées, de câbles coaxiaux : Support Paires torsadées Fibre optique Câble coaxial Longueur maximale 100 mètres 2 km 185 mètres Ethernet est basé sur une typologie logique de type bus : les trames émises sont diffusées en parallèle à tous les nœuds du réseau LE 10 MBPS L architecture Ethernet standard est performante en présence d un trafic faible. Elle se révèle lente dès que le trafic devient trop important en raison des collisions plus fréquentes. Une différence doit être faite entre le trafic sur le réseau et le nombre de postes connectés. Le réseau peut saturer avec quelques postes s échangeant beaucoup de données et fonctionner correctement avec de nombreux postes connectés dialoguant peu souvent et/ou échangeant peu d informations LE 100 MBPS Il utilise la même méthode d accès et le même format de trame. Cependant les élément matériels (Hub, adaptateurs) sont spécifiques. Ceux utilisés pour l Ethernet à 10 Mbps ne peuvent donc pas être recyclés. Des collisions étant toujours possibles, le débit réel sera inférieur aux 100 Mbps théoriques (40 à 60 Mbps). Le protocole Ethernet s applique aux réseaux locaux, les connexions longue distance passent par des réseaux étendus dont les protocoles sont présentés dans les paragraphes suivants. En outre, Ethernet n est pas vraiment adapté aux transmissions numériques massives requises par le multimédia en raison de l absence de synchronisation LE RESEAU A JETON Ce type de réseau local est basé sur une méthode d'accès à jeton. Ces méthodes d'accès, basées sur la circulation d'un jeton (token), sont des méthodes déterministes empêchant les collisions de se produire. Le principe de base utilise un jeton libre (qui est une séquence de bits prédéfinie) circulant librement sur le réseau. Toute station désirant émettre un message doit s'emparer du jeton. Dès qu'elle l'a pris, elle peut émettre son ou ses messages librement. Quand elle a terminé d'émettre, elle renvoie le jeton sur le réseau à la station suivante. Si le jeton est pris par une autre station, il faut attendre. Ainsi, il n'y a pas de risque de collision. Cette méthode peut être employée pour des réseaux en bus ou en anneau. Cette technique est utilisée dans l'anneau à jeton (token ring) d'ibm qui permet des débits de l'ordre de 18 Mbps. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 25

26 LE STANDARD FDDI FDDI (Fiber Distributed Data Interface) est un standard pour réseaux locaux ou métropolitains. Ce standard est basé sur une structure d'anneau à jeton ainsi que sur l'utilisation de fibres optiques pour le câblage. Ce protocole doit permettre d'accroître considérablement la performance, la sécurité et la fiabilité des réseaux locaux. Il couvre les deux premiers niveaux du modèle OSI. Le principal avantage de la fibre optique et de la transmission de signaux lumineux par rapport aux fils de cuivre et des signaux électriques provient de la bande passante disponible. Le standard FFDI définit une bande passante de 100 Mbits par seconde (Mbps) alors qu'un réseau de type Ethernet est prévu pour 10 Mbits/s. Parmi les autres avantages de FDDI, notons que les stations sur le réseau peuvent être séparées par de longues distances jusqu'à deux kms). La distance maximale prévue pour de tels réseaux est d'une centaine de kms. La technologie FDDI repose sur l'utilisation de deux anneaux à jeton pour garantir une bonne fiabilité. En mode normal d'utilisation seul un des anneaux est utilisé. Le second n'est utilisé qu'en cas de problèmes sur le premier anneau. Les informations circulent alors dans le sens opposé à celui du premier anneau. Le problème majeur dans l'utilisation de fibres optiques provient de la difficulté à réaliser des connexions Le réseau mondial Internet Un développement de la notion d'internet a été réalisé par l'organisation DARPA (Defense Advanced Projects Research Agency) connue pour son réseau Arpanet. Ce développement a donné lieu à un modèle appelé TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) du nom des deux protocoles les plus connus. TCP fournit un service de transport de bout en bout pour toute application, alors que IP est responsable du routage de l'information à travers le réseau. Internet ne doit pas être considéré comme une mode passagère, une technologie supplémentaire, mais bien plutôt comme la forme la plus apparente de la révolution numérique. Son entrée dans la société informationnelle et l émergence de nouveaux outils de communication bouleversent déjà les règles de l économie mondiale. Nous assistons depuis une quinzaine d année à développement dynamique d Internet. En 1995, le monde comptait moins de 10 millions de serveurs Internet, il y en a plus de 100 millions aujourd hui. Ce succès a surpris presque tout le monde par sa rapidité et sa puissance, qui n en est probablement qu au commencement DEFINITION Internet, le "Réseau des réseaux", est un ensemble de réseaux interconnectés sous le protocole TCP/IP. Les autorités militaires de l époque ont voulu mettre sur pied un réseau capable : de relier une grande variété d ordinateurs, quelques soient leurs systèmes d exploitation respectifs ; de résister à une attaque nucléaire. De ce fait, le réseau ne devait pas être centralisé. Ses fonctions vitales ne devraient pas être concentrées sur quelques sites. Plusieurs organismes gèrent le fonctionnement d Internet : page 26 Toute reproduction même partielle interdite IGPDE

27 l ISOC (Internet Society) créée en 1990 organise, centralise et finance les travaux de normalisations des protocoles utilisées sur Internet ; l IAB (Internet Architecture Board) conseille techniquement l ISOC depuis Elle est composée de l IETF et de l IRTF ; l IETF (Internet Engineering Task Force) est chargée de résoudre les problèmes à court terme ; l IRTF (Internet Research Task Force) est chargée de l évolution, à long terme d Internet L ACCES AU RESEAU INTERNET Le réseau Internet est composé des éléments suivants : L utilisateur, équipé d un micro-ordinateur, lance l exécution d un logiciel de navigation (le "navigateur") qui demande à consulter un site Web. L ordinateur compose le numéro de téléphone du fournisseur d accès. Les fournisseurs d accès ("providers" en anglais) sont des intermédiaires incontournables qui ouvrent une "porte" sur Internet, moyennant un abonnement dont la tendance va vers la gratuité (financement par la publicité). Ils disposent de lignes privées à haut débit fonctionnant 24 heures sur 24. Ils établissent la connexion avec le réseau, attribuent une adresse (IP) à l utilisateur et lui envoient celle du serveur Web demandé. Internet repose sur une norme de communication permettant la coopération entre des machines et des réseaux disparates. L information et son cheminement sont gérés par deux protocoles de transmissions, "TCP" et "IP". Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) établit une connexion entre deux ordinateurs et fragmente les données en petits paquets numériques. Le protocole IP (Internet Protocol) assure le cheminement et la cohérence de ces données. L adresse IP attribuée par le fournisseur d accès est une suite de quatre nombres qui désigne et identifie l ordinateur sur le réseau. Dès que l ordinateur est identifié, l information peut transiter. L information est dirigée vers les routeurs, ordinateurs spécialisés dans la régulation du trafic (par l utilisation de tables de routage IP). Ils reçoivent les données sous forme de paquet TCP générés par l ordinateur de l internaute. Ils les vérifient et les acheminent vers leur destination finale. Les paquets transitent par différents routeurs. L information arrive à destination. Les paquets sont rassemblés. Le serveur du site (appelé "site Web") fragmente la page Web demandée en paquets TCP. Il utilise le même procédé pour retourner l information vers l internaute. Internet offre une grande variété de services que l on peut regrouper en quatre ensembles : la communication entre personnes ; le transfert de fichiers ; les applications du Web LES SERVICES DE COMMUNICATION ENTRE PERSONNES Ils permettent de s échanger des messages et/ou d y adjoindre des documents sous forme de pièces jointes. Il s agit : des messageries électroniques ( ) ; des forums de discussions ; de la téléphonie et de la visiophonie. Toute reproduction même partielle interdite IGPDE page 27