Les Réseaux. Georges Arhodakis Université Paris Georges Arhodakis - Université Paris 8 1

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1 Les Réseaux Georges Arhodakis Université Paris Georges Arhodakis - Université Paris 8 1

2 Ce support est constitué de la reproduction de documents utilises pendant le cours; il ne prétend en aucune manière à l'exhaustivité et n'est destiné à être utilisé que comme une illustration dans le cadre du cours correspondant. En tant que support de cours, ce document ne constitue pas une référence formelle et peut contenir des erreurs; ce support n'a notamment pas vocation à remplacer les normes, standards et autres spécifications techniques. Les marques déposées citées sont la propriété de leurs propriétaires respectifs Georges Arhodakis - Université Paris 8 2

3 Classification Processeurs / Distance Distance entre Processeurs Processeurs localisés dans le / la même 0,001 m Gravure 0,01 m Circuit 0,1 m Carte 1 m Système 10 m Pièce 100 m Bâtiment 1000 m Campus m Ville m Pays m Continent m Planète Désignation Circuits Imprimés Multiprocesseurs Réseau Local (L.A.N) Réseau M.A.N. Réseau W.A.N. Réseau V.A.N. L.A.N. Local Area Network W.A.N. Wide Area Network M.A.N. Metropolitan Area Network V.A.N. Virtual Area Network 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 3

4 Interconnexion pour la communication Taxonomie de Anderson & Jensen./ Directe Indirecte Centralisée Décentralisée Spécialisée Partagée Spécialisée Partagée Spécialisée Partagée Boucle Complète Mémoire Bus Étoile Boucle Bus Régulière Irrégulière Bus 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 4

5 Configurations Possibles Complet Boucles Intersectées Étoile Irrégulier Boucle Arbre 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 5

6 Les îlots d information Connectivité de Pointe Îlots de SAN (Storage Area Network) HUB Loop Switch Fabric Switch Interconnexion des îlots Évolution de la structure Connectivité WAN (Wide Area Network) Construction de Systèmes Complets 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 6

7 Mémoire et Interconnexion des Systèmes Mémoire Individuelle Îlot Opérationnel Mémoire Collective Mémoire Fragmentaire 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 7

8 Médias Possibles Fibre Optique Paire Torsadée Câble Coaxial Frequences Radio Ordinateur 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 8

9 Liaisons Possibles Area Network Hub Antenne parabolique Réseaux PBX Radio Fréquence Ordinateur Lien Direct Réseaux Téléphoniques Commutés (RTC) Analogiques / Numériques Réseaux à Valeur Ajoutée (RVA ou VAN) Réseaux Privés/Publics Réels / Virtuels (RPN, VPN) PBX: Private/Public Branch Exchange (Commuters, PADs, Modems, ) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 9

10 Spécifications IEEE H.L.P D.L P.L H.L.P. Higher Level Protocol D.L. Data Link P.L. Physical Link 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 10

11 Liaison de Données a 1 A B b 1 a 2 CA CL CL CA b 2 a 3 Circuit de Données Liaison de Données b 3 C.A. Commande d Appareils C.L. Commande de Liaison 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 11

12 Liaison Point à Point Poste de travail A Poste de travail B 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 12

13 Liaisons Directes Point à Point Poste de travail A Poste de travail B Serveur Poste de travail C 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 13

14 Liaisons MultiPoint Serveur Poste de travail A Poste de travail B Poste de travail C 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 14

15 Liaisons en Boucle Poste de travail A.... Poste de travail B Serveur Poste de travail C 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 15

16 Liaison P2P: Échanges 1 Information Accusé de réception Source Destination 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 16

17 Liaison P2P: Échanges 2 Contrôle du transfert d Information, Invitation à recevoir Invitation à recevoir Information Accusé de réception Source Destination 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 17

18 Liaison P2P: Échanges 3 Contrôle du transfert d Information, Invitation à émettre Information Invitation à émettre Accusé de réception Source Destination 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 18

19 Liaison PàP Simplex Unidirectionnel ETTD Source ETCD ETCD Destination ETTD Station A Station B La transmission se fait à sens unique. L'un des équipements est émetteur et l'autre est récepteur. La liaison n'a donc lieu que dans un seul sens, ce qui est le cas des liaisons de télévision, par exemple Georges Arhodakis - Université Paris 8 19

20 Liaison P2P Symétrique S e Information Accusé de réception r D D Station A r Accusé de réception Information e S Station B 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 20

21 Liaison PàP Half-Duplex Bidirectionnel à l alternat ETTD Source Destination ETCD ETCD Destination Source ETTD Station A Station B C est une liaison bidirectionnelle, mais alternée. Cela signifie qu'un des équipements est émetteur quand l'autre est récepteur, et vice-versa. Temps de basculement de la liaison (Commutation) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 21

22 Liaison P2P Dissymétrique S e Information Invitation à émettre & Accusé de réception r D Accusé de réception D r e S Information Station A Station B 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 22

23 Liaison PàP Full-Duplex Bidirectionnel Simultané ETTD Source Destination ETCD ETCD Destination Source ETTD Station A Station B La liaison est bidirectionnelle en simultané. Les informations transitent dans les deux sens simultanément Georges Arhodakis - Université Paris 8 23

24 Liaison P2P Équilibré S 1 e D e r D 2 e S 2 e r e 1 e Station A Station B 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 24

25 F.S.A. : Finite State Automaton Liaison P2P FSA Ready (DTE & DCE) 1,Off 1,Off DTE Controlled & Not Ready, DCE Ready 01,Off 0,Off DTE Uncontrolled & Not Ready, DCE Ready 0,Off 1,Off DTE Controlled & Not Ready, DCE Ready 01,Off 0,Off DTE Uncontrolled & Not Ready, DCE Ready 0,Off 0,Off DTE DTE Ready, DCE Not Ready 1,Off 0,Off DCE 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 25

26 Liaison P2P FSA: Légende n State Number Transition t Signal on Transmit circuit DTE DCE n State Name t, c r, i DTE DCE Responsible for the Transition c Signal on Control circuit 0 & 1 Steady Binary Conditions r Signal on Receive circuit 0,1 Alternate Binary Conditions i Signal on Indication circuit Off & On Continuous Off & On Conditions 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 26

27 Transmission en Série Bus de Données 8,16,32, Bus d Adresses 8,16,32, Bus de Contrôle 8,16,32, Serial Input/Output Processor R xmit Shift Register Ctrl Data Register T xmit Shift Register P Connecteur d interface b 7 b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b A 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 27

28 Transmission en Série-Synchrone 1 Synchronisation de Bits Milieu de bit Instant de transmission Signal d horloge Temps Intervalle de bit 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 28

29 Transmission en Série-Synchrone 2 Synchronisation de Caractères Caractère de synchronisation unique Frontière de caractères SYN Caractère de synchronisation Caractère A Caractère de synchronisation doublé SYN 1 Caractère de synchronisation SYN 2 Caractère de synchronisation Temps 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 29

30 Transmission en Série-Asynchrone Caractère à transmettre Caractère A Caractère à transmettre et sa parité Fin de caractère Caractère transmit Caractère A? Parité (Paire, Impaire, None, Space, Mark) Fin de caractère Parité Start bit Caractère A 1 1, 1½1 ou 2 Stop bit Temps 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 30

31 Bus de Données 8,16,32, Bus d Adresses 8,16,32, Bus de Contrôle 8,16,32, Transmission en Parallèle T xmit Register Serial Input/Output Processor Ctrl Data Register R xmit Register Connecteur d interface b 7 b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b A Autant des fils que des bits Directionnelle Transmission Différentielle Signalisation 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 31

32 Modulation: Principe Signal utile Onde porteuse Modulateur Signal transmis sur la ligne Variation des paramètres de l'onde porteuse en fonction de la valeur binaire à transmettre. L'onde porteuse peur être représentée comme une fonction dans le temps par l'expression: α = A sin (2πft + θ) a: est l'amplitude instantanée (niveau de tension) de l'onde porteuse à un instant donné t A: l'amplitude maximale f : la fréquence de l'onde porteuse θ: la phase 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 32

33 Modulation: L onde A θ 2πf α α = A sin (2πft) t α A α = A sin (2πft + θ) t Deux signaux sinusoïdaux déphasés 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 33

34 Modulation: Fréquence F 1 F 2 F 1 F 2 F 1 F 2 F Georges Arhodakis - Université Paris 8 34

35 Modulation: Phase 1 F 1 F 2 F 1 F 2 F 1 F 2 F 1 Décalage de la phase de Georges Arhodakis - Université Paris 8 35

36 Modulation: Phase Décalage de la phase avec codage 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 36

37 Modulation: Amplitude Modulation d amplitude 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 37

38 Modulation: Numérique 1 Signal utile Onde porteuse 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 38

39 Modulation: Numérique 2 Modulation d Impulsion en Amplitude (MIA) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 39

40 Modulation: Numérique 3 Modulation d Impulsion en Durée (MID) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 40

41 Modulation: Numérique 4 Modulation d Impulsion en Position (MIP) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 41

42 Modulation: Rapidité / Bauds Le débit binaire D d'une voie de données est le nombre maximum de symboles binaires transmis par seconde sur cette voie. D= 1 bits par seconde T Si la nature des bits transmis ne nous intéresse pas (information, contrôle, synchronisation, etc.), il est clair que cette définition est surtout utilisée dans le cas d'une transmission synchrone. Dans une transmission asynchrone, il est préférable de se référer à la notion de rapidité de modulation exprimée en Bauds, et notée R. Si D représente la durée en seconde de l'intervalle significatif le plus court séparant deux instants significatifs successifs, alors le nombre maximum de changement d état par seconde représente la rapidité de modulation R. R= 1 bauds D Exemple: Pour un canal sans bruit de 3 khz transmettant des informations binaires R = 2*3000 = 6000 bauds 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 42

43 Théorème de C. Shannon Claude SHANNON, 1948, Théorie de l Information R = H 1+ S N max log 2 H: bande passante du canal S: puissance du signal N: puissance du bruit (Noise) Signal / Bruit Exemples: 10 log 10 N S S/N = 10 <> 10 db S/N = 100 <> 20 db S/N = 1000 <> 30 db S/N = 2 <> 2 db s'exprime en Decibels (db) Débit Exemple: Sur un canal de 3 khz, avec un rapport S/N de 30 db, R 30 kbits/s 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 43

44 Théorème de H. Nyquist Critère de H. Nyquist Dans un canal de transmission sans bruit SI l on passe un signal quelconque à travers un filtre passe-bas de bande passante H Hz ALORS le signal filtré peut être complètement reconstitué si l on échantillonne àune fréquence 2H Hz Théorème de H. Nyquist débit maximum = 2H log 2 V bits secondes H: Fréquence maximum (Bande Passante) V: Nombre de niveaux discrets du signal (voltage) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 44

45 Les Modems 1 Contraction de modulateur / démodulateur, le modem (souvent appelé ETCD) intervient entre un ETTD et une ligne de communication afin de permettre le dialogue de ceux-ci. Ces fonctions principales sont : Modulation. Les informations numériques (bits) en provenance de ETTD sont converties en signaux analogiques correspondants aux spécifications de la ligne de communication. Démodulation modulation. En réception, il convertit les signaux analogiques en information numérique qu'il transmet ensuite au ETTD. ETCD: Équipement Terminal de Communication des Données ETTD: Équipement Terminal de Traitement des Données DCE: Data Communication Equipment DTE: Data Terminal Equipment 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 45

46 Les Modems 2 Poste de travail Poste de travail Réseaux 1 Modem Modem Démodulation. En réception, il convertit les signaux analogiques en information numérique qu'il transmet ensuite au ETTD. 1 Réseaux: Réseaux Téléphoniques Commutés (RTC) Analogiques / Numériques; Réseaux Publics/Privés Réels/Virtuels à commutation des Paquets; 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 46

47 RS-232 C (DB9) DCD DSR RD RTS TD CTS DTR RI SG NB: La flèche indique le sens du signal Data Carrier Detect Receive Data Transmit Data Data Terminal Ready Signal Ground Data Set Ready Request To Send Clear To Send Ring Indicator ETTD ETCD (DTE) (DCE) Georges Arhodakis - Université Paris 8 47

48 RS-232 C (DB25) PG RD CTS SG TD RTS DSR DCD T DTR RI CLK R X CLK TCLK ETTD (DTE) ETCD (DCE) external Tranmit Clock Receive Clock Transmit Clock Protective Ground NB: La flèche indique le sens du signal 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 48

49 Niveaux électriques (transitions RS-232 C) Contrôle actif Bit de données à espace (zéro logique) +15 Volts +5 Volts -5 Volts 0 Volts Contrôle inactif. Bit de données à marque (zéro logique) Zone de transition. Niveau de contrôle indéterminé -15 Volts 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 49

50 Etats & Fonctions (transitions RS-232 C) Notation Alternance Voltage Positive Négative État binaire 0 1 État du signal Fonction Espace On Marque Off 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 50

51 Topologies et méthodes d accès Global Etendu Etoile PBX Anneau Réseaux Interconnectés Satellite Bus 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 51

52 Topologies Fondamentales - Star Terminal X HUB/Switch Système bureautique Imprimante DeskTop Serveur Station de travail Scanner 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 52

53 Topologies Fondamentales - BUS HUB/Switch Terminal X Système bureautique Imprimante DeskTop Scanner Serveur Station de travail 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 53

54 Topologies Fondamentales - Ring HUB/Switch Terminal X Système bureautique Imprimante DeskTop Scanner Serveur Station de travail 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 54

55 Protocoles - CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection On peut émettre si le canal est libre (pas de porteuse) Si on peut émettre, tout le monde le peut (accès multiple) Si plusieurs émettent simultanément, il peut y avoir une collision Stochastique non déterministe Adapté à des canaux peu chargés, ou à du trafic asymétrique Limitation de distance / temps de propagation 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 55

56 Protocoles - Passage de Jeton Algorithme : Un jeton libre circule sur l'anneau On ne peut émettre que si l'on a le jeton libre On libère le jeton après que la trame de données soit revenue On passe le jeton libre a son voisin Caractéristiques : déterministe gestion du jeton utilisable sur toute topologie 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 56

57 Caractéristiques générales et méthodes d accès CSMA/CD Toutes les stations doivent juger elles-mêmes quand commencer ou arrêter la transmission selon des règles prédéfinies La transmission peut commencer à tout instant Problèmes de Collisions Token Passing Un Pattern spécifique circulant sur le réseau donne le droit d émettre. Seule la station ayant positionné le pattern peut transmettre. Il n y a pas de conflit d accès 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 57

58 Comparaison des Topologies Caractéristique de Topologie Méthodes de connexion Interface Station Effets de changement BUS ANNEAU ETOILE Les nœuds sont connectés directement les uns aux autres au moyen d un adaptateur d interface sur un câble Backbone commun. Chaque nœud est à l écoute du trafic et récupère uniquement les paquets qui lui sont adressés. La connexion / déconnexion d un nœud nécessite souvent la rupture du bus. Impact d erreurs Aucun, même si le nœud défectueux n est pas enlevé. Nœuds physiquement connectés à 2 nœuds adjacents pour former une boucle fermée. La transmission s'effectue de gauche à droite ou inversement et les nœuds récupèrent des données qui ne leur sont pas destinées. L anneau doit être rompu pour ajouter ou enlever un nœud. Les relais sont utilisés pour maintenir l intégrité de l anneau et du trafic en Si le relais tombe en panne l anneau sera rompu. Les nœuds défectueux doivent être enlevés de l anneau et contournés. Les nœuds sont connectés à un nœud central unique. Les données sont commutées au nœud central et les autres stations récupèrent uniquement le trafic qui leur est adressée. Les changements de configuration interviennent sur le nœud central, sans interruption du trafic du réseau. Aucun, puisque les nœuds défectueux ne sont pas commutés par le nœud central. Support de Câble coaxial, Fibre Optique, Paire Torsadée, Ondes, etc. transmission Méthode d accès CSMA/CD, Passage de Jeton Passage de Jeton, CSMA/CD, Commutation 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 58

59 Ethernet Bus Sériel CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect 10 base 5 (Ethernet épais - Thick) Isolation optoélectronique par transceivers, Câble de descente à prises AUI (Attachment Unit Interface) Jusqu à 5 segments (chaque segment a une longueur 500m) 10 base 2 (Ethernet fin - Thin) Câble coaxial fin, Courtes distances (la longueur d un segment est 180m) 10 base T Paire Torsadée, Distances assez courtes - 100m 100 Mbits/sec Fast Ethernet 1 Gbits/sec En cours de Normalisation 10 Gbits/sec En cours de Test/Validation 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 59

60 Ethernet et / ou IEEE Ethernet Xerox / DIX IEEE Champ type Longueur Heartbeat SQE (Signal Quality Error) Fil de masse File de masse Ethernet (Xerox) d'origine sur coaxial Type / Longueur d'origine plutôt politique (IEEE) TCP/IP utilise usuellement une encapsulation Ethernet NB : DIX (Digital Equipment Corporation, Intel, Xerox) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 60

61 Ethernet - IEEE (ISO ) Préambule 7 octets SOF octets Type 2 octets (Header Ethernet) Données 46 D 1500 FCS 4 octets Préambule 7 octets SOF 1 octet Préambule: 0 & 1 alternés SOF: Start of 6 6 octets Longueur 2 octets (Header 802.2) Données 46 D 1500 Adresses: 3 octets Constructeur, 3 octets alloués par celui-ci en théorie figée dans le : : unicast, multicast, broadcast Type Ethernet: indique au pilote (driver) le protocole de niveau supérieur Longueur IEEE : longueur du champ de données Données: remplissage (padding) si longueur de trame < à 64 octets FCS: Frame Check Sequence, CRC de 32 bits FCS 4 octets 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 61

62 Ethernet - IEEE (ISO ) Préambule : 1 et 0 alternés SOF : Start Of Frame Adresses : 3 octets constructeurs, 3 octets alloues par celui-ci, en théorie figé dans le contrôleur Adresse source : unicast Adresse destination : unicast, multicast or broadcast Type Ethernet : indique au pilote (driver) le protocole de niveau supérieur Longueur IEEE : longueur du champ de données Data: padding si longueur trame < 64 octets FCS : Frame Check Sequence, CRC (Cyclic Redundancy Check) de 32 bits 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 62

63 Typologie IEEE Débit Nominal (exprimé en M bits/sec) Longueur maximale d un segment (en centaines de mètres, approximative, ou autre, ) Base Broad 2 5 T... Base: Bande de Base (BaseBand) Broad: Large Band (BroadBand) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 63

64 10 Base 5 10 Base 5 Ethernet Épais Thick Ethernet Câble Jaune 10 Mbits/s 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 64

65 10 Base 5 Longueur du segment thick 500m maximum Jusqu à 5 segments de 500m, dont 3 actifs et 2 d interconnexion Câble de descente (drop cable) : de l'interface au transceiver à prise A.U.I. (Attachment Unit Interface), d une longueur maximale de 50m Transceiver : Isolation optoélectronique et raccord du nœud au câble. Maximum 100 transceivers par segment Trames Ethernet et / ou IEEE CSMA/CD 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 65

66 10 Base 2 10 Base 2 Ethernet Fin Thin Ethernet Câble Coaxial 10 Mbits/s 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 66

67 10 Base 2 Le transceiver est intégré à l équipement Longueur du segment thin 185m maximum Jusqu à 5 segments de 185m, dont 3 actifs et 2 d interconnexion Longueur de câble de connexion au connecteur T 15m Connecteur T : Raccorde le nœud au segment. Maximum 30 connecteurs T par segment Trames Ethernet et/ou IEEE CSMA/CD 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 67

68 Lien Inter Segment - Concept Serveur Disques Station de travail Multimédia Segment 1 Segment 2 Segment 3 Répéteur Répéteur Répéteur Répéteur Lien Inter-Répéteur Lien Inter-Répéteur 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 68

69 Lien Inter Segment - Métrologie 3 Segments actifs de câble jaune (Thick) * 500m/segment 2 Liens Inter Répéteur * 500m/lien 10 Câbles de descente * 50m/câble Distance maximum entre 2 E.T.T.D (D.T.E) 1500m 1000m 500m 3000m E.T.T.D Équipement Terminal de Traitement de Données D.T.E Data Terminal Equipment 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 69

70 Ethernet / IEEE Multi-Port Transceiver (fan-out, etc.): Remplace N transceivers et la longueur de câble équivalente, il y a aussi 1 port A.U.I pour raccord au réseau 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 70

71 Ethernet / IEEE Base T Epine Dorsale Téléphone Imprimante Laser Multi- Switch avec Agent SNP Sun SPARC Câble Catégorie? Serveur Prise Murale RJ-45 Ordinateur portable 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 71

72 Ethernet / IEEE Base T 10/100/1000/? Mbits/sec sur Paire Torsadée (T.P Twisted Pair) Trames Ethernet ou IEEE 802.3, CSMA/CD Interconnexion à l aide de Hub/Switch (comparable à un Fan-Out Out) Le Hub/Switch peut être administré via S.N.M.P - Managed Hubs/Switch 100m maximum de l équipement au HUB raccords compris, distance réelle (y compris montées, descentes de câble) Connecteurs RJ-45 Câbles de Catégorie 5 de préférence (suivant système de câblage - ICS, BCS, PDS, ) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 72

73 Fast Ethernet M bits/sec Basé sur Ethernet/IEEE avec un temps de bit divisé par 10 L usage de CSMA/CD implique un diamètre restreint du réseau Interconnexion à l aide de Managed Hub/Switch Ne pas confondre avec 100 VG-Any-LAN 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 73

74 Fast Ethernet M bits/sec 100 Base T4 100 M bits/sec sur Paire Torsadée (T.P Twisted Pair) 4 paires Encodage 8B6T à 25 MHz Épine dorsale (Backbone) de 5mliens de 100m Liens de 100m maximum (équipement terminal Hub Épine dorsale) raccords compris, distance réelle (y compris montées, descentes de câble) Up-link optique de 225m, liens de 100m 100 Base TX Utilise la couche T.P-P.M.D de F.D.D.I 100 Base FX Utilise la couche T.P-P.M.D de F.D.D.I Réseau de 412m maximum en CSMA/CD 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 74

75 Câblage Ethernet/IEEE Technologie Débit Distance Câblage 10 Base 5 10 Mbits/s 500 m Coaxial épais 10 Base 2 10 Mbits/s 185 m Coaxial fin 10 Base T 10 Mbits/s 100 m Cat. 3 (ou >) 2 paires FOIRL 10 Mbits/s 500 m (1000m si 3 Multi-mode répéteurs) 10 Base FL 10 Mbits/s 2 km Multi-mode 10 Base FB 10 Mbits/s 2 km Multi-mode 10 Base FP 10 Mbits/s 500 m Multi-mode 100 Base TX 100 Mbits/s 100 m Cat. 5/Type 1 (2 paires) 100 Base FX 100 Mbits/s 412 m Multi-mode 100 Base T4 100 Mbits/s 100 m Cat.-3, Cat.-4, Cat.-5 (4 paires) F.O.I.R.L. : Fiber Optic Inter-Repeater Link 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 75

76 Anneau à Jeton (Token Ring) IBM IEEE Débit 4 ou 16 Mbit/sec 4 ou 16 Mbit/sec Nombre de nœuds 250 S.T.P, 76 U.T.P 250 Topologie Etoile Non spécifie Support T.P Non spécifie Signalisation Bande de base Bande de base Méthode d'accès Passage de jeton Passage de jeton En règle générale les LANs sont implémentes en étoile La taille du champ de routage diffère aussi entre LANs et T.R.-IBM Les spécifications de câblage IBM sont à l origine basées sur les types de câbles IBM 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 76

77 Anneau à Jeton - Format de Trames Trame de Commande ou Données Fanion 1 octet Ctrl d accès 1 octet Ctrl de Trame octets Données 0 D? FCS 4 octets Fanion 1 octet Trame de Jeton Fanion 1 octet Ctrl d accès 1 octet Fanion 1 octet 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 77

78 100VG-AnyLAN A l initiative d HP et d IBM un ensemble des constructeurs ont développé un standard pour les réseaux à 100 Mbits/s, le 100VG-AnyLAN AnyLAN, proposé sous la désignation IEEE à la commission IEEE. Le 100VG-AnyLAN offre une plate-forme d intégration universelle pour IEEE (Ethernet) et IEEE (Token Ring). 100VG-AnyLAN ne s imposera sur le marché et son développement n est pas poursuivi Georges Arhodakis - Université Paris 8 78

79 Sous Système de Câblage CAMPUS (câblage entre buildings) BACKBONE (câblage vertical d un building) HORIZONTAL (câblage d un étage) Équipement de travail (câblage entre prises murales et E.T.T.D) Administratif (panneau de brassage) Équipement central (câblage des différents ordinateurs et l équipement de distribution) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 79

80 Câblage: La paire métallique Paire Torsadée (Twisted Pair TP) Non Blindée (Unshielded) Blindée (Shielded) Ecrantée Catégories (3, 4, 5, 6, ) Faible coût & coût de pose moyen Sensibilité aux EMC & aux Parasites 1 GBits/sec sur 100 m 10 Gbits/sec en laboratoire Paire Torsadée Câble 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 80

81 Câblage: Le Coaxial Blindage (Tresse) Protection Mécanique et Isolation Âme centrale (le le cuivre) Protection Extérieure (Plastique, Téflon) 50 Ohms, 75 Ohms, Twinax Bande de Base de ± 1 Gbits/sec sur 1 Km 300 Mbits/sec Large Bande 450 Mbits/sec Peu sensible aux interférences Câble lourd, connexion aisée Utilisation massive sur les réseaux câblés vidéo Câble Coaxial 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 81

82 Câblage: La Fibre Optique Gaine Âme centrale (le cœur) Silice, Plastique Protection Extérieure (Plastique, Téflon) Fourreau Extérieur Bande passante très à extrêmement importante Insensible aux perturbations électromagnétiques Coût de pose faible, connexion difficile Source optique: LED ou Laser Fibre Optique 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 82

83 Câblage: Standards et Distances Nom du Support Coaxial Baseband Paire Torsadée non blindée Standard IEEE base 5 IEEE base 2 IEEE base T Distance / Segment 500 m 185 m 100 m Paire Torsadée blindée Fibre Optique Micro Wave IEEE IEEE Fibre, EIA (ANSI Wiring Standard) F.D.D.I IEEE base F 100 m 10 Km 3 Km 100 Km 7,2 Km / Link Coaxial Broadband IEEE base Km IEEE: Institute of Electrical & Electronics Engineers EIA: Electronics Industries Association ANSI: American National Standards Institute 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 83

84 Câblage: Supports de Transmissions Support de Transmission Avantages Inconvénients Paire Torsadée Coaxial BASEBAND Très flexible et Câble peu cher Installation facile & rapide (compétence des équipes) Même type de câblage pour le téléphone Standard chez AT&T, IBM, Technologie mâture, bien comprise Coût maintenance faible Installation & connexion simple Plus grand BANDWIDTH que TP Résiste aux interférences Portée des signaux > distance que TP Les émanations peuvent être interceptées Sujet à interférences électromagnétiques externes Protection contre la FOUDRE si câble externe Réplique entre câble adjacent peut provoquer des erreurs BANDWIDTH limitée (maximum) Installation coûteuse Moins flexible (le THICK ne peut toujours être utilisé) Immunité plus faible que le câble BROADBAND La BANDWIDTH peut supporter une charge de 40% max. Distances et Topologies limitées Protection nécessaire si environnement hostile Coaxial BROADBAND Supporte des applications S/V/D Utilisation à 100% de BANDWIDTH Bonne immunité aux parasites & radiations Topologie flexible (arbre, ), Très large couverture Ne nécessite pas de protection Utilise les outils du marché (CATV) Coût maintenance élevé Installation & Connexion difficile Exige des modems RF sur chaque DTE utilisateur Modems chers, limitent les vitesses de transmission Fibre Optique Très large BANDWIDTH, Très faible perte de signal Longue vie pas de détérioration de glass Immunité contre les interférences électromagnétiques ou FR Support des applications S/V/D Petite taille & léger Très cher Flexibilité pauvre, ne peut être plié Attachement directe difficile Qualification forte pour Installer, Connecter et Maintenir Limité sur trafic important (connexions point à point BACKBONE) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 84

85 Câblage Token Ring / 100 VG-AnyLAN Token Ring Technologie Débit Distance Câblage TR 4 Mb/s 4 Mb/s 570 m Type 1 / Type 2 TR 4 Mb/s 4 Mb/s 260 m Cat. 3/Cat. 4/Cat. 5 TR 4 Mb/s 4 Mb/s? Fibre optique TR 16 Mb/s 16 Mb/s? Type 1 / Type 2 TR 16 Mb/s 16 Mb/s 160 m Cat. 3/Cat. 4/Cat. 5 TR 16 Mb/s 16 Mb/s? Fibre optique 100 VG-AnyLAN Technologie Debit Distance Câblage 100 VG-AnyLAN 100 Mbit/s 100 m Cat. 3/Cat. 4/Cat. 5 (4 paires) 100 VG-AnyLAN 100 Mbit/s 2 km Fibre optique (Mono-mode / Multi-mode) 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 85

86 Évolution des Réseaux Locaux IEEE 802 : Comités Network Management et Bridging Data Link pour et (parfois utilisé) Ethernet CSMA/CD 802.3u Fast Ethernet CSMA/CD Token Bus Token Ring DQDB Broadband (advisory) FDDI et fibres optiques (advisory) Voix et données Wireless LAN VG AnyLAN 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 86

87 Collapsed backbone Dans la technique du collapsed backbone ou artère rapide, le commutateur tient le rôle de l'épine dorsale du réseau local. Le backbone est reporté sur le fond de panier du commutateur, qui multiplexe les connexions au réseau local Commutateur Hub, Switch, Bridge, Router,... Réseau I Réseau K Réseau J Facilité de gestion Homogénéité fournisseurs (VLAN, ) Éventuellement coûts Avantages Concentration de tous les équipements (Actifs et Brassage) Single Point of Failure à contrôler Diamètre du Réseau Dépendance constructeur Difficultés d évolution de l architecture Souplesse limitée Inconvénients 2002 Georges Arhodakis - Université Paris 8 87

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