1. Introduction (3h) 2. Couche Physique (3h) 3. Couche Liaison (3h) 4. Couche d'accès au Médium (3h) 5. Couche Réseau (9h) 6. Couche Transport (6h)
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- Nadine Gaulin
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1 Réseaux et Transmission de Données Plan du cours de RTD 1. Introduction (3h) Maîtrise EEA Olivier Fourmaux Basé sur la 3éme édition du livre du Pr. A. S. Tanenbaum : Computer Networks 2. Couche Physique (3h) 3. Couche Liaison (3h) 4. Couche d'accès au Médium (3h) 5. Couche Réseau (9h) 6. Couche Transport (6h) 7. Applications (6h) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 1 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 2 Plan de l'introduction (1) Les Réseaux pour l'entreprise : Communication Partage de ressources abolition des distances client/serveur économies Ex: serveur de fichiers Fiabilité distribution réplication Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 3 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 4
2 (2) Les Réseaux «grand public» Accès personnels dès le début des années 90 : accès çà des données distantes ( communications interpersonnelles (mél...) loisirs interactif (IRC, jeux...) commerce électronique... Modification de la société Plan de l'introduction Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 5 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 6 Classification par type Réseaux à diffusion (broadcast, multicast) Réseaux point-à-point Échelle : Réseaux LAN LAN (Local Area Network) = Réseaux Locaux Généralement limité à un bâtiment (privé) Taille restreinte Faibles délais Topologies : Etoile (cablage industriel) Bus : Ethernet Anneau : Token Ring 10 à 100 Mbps (voir 1 Gbps) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 7 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 8
3 (Réseaux MAN) MAN (Metropolitan Area Network) = Réseaux Métropolitain ou «de Campus» Limité à la taille d'une ville ou d'un campus (plusieurs batiments) Technologies similaires aux LANs Exemples : FDDI (Fiber Distributed Data Interface) DQDB (Distributed Queue Dual Bus) Gigabit Ethernet Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 9 Réseaux WAN (1) WAN (Wide Area Network) = Réseaux «Longue distance» Interconnexion de villes (au niveau de pays ou de continents) Éléments de base : éléments terminaux (hosts, subnets, end systems) éléments de transmission (circuits, channels, trunks) éléments de commutation (nodes, switchs, routers, intermediate systems) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 10 Réseaux WAN (2) Réseaux Sans-Fils Informatique mobile grandes distances qqs Kbps GPRS (General Packet Radio Service) UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) Technologies sans-fils petites distances (analogue aux LANs) qqs Mbps Blue Tooth, WaveLAN (IEEE ), HyperLAN,... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 11 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 12
4 Interconnexion de Réseaux Plan de l'introduction Beaucoup de réseaux à travers le monde Technologies et logiciels variés Interconnexion Gateway «Internet» Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 13 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 14 (1) (2) Structuration pour réduire la complexité logicielle : Couche (Layer) Protocoles entre pairs Interfaces avec services Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 15 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 16
5 (3) Plan de l'introduction Flux d'information pour une communication virtuelle dans la couche 5 : Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 17 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 18 (1) (2) Chaque couche fournie un service au niveau supérieur (service provider) Entre entités paires (peer entities) utilisation des mêmes services (service user) SAP (Service Access Point) = adresse d'accès SDU (Service Data Unit) = données échangées entre entités pairs IDU (Interface Data Unit) = SDU + contôle PDU (Protocol Data Unit) = SDU + en-tête (header) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 19 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 20
6 (3) Types de Services Mode connecté ou non-connecté Qualité de Service Fiabilité... (4) Primitives de Services Un service est défini par un ensemble de primitives Répartition en 4 classes pour la négociation : Request Indication Response Confirm Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 21 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 22 Exemple de Primitives (1) Exemple de Primitives (2) Service en mode connecté avec 8 primitives : 1) CONNECT.request 2) CONNECT.indication 3) CONNECT.response 4) CONNECT.confirm 5) DATA.request 6) DATA.indication 7) DISCONNECT.request 8) DISCONNECT.indication Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 23 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 24
7 Plan de l'introduction Modèle de Référence ISO OSI (International Standard Organisation/Open Systems Interconnection) Modèle de Référence TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 25 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 26 Modèle de Référence OSI (1) Modèle de Référence OSI (2) Découpage en 7 couches selon les principes suivants : 1)une couche par niveau d'abstraction 2)chaque couche a une fonction bien définie 3)le choix des fonctionnalités doit être fait en vu d'une standardisation 4)les frontières des couches sont choisies de manière à limiter le trafic à travers les interfaces 5)suffisamment de couches pour bien séparer les fonctionnalités mais pas trop pour limiter la complexité Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 27 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 28
8 Couche Physique OSI Couche Liaison OSI OSI Physical Layer OSI Link Layer Transmission directe de bits sur un canal de communication Constitue des trames de données (data frame) à partir des bits de la Couche Physique Spécifications techniques, de l'électricité à la mécanique (voltage, délais, nombre de câbles, forme des connecteurs...) Délimitation des trames Gestion des erreurs (ex: acquittement) Gestion de l'accès au médium partagé (réseaux à diffusion) Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 29 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 30 Couche Réseau OSI Couche Transport OSI OSI Network Layer OSI Transport Layer Contrôle des opérations au niveau d'un sousréseau (pouvant être hétérogène) Assure la transmission correcte des données entre l'émetteur et le récepteur (bout-en-bout) Décision de l'acheminement des données de la source vers le ou les destinataires Abstraction des technologies/topologies sousjacentes Contrôle de congestion Adressage (global) Fragmentation Multiplexage de plusieur connections dans un canal de la Couche Réseau Contrôle de flux Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 31 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 32
9 Couche Session OSI Couche Présentation OSI OSI Session Layer OSI Presentation Layer Structuration de la transmission de bout-enbout (end-to-end) Gestion de jetons (token management) pour les opérations critiques Gestion de synchronisation (reprise après problèmes) Abstraction des structures de données pour permettre la communication entre systèmes hétérogènes Connaissance de la syntaxe et de la sémantique des données transmises Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 33 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 34 Couche Application OSI Transmission de données OSI OSI Application Layer Définition d'applications standards pour permettre la communication dans divers environnements... Applications: Transfert de fichiers, Accès à distance, Annuaires Outils: Network virtual terminal File naming convention Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 35 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 36
10 Modèle de Référence TCP/IP (1) Modèle de Référence ISO OSI Architecture basé sur deux protocoles de base (International Standard Organisation/Open Systems Interconnection) Modèle de Référence TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) Définition selon les besoin du DoD (ARPANET initialement) Réseau robuste (non centralisé) Indépendance des technologies sous-jacentes Réseau à commutation de paquets (Datagramme) Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 37 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 38 Modèle de Référence TCP/IP (2) Couche Internet TCP/IP Couche d'interconnection basé sur le mode non connecté IP (Internet Protocol) fédérateur de technologies de réseaux Format de paquets Adressage unique Service au mieux (Best Effort) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 39 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 40
11 Couche Transport TCP/IP Couche Application TCP/IP (1) Communication entre entités de bout-en-bout TCP (Transmission control protocol) est un protocole de transport orienté connexion fiable assurant un contrôle de flux UDP (User Datagram Protocol) est un protocole de transport non-fiable et non-connecté (correspond au service IP démultiplexé) Contient tous les protocoles de haut niveau : TELNET (terminal virtuel) FTP (transfert de fichiers) SMTP (transfert de courrier électronique) DNS (service de nommage) NNTP (diffusion des news) HTTP (web)... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 41 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 42 Couche Application TCP/IP (2) Comparaisons ISO - TCP/IP Modèles en couches similaires (7 vs 4) Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 43 Structuration et conceptualisation (Services, Interfaces et Protocoles) avec l'osi Modèle OSI défini avant les protocoles Protocoles TCP/IP réalisés avant le modèle OSI générique vs TCP/IP spécifique OSI transport connecté sur les 2 modes TCP/IP réseau datagramme pour 2 transports Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 44
12 Problèmes du modèle ISO Panacée des année 80 disparue. Pourquoi? Bad timming - trop long, rattrapé par TCP/IP Bad technology - adaptation ancienne, trop de mode connecté... Bad implementations - complexité, lenteur... Bad politics - imposition par les bureaucrates (TCP/IP disponible dans le monde académique grâce à BSD Unix distribué gratuitement) Problèmes de TCP/IP Définition obscure implémentation et spécification imbriquées Modèle TCP/IP ne décrit bien que lui-même Couche host-to-network ambiguë Pas de Couches Liaison et Physique Développement des applications académique... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 45 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 46 Plan de l'introduction Exemples : ARPANET Internet Réseaux haut débit Réseaux Publics Services de transmission de données Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 47 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 48
13 ARPANET (1) ARPA choisi la commutation de paquets pour le réseau du DoD ARPANET (2) TCP/IP en 1974 pour l'internetworking IMP (Interface Message Processor) Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 49 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 50 Internet TCP/IP protocole officiel en 1983 Résultat : croissance exponentielle Connexions de la pluspart des réseaux ARPAnet, NFSnet, NASA, BitNet, EARN, IBM... ISOC (Internet Society) en 1992 Applications de base : , News, Remote login, File transfert World Wide Web... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 51 Réseaux haut débit (ER5) RENATER 2bis (France) étoile Gbps et maillage multi-155 Mbps... TEN 155 (Europe) boucle 155 Mbps GEANT (Europe) boucle 2.5 Mbps (projet) CANARIE (Canada) ligne 2.5 Gbps Abilène (USA) boucles 2.5 Gbps Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 52
14 Plan de l'introduction Services de Trans. de Données SMDS X25 Frame Relay ATM... Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 53 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 54 ATM Plan de l'introduction Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 55 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 56
15 Le Monde de la Normalisation Besoin de standard pour communiquer, mais surtout pour produire en masse De facto IBM-PC, UNIX, TCP/IP De jure Ada, OSI, ATM ISO (International Standard Organisation) membres (ANSI, BSI, AFNOR, DIN...) 200 TC (Technical Committees) TC composés de SC (SubCommittees) SC composés de WG (Working Groups) 5000 standards «votés» «volontaires» ANSI (American National Standards Institute) IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) organisation professionnelle Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 57 Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 58 Le Monde des Télécom Le Monde de l'internet Beaucoup d'acteurs USA : 1000 compagnies de téléphone Europe : Opérateurs nationaux ITU (International Telecomunication Union) CCITT (Commité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique) ITU-T Recommandations pour les télécom Membres (payant) dans des SG (Study Group) 200 Administrations, 100 opérateurs et plein d'autres... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 59 ISOC (Internet Society) IAB (Internet Architecture Board) IRTF (Internet Research Task Force) IETF (Internet Engineering Task Force) RFC (Request For Comments) accessible on-line Standard, Proposed Standard, Draft Standard, Expérimental, Informational... Olivier.Fourmaux@L2TI.univ-paris13.fr Maîtrise EEA / RTD-1 / Page 60
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