Le protocole Ethernet Omar Cheikhrouhou enis01amor@yahoo.fr Département Informatique Omar Cheikhrouhou 1
Rappel (fonctionnalité de La couche liaison de données) La couche liaison de données assure un transit fiable des données sur une liaison physique. Ainsi, la couche liaison de données s'occupe de : l'adressage physique (plutôt que logique), de la topologie du réseau, de l'accès au média, de la notification des erreurs, de la livraison ordonnée des trames et du contrôle de flux. 2
Encapsulation de données par la couche 2 application Données Présentation application Données Session Présentation application Données Transport Session Présentation application Données Réseau Transport Session Présentation application Données Trame Réseau Transport Session Présentation application Données En-queue Trame 01111111000000011110000001111011101110000101 3
Historique d Ethernet 1980 : Première version «Blue Book» Digital, Intel, et Xerox 10 Mbit/s Bus en 10Base5 1982 : Seconde version 1985 : Norme IEEE 802.3 1993 : Norme IEEE 802.3u 100 Mbit/s Ethernet Gigabit (1Gbits/s) Ethernet à 10 Gb/s 4
Ethernet: Principes de fonctionnement Topologie en bus Pas de boucle Communication en bande de base Pas de modulation Simplicité Codage Manchester (1=, 0= ) 1 baud = 1 bit/s Transfert par diffusion passive Circulation autonome des données Chaque station reçoit toutes les données Pas de trames simultanées 5
Adressage Physique S veut envoyer données à D Est-ce que cette données est pour moi?? Est-ce que cette données est pour moi?? Est-ce que cette données est pour moi?? S A B D L entête trame doit contenir un champ identifiant l origine et la destination du données Vue au niveau de la couche 2 Trame Données En-queue Trame Ce champ s appelle adresse physique ou adresse MAC.... Adresse Adresse Destination Source... 6
Contrôle d Accès au Média S veut envoyer données à B J ai rien compris! C est un bruit?? D veut envoyer données à B S A B D Collision Une collision est un phénomène non désirable qui résulte de la superposition de deux signaux. Pou B le signal reçu est brouillé( il ne respecte pas le codage canal utilisé). Donc le signal va être rejeté La couche liaison de données doit définir un moyen pour contrôler l accès au média (un seul terminal émet à la fois) afin d éviter les collisions 7
Techniques de contrôle d accès au média CSMA/CD (Carrier Sens Multiple Access/ Collusion Détection)= Accès multiple avec détection de la porteuse/ détection de collusion Écouter avant d envoyer. Attendre jusque canal soit libre (pas de signal) Écouter pendant l envoi En cas de collusion stopper l envoie et attend un temps aléatoire. Attendre un temps (IFS) après l émission d une trame (Inter-Frame Silence) Donner de la chance aux autres stations pour envoyer 8
CSMA/CD Procédure d envoi 9
CSMA/CD Procédure de réception 10
Détection de collision dans Ethernet Ali Omar Collision! Omar voit la collision Ali ne voit rien! 11
Paramètres pour éviter les collisions Éviter les collisions discrètes Éviter les trames trop courtes Limiter la longueur du réseau La norme impose : Round-Trip-Delay < 50 µs. A 10 Mbit/s, 50 µs 62,5 octets >64 octets Détection de collision garantie Silence inter trames de 9,6 µs Taille minimale d une trame (sans préambule et SFD) = 64 octets 18 octets de protocole (2adresses + CRC =2*6 octets+4octets) 46 octets de données minimum Si données moins de 46 octets à envoyer : il faut ajouter d octets de bourrage (Padding ) Ex : requête ARP = 28 octets (données utile) + 18 octets de padding 12
Autres paramètres 13
La notification des erreurs S A B D Phénomène électromagnétique Des bits peuvent changer en cours de transit La couche liaison de données doit fournir un moyen pour vérifier que la trame est reçu correctement. 14
Techniques pour la notification des erreurs Calcule d un CRC (Cyclical Redundancy Code) Principes: L émetteur et le récepteur se met d accord sur un polynôme, appelé polynôme générateur, de degré r soit G(x) Lors de l envoi: Associé un polynôme M(x) à la suite de bits à émettre Soit M = m n... m i... m 1 m 0 ou m i est un bit. M(x) = m n x n +... +m i x i +... + m 1 x 1 + m 0. CRC(x) = le reste de la division polynomiale de M (x)=x r.m(x) par G(x) (r=dégrée de G(x)) Envoyer la suite de bits associée à P(x)=M (x)+crc(x) (n+r bits) 15
Techniques pour la notification des erreurs Lors de réception : Associé un polynôme P(x) à la suite des bits reçues Diviser P(x) par G(x) Si reste de la division nul alors message est transmi correctement Sinon une erreur est produite alors il faut re-émission Remarques: Les polynômes g(x) sont normalisées Cette techniques permet d atteindre une pourcentage de détection = (presque )100% 16
Format générique d une trame Préambule Délimiteur De Début Adresse Destination Adresse Source Longueur ou Type Données ou LLC+Données CRC Préambule : 7 octets (7 x 10101010 = AAh) Donnée régulière synchronisation des horloges Start Frame Delimitor (SFD) : 1 octet (10101011 = ABh) Fin du préambule, début des données Format des adresses: 6 octets (3 premiers octets pour identifier le constructeur les 3 autres pour identifier la carte réseau au niveau d un constructeur donné) 1 Adresse de Broadcast (diffusion) = FF-FF-FF-FF-FF-FF CRC:Code de redondance cyclique pour détection d erreurs. 17
Types de trames Ethernet Les principaux versions de trames Ethernet: Ethernet II IEEE 802.3 (connu aussi sous le nom Ethernet 802.2) IEEE 802.3 SNAP 18
Format des trames EthernetII 8octets 6octets 6octets 2octets 46->1500 4octets Préambule Adresse Destination Adresse Source Type Ethernet Données CRC Type indique le protocole destinateur des données IP type=0800 h, ARP type= 0806 h, RARP type=8035 h Données: contient les données prévenant de la couche supérieur, par exemple paquet IP. 19
Le modèle IEEE: modèle de réseaux locaux Architecture des réseaux locaux Correspondance modèle OSI 20
Format du trame IEEE 802.3 (Ethernet 802.2) 7octets 1octets 6octets 6octets 2octets 46->1500 4octets Préambule SFD Adresse Destination Adresse Source Longueur Données CRC Longueur: indique la longueur du champ données LLC:contrôle de liaison logique contient DSAP (Destination Service Access Point): point d accès au service destination SSAP (Source Service Access Point): point d accès au service Source Contôle: inqique le type de liaison, par exemple en mode connecté ou non DSAP 1octets LLC SSAP Données de la couche supérieure Contrôle 1octets 1octets 21
Format du trame IEEE 802.3 SNAP 7octets 1octets 6octets 6octets 2octets 46->1500 4octets Préambule SFD Adresse Destination Adresse Source Longueur Données CRC LLC Données du couche supérieure DSAP SSAP Contrôle OUI Type Ethernet 1octets 1octets 1octets 3octets 2octets 22
Fonctionnement lors d envoi La couche 3 envoie un paquet de données La couche LLC crée une trame avec Adresse Destination Adresse Source Type/Longueur des données Les données La couche MAC Calcule le CRC Ajoute Préambule, SFD et CRC à la trame Envoie à la couche physique 23