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30.04.141 Initiation aux réseaux locaux Licence Informatique Université de Pau et des Pays de l Adour Jean-Michel Bruel.

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1 30.04.141 Initiation aux réseaux locaux Licence Informatique Université de Pau et des Pays de l Adour Jean-Michel Bruel

2 30.04.142 Plan 4 ISO / IEEE 4 Ethernet 4 CSMA/CD 4 Token Ring

3 30.04.143 ISO / IEEE application présentation session transport réseau liaison physique ARP RARP IP UDP TCP ping FTP TFTP BOOTP ICMP carte

4 30.04.144 ISO / IEEE 4 ISO : un modèle 4 IEEE : des normes (comité 802) application présentation session transport réseau liaison physique ARP RARP IP UDP TCP ping FTP TFTP BOOTP ICMP carte liaison physique OSI IEEE physique MAC LLC

5 30.04.145 IEEE 802 physique MAC LLC connexion au support support physique LAP B X25 datagramme sans acquittement datagramme avec acquittement paires torsadées câbles coaxiaux fibre optique BNC Hubs tranceivers CSMA/CD Token Ring DQDB FDDI

6 30.04.146 Ethernet 4 Collision et concentrateurs (Hubs) 4 ARP et RARP 4 Interconnexion de réseaux –switchs –routeurs

7 30.04.147 Ethernet : historique 4 développé par Xerox 4 années 1970s 4 normalisé par IEEE dans les années 1980s 4 IEEE 802.3

8 30.04.148 Ethernet : architecture classique 4 carte « Ethernet » 4 paires torsadées 4 boîtier de raccordement : concentrateur (hub) 4 éventuellement plusieurs hubs reliés 4 toutes les machines émettent sur le même réseau physique => collisions

9 30.04.149 Ethernet : architecture originale R. Metcalfe ( 1976 )

10 30.04.1410 Ethernet : exemple 124 mozart 105 bach 37 vivaldi y x,y|«hello» x z

11 30.04.1411 Ethernet : fonctionnement 4 encodage bits signal 4 émission du signal vers le hub 4 répétition et diffusion par le hub du signal aux autres machines 4 identification de chaque paquet => adresse Ethernet (48 bits) inscrite « en dur » dans la carte 4 débits –« 10 baseT » à 10Mbps –« Fast Ethernet » à 100 Mbps –« Gigabit Ethernet à 1Gbps

12 30.04.1412 Ethernet : cablâge 4 10 base 5 (« thick Ethernet ») : –câble coaxial (jaune) 1,27cm de diamètre –500m maxi terminé par des résistances –stations reliées par un cordon AUI (Attachement Unit Interface) + Transceiver + prise « vampire » 4 10 base 2 (« thin Ethernet ») : –câble coaxial (noir) –moins résistant mais moins cher –prises BNC en T reliée à la carte 4 10 base T (Twisted pair) –pair torsadée (prise RJ 45) reliée à un hub –le hub doit être alimenté électriquement

13 30.04.1413 Ethernet : cablâge (suite)

14 30.04.1414 Ethernet : gestion des collisions 4 émission chacun son tour 4 dès que 2 signaux arrivent en même temps au hub : –le hub signal à tous la détection dune collision –ceux qui transmettent arrêtent –ils attendent un temps aléatoire –avant de réémettre à nouveau 4 une machine német pas si quelquun dautre est en train démettre 4 Medium Access Control : CSMA/CD

15 30.04.1415 Ethernet : trouver les adresses 4 paquet émis : adresse « réseau » du destinataire 4 adresse = localisation de la machine 4 relation adresse réseau adresse carte Ethernet? 4 Résolution dadresse: –méthode statique –ARP –RARP

16 30.04.1416 Ethernet : résolution dadresse 4 chaque machine à un « numéro » (adresse réseau) 4 ce numéro est donné par ladministrateur réseau (unicité!) 4 cette adresse est configurée sur chaque machine 4 la liste des correspondances est aussi sur chaque machine ------- list -------- 124: y 105: z ------- x,y|«hello» x

17 30.04.1417 Ethernet : ARP 4 la liste des correspondances est dynamique 4 lors dune émission on cherche dans la table –si oui, OK –si non, on émet en broadcast « qui est xxx? » –xxx répond « cest moi » et on peut ainsi récupérer son adresse Ethernet -------- list -------- x,124|«hello» x x,all|«124?»y,x|«moi»

18 30.04.1418 Ethernet : ARP (suite) 4 la liste des correspondances est dynamique 4 lors dune émission on cherche dans la table –si oui, OK –si non, on émet en broadcast « qui est xxx? » –xxx répond « cest moi » et on peut ainsi récupérer son adresse Ethernet -------- list -------- 124: x -------- x x,y|«hello»

19 30.04.1419 Ethernet : RARP 4 machines sans disques 4 au boot, émission dun message « qui suis-je? » 4 le serveur lui répond en lui indiquant, à partir de son adresse Ethernet, son adresse réseau etc. x,all|«help» x ??? serv,x|«124/mozart»

20 30.04.1420 Ethernet : RARP 4 machines sans disques 4 au boot, émission dun message « qui suis-je? » 4 le serveur lui répond en lui indiquant, à partir de son adresse Ethernet, son adresse réseau etc. x,all|«help» x 124 mozart serv,x|«124/mozart»

21 30.04.1421 Interconnexions de réseaux 4 nombre de stations et distances limitées (performances) 4 donc interconnexion de « sous-réseaux » : –switchs (ponts) –routeurs

22 30.04.1422 Ethernet commutés (switchs) 4 plusieurs paquets transmis en même temps 4 (à condition que paires de ports E/S différentes!) S D

23 30.04.1423 Ethernet commutés (switchs) 4 émission de S vers E1 4 source S | destination D S D

24 30.04.1424 Ethernet commutés (switchs) 4 le switch intercepte tous les paquets 4 avec ladresse destination, il sélectionne un port de sortie S D

25 30.04.1425 Ethernet commutés (switchs) 4 le switch intercepte tous les paquets 4 avec ladresse destination, il sélectionne un port de sortie S D

26 30.04.1426 Ethernet commutés (switchs) 4 le switch intercepte tous les paquets 4 avec ladresse destination, il sélectionne un port de sortie S D

27 30.04.1427 Ethernet commutés (switchs) 4 le switch intercepte tous les paquets 4 avec ladresse destination, il sélectionne un port de sortie S D

28 30.04.1428 Ethernet commutés (switchs) 4 le routeur se base sur ladresse « réseau » 4 il modifie ladresse Ethernet des paquets Router D r1 r3 r2 E1 S E3 E2

29 30.04.1429 Ethernet commutés (switchs) 4 S émet vers D (donc avec ladresse Ethernet du routeur Router D r1 r3 r2 S s,r1|S,D|data E3 E2

30 30.04.1430 Ethernet commutés (switchs) 4 S émet vers D (donc avec ladresse Ethernet du routeur Router D r1 r3 r2 S E3 E2

31 30.04.1431 Ethernet commutés (switchs) 4 S émet vers D (donc avec ladresse Ethernet du routeur Router D r1 r3 r2 S Table routage ------------ D:E2 G:E3 ------------ Table E2 ------------ D:d... ------------ E3 E2

32 30.04.1432 Ethernet commutés (switchs) 4 S émet vers D (donc avec ladresse Ethernet du routeur D r1 r3 r2 S r2,d|S,D|data E3 E2

33 30.04.1433 Ethernet commutés (switchs) 4 S émet vers D (donc avec ladresse Ethernet du routeur D r1 r3 r2 S E3 E2

34 30.04.1434 Eléments du modèle 802 4 environnement multi-stations 4 plusieurs liaisons logiques 4 même support physique 4 LLC –service sans connexion –service avec connexion –acquittement de trames sans connexion 4 MAC

35 30.04.1435 Contrôle daccès au canal (MAC) 4 Initialisation 4 Equité et gestion des priorités 4 Exclusion mutuelle 4 Réception correcte 4 Détection et récupération derreurs 4 Reconfiguration 4 Robustesse 4 Compatibilité

36 30.04.1436 Contrôle daccès au canal 4 Le parallèle : partage du temps de parole dans une assemblée : –président de scéance (polling) –attribution de temps de parole fixé à lavance (TDMA) –faire circuler un droit de parole (jeton) –laisser parler un orateur « équitable » (CSMA/CD) –plus grande geule! –etc.

37 30.04.1437 Contrôle daccès au canal 4 Contrôle centralisé par polling –digibus, bus 1553-B, IEEE 488, FIP, … –plus tellement utilisé –1 machine responsable des temps de parole –mécanismes de reprise (redondance) –échanges prédéfinis => table de scrutation

38 30.04.1438 Contrôle daccès au canal 4 Réservation statique –une unité génératrice fournit une synchronisation –la trame est découpée en sous-trame –chaque sous-trame est allouée à une station –Time Division Multiplexing Access

39 30.04.1439 Contrôle daccès au canal 4 CSMA/CD –une station écoute avant démettre –si 2 stations émettent => collision –une seule trame à un instant donné –toutes les statinos reçoivent la trame émise

40 30.04.1440 Ladressage 802 4 plusieurs stations => adresse destinataire 4 adresse sur 16 bits pour un réseau isolé 4 adresse sur 48 bits pour des réseaux interconnectés 4 le mode dadressage permet lémission vers : –une station (unicast) –un groupe de station (multicast) –toutes les stations (broadcast = ff:ff:ff:ff:ff:ff )

41 30.04.1441 Ladressage 802 (suite) 4 adresse sur 16 bits –I/G = 0 adresse I ndividuelle de station –I/G = 1 adressage de G roupe I/G 1 bit 15 bits adresse constructeur

42 30.04.1442 Ladressage 802 (suite) 4 adresse sur 48 bits –I/G = 0 adresse I ndividuelle de station –I/G = 1 adressage de G roupe –U/L = 0 adressage international ( U niverselle) –U/L = 1 adressage propre ( L ocale) –22 bits constructeur : ISO/IEEE –24 bits de série : constructeur I/G 1 bit U/L 1 bit 46 bits adresse : 22 bits constructeurs 24 bits numéro de série

43 30.04.1443 Délai de propagation sur un bus 4 somme de 4 délais : –sur le câble physique longueur du câble / vitesse de propagation –temps de traversée des équipements démission et de réception –temps sur le câble de raccordement et de connectique –temps de traversée des éventuels répéteurs

44 30.04.1444 Délai de propagation (suite) 4 p = d1+2*(d2+d3)+i*d4 4 notion de «tranche canal» 4 silence inter-message (pour les échos éventuels) d1 d2 d3 d4

45 30.04.1445 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 0 : S1, S2, S3 nont rien à transmettre

46 30.04.1446 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 1 : S1 veut transmettre

47 30.04.1447 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 1 + DI : S1 commence à transmettre

48 30.04.1448 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS1S2 : S2 reçoit

49 30.04.1449 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS1S3 : S3 reçoit

50 30.04.1450 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 2 : S1 cesse démettre

51 30.04.1451 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 2 +

52 30.04.1452 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 2 + DPS1S2 : S2 cesse de recevoir

53 30.04.1453 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 2 + DPS1S3 : S3 cesse de recevoir

54 30.04.1454 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 0 : S1, S2, et S3 nont rien à transmettre

55 30.04.1455 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 1 : S1 veut transmettre et sans délai, S1 commence à transmettre

56 30.04.1456 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 1 + DPS1S2 : S2 reçoit

57 30.04.1457 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 1 + DPS1S3 : S3 reçoit

58 30.04.1458 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 2 : S2 veut transmettre!

59 30.04.1459 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 3 : S1 cesse de transmettre

60 30.04.1460 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 3 + DPS1S2: S2 cesse de recevoir S2 détecte la passivité du support et commence à émettre!

61 30.04.1461 CSMA/CD 4 Nécessité du délai inter-trame S1S2S3 Instant T 3 + DPS1S3: S3 cesse de recevoir les données de S1 et reçoit les données de S2 sans pouvoir faire la différence!

62 30.04.1462 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 : S3 veut transmettre et commence son décompte

63 30.04.1463 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + : S1 veut transmettre et commence son décompte

64 30.04.1464 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + DI : S3 commence à transmettre

65 30.04.1465 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI : S1 commence à transmettre

66 30.04.1466 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS3S2 : S2 commence à recevoir

67 30.04.1467 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS3S2 + : collision

68 30.04.1468 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS1S2 : S2 détecte la collision S2 arrête la réception

69 30.04.1469 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS3S1 : S1 détecte la collision S1 transmet la trame « abandon »

70 30.04.1470 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS3S1 : S3 détecte la collision S3 transmet la trame « abandon »

71 30.04.1471 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + DI + DPS3S1 + émission TA : S1 backoff S1 arrête de transmettre

72 30.04.1472 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS3S1 + émission TA : S3 backoff S3 arrête de transmettre et détecte létat passif

73 30.04.1473 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS3S1 + émission TA + DPS2S3: S2 détecte létat passif

74 30.04.1474 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS3S1 + émission TA + DPS1S3: S1 détecte létat passif

75 30.04.1475 CSMA/CD 4 Illustration de loccurrence dune collision S1S2S3 Instant T 1 + + DI + DPS3S1 + émission TA + DP : létat passif est détecté par tous

76 30.04.1476 Traitement des collisions 4 calcul dun délai de pénalité 4 algorithme du backoff 4 tirage aléatoire dun nombre n –si nombre de collisions consécutives NCC [1..10] alors : 0 n < 2 NCC –si nombre de collisions consécutives NCC [10..16] alors : 0 n < 2 10 –si 16 collisions consécutives => erreur non recouvrable 4 délai de pénalité = n * temps de propagation(512 bits)

77 30.04.1477 Traitement des collisions (exemple) 4 Exemple avec 2 stations : –1 ère collision S1/S2 probabilité nouvelle collision S1/S2 : 0.5 –2 ème collision S1/S2 probabilité nouvelle collision S1/S2 : 0.25 –3 ème collision S1/S2 probabilité nouvelle collision S1/S2 : 0.125 –4 ème collision S1/S2 probabilité nouvelle collision S1/S2 : 0.0625

78 30.04.1478 Trame IEEE 802 (RFC 1042) 10101010... 10101010 10101011 préambule délimiteur (SDF) adresse destination adresse source longueur/type LLC données PAD CRC 7 1 6 6 2 4 46-0 0-1500

79 30.04.1479 La sous-couche LLC Logical Link Control IEEE 802.2 LPDU (paquet encapsulé) Contrôle des erreurs et du flux 3 services : –type 1 : non garanti en mode non connecté –type 2 : échange fiable mode connecté –type 3 : accusé de réception en mode non connecté

80 30.04.1480 Internet 4 exemple 4 OSPF et BGP 4 TCP 4 Applications client/serveur

81 30.04.1481 ATM 4 caractéristiques 4 routage 4 contrôle de la QoS

82 30.04.1482 Achitecture TCP/IP application présentation session transport réseau liaison physique ARP RARP IP UDP TCP ping FTP TFTP BOOTP ICMP carte


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