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

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

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

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

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

8 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 Ethernet : architecture originale R. Metcalfe ( 1976 )

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

11 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 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 Ethernet : cablâge (suite)

14 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 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 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 : y 105: z x,y|«hello» x

17 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 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 : x x x,y|«hello»

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

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

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

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

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

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

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

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

31 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:E Table E D:d E3 E2

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

34 Eléments du modèle 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 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 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 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 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 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 Ladressage 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 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 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 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 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 CSMA/CD 4 Transmission sans problème S1S2S3 Instant T 0 : S1, S2, S3 nont rien à transmettre

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

76 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 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 : –4 ème collision S1/S2 probabilité nouvelle collision S1/S2 :

78 Trame IEEE 802 (RFC 1042) préambule délimiteur (SDF) adresse destination adresse source longueur/type LLC données PAD CRC

79 La sous-couche LLC Logical Link Control IEEE 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 Internet 4 exemple 4 OSPF et BGP 4 TCP 4 Applications client/serveur

81 ATM 4 caractéristiques 4 routage 4 contrôle de la QoS

82 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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