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Les réseaux 2007. VI - La couche Transport Fiabilité: contrôle derreurs et de flux Multiplexage Lexpression « Qualité de Service » définie lobjectif de.

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1 Les réseaux 2007

2 VI - La couche Transport Fiabilité: contrôle derreurs et de flux Multiplexage Lexpression « Qualité de Service » définie lobjectif de cette couche

3 Le contrôle derreur Erreurs de transmission Pertes Ajouts Dysfonctionnement des communicants

4 Le contrôle de flux Eviter les problèmes: –Famine –Congestion Améliorer le rendement Réagir en cas d erreurs

5 Le contrôle de flux et pertes L exemple du cuisinier... Utilisation de la poste Pas de numérotation, ni contrôle des pertes Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel... Prendre un récipient : Casser les œufs Battre Ajouter sel,... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire...

6 Le contrôle de flux et pertes ex. de problèmes liés aux pertes Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire...

7 Le contrôle de flux et pertes Ordre de réception Acheter les ingrédients : Œufs Beurre sel... Prendre un récipient : Casser les œufs Battre Ajouter sel,... Prendre la poêle Mettre du beurre Chauffer Mettre les œufs Cuire... ? Et aussi, taille de la boite, vitesse de lecture...

8 Le contrôle de flux et pertes Solutions : –Numéroter Ok pour l ordre Pertes ? –Demander un Accusé –Envoyer plusieurs lettres

9 Le contrôle de flux et pertes Deux protocoles –Simple, avec accusé de réception à chaque trame –Un peu plus compliqué, avec fenêtres d anticipation/acquittement

10 Le contrôle de flux Protocole simple Détection d erreur (CRC) Un mécanisme d acquittement Une transmission seffectue donc de la manière suivante : –A émet sa trame de données 0 (DATA 0). –B reçoit la trame et la vérifie. –B émet une trame dacquittement (ACK 0) –A reçoit la trame ACK 0 et émet sa 2ème trame...

11 Le contrôle de flux Protocole simple A B

12 Simple ! Peu efficace : Attentes Mais existe (ex : Kermit) Ne gère pas le flux ! (Ajouter Xon, Xoff) Gestion des erreurs par NACK Gestion des pertes par temporisation Autres solutions ? Double émission...

13 Notion de Fenêtre Considérons une « Fenêtre de taille n » qui se déplacera le long de la suite ordonnée des trames de données de la station émettrice A. –A va émettre les n trames de la fenêtre les unes après les autres sans attendre dacquittement –Pour chaque trame reçue sans erreur, B émet les trames dacquittement correspondantes. –Lorsque A reçoit l ACK de la1ère trame de la fenêtre, elle décale la fenêtre dune trame et émet donc la n+1 ème trame….

14 Le contrôle de flux par fenêtre 2 types de trames –Trames de contrôle S –Trames de données I (Data) Chaque Trame I comporte (outre les données), deux compteurs : –N : Numéro de la trame –R : Nombre de trames bien reçues Bidirectionnel

15 Le contrôle de flux par fenêtre Les compteurs sont modulo... 8 (par ex.) N commence impérativement à 0 !!! Une trame I reçue par A en provenance de B contient: –des données de l échange B -> A –un compteur qui accuse réception de toutes les trames I de l échange A -> B, portant un numéro < à R

16 Le contrôle de flux par fenêtre Les trames S contiennent deux infos –R, comme précédemment –Type : RR : Receive Ready RNR : Receive Not Ready REJ SREJ...

17 Le contrôle de flux par fenêtre échange unidirectionnel - fenêtre de taille 3 A N RN R B

18 Le contrôle de flux par fenêtre Bidirectionnel - fenêtre de taille 3 A N RN R B

19 Le contrôle de flux par fenêtre Reprise sur erreur par rejet classique –On envoie une Trame REJ, qui porte un R –Accuse réception des R trames inférieures –Demande la reprise à partir de la trame R Reprise sur erreur par Rejet sélectif –On envoie une trame SREJ –Accuse réception des R trames inférieures –Demande la réémission de la trame R

20 Le contrôle de flux par fenêtre REJ –Provoque la re-émission de toute la fenêtre Perte de temps Occupation de la BP –Intéressant si plusieurs erreurs successives –Intéressant si les fenêtres sont petites SREJ –Conserve les trames bien reçues ( > R) –Efficaces : si peu d erreurs si on a des grandes fenêtres

21 VII – Les Equipements dinterconnexion Interconnexion dans les réseaux Interconnexion de réseaux

22 Interconnexion dans les réseaux Le répéteur: unité de couche 1 Amplifie et resynchronise les signaux Nagit quau niveau du bit il ne regarde aucune autre information, doù son appartenance à la couche physique Permet de raccorder plusieurs segments éloignés dun réseau local, mais ne permet pas de dépasser certains paramètres de délai maximun

23 Interconnexion dans les réseaux Le concentrateur: unité de couche 1 Terminologie anglo-saxonne : HUB Prend un signal entrant et le répète sur chaque port Cest un répéteur multiports Permet de connecter simplement un grand nombre dordinateurs du réseau Linformation est transmise à tous

24 Interconnexion dans les réseaux port, carte réseau: unité de couche 2 Fait le lien avec le média du réseau par ses connecteurs: RJ45,AUI,BNC,… Convertit le signal électrique du média en bits. Reconnaît une adresse qui est ladresse physique de lordinateur dans le réseau Organise la mise en trame Contrôle laccès au média

25 Carte réseau Ethernet

26 Interconnexion dans les réseaux Le pont: unité de couche 2 Filtre le trafic sur un réseau en regardant ladresse physique de destination de la trame Permet de segmenter un réseau en sous- réseaux En éliminant le trafic inutile, les ponts réduisent les congestions et les collisions

27 Fonctionnement des ponts Un pont crée, pour chacun des segments quil contrôle une table de toutes les adresses physiques situées sur ce segment; il possède donc une table par segment Quand un trame arrive dun segment, le pont compare son adresse physique de destination à celles contenues dans la table de ce segment Si ladresse de destination concerne un ordinateur du même segment de réseau que lordinateur source, le pont achemine cette trame sur ce segment mais ne la propage pas aux autres segments du réseau Sinon, il achemine la trame à tous les autres segments Donc,si une trame nest pas locale à un segment, le pont lémet sur tous les autres segments du réseau; il est comme un répéteur. Ceci nest pas très efficace dans les réseaux ayant beaucoup de segments.

28 Interconnexion dans les réseaux

29 Interconnexion dans les réseaux Le commutateur: unité de couche 2 Terminologie anglo-saxonne : Switch Cest un pont multiport; chaque port du commutateur est un pont Contrairement au pont, si linformation nest pas locale à un segment, le commutateur cherche le bon segment grâce à ses tables Il permet datténuer la congestion des réseaux

30 Le Commutateur

31 Le commutateur

32 La Commutation en parallèle Lignes extérieuresLignes intérieures Permet n connexions simultanées Limité uniquement par la bande passante interne (le nombre de « fils » Puissance = nombre de liaisons internes Une révolution venue de la téléphonie

33 Interconnexion dans les LAN Létoile et la paire torsadée Un câble par station Câbles bon marché (type téléphone) Fonctionnement équivalent à un segment unique (bus) Facilité d affectation des prises RJ45 Concentrateur Réseau

34 Létoile et la paire torsadée Détection immédiate des pannes Les autres stations ne sont pas perturbées

35 Répartiteur téléphonique Hub ou Switch Bureau Un système de câble pour tout type d équipement Des prises banalisées dans les bureaux Les prises sont ramenées à un Répartiteur général Un panneau de brassage fait les liaisons Prises banalisées Répartiteur Général Le cablage

36 Interconnexion de réseau Le Routeur: unité de niveau 3 Cest un dispositif qui recherche la meilleure route pour la transmission Utilisé pour la connexion de réseaux hétérogènes ou à travers des liaisons à distance Alors que le pont travaille avec les adresses physiques (niveau 2), le routeur utilise les adresses logiques (niveau 3) qui sont indépendantes de la nature du réseau A cause de cela, il est plus lent que le pont ou le commutateur Il peut aussi faire du filtrage

37 Le routeur

38 Interconnexion de réseau le routeur : filtrage EDSDonnées Emetteur * Destinataire Serveur Mail Service Mail Consultation de la table des autorisations Transfert autorisé (ou demande rejetée) Autorisé ? Oui

39 Récapitulatif historique Le besoin d'accroître la distance entre les ordinateurs a mené au développement du répéteur (un concept emprunté à d'autres technologies de télécommunications). Le besoin d'une connectivité accrue dans un groupe de travail ont mené au concentrateur. En tant qu'unités de couche 1, les répéteurs et les concentrateurs n'examinent pas l'information qui passe par eux.Les limites du concentrateur, soit le fait qu'il ne filtre pas du tout le trafic réseau, sont devenues apparentes avec l'augmentation des PC connectés aux concentrateurs se partageant la largeur de bande. Le pont a alors été introduit comme moyen de filtrer le trafic réseau en trafic local et non local; comme ce filtrage est accompli au moyen des adresses de couche physique, le pont est considéré comme une unité de couche 2. Les ponts ont été introduits pour segmenter les réseaux en plus petits domaines de collision. L'idée de base des ponts a été combinée à la connectivité (densité de ports) des concentrateurs, donnant ainsi naissance au commutateur, un pont multiport. Le commutateur, qui est aussi une unité de couche 2 dont les décisions d'acheminement reposent sur les adresses physiques, offre une grande densité de ports (connectivité) et une largeur de bande spécialisée entre deux PC en communication. Avec la croissance des réseaux, la diversité de plates-formes, de protocoles et de médias, la distance géographique entre les ordinateurs, le nombre d'ordinateurs désirant communiquer, tous ces éléments ont mené au développement du routeur – une unité de couche 3 qui sélectionne la meilleure route et prend des décisions de commutation fondées sur les adresses logiques des réseaux.

40 Interconnexion de réseau

41 Bibliographie Installer et configurer un routeur Cisco Chris LewisEyrolles Cisco Installation Configuration Utilisation George C SackettEyrolles IP Routing Fundamentals Mark SportackCisco Press Configuration IP des routeurs Cisco Innokenty RudenkoEyrolles

42 VIII – TCP / IP Transmission Control Protocol et Internet Protocol Cest un ensemble de conventions pour linterconnexion des réseaux et le routage des informations au sein de ces réseaux Cette technique a prouvée sa viabilité à grande échelle dans Internet TCP et IP sont des protocoles de communication pour échanger des messages. Ils décrivent: - la structure des messages - le comportement des ordinateurs - la gestion des erreurs

43 TCP/IP et OSI

44 Vue générale de TCP-IP Appli Trans. Res. RloginTelnetFTPX XDR UDPTCP IP, ARP, RARP, ICMP … Couches Liaison & Physique (Ethernet par ex.) SMTPSNMPHTTP

45 Les adresses Internet ou IP Linternet TCP/IP est un réseau virtuel constitué dun ensemble de réseaux interconnectés par des routeurs Ladressage logique est donc lélément essentiel pour masquer les différences physiques

46 Les adresses Internet ou IP

47

48 Les types d adresses de IPV4 A (0) 0 à 127 –réseau sur 7 bits –machine sur 24 bits –126 réseaux de 16 millions de machines B(10)de 128 à 191 –réseau sur 14 bits –machine sur 16 bits –environ réseaux de machines C(110)de 192 à 223 –réseau sur 21 bits –machine sur 8 bits –2 millions de réseaux de 254 machines D -> le multicast (adresses de groupe)

49 Ladresse de réseau et de diffusion Une adresse IP se terminant par des 0 dans le champ « hôtes » est ladresse du réseau complet Une adresse IP se terminant par des 1 dans le champ « hôtes » est ladresse de diffusion; elle permet denvoyer des données à toutes les unités du réseau Adresse dhôte: Adresse du réseau: Adresse de diffusion:

50 Les adresses Internet ou IP Les problèmes - adressage mondial géré par un organisme - saturation du nombre dadresses Les solutions - sous-adressage par masque - la translation dadresse:NAT - lextension de lespace adressable:IPV6

51 Sous réseaux En plus du gaspillage des adresses IP, la création de sous- réseaux permet la réduction de la taille des domaines de diffusion qui occasionne des congestions dans les réseaux

52 Sous-réseau et masque Seul le champ « Hôte » de ladresse IP peut-être découpé en « sous-réseau » + « hôte » Un masque de sous-réseau utilise le même format que celui de ladresse IP: 32 bits La portion réseau et sous réseau du masque contient des 1 et la portion « hôte » des 0 Par défaut si aucun sous-réseau nest crée, le masque contient des 1 dans la portion « réseau »

53 Masque de sous-réseau

54 Adresse de sous-réseau adresse du sous-réseau = adresse hôte. masque

55 Adresse de sous-réseau adresse du sous-réseau = adresse hôte. masque

56 Adressage dans les sous-réseaux

57 Optimiser le choix de répartition hôtes / sous-réseaux Des blocs entiers dadresses IP commençant par les identificateurs dadresses de réseau ou de diffusion sont gaspillées. Il faut un compromis acceptable

58 Les adresses privées Certaines plages dadresses IP dans les 3 classes ne sont pas attribuées Cela permet daugmenter le nombre de machines dun réseau, lorsque le nombre dadresses publiques est limité; bien sur, ces machines ne peuvent pas sortir du réseau, mais elles peuvent communiquer avec les autres selon le même protocole TCP/IP

59 Mappage: adresses IP - adresses MAC Une adresse IP est affectée à tout ordinateur faisant partie dun internet TCP/IP A terme les données sont encapsulées dans les trames de la couche 2 qui ne connaît que les adresses physiques (MAC) La mise en correspondance de ladresse IP et de ladresse MAC est le mappage Cette correspondance est notée dans une table de façon statique ou dynamique.On lappelle table ARP (protocole de résolution dadresses)

60 Protocole de Résolution dAdresses Pour trouver ladresse MAC dune unité de destination, la source consulte sa table ARP Si elle ne trouve pas cette adresse, elle déclenche une requête ARP Cest un paquet qui est envoyer à toutes les unités du réseau avec ladresse IP de destination et une adresse MAC de diffusion (FF.FF.FF.FF.FF.FF) Si ladresse IP dun ordinateur correspond à ladresse IP de destination, il répond en envoyant son adresse MAC à la source qui complète ainsi sa table ARP

61 Requête ARP locale

62 Requête ARP pour un réseau distant Un ordinateur ne peut pas envoyer une requête ARP a un réseau distant car comme se sont des adresses de diffusion, elles ne sont pas acheminées par les routeurs

63 Tables ARP des routeurs Les tables ARP des routeurs présentent deux différences par rapport à celles d'autres tables ARP. Premièrement, les tables ARP des routeurs contiennent les paires d'adresses MAC - IP de plusieurs réseaux (alors qu'un hôte donné tient des tables ARP uniquement des autres hôtes de son réseau). Deuxièmement, la table ARP du routeur conserve la trace de l'interface par laquelle passe la voie vers une paire Adresse MAC - Adresse IP donnée. Le routeur a besoin de cette information pour choisir la meilleure voie et commuter les paquets.

64 La couche réseau de TCP/IP IP assure le routage des messages ICMP transmet et contrôle les messages ARP détermine les adresses MAC pour les adresses IP RARP fait linverse

65 Protocole IP: les datagrammes

66 VER - numéro de version HLEN - longueur de l'en-tête, en mots de 32 bits type de service de traitement du datagramme longueur totale - longueur totale (en-tête + données) identification, repères, fragmentation TTL - durée de vie minimum protocole de couche 4 ou 3 qui envoie le datagramme. contrôle de l'en-tête - contrôle derreur sur l'en-tête. adresse IP source et adresse IP destination 2x32 bits options IP - vérification de réseau, de sécurité.

67 Protocole IP: le routage Il existe des protocoles de routage: RIP, IGRP, OSPF,….

68 Protocole de routage : RIP Routage à vecteur de distance Métrique = sauts, maximum 15 Mise à jour diffusée toutes les 30 secondes

69 Protocole ICMP: erreurs-supervision Ce sont des messages qui sont délivrés par le routeur en cas derreurs

70 Protocole ICMP Si un routeur reçoit un paquet qu'il est incapable de livrer à sa destination finale, le routeur envoie à la source un message ICMP: « destination inaccessible»

71 Protocole ICMP La commande PING permet de connaître la présence dun ordinateur.Elle génère un message ICMP Une réponse décho est alors attendue Mais les messages peuvent être tout autre

72 Protocole RARP Ladresse physique de lordinateur est lélément unique lidentifiant Un ordinateur peut obtenir son adresse IP ou celle dun autre en sadressant à un serveur RARP RARP est dérivé du protocole ARP

73 La couche transport de TCP/IP TCP - Fiable -Divise les messages sortants -Assemble les messages entrants - Renvoie un message non reçu UDP - absence de fiabilité - sans confirmation

74 Notion de port TCP et UDP utilisent des numéros de port (ou de prise) pour transmettre de l'information aux couches supérieures. Les numéros de port servent à distinguer les différentes conversations qui circulent simultanément sur le réseau Les numéros inférieurs à 255 sont réservés aux applications publiques. Les numéros de 255 à 1023 sont attribués aux entreprises pour les applications à commercialiser.

75 TCP Mode connecté Fiable –Ouverture –Fermeture Contrôle de flux/pertes/erreurs –Fenêtres au niveau octet –Négociation de la taille des fenêtres –Pas de trame de supervision, pas de rejet

76 Segment TCP

77 port source - numéro du port demandeur port de destination - numéro du port demandé numéro de séquence - numéro utilisé pour assurer la bonne séquence des données entrantes. numéro d'accusé de réception - prochain octet TCP attendu HLEN - nombre de mots de 32 bits contenus dans len-tête réservé - réglé à zéro bits de code – qui détermine la nature du segment fenêtre - nombre d'octets que l'émetteur est prêt à accepter total de contrôle – erreur calculée sur len-tête et les données pointeur d'urgence - indique la fin des données urgentes option un - taille maximale d'un segment TCP données - données du protocole de couche supérieure

78 Segment TCP Les bits de code URG=1 si le champ »pointeur urgent est positionné ACK=1 si le champ « n° dacquitement est significatif EOM=1 indique la fin du message RST sert à réinitialiser la connexion SYN sert à établir la connexion FIN indique que lémetteur na plus de données

79 Etablir une connexion TCP

80 UDP Datagramme Contrôle derreurs sur les données reçues Pas de contrôle des pertes Pas de contrôle de flux Simple, Rapide Ce n est pas un protocole de niveau 4...

81 Segment UDP Le protocole UDP n'offre pas de numérotation, ni d'accusés de réception; il ny a pas non plus de retransmission.Cest la couche application qui doit assurer la fiabilité au besoin.


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