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Ethernet 10 : Briques de base Création en 1991 – Jean-Luc Archimbaud (UREC) Modifications –1993, 1995 Jean-Paul Gautier (UREC) –1995 Danielle BARTHE (LAAS),

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1 Ethernet 10 : Briques de base Création en 1991 – Jean-Luc Archimbaud (UREC) Modifications –1993, 1995 Jean-Paul Gautier (UREC) –1995 Danielle BARTHE (LAAS), –1998 Bernard Tuy (UREC) – Christian Hascoët (CCR)

2 ARS 00/012 PLAN Éléments de base du réseau ethernet Contraintes topologiques et physiques –Exemple dEthernet/norme Dépannage - Surveillance de base

3 ARS 00/013 Réseau Ethernet : Topologie (1) Un réseau Ethernet peut être formé de plusieurs segments, raccordés entre eux par des répéteurs 2 types de segments –Câble coaxial avec stations –Segment de liaison (liaison point à point) sans station Entre une station (coupleur Ethernet) et le coaxial, on a : –Câble de transceiver (câble de descente, drop câble) –Le transceiver lui-même

4 ARS 00/014 Réseau Ethernet : Topologie (2) Le + long chemin entre 2 DTE = Domaine de collision –3 segments avec machine(s) –2 segments de liaison sans machine –4 répéteurs –2.5 km (si réseau tout en coaxial) + drops Temps total de propagation aller/retour de la trame : –RTD < 512 temps bit (51.2 µs) (Round Trip Delay) Segment Coaxial Segment Liaison Segment Coaxial Segment Liaison Segment Coaxial Répéteur Répéteur Répéteur Répéteur.

5 ARS 00/015 Réseau Ethernet : Topologie (3) Segment coaxial –Atténuation maximale 17 dB/km à 10 MHz –Signal Asynchrone en bande de base Encodage Manchester (front montant = 1) 2 niveaux : +2 V et -2 V –Taux d'erreur désiré < –Protection reliée à une terre commune au réseau

6 ARS 00/016 Réseau Ethernet : Topologie (4) Segment coaxial –Délai de propagation de la trame < temps bit –Longueur 500 m (due au délai de propagation + atténuation) –100 transceivers maximum par segment –Problème de réflexion : Á chaque extrémité du segment : une terminaison (bouchon de 50 ) Câble marqué par un cercle tous les 2,5 m Plusieurs sections de câble coaxial : –Reliées par des connecteurs qui peuvent introduire une réflexion du signal. –Longueurs de section imposées : 23.4 m ou 70.2 m ou 117 m (% à )

7 ARS 00/017 Réseau Ethernet : Topologie (5) Segment de liaison (sans machine) –Aussi appelé IRL (Inter Repeater Link) Voir FOIRL pour la Fibre Optique –Liaison point à point (entre 2 segments Ethernet) –Délai de propagation de la trame < temps bit –Un répéteur à chaque extrémité –Si utilise du coaxial : longueur 500 m

8 ARS 00/018 Réseau Ethernet : Topologie (6) Dimensionnement du réseau –Règle : 5 segments / 4 répéteurs / 3 liaisons avec machines / 2 liaisons sans machines –Vrai pour le coaxial (10 base 5 et 10 base 2) –Conseil pour 10 base T : Essayer de se limiter à 2 répéteurs en cascade –Calcul nécessaire du RTD avec FO, car atténuation beaucoup + faible

9 ARS 00/019 Câble transceiver ou AUI AUI: Attachment Unit Interface (prise des câbles de descente, drop câble, câble AUI) Relie le transceiver et le coupleur Ethernet Longueur < 50 mètres (normalisée). Version simplifiée (Ø réduit) limitée à 7 mètres. Connecteur SUB-D 15 points ou prise AUI –mâle : côté station –femelle : côté transceiver

10 ARS 00/0110 Câble transceiver ou AUI (2) Câble protégé constitué de 4 ou 5 paires torsadées avec une protection (paire = 3 fils) Câble (complet) blindé avec 5 paires : Paire émission : (3-10 / 4 blindage) Paire réception: (5-12 / 1 blindage) Paire alimentation : (6-13 / 14 blindage) Paire collision: (2-9 / 5 blindage) Paire de contrôle: (7-15 / 8 blindage)

11 ARS 00/0111 Câble transceiver ou AUI (3) Paire de contrôle Contrôle en entrée : transceiver vers coupleur –Transceiver prêt à transmettre ou non prêt à transmettre (optionnel) –Erreur de qualité du signal (SQE). »Émis quandCollision (possible à tout instant) SQE test (fin d'émission de trame) Tronque une trame émise (jabber) Contrôle en sortie : coupleur vers transceiver (optionnel). Ordonne au transceiver de : –S'isoler du câble (mode moniteur) –Passer en mode normal (après reset ou isolation) –Se mettre prêt à transmettre

12 ARS 00/0112 Prise AUI Sur le connecteur 15 points AUI mâle sur le transceiver : –Possibilité de brancher le transceiver avec une prise adaptée au médium utilisé RJ45 pour la paire torsadée BNC pour le coaxial fin Connecteur ST pour la fibre …. Femelle : sur les stations, répéteurs, ponts, routeurs

13 ARS 00/0113 Transceiver (1) Appelé MAU : Medium Attachment Unit Alimentation électrique par la station (par AUI) Vampire (cas particulier du gros coaxial) –Boîtier avec 2 pointes qui percent le câble –1 qui va jusqu'à l'âme (véhicule les données) –1 qui va jusqu'à la protection (référence) –Avantages : pose sans couper le câble et sans interrompre le trafic –Désavantages : Précautions pour ne pas couper l'âme

14 ARS 00/0114 Transceiver (2) Transmettre et recevoir des bits Détecter les collisions Fonction jabber, et fonction moniteur optionnelle 2 modes de fonctionnement –Normal : reçoit et transmet tous les bits –Moniteur (ou mode isolé pour test) : Ne transmet pas les bits venant du coupleur Reçoit les bits venant du câble Détecte les collisions

15 ARS 00/0115 Transceiver (3) Jabber : Coupe une station en dysfonctionnement –Intervient entre 20 ms et 150 ms après le début de l'émission –Tronque la trame et active le signal de présence de collision –Rien n'est envoyé sur le segment –Réinitialisation automatique Signal SQE : Transceiver vers DTE –Principalement pour prévenir le DTE de collision –Après la fonction jabber –Test SQE : pour valider le circuit de détection de collision

16 ARS 00/0116 Transceiver (4) Retard induit par un transceiver –Sans collision sur segment coaxial < 6 temps bit –Sans collision sur segment de liaison < 3 temps bit –En détection de collision < 17 temps bit Sert pour le calcul du RTD

17 ARS 00/0117 Multi transceiver Appelé aussi Fanout Remplace N (souvent 8) transceivers Cascade maximale de 2 Fanout (64 transceivers) Évite lutilisation individuelle de transceivers vampire si beaucoup de machines locales, 1 prise AUI femelle et 8 prises AUI male (transceiver)

18 ARS 00/0118 Répéteur Fonctions de base : –Permet l'extension du réseau –Régénérer électroniquement le signal –Répétition bit à bit sur les autres segments –Délai de propagation environ < 7.5 temps bit –Collision "externe" : Extension de fragment (96bits) –Collision "interne" : génère "jam" (32 bits)

19 ARS 00/0119 Le + long chemin d'un réseau IEEE Liaison 25.6 Liaison 25.6 Drop Transceiver

20 ARS 00/0120 Le + long chemin d'un réseau IEEE Évaluation du RTD (10 base 5) : Cas le + défavorable Chemin Aller Chemin Retour Câble de transceiver10 * 2.57Câble de transceiver10 * 2.57 Transceiver6 * 6 Transceiver3 * 6 Transceiver liaison4 * 3 Transceiver liaison2 * 3 Transceiver collision5 * 17 Répéteurs4 * 7.5Répéteurs4 * 7.5 Segment 3 * Segment de liaison2 * 25.64Segment de liaison2 * Total aller 220 bit timeTotal retour 280 bit time

21 ARS 00/0121 Support : câble coaxial 10Base5 (1) 10 comme 10 Mb/s, Base = Baseband, 5 = 500 m Coaxial 50. Ø 10 mm Gros Ethernet (Thick) Longueur maximale : 500 mètres. Atténuation : 8,5 dB pour 500 m à 10 Mhz Coefficient de vélocité : 0,77c Topologie bus, transceiver vampire Nombre maximum de transceiver : 100 espacé de 2.5 m (câble marqué tous les 2.5 m à cet effet).

22 ARS 00/0122 Support : câble coaxial 10Base5 (2) Connecteur AUI (Sub-D 15 points). Avantages : –Très bien normalisé, depuis longtemps –Pas de perturbation quand on ajoute une station –Peu dépendant des "erreurs" des utilisateurs Désavantages : –Coût, difficilement maniable, longueur des ajouts... –Transceiver vampire non récupérable quand on enlève une station

23 ARS 00/0123 Supports : câble coaxial 10Base2 (1) Coaxial 50. Ø 4.6 mm. Ethernet fin (Thin) Longueur maximale : 185m. (10Base2 200 m) Atténuation : 8.5 dB pour 185 m à 10 Mhz Coefficient de vélocité : 0,65c Topologie en bus avec 30 transceivers au maximum espacés de 0.5m mini (tronçons de longueur quelconque) Connecteur BNC. Distance bus-transceiver < 4cm (!pas de rallonge)

24 ARS 00/0124 Supports : câble coaxial 10Base2 (2) Avantages : –Le moins cher, –Très maniable, avec distances correctes Désavantages : –Pas de prise murale "sans danger" –Si on enlève un transceiver (volontairement pour ajouter une station ou "involontairement"), on arrête tout le réseau

25 ARS 00/0125 Supports : Câble Paires torsadées (1) 10BaseT (T comme Twisted Pair) Câbles 2 paires torsadées 100 non blindés (UTP). 0,405mm (AWG 26) < Ø < 0,644 mm (AWG 22). 7 rotations par pied (30 cm). Atténuation : 11,5 dB pour 100 m entre 5 et 10 Mhz Coefficient de vélocité : 0.66c

26 ARS 00/0126 Supports : Câble Paires torsadées (2) Topologie physique en étoile (liaison point à point). Longueur maximale station/répéteur : 100 m Connecteur RJ45. 2 paires (émission/réception) Avantages : Câble universel, utilisé pour de plus haut débit ethernet Insensible aux erreurs de manipulation des utilisateurs Désavantages: Limitations en distance

27 ARS 00/0127 Supports : Câble Paires torsadées (3) Link détection –Absence de trames => test de la qualité de la liaison –Envoi de Link Test Pulse –Liaison défectueuse = Aucun signal reçu durant un intervalle de 50 à 150 ms –Remise en fonction automatique si 2 à 10 Link Test Pulse consécutifs sont reçus

28 ARS 00/0128 Supports : Câble Paires torsadées (4) Schéma câblage : câble droit 2 paires émission/réception Broche Broche

29 ARS 00/0129 Câbles croisés Connexion de machines de même type (Station vers station, répéteur vers répéteur) Pour FO : simple inversion des fibres BrocheFonction 1TX+ 2TX- 3RX+ 4Inutilisé 5Inutilisé 6RX- 7Inutilisé 8Inutilisé BrocheFonction 1TX+ 2TX- 3RX+ 4Inutilisé 5Inutilisé 6RX- 7Inutilisé 8Inutilisé

30 ARS 00/0130 Supports : Fibre optique 1989 : FOIRL et 1992 : 10 base F Distance maximale : 2000 m, 2 fibres Transceiver optique : optique électrique Fibre multimode 62.5/125 µm Liaison point à point (attention au RTD longue distance) Avantages : Insensible aux perturbations, distances Désavantages : Coût

31 ARS 00/0131 Calcul du RTD Médias –Câble AUI : 2,5750 m –Câble 10 base 2: 9,5185 m –Câble 10 base 5: m –Câble 10 base T: 5,66100 m –Fibre 10 base F : m Matériel –Transceiver: 6 (réception) / 3 (émission) / 17 (collision) –Répéteur: 7,5

32 ARS 00/0132 Supports : Bilan Coaxial gros et fin obsolète (de - en - de matériel disponible) L'avenir est à la paire torsadée en pré-câblage ou post-câblage, à l'intérieur des bâtiments Entre des bâtiments, utiliser la fibre optique Tous les supports peuvent être mixés Ethernet est un jeu (avec règles) de construction

33 ARS 00/0133 Dépannage Surveillance (1) Trouver la cause des dysfonctionnements La principale cause de panne : Le câblage –Solutions : Installer un câblage propre, adapté à l'environnement, segmenté Bien connaître son réseau : carte à jour –Pour trouver la panne : Méthode empirique (déplacement bouchon de terminaison) Suivre le parcours du câble (voir les dernières interventions) Analyseur (très cher) ou valises de test (câblage) –Le câblage constitue la fondation du réseau

34 ARS 00/0134 Dépannage Surveillance (2) Un réseau Ethernet peut s'écrouler : diffusion La charge dépend de nombreux facteurs –Transceiver, coupleur, répéteur,... matériel défectueux –Parfois erreur de configuration de routage réseau (re-direction) Ethernet chargé à 5 Mb/s est trop chargé Taux de collision élevé > 10 % des trames transmises –voir également netstat (commande Unix), tcpdump … –Surveillance des compteurs des machines réseau (voyants aussi) –Intéressant d'avoir l'évolution de la charge Il faut procéder par dichotomie : Isoler chaque segment et/ou déconnecter les stations...

35 ARS 00/0135 Dépannage Surveillance (3) Valises de tests : –Pour câble cuivre ou pour fibre optique –Indique la distance de coupure d'un coaxial –Mesure de budget optique –Permet de connaître l'état du câblage –Obligatoire pour faire la recette d'un réseau Ethernet

36 ARS 00/0136 Dépannage Surveillance : Analyseur Logiciel + Carte Ethernet (équipement professionnel) Très cher Bonne connaissance des protocoles nécessaire Générer du trafic, simuler un protocole Cumuler des indicateurs et établir des statistiques Cerner des problèmes sur les protocoles, au dessus d'Ethernet –Impossible de se connecter par telnet, –L'analyseur permet de connaître le contenu du dialogue entre 2 stations. Plus généraliste : la station d'administration Très utile sur un réseau de taille importante

37 ARS 00/0137 Conseils Être maître de son réseau Connaître son réseau et suivre son évolution Connaître la fonction de chaque élément Connaître les protocoles utilisés Noter toutes les modifications du réseau Surveillance avec analyseur et/ou par station d'administration de réseau SNMP –SNMP : Simple Network Management Protocol


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