Département Informatique Les Réseaux Informatiques Couche Liaison Protocole Ethernet Laurent JEANPIERRE

Département Informatique 2 Information préalable Ce cours est disponible sur le wiki En général un peu avant le CM …/LaurentJeanpierre …/view.php?id=641

Département Informatique 3 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 4 Rôle de la couche Liaison Couche liaison de données Allocation du canal Données  Trame Trame  bits  couche 1 Couche 1  bits  trame Adressage physique Qui est concerné ? Gestion des erreurs Détection ? Correction ? Couche Physique LLC MAC

Département Informatique 5 Historique d’Ethernet 1980 : Première version « Blue Book » Digital, Intel, et Xerox 10 Mbit/s Bus en 10Base : Seconde version 1985 : Norme IEEE : Norme IEEE 802.3u  100 Mbit/s

Département Informatique 6 Objectifs du protocole Liaison de données à 10 Mbit/s Faible coût Réseau égalitaire Pas de priorité Pas de censure Erreur souhaitée < < 1 bit faux pour bits envoyés

Département Informatique 7 Principes de fonctionnement Topologie en bus, Pas de boucle Communication en bande de base Pas de modulation  Simplicité 1 baud = 1 bit/s Transfert par diffusion passive Circulation autonome des données Chaque station reçoit toutes les données Pas de trames simultanées

Département Informatique 8 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 9 Notion de trame Chaque station reçoit toutes les données Emetteur d’une trame ? Destinataire d’une trame ? Ajout d’un bordereau d’envoi Entête de trame Adresse destination Adresse source Notion de trame structurée

Département Informatique 10 Trame de données Destination Adresses MAC

Département Informatique 11 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 12 Reconnaissance des trames Reconnaître le début de trame ? Pas de données, pas de signal ? Présence de signaux transitoires Synchronisation récepteur/émetteur Nécessité d’un préambule Ensemble d’octets connus Permet de synchroniser les horloges Ne transmet pas d’information  perte non gênante

Département Informatique 13 Trame de données DestinationPréambule

Département Informatique 14 Le préambule Réception du préambule en cours de route Déjà commencé (transitoires) Depuis quand ? Nécessité de marquer la fin du préambule Insertion d’un « Start Frame Delimitor » Caractère spécial Suit le préambule Précède les données

Département Informatique 15 Trame de données DestinationPréambuleSFD

Département Informatique 16 Comment reconnaître la fin de trame ? Plus de données ? Selon le code utilisé, pas toujours possible Présence de signaux transitoires Solutions Marqueur de fin SONET / SDH Longueur de trame Norme Reconnaissance des trames (2)

Département Informatique 17 Trame de données DestinationPréambuleSFD Norme DestinationPréambuleSFD Norme Ethernet II Long Type

Département Informatique 18 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 19 Le problème des erreurs Ajout de bruit au signal Modifie les données Réductible, mais inévitable  Ajout de redondance avant émission Code détecteur d’erreur (CRC) Recalcul à la réception Différence  modification données  destruction de la trame endommagée  Silence inter – trames de 9,6  s Impossible de mélanger deux trames

Département Informatique 20 Trame de données DestinationPréambuleSFD Norme DestinationPréambuleSFD Norme Ethernet Long Type CRC

Département Informatique 21 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 22 Le cas Ethernet Codage Manchester Préambule : 7 octets = AA h Donnée régulière  synchronisation des horloges Start Frame Delimitor : 1 octet = AB h Fin du préambule, début des données

Département Informatique 23 Le cas Ethernet (2) Informations

Département Informatique 24 Adresses MAC Norme octets 3 octets constructeur 3 octets numéro de série  adresse UNIQUE au monde 1 Adresse de Broadcast (diffusion) FF-FF-FF-FF-FF-FF

Département Informatique 25 Trame de données DestinationPréambuleSFD Norme DestinationPréambuleSFD Norme Ethernet Long Type CRC 7 octets16624

Département Informatique 26 Bilan 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

Département Informatique 27 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 28 Acquisition du canal Le problème : Chaque machine peut utiliser le canal Pas d’arbitre donnant la parole Comment ne pas parler simultanément ? La solution Ethernet/802.3 CSMA : Carrier Sensing Multiple Access « Conversation civilisée » On n’interrompt pas une communication On écoute, on attend la fin, et on enchaîne

Département Informatique 29 Collision, vous avez dit collision ? DTE1DTE2 Collision ! DTE2 voit la collision DTE1 ne voit rien !

Département Informatique 30 Comment faire ? Méthode CSMA / CD CSMA with Collision Detection Chaque station vérifie son message Si collision Arrêt d’émission Attente aléatoire Ré-émission

Département Informatique 31 Collision inaperçue Dans l’exemple: DTE2 voit la collision DTE1 ne voit rien DTE2 ré-émet sa trame, puisque collision DTE1 en reçoit une deuxième copie !!!  Eviter les collisions discrètes Eviter les trames trop courtes Limiter la longueur du réseau

Département Informatique 32 La solution Ethernet La norme impose : Round-Trip-Delay < 50  s. A 10 Mbit/s, 50  s  62,5 octets >64 octets  Détection de collision garantie 1 trame contient au moins 72 octets 26 octets de protocole 46 octets de données minimum Si moins de 46 octets à envoyer : Padding (ajout d’octets de bourrage) Ex : requête ARP = 28 octets + 18 padding

Département Informatique 33 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique 34 Temps de réponse Les applications interactives : Un utilisateur transfère de gros fichiers Un autre utilisateur effectue un « telnet ». Chaque touche est envoyée au serveur Le serveur renvoie une réponse (écho à l’écran) Une trame sur le réseau à chaque instant !  Il faut attendre son tour !  Inacceptable

Département Informatique 35 Le MTU La norme IP impose : Maximum Transfer Unit octets par paquets. Le MTU dépend du réseau Internet ≥ 576 octets Ethernet = 1500 octets SLIP = 296 octets Définition d’un « MTU de chemin » Le minimum des MTU de chaque segment traversé

Département Informatique 36 Trame de données finale DestinationPréambuleSFD Norme DestinationPréambuleSFD Norme Ethernet Long Type CRC 7 octets  1500

Département Informatique 37 Contenu du cours Rappels / Historique Notion de trame réseau Adressage Début/Fin de trame Gestion des erreurs Le cas Ethernet Acquisition du canal Temps de réponse/réactivité Conclusion

Département Informatique Vs Ethernet Les deux protocoles sont compatibles Adresses aux mêmes endroits « type » Ethernet NON COMPATIBLE longueur de trame  Confusion impossible 0800 h : Datagramme IP (2048 octets) 0806 h : Protocole ARP (2054 octets) 8035 h : Protocole RARP (>32Ko)

Département Informatique 39 Services de couche 1 utilisés Transmission en bande de base La couche physique offre des services : Envoi d’un bit Réception d’un bit Canal libre ? Collision ?

Département Informatique 40 Evolution vers 100 Mbit/s et + Le Round-Trip-Delay est réduit à 5  s Problèmes : Mélange de stations de vitesses différentes Plus débit augmente, plus efficacité diminue  Augmenter le MTU Ethernet : MTU=1500 IPv4 supporte les MTU<=64K Jumbo Frames : MTU=9000 Décembre 95 : IPv6, Jumbograms > 64K

Département Informatique 41 Quelques Références sur le Web RFCs Cours de l’UREC (CNRS) Institut Copernic : IUT Bezier : cb.iutbeziers.univ-montp2.fr/Cb/Cours/Reseaux/ NETS : INFOCOM : infocom.cqu.edu.au/Courses/2002/T3/COIT13146/Ressources/… …/Lectures