Ethernet Ethernet est de niveau 2. Nous allons étudier un premier standard qui va permettre dans les détails des couches 1 & 2. CSMA CD est de niveau 2.

Ethernet: propagation chaque hôte émet des trames sur le câble ces trames sont reçues par TOUS les autre hôtes (!!! Pas de confidentialité car il existe des sniffers) A B C Chaque hôte des trame à tous moment (sans synchronisation) C’est pour cela qu’un sniffer peut récupérer tout ce qui ne vous pas destiné ! Normalement la carte est en mode PROMISCUOUS

Ethernet: collision Un système de détection et de ré-essai permet d ’éviter les collisions: deux trames émises presque simultanément... A C COLLISION ! S’il y a une collision, alors le signal va être déformé => CD Dispositif temps aléatoire avant ré-émission de la même trame. Emission de la trame : 1. Ecoute du réseau pour savoir s’il est déjà occupé Si libre, émission Collision détectée, envoi de la trame de bourrage Exécution de l’algorithme de temporisation pour ré-essai Retour en 1 Lecture de la trame Trame trop courte => reste d’une collision CRC faux : endommagée ou mauvaise synchro => rejet Trame de bourrage (bourrage) : 32 bits

Résumons-nous CSMA – CD CSMA CD Carrier Sense Medium Access Collision Detection CSMA signifie que l’information est détectée dès qu’un train (ou chariot = carrier) de bit est détecté. CD signifie que l’on détecte les collisions. Quel pourcentage de collisions : environ 30% ??? Il me semble qu’il y a d’autres métriques pour déterminer cela … Cf Book Ethernet @ home

Format de trame : préambule couche 3 -> paquet ->couche 2 -> trame -> couche 1 -> train de bits Préambule 8 bytes Destination 6 bytes Source 6 bytes Protocole 2 bytes Données 46…1500 CRC 4 bytes Transition avec la diapo précédente : Maintenant qu’on a vu le principe, voyons ce que les couches s’envoie Rappeler que la taille de la partie données est variable de 46 à 1500 octets. On a dit que ce cours se penché sur les détails de la couche 2 & 1, donc je ne détaillerais pas ce que contient un paquet. Simplement les données correspondent au ?PDU? De la couche Réseau, ce sont donc des données initiales munies des en-têtes des couches 3, 4, 5, 6, 7, éventuellement découpés en paquets par la couche Transport. Intéressons-nous donc au détails de la trame, puisqu’on ne s’intéresse pas au paquet. Commentaire de cette diapo Premièrement, il faut réveiller la carte (qui a pu s’endormir ;) si rien ne se passe. Préambule : Suite alternée de 0 et de 1 pour synchroniser sur 7 octets Champ début : 10101011

Format de trame : CRC Préambule 8 bytes Destination 6 bytes Source Protocole 2 bytes Données 46…1500 CRC 4 bytes Transition Intéressons-nous aux extrimités (en vert) : Après le préambule (l’en-tête), voyons la queue Cyclic Redundancy Check: résultat d’un calcul effectué sur les champs de la trame but: détecter des bits corrompus lors de la transmission comment ? Le destinataire obtiendra un résultat différent

Format de trame : @ Préambule 8 bytes Destination 6 bytes Source Protocole 2 bytes Données 46…1500 CRC 4 bytes Transition : Entrons maintenant à l’intérieur. @ pour dire à qui est destinée la trame. Même si tout le monde la reçoit, il faut quand même que chacun sache si elle lui est destinée ou non. A noter @ abbr de Adresse Adresses (@) MAC

Adressage IEEE 802.* 1/2 Pratique @ Destination 3 bytes - 3 bytes Préambule 8 bytes Source 6 bytes Protocole 2 bytes Données 46…1500 CRC 4 bytes Bloc n° de série Bloc constructeur Pratique pour afficher l ’adresse MAC/Ethernet de votre PC ipconfig /all pour vérifier l ’adresse du constructeur de la carte http://standards.ieee.org/regauth/oui chaque contrôleur LAN possède un adresse sur 48 bits (figée en PROM): 3 bytes = 24 bits sont alloués par bloc par IEEE à un fabriquant 3 bytes = 24 bits sont alloués par le fabriquant il n ’y a pas deux contrôleurs avec la même adresse

Adresse IEEE 802.* 2/2 adresses spéciales: 48 bits à 1: adresse de diffusion = broadcast, la trame est acceptée par toutes les machines du LAN 48 bits à 0: adresse nulle, la trame n’est acceptée par aucune machine du LAN (à des fins de tests, ...) adresses de groupe: la trame est acceptée par un groupe de machines du LAN. Aussi appelé multicast (pour enseignement à distance, … un émetteur et plusieurs destinataires)

Topologies Ethernet possibles Maille Bus (BNC) Boucle Etoile (UTP) En haut : boucle physique / L’équipement (un switch) simule une Boucle (logique) Token Ring, FDDI : Boucle Ethernet RJ45 : Etoile Ethernet BNC : Bus

Ethernet: le concentrateur (hub) Les paires sont concentrées dans un hub chaque porte du hub reçoit les mêmes signaux A VERIFIER : est-ce que tous les HUB utilisent les deux paires ? de façon à éviter une collision entre ce qui est émis et ce qui reçu. Deux paires sont nécessaires par hôte (dans un seul connecteur RJ-45) Transition : Mais la taille d’un câble est limitée

Limitations de distances Distance limite entre 2 stations Distance limite entre une station et un concentrateur

Extension des LAN comment étendre les LAN aux points de vue géographique nombre de machine connectées extension au niveau de la couche 1: répéteur du signal électrique de la couche 2: pont bridge des trames (commutateur) de la couche 3: routeur de paquets Equipements actifs

Extension: répéteur Agit au niveau 1 (signal électrique) bit par bit: regénération du signal uniquement pour les câbles coaxiaux, fibre, … le hub est un type de répéteur chaque côté du répéteur reçoit les mêmes trames BUT: augmenter la distance A B C repeater

Extension: bridge ou pont Agit au niveau 2: trame learning bridge: apprend (en regardant les adresses sources) où sont les hôtes recopie la trame si nécessaire chaque côté du répéteur ne reçoit pas les mêmes trames BUT: diminuer la charge A: gauche B: droite C: droite A B C Qu’est-ce qu’une porte ? C->B C->B bridge C->A C->A C->A

Ethernet: commutateur (switch) Cas particulier de pont (bridge) avec un hôte par porte chaque porte du commutateur ne reçoit que ses trames BUT: diminuer la charge par porte BUT: augmenter le débit total (deux hôtes peuvent transmettre en même temps) C D E B E->B A->C A Diapo En vert : A émet un signal vers C. En Jaune : E émet un signal vers B. E->B circule sur la paire émission de E vers H E->B circule sur la paire réception de H vers B Avantage : moins de collision, pas de sniff (sauf si on mystifie H) Post – Transition Ces éléments actifs ne servent pas qu’à étendre, on voit qu’ils ont d’autres caractéristiques (filtrage => sécurité, …). A->C E->B H = commutateur

Commutateurs : typologie « cut-through »=prendre un raccourci Pas de contrôle de la trame en dehors de l’adresse du destinataire « store and forward »=stocker et transmettre Vérifie et stocke les trames Transmet quand la porte est libre Cf [GOUPILLE’98] p376

Formalisme : piles de protocoles 7 6 5 4 3 2 1 A B C Ethernet Token Ring 7 : passerelle applicative 6 : passerelle 5 : passerelle 4 : passerelle 3 : routeur 2 : pont 1 : répéteur 7 : application 6 : Présentation 5 : Session 4 : Transport 3 : Réseau 2 : Liaison 1 : Physique Sur la pile de protocole ci-dessus, B est un commutateur Le répéteur base son choix sur l’adresse de couche 1, c’est à dire le fil. Le pont base son choix sur l’@ MAC (couche 2) Le routeur va baser son choix sur les @IP (couche 3) La couche 1 s’occupe que cela circule correctement dans l’arc (le câble) La couche 2 s’occupe que l’info soit reçue correctement de part et d’autre du câble soit dans les 2 nœuds adjacents. Je reprend les couleurs de l’arc-en-ciel : Les 7 couches sont dans le nœud. Je parle d’une couche 0 (à l’extérieur du nœud) qui serait dans l’arc pour exprimer le protocole de couche 0 (on parle plutôt de norme) avec la connectique. Supposons que les technos Physique et Liaison soit différente entre A & C, il faudra alors que B soit au minimum de niveau pour permettre une communication entre A et C. A B C N = 4 ; M 8 Réseau = N Nœud + M Arcs

Codage Manchester Transition vers la connectique : pour avoir un signal pure Ethernet utilise un codage Manchester Le codage Manchester, également appelé codage biphase ou PE (pour Phase Encode), introduit une transition au milieu de chaque intervalle. Il consiste en fait à faire un OU exclusif (XOR) entre le signal et le signal d'horloge, ce qui se traduit par un front montant lorsque le bit est à zéro, un front descendant dans le cas contraire Le codage Manchester possède de nombreux avantages, dont: le non passage par zéro, rendant possible par le récepteur la détection d'un signal un spectre occupant une large bande

Ethernet : câble co-axial (BNC) Medium originel = câble coaxial ( télévision) appelé 10base2 (10 Mbit/s sur 200 m) ou 10base5 (10 Mbit/s sur 500 m) en modulation bande de base A Câble coaxial Media Attachment Unit MAU ou transceiver terminateur

Ethernet: paire torsadée (TP) Depuis 1990, le câble coaxial n’est plus utilisé, une paire torsadée en étoile est utilisée: principe du 10baseT (10 Mbit/s sur Twisted pair) Les courants induits dans les torsades (à cause du bruit électromagnétique) s’annulent l’un par l’autre… très peu de bruit

Connectique Pourquoi apprendre la connectique Pour ne pas avoir l’air bête quand vous avez fait 10000 km pour une conférence et que votre ordinateur ne peut se connecter au vidéo-projecteur. Pour être capable de déjouer le langage codé des techniciens réseaux : Connecter votre console sur l’interface 10baseT avec un connecteur RJ45 pour configurer le routeur. Pour démystifier … Il est souvent nécessaire de paramétrer un routeur (lui indiquer le numéro de tél de votre

Exemple : configurer un routeur Il faut bien configurer le routeur. Or un routeur n’a pas de clavier. Il a juste une prise permettant d’accueillir une console (ie un ordinateur avec telnet).

Connectique : les éléments Tous ces éléments doivent respectent des normes : Connecteur : RJ45, Centronics, SCSI Broche : physique et mécanique liés au connecteur Brins : UTP, FTP, Fils : 568B Câble : RS232, Parallèle Brochage : établit un lien entre les fils de l’extrémité d’un brin et les broches d’un connecteur pour donner un câble. RJ11 : 6 broches Un connecteur est un ensemble de broches, disposé dans le respect d’un brochage Un câble est un brin munis de connecteurs à chaque extrimité Un brin est réuni un ensemble de fils

Résumons-nous Un connecteur est un ensemble de broches, disposé dans le respect d’un brochage Un câble est un brin munis de connecteurs à chaque extrimité Un brin est réuni un ensemble de fils Let them play together

Pourquoi autant de broches Pour transmettre de l’information Émission (simplex ou duplex) Réception (simplex ou duplex) Informations de services : signal début d’envoi, … Pour transmettre de l’énergie Certains équipements ne sont pas alimentés, l’énergie leur vient donc de l’équipement distants A noter Le capot peut aussi transmettre de l’énergie. (simplex ou duplex) => j’ai besoin respectivement de 4 ou 2 fils pour assurer une communication bi-directionelle ! Energie : la souris ???

Baie de connection sur ordinateur

Connecteurs RJ (Registered Jack) Vue de face connecteur femelle 8 broches RJ11 Vue de face un connecteur femelle 8 broches RJ 45 = Registered Jack , 45 définit le brochage SUDB 15 = SUBD , 15 définit le nombre de broche Un câble croisé pour relier deux machines sans hub a le câblage suivant : Connecteur RJ45 A Connecteur RJ45 A TD+ 01 03 TD- 02 06 RD+ 03 01 RD- 06 02 TD = Transmit Data RD= Receive Data Rx = signal en émission Tx = signal en réception RJ45 Vue de face connecteur mâle 8 broches

Connecteurs SUBD DB15 Vue de face connecteur mâle 25 broches DB15 - stdandard Vue de face connecteur femelle 15 broches Bien remarquer la numérotation des broches DB9 Vue de face connecteur mâle 9 broches HD-DB15 – haute densité Vue de face connecteur femelle 15 broches

USB Type A : vers l’ordinateur (upstream) Câble blindé : 12 Mbp/s ou 1,5 Mbp/s (question : peut-on faire un réseau local avec USB) Longueur max : 5 mètres pour le High Speed. 4 brin : deux pour les données, deux pour l’alimentation. Type B : vers le périphérique (downstream)

Clavier et souris DIN 5 PS/2 (mini DIN 6)

Imprimantes Numérotation d’un connecteur Centronics 36 broches (côté femelle) Numérotation d’un connecteur Centronics 50 broches (côté mâle) Le côté femelle est du côté de l’imprimante, mâle du coté du câble.

Brochage et Couleurs Dans le cas des câbles torsadés, les paires sont associé grâce à des codes couleurs claires ou discontinues

Exemple : câble croisé

Brochage d’un câble parallèle Brochage d’un câble modem 25 broches 3 fils en rouge dans le tableau de droite (câble série normal) 7 fils en rouge et noir dans le tableau de droite (câble série modem) Câble modem série : 7 broches pour éxécuter la commande RCOPY de InterSvr

Pré-Câblage: armoire de brassage Armoire spécifiquement conçue pour les équipements réseaux : panneaux de brassage, tiroirs optiques, éléments actifs (concentrateurs, commutateurs, …) les éléments ont tous la même longueur (19 pouces). On parle de « Rackable 19 pouces ». 19 pouces : on parle de rackables 19 pouces. Cf www.ac-nancy-metz.fr/Actualitées/GuideReseauxEtablissements/guidereseaux.pdf

Contenu de l’armoire de brassage Panneau de brassage Ensemble de prises reliés aux prises murales Cordon de brassage, Jarretières optiques Câble reliant les éléments actifs entre eux ou aux panneaux de brassage Module optique Convertisseur de signaux optiques / électriques

Pré-câblage : certification Apprenons à distinguer les certification des composants (fabricant) Organismes : Delta-EC, UL, ETL, 3P, SGS Classe de composants matériel de mesure (auditeur) TSB67 Installation (client final) ISO 11801 ou EN SO 173 Exemple d’organisme d’audit : APAVE Visite des bâtiments : demander si cela a été audité.