Formation RESEAUX INFORMATIQUES Réseau et média Habiballah Tayeb 2011

Objectifs Réseau et média  Réseaux locaux et étendus  Topologie  Modèle OSI / Modèle TCP/IP  Support de communication et Carte réseau Protocole et adressage  Protocol Ethernet  Adresse IP  Equipement d’Interconnexion  Routage, Filtrage,  Services et Transport de Données

Réseaux locaux et étendus - RLI: Réseaux Locaux Industriel : réseaux ou bus de terrain (atelier et système embarqués) - PAN : Personal Area Network: réseau personnel (local) - LAN : Local Aera Network : réseau local. (locaux et bâtiments) - MAN : Metropolitan Aera Network : interconnexion de différents réseaux LAN proches (régions/pays) - WAN : Wide Aera Network : réseau étendu (internet). (mondial)

Réseau (ou bus) de terrain (RLI)

Réseau Personnel (PAN)

Réseau Local (LAN) Schéma réseau simple poste à poste Schéma réseau local client serveur  La carte réseau : interface entre l’ordinateur et l’élément actif (switch, routeur, hub, autre carte réseau...)  Le switch ou commutateur: élément actif du réseau, il permet de transmettre les données entre les ordinateurs.  Le câble réseau : support de transmission physique des données.  La carte réseau : interface entre l’ordinateur et l’élément actif (switch, routeur, hub, autre carte réseau...)  Le switch ou commutateur: élément actif du réseau, il permet de transmettre les données entre les ordinateurs.  Le câble réseau : support de transmission physique des données.  Adresse IP: (IP pour Internet Protocol) est un numéro d'identification qui est attribué à chaque appareil qui rejoint un réseau informatique utilisant l'Internet Protocol

Réseau Métropolitain (MAN) Schéma Lycée CR PACA

Réseau Etendu (WAN)

Le fonctionnement d’Internet Bus, étoile, anneau Chaque équipement est relié à la ligne de communication (bus) via un contrôleur (carte réseau) et une unité de raccordement (Médium Access Unit) La topologie (figure géométrique) représente la manière dont les équipements sont reliés entre eux.

Topologie Anneau, Etoile, Bus, Arbre, Maille

Point d'accès aux services réseaux, elle n'a pas de service propre spécifique entrant dans le cadre de la norme HTTP, FTP, SMTP, POP3, SSH, DNS … Gère les communications entre deux machines adjacentes reliées entre elles par un support physique Ethernet, CAN, WiFi, FDDI... Chargée de la transmission effective des signaux entre interlocuteurs. Limité à l'émission et la réception d'un bit ou d'une séquence de bits RS232, EIA 485, USB, Bluetooth, IrDA, code Manchester, CSMA/CD… Chargée du codage des données applicatives, de la conversion entre données manipulées au niveau applicatif et chaînes d'octets effectivement transmises Unicode, HTML, XML, MIME… Gère la synchronisation des échanges et les «transactions». Elle permet l'ouverture et la fermeture de session RTSP, H323, AppleTalk… Gère les communications de bout en bout entre processus (programmes en cours d'exécution) TCP, UDP, ICMP, RIP… Gère les communications de bout en bout entre machines : routage et adressage des paquets IPv4, IPv6, ARP, ATM, NetBEUI… Couche 2 ou couche de liaison de données  Gestion des communications entre 2 machines adjacentes (même support physique)  Chargée du regroupement des bits isolés en trames (suites de bits) et délimitation de ces trames dans un flot de bits continu  Découpage en 2 sous-couches (hors modèle 051) · Sous-couche basse (Medium Access Control ou MAC) : synchronisation des accès au support physique  Sous-couche haute (Logical Link Control ou LLC) : gestion des erreurs Exemples (avec les protocoles Associés)  Controller Area Network (CAN) : bus automobile (Bosch)  Ethernet : très répandu dans les réseaux locaux  Fiber Distributed Data Interface (FDDI) : réseaux longue distance  Point-to-point protocol (PPP) très utilisé pour l'Internet  Token Ring c'est le très ancien anneau à jeton Couche 2 ou couche de liaison de données  Gestion des communications entre 2 machines adjacentes (même support physique)  Chargée du regroupement des bits isolés en trames (suites de bits) et délimitation de ces trames dans un flot de bits continu  Découpage en 2 sous-couches (hors modèle 051) · Sous-couche basse (Medium Access Control ou MAC) : synchronisation des accès au support physique  Sous-couche haute (Logical Link Control ou LLC) : gestion des erreurs Exemples (avec les protocoles Associés)  Controller Area Network (CAN) : bus automobile (Bosch)  Ethernet : très répandu dans les réseaux locaux  Fiber Distributed Data Interface (FDDI) : réseaux longue distance  Point-to-point protocol (PPP) très utilisé pour l'Internet  Token Ring c'est le très ancien anneau à jeton Couche 3 ou couche de réseau Assure les fonctionnalités de relais et d'amélioration de services entre les entité de réseau, à savoir :  Le routage permet de déterminer un chemin pour relier deux machines distantes au travers des éléments du réseau  L'adressage permet identifier un élément du réseau afin de le joindre  Le contrôle de flux permet de gérer le débit d'informations  La détection et correction d'erreurs non réglés par la couche 2 Cette couche est la seule concernée par la topologie du réseau C'est la dernière couche supportée par toutes les machines du réseau pour le transport des données utilisateur : les couches supérieures sont réalisées uniquement dans les machines d'extrémité (serveur par exemple) Exemple de protocole associé  Internet Protocol (I P) Couche 3 ou couche de réseau Assure les fonctionnalités de relais et d'amélioration de services entre les entité de réseau, à savoir :  Le routage permet de déterminer un chemin pour relier deux machines distantes au travers des éléments du réseau  L'adressage permet identifier un élément du réseau afin de le joindre  Le contrôle de flux permet de gérer le débit d'informations  La détection et correction d'erreurs non réglés par la couche 2 Cette couche est la seule concernée par la topologie du réseau C'est la dernière couche supportée par toutes les machines du réseau pour le transport des données utilisateur : les couches supérieures sont réalisées uniquement dans les machines d'extrémité (serveur par exemple) Exemple de protocole associé  Internet Protocol (I P) Couche 4 ou couche de transport Gestion du transfert des données de manière transparente entre entités tout en les déchargeant des détails d'exécution (global) Optimisation de l'utilisations des services de réseau disponibles pour favoriser le fonctionnement de la couche session juste supérieure (sans offrir un « service », cette couche prépare le travail) Exemple de protocoles associés  Transmission Control Protocol (TCP)  Ce protocole fonctionne en trois phases : d'abord établir la connexion, puis transférer les données et clore la connexion  User Datagram Protocol (UDP)  Ce protocole permet la transmission de « paquets » (blocs) d'informations de manière simple entre deux entités du réseau définies par leur adresse réseau Couche 4 ou couche de transport Gestion du transfert des données de manière transparente entre entités tout en les déchargeant des détails d'exécution (global) Optimisation de l'utilisations des services de réseau disponibles pour favoriser le fonctionnement de la couche session juste supérieure (sans offrir un « service », cette couche prépare le travail) Exemple de protocoles associés  Transmission Control Protocol (TCP)  Ce protocole fonctionne en trois phases : d'abord établir la connexion, puis transférer les données et clore la connexion  User Datagram Protocol (UDP)  Ce protocole permet la transmission de « paquets » (blocs) d'informations de manière simple entre deux entités du réseau définies par leur adresse réseau Couche 5 ou couche de session Fournit aux entités de la couche présentation des moyens d'organiser et de synchroniser les dialogues et les échanges de données Les services de transport sont des services de communication point à point (entre 2 interlocuteurs) ou multipoints (plus de 2 interlocuteurs) Exemple de protocoles associés  AppleTalk (protocole propriétaire Apple)  Real Time Streaming Protocol (RTSP) pour le multimédia  H323 (voix, images et données sur IP) Couche 5 ou couche de session Fournit aux entités de la couche présentation des moyens d'organiser et de synchroniser les dialogues et les échanges de données Les services de transport sont des services de communication point à point (entre 2 interlocuteurs) ou multipoints (plus de 2 interlocuteurs) Exemple de protocoles associés  AppleTalk (protocole propriétaire Apple)  Real Time Streaming Protocol (RTSP) pour le multimédia  H323 (voix, images et données sur IP) Couche 6 ou couche de présentation  Assure le rôle de conversion entre les données applicatives manipulées par les programmes (propres à chacun d'eux) et les données brutes (chaînes d'octets) transportées par le réseau  Les couches 1 à 5 transportent des octets bruts sans se préoccuper de leur signification. Mais ce qui doit être transporté en pratique, c'est du texte, des nombres et parfois des structures de données arbitrairement complexes Exemple de protocoles associés  Vidéotex service de télécommunications permettant l'envoi de  pages composées de textes et de graphismes simples. Le Minitel  français est le terminal adapté à ce service.  Unicode : norme informatique (Consortium Unicode) visant à  donner à tout caractère de n'importe quel système d'écriture de  langue un nom et un identifiant numérique unifiés, quelle que  soit la plate-forme informatique ou le logiciel  MIME (codage de caractères), HTML, XML, etc. Couche 6 ou couche de présentation  Assure le rôle de conversion entre les données applicatives manipulées par les programmes (propres à chacun d'eux) et les données brutes (chaînes d'octets) transportées par le réseau  Les couches 1 à 5 transportent des octets bruts sans se préoccuper de leur signification. Mais ce qui doit être transporté en pratique, c'est du texte, des nombres et parfois des structures de données arbitrairement complexes Exemple de protocoles associés  Vidéotex service de télécommunications permettant l'envoi de  pages composées de textes et de graphismes simples. Le Minitel  français est le terminal adapté à ce service.  Unicode : norme informatique (Consortium Unicode) visant à  donner à tout caractère de n'importe quel système d'écriture de  langue un nom et un identifiant numérique unifiés, quelle que  soit la plate-forme informatique ou le logiciel  MIME (codage de caractères), HTML, XML, etc. Couche 7 ou couche d'application  Rôle d'interface (de porte) d'accès entre l'environnement OSI et les applications du réseau. Les services fournis sont ·Le transfert d'informations ·L'allocation de ressources ·L'intégrité et la cohérence des données ·La synchronisation des applications Exemples de protocoles associés  File transfert Protocol (FTP) : transfert de fichiers  Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Post Office Protocol (POP) : services de courrier électronique  Telnet : session d'utilisation à distance  HyperTed Transfer Protocol (HTTP) : protocole pour l'envoi de pages HTML  Domain Name System (DNS) : association adresse IP-URL  Simple Network Management Protocol (SNMP) : exploitation et gestion des réseaux Couche 1 ou couche physique Chargée de la transmission effective des signaux électriques, optiques ou radio électriques entre les interlocuteurs Service limité à l'émission et la réception d'un bit ou d'un train de bits continu Conversion entre bits et signaux électriques et/ou optiques : le plus souvent réalisée par des circuits électroniques spécifiques Exemples d'encodages  En bande de base ·Non Return to Zero (NRZ) et Non Return to Zero Inverted (NRZI) ·Biphase ou Manchester ·Multi Level Transition (MLT)  Avec modulations ·D'amplitude, de fréquence ou de phase Couche 1 ou couche physique Chargée de la transmission effective des signaux électriques, optiques ou radio électriques entre les interlocuteurs Service limité à l'émission et la réception d'un bit ou d'un train de bits continu Conversion entre bits et signaux électriques et/ou optiques : le plus souvent réalisée par des circuits électroniques spécifiques Exemples d'encodages  En bande de base ·Non Return to Zero (NRZ) et Non Return to Zero Inverted (NRZI) ·Biphase ou Manchester ·Multi Level Transition (MLT)  Avec modulations ·D'amplitude, de fréquence ou de phase Modèle OSI – Open Systems Interconnect Application (7) Présentation (6) Session (5)Transport (4)Réseau (3)Liaison (2)Physique (1)

Encapsulation des données

Exemple de communication

Modèle TCP/IP Application (7) Présentation (6) Session (5)Transport (4)Réseau (3)Liaison (2)Physique (1) Protocoles de haut niveau, destinés à permettre le dialogue entre applications serveurs et clientes. HTTP, FTP, SMTP, POP3, SSH, DNS … Protocole de plus bas niveau sur le réseau, il assure la bonne gestion du médium (détection de collisions) et permet l'acheminement des informations entre émetteur et destinataire au niveau des adresses MAC. Protocoles orientés transport de données. TCP, UDP, ICMP, RIP… IP permet le routage des informations entre réseaux, c'est ici que l'adresse IP est utilisée. ICMP est un protocole de "contrôle" il met à disposition des outils de dépistage d'erreur et de signalisation Application (5) Transport (4)Réseau (3) Liaison (2) LLC/MAC Physique (1) PHY Modèle OSIModèle TCP/IP

Protocol et Trame Ethernet Media libre? Préparer la transmission transmission Collision? Média occupé Fin transmission réussie T>T min? Algorigramme de transmission Adresses MAC: (Media Access Communication) adresse physique unique. Ethertype: détermine le type de données encapsulées dans la trame. (0800 pour IP, 0806 pour ARP, etc). ARP: table de routage. Adresses MAC: (Media Access Communication) adresse physique unique. Ethertype: détermine le type de données encapsulées dans la trame. (0800 pour IP, 0806 pour ARP, etc). ARP: table de routage. Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. Il implémente la couche physique (PHY) et la sous- couche Media Access Control (MAC) du modèle OSI, Les formats de trames peuvent être encapsulés dans des protocoles autres que ses propres couches physiques MAC et PHY. Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. Il implémente la couche physique (PHY) et la sous- couche Media Access Control (MAC) du modèle OSI, Les formats de trames peuvent être encapsulés dans des protocoles autres que ses propres couches physiques MAC et PHY.

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Supports de Communication (media) Le support  Filaire - Câble coaxial, câble paire torsadée (RJ45) ou CPL ( signaux électriques ).  Optique - fibre optique,  Aérien - ondes radio (WiFi). paire torsadée Fibre optique Câble coaxial

Matériel du réseau local La carte réseau (type Ethernet – RJ45) Le câble droit ou croisé?  câble droit : liaison carte/élément actif (switch, routeur, hub…)  câble croisé: liaison carte/carte  AUTO MDIX, ou auto Sense: auto configurable

TP1 : Observation des différents paramètres sur le réseau existant TP1 : Observation des différents paramètres sur le réseau existant

Matériel du réseau local WIFI Mode infrastructure : Mode Ad-hoc : SSID: nom du réseau WEP : chiffrement a 128 bits (faible) WPA : chiffrement 256 bits SSID: nom du réseau WEP : chiffrement a 128 bits (faible) WPA : chiffrement 256 bits

Matériel du réseau local CPL Exemple de boitier CPL Modulation: 1.6 MHz à 30 MHz et d’une amplitude de 0.5 V Débit: 85 Mbis/s, 200 Mbits/s et 300 Mbits/s Modulation: 1.6 MHz à 30 MHz et d’une amplitude de 0.5 V Débit: 85 Mbis/s, 200 Mbits/s et 300 Mbits/s Principe de fonctionnement