© Sopra, 1999 / Date / Nom doc / p1 Réseaux Locaux SOPRA. / IUT GTR Éric Aimée

Définition d’un Réseaux Local  LAN (Local Area Network)  Offre des moyens de communication entre ordinateurs peu éloignés géographiquement  Débits de transmission élevés (10 Mbps à 2 Gbps) sur de courtes distances

Caractéristiques d’un LAN  Étalé sur un faible espace géographique  campus, immeuble...  Nombre d’ordinateurs limité  Délais de propagation faibles  Ordinateurs directement liés au support physique  Facilité d’extension  Haute fiabilité

Principaux Composants LAN  Ordinateurs  terminaux, PC et postes de travail  serveurs, imprimantes  Adaptateurs réseaux  cartes réseaux  répéteurs  Câblage du réseau

Types d’Informations Véhiculées  Bureautique  partage de fichiers, saisie interactive, messagerie…  Informatique  transfert de fichier, images…  Temps réel  contrôle de processus industriel, données, voix, vidéo...

Catégories de Réseaux Locaux  Autocommutateurs  transport de la voix  Bande de Base ou Baseband  une seule fréquence porteuse  Large Bande ou Broadband  multiplexage de plusieurs porteuses indépendantes sur un même support

Réseaux Informatiques  Réseaux locaux d’entreprise  Local Area Network  Réseaux locaux métropolitains  Metropolitan Area Network  Réseaux étendus  Wide Area Network

Réseaux Informatiques

Topologies des LAN  Définition  manière dont les équipements sont reliés entre eux au support physique  Types de topologies  en étoile  en anneau  en bus

Connexion à un LAN

Topologie en Étoile

 Tous les équipements sont reliés à un seul serveur ou concentrateur  Toutes les données transitent par le nœud central  Administration centralisée  Une panne sur le serveur immobilise tout le réseau  Longueur des câbles peut devenir importante

Topologie en Anneau

 L’ensemble constitue une boucle fermée  Les informations transitent d’équipement en équipement jusqu’à destination  Blocage complet du réseau  lors d ’une panne d’un des MAU  lors de la rupture du câble

Topologie en Bus

 Chaque équipement est relié à un câble commun  Connexion au niveau câble par MAU ou « tranceiver »  Câblage économique  Extension facile du réseau par ajout d’équipements  Rupture du câble commun immobilise le réseau

Normalisation des Réseaux Locaux  IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers  ISO, International Standardisation Organization  AFNOR pour la France  réalise OSI, Open System Interconection

Correspondance OSI / IEEE Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Couche de contrôle LLC Couche de contrôle d’accès au Medium Couche physique unité de raccordement Couches OSI Couches IEEE Normes IEEE LLC MAC PHY MAU MEDIUM

OSI - Couche Physique  Support Physique + Couche Physique  Fournie moyens mécaniques, électroniques au maintien et désactivation des connexions physiques destinées à la transmission des éléments binaires entre entités de liaison  Transmission des bits sur un circuit de communication  Éléments  câbles, codeurs, modulateurs, multiplexeurs, concentrateurs

OSI - Couche Liaison  Utilise la couche Physique  Gestion de la liaison de données  transmission des trames de données en séquences  gestion des trames d ’acquittement  reconnaissance des trames envoyées par la couche physique  Détection et reprise sur erreur  régulation du trafic et gestion des erreurs  Procédure de transmission (HDLC, LLC…)

Méthodes d’accès au support  Accès statique  TDMA, FDMA, CDMA  Accès dynamique  passage à jeton  tranche vide  accès par élection  insertion de registre  accès aléatoires

Protocole CSMA/CD  Méthode d’accès aléatoire au support  CS : Carrier Sense  capacité à détecter tout trafic sur le support  MA : Multiple Access  chaque station a potentiellement accès au support lorsqu’elle a besoin d’émettre  CD : Collision Detect  capacité à détecter les collisions

Principes de Base de CSMA/CD  Plusieurs stations peuvent tenter d’accéder simultanément au support (MA)  L’accès multiple impose pour chaque station l’écoute et le détection de la porteuse (CS)  Topologie en bus

CSMA/CD - Collisions  Une station regarde si le câble est libre avant d'émettre (carrier sense)  Mais le délai de propagation d'une trame sur le réseau n'est pas nul : une station peut émettre alors qu'une autre a déjà commencé à émettre  Quand ces 2 trames émises presque simultanément se rencontrent, il y a collision

CSMA/CD - Collision Exemple ABAB Propagation du signal collisioné AB collision Arrêt d’émission de A Temps max écoulé = aller + retour = 50 us => temps d’émission de 63 octets

CSMA/CD - Collision Solution (1)  Minimiser le temps pendant lequel une collision peut se produire :  temps max de propagation d’une trame, aller et retour de la trame : le round trip delay = 50 µs (50 µs # 63 octets => une collision ne peut se produire qu'en début d'émission d'une trame collision window)  On fixe un Slot time = 51.2 µs ( -> 64 octets) : le temps d'acquisition du canal : une collision ne peut se produire que durant ce temps

CSMA/CD - Collision Solution (2)  la station émettrice ne peut se déconnecter avant la fin du slot time (pour avoir la certitude que la transmission se soit passée sans collision)  Pour tenir ce temps maximum (RTD), on impose des limitations :  Longueur et nombre de segments, nombre de boîtiers traversés par une trame,...

CSMA/CD - Collision Détection  Émetteur  écoute le signal « collision detection » pendant 51.2 µs (64 octets) à partir du début d'émission  s’arrête d'émettre quand il détecte une collision et ré-émet la trame plus tard (r x slot time)  Récepteur  si reçoit une trame de taille inférieure à 72 octets => collision

Méthode du Passage à Jeton

Méthode d’Accès au Support

Interconnexion de Réseaux  Pourquoi  Un réseau est au départ un système constitué de nœuds (stations/serveurs) et de quelques câbles. Il peut répondre aux besoins d'un groupe de travail. Ce réseau est cependant limité par le nombre de nœuds qui peuvent être connectés et par leur séparation géographique  Comment  Des unités de liaison sont nécessaires pour connecter des systèmes locaux entre eux

Interconnexion de Réseaux  Ne se limite pas au niveau physique  Type de matériels  répéteur (OSI couche physique 1)  pont (OSI couche liaison 2)  routeur (OSI couche réseau 3)  passerelle (OSI couche > 3)  But : raccorder des réseaux locaux entre eux

Interconnexion de Réseaux

Les Répéteurs  Opère au niveau physique  Boite noire dédiée sans configuration  Fonction électronique sur le signal : régénération, remise en forme, ré-amplification du signal  But : augmenter la distance maximale entre 2 stations en reliant 2 segments

Les Répéteurs

Les Ponts  Opère au niveau liaison  adresse  ignoré des stations (transparent)  filtrage de niveau 2  Aussi appelés pont filtrant ou bridge  boîte noire dédiée, CPU, mémoire, manageable.  But :  augmenter la distance max entre 2 stations  diminuer la charge des réseaux

Les Ponts

 Interconnecte deux sous-réseaux  homogènes : ethernet/ethernet  hétérogènes : ethernet/token ring  Régénération des signaux de manière bidirectionnelle  Examination des trames et transmission qu’aux stations connectées (filtrage)

Les Ponts

Les Ponts - Filtrage  Seul le trafic à destination des nœuds connectés au réseau local est transmis au LAN destinataire, ce qui diminue la charge  Performances :  filtrage < trames / s  transmission < trames / s  Forme de gestion du trafic qui peut être utilisée pour connecter un serveur au réseau local afin qu'il ne reçoive que son propre trafic

Les Ponts - Filtrage  Trois modes de fonctionnement  Auto learning  Table figée avec les adresses des stations  Mixte avec des filtres manuels  Algorithme normalisé de "spanning tree" pour éviter les boucles