Généralités sur les réseaux de transmission de données numériques Les données numériques et le réseau téléphonique La structure d ’un réseau de transmission de données Les réseaux à commutation de messages Les réseaux à commutation de paquets Les codes détecteurs et correcteurs d ’erreur Les différents types de réseaux : LAN, MAN, WAN

A quoi servent les réseaux de données numériques ? Echange de fichiers Transmission de messages Transactions interactives En règle générale, ces échanges sont entrecoupés de longs silences

Le réseau téléphonique n’est pas adapté Lorsqu’un ordinateur envoie un fichier par le réseau téléphonique, il doit attendre que son correspondant soit joint avant d ’effectuer sa tâche Un fichier moyen a une longueur de 10000 octets Même avec le RNIS, il faut ~10s pour atteindre le correspondant ~1,5s pour transmettre le message Ce n ’est ABSOLUMENT pas rentable

Les caractéristiques du service postal Le point de vue du rédacteur d ’une lettre Je rédige le texte de la lettre Je le mets dans une enveloppe et j ’inscris l ’adresse de mon correspondant en suivant des REGLES précises Je mets le tout à la boite à lettres ET C ’EST TOUT pour moi Je n ’ai pas perdu de temps à joindre mon correspondant et je peux employer toute mon activité à rédiger des messages

Les caractéristiques du service postal Le point de vue du service postal Je peux relever les boites à mon propre rythme A partir de l ’adresse du destinataire de la lettre, je dois trouver un chemin pour que l ’envoi lui parvienne Je dois prévoir des centres de tri où les lettres arrivent et sont redistribuées Je mets enfin la lettre chez le destinataire, qu’il soit présent ou non

Les caractéristiques du service postal Le point de vue du destinataire Je peux consulter et traiter les messages comme et quand je le désire Je peux répondre de la même façon sans perdre de temps, à condition que l ’expéditeur ait bien noté ses nom et adresse Un défaut potentiel On ne peut avoir de conversation suivie que si le temps de délivrance des lettres est faible Sinon, les à-coups sont rédhibitoires

La structure des réseaux de transmission de données Un système similaire au service postal est IDEAL pour les liaisons de données Les ordinateurs émetteurs ou récepteurs des données peuvent travailler de façon continue sans perdre de temps Les problèmes potentiels Un temps de transit trop long Un réseau encombré par de trop nombreux messages Un problème spécifique : les erreurs dans la transmission des messages

La structure des réseaux de transmission de données Un réseau de commutateurs semi-maillé pour avoir (en général) plus d ’un chemin entre deux correspondants Des commutateurs reliés entre eux sans hiérarchie

Une spécificité des réseaux Une hypothèse (pas toujours exacte) Les lignes de transmission ne sont pas sûres et peuvent dégrader les messages échangés Il faut s ’assurer qu’un message a été transmis correctement avant d ’émettre le suivant : c ’est le rôle de l ’acquittement M2 M3 M2 M1 ACK ACK NAK

Le fonctionnement des réseaux Les messages passent d ’un commutateur au suivant et font l ’objet d ’acquittements à chaque bond Mess Mess Mess Mess Mess Il y a aussi des acquittements de bout en bout

Les réseaux à commutation de message Ce sont des réseaux pour lesquels les messages peuvent avoir n ’importe quelle longueur Un avantage La simplicité des normes Des défauts La capacité mémoire des commutateurs doit être importante pour pouvoir accueillir les messages Le temps de transit moyen est grand, car il est dépend de la taille moyenne des messages C ’est le réseau utilisé pour réserver les places d ’avion

Les réseaux à commutations de paquets Le réseau est composé de messages de taille calibrée, appelés des PAQUETS Avantage Les commutateurs véhiculent des éléments de taille constante, ce qui facilite beaucoup la gestion Le temps de transit est faible (~100 ms pour le réseau français) On peut facilement utiliser ces réseaux pour des applications transactionnelles

Les réseaux à commutations de paquets De nouveaux problèmes se posent L ’émetteur doit découper son message en paquets et leur donner un numéro d ’ordre Le récepteur doit recomposer l ’ensemble du message avant de le consulter Il faut établir de nombreuses normes pour que les paquets puissent entrer dans le réseau et le traverser sans encombres

Les deux grands types de réseau à commutation de paquets Les réseaux non connectés(ex. : ARPA) L ’émetteur envoie ses paquets au réseau qui les transporte individuellement vers le récepteur Le réseau cherche le chemin le plus rapide pour chaque paquet, appelé datagramme Avantage : si une partie du réseau se casse, mais s ’il reste un chemin, le paquet parvient à son correspondant Problème : le récepteur doit avoir assez de mémoire libre pour reconstituer le message Avant d ’émettre, il faut envoyer un paquet de réservation S ’il y a des blocages dans le réseau, le temps de transit devient prohibitif

Qu ’est-ce qu ’un commutateur de paquets ? Les paquets sont dirigés vers des files d ’attente en sortie Dans les réseaux non connectés, c ’est le commutateur qui choisit la sortie (routage)

Les réseaux non connectés

Les deux grands types de réseau à commutation de paquets Les réseaux connectés (ex. : TRANSPAC ou X25) Un chemin est défini une fois pour toute pour toute la transaction entre deux correspondants (circuit virtuel) Avantage : Les paquets des différents messages se suivent sur le circuit virtuel ; il n ’y a pas de problèmes de reconstitution des messages Problème : si le circuit a un défaut, la transaction s arrête et doit être réinitialisée Avant de débuter une transaction, il faut envoyer un paquet d ’appel qui permet de construire le circuit virtuel

Les réseaux connectés

Les codes détecteurs et correcteurs d ’erreur Les orages et les activités industrielles créent des parasites électromagnétiques susceptibles de transformer des « 0 » en « 1 » ou inversement Il existe des méthodes permettant de savoir si une erreur a eu lieu : on détecte l ’erreur D ’autres méthodes permettent d ’estimer ce qui a été émis malgré la présence d ’une erreur : on corrige l ’erreur Il faut noter qu’il n ’existe pas de code capable de détecter ou de corriger toutes les erreurs Un code ne sera efficace que pour certaines catégories d ’erreurs

Les codes détecteurs d ’erreur Idée de base Avec n bits, on a 2n combinaisons Certaines combinaisons seront permises, d ’autres interdites Si on reçoit une combinaison interdite, on a eu une erreur Exemple : le codage par parité On rajoute à un mot de n-1 bits un bit de contrôle tel que l ’ensemble ait un nombre de « 1 » pair 0110100111 Si on reçoit 0111100111, on a une erreur

Les codes correcteurs d ’erreur Idée de base On a encore des mots permis et des mots interdits Si on reçoit un mot permis, tout va bien Sinon, on suppose que le mot émis est celui qui mène au mot reçu avec le moins d ’erreurs possibles ex : 0110011010 0010001011 sont permis On reçoit 0010011010 qui présente 1 différence avec 0110011010 Le mot de départ est VRAISEMBLABLEMENT 0110011010 2 différences avec 0010001011

Les différents types de réseau Plus le réseau est étendu, plus le temps de transit est long et plus le débit moyen est long à cause de l ’attente des acquittements ex : une ligne à 1Gbps et un temps d ’attente de 100ms Il faut 10-5s pour envoyer un fichier de 10000 bits et le débit moyen est de 100 kbps : ce n ’est PAS RENTABLE On a donc des types de réseau différents suivant leur taille LAN : réseaux locaux à 1Gbps (1 à10 km) MAN : réseaux métropolitains à 10 Mbps (10 à 100 km) WAN : réseaux à grandes distances à 100 kbps (> 1000 km) Avec des réseaux très sûrs, il n ’y a pas besoin d ’acquittement et la vitesse peut être similaire quelle que soit la taille