LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Dr. Mohamad KHALIL Université Libanaise Faculté de génie - Branche 1 5 eme année Informatique Industrielle

LES RESEAUX LOCAUX 1 - Introduction 2 – Le modèle OSI 3 – La couche physique 4 – La sous couche MAC 5 – La sous couche LLC 6 – Les stations d’interconnections 7 – La couche réseau 8 – La couche transport

La pyramide C.I.M.

Classification des réseaux Emplois Appellation Appellation Française. Offre commerciale. Informatique Databus bus informatique Ethernet,... Fieldbus bus inter unité de traitement WorldFIP, Profibus, Modbus+... Automatique Devicebus bus de périphérie d'automatisme DeviceNet, WorldFIP, Profitbus , modbus+... Sensorbus bus de capteur actionneur ASi, bitbus, batibus,

Le Modèle OSI N° Nom Fonctions de la couche 3 Réseau 2 Liaison 1 Elle réalise l'acheminement et le routage (choix d'un chemin) des informations au travers du réseau. 2 Liaison Elle permet le transfert fiable de données entre systèmes adjacents (directement connectés). Elle détecte et corrige des erreurs de transmission. Elle contrôle et régule le flux d'information sur la liaison. 1 Physique Elle décrit les interfaces mécaniques et électriques et les protocoles d'échange des bits. Par exemple elle définit les modalités de transmission (half ou full duplex), le type de liaison (parallèle ou série), le codage des informations, le fonctionnement des interfaces électriques, etc.

Le Modèle OSI N° Nom Fonctions de la couche 7 6 5 4 Application Elle définit les mécanismes communs aux applications et la signification des informations échangées. 6 Présentation Elle se préoccupe de la syntaxe, compression, cryptage. 5 Session Elle fournit les outils de synchronisation et de gestion du dialogue entre les entités communicantes. 4 Transport Elle fournit les moyens de transport d'information d'un bout à l'autre d'un réseau entre deux utilisateurs situés dans des systèmes différents, indépendamment des caractéristiques du réseau réellement utilisé et de la présentation des données.

I.S.O. et BUS DE TERRAIN Le Modèle I.S.O. Le modèle d ’Interconnexion des Systèmes Ouverts (I.S.O) de l ’Organisation de Standardisation Internationale (O.S.I)sert de référence à tous les systèmes de communication. Interface avec l ’application 7 APPLICATION Représentation des données 6 PRESENTATION Synchronisation du dialogue SESSION 5 TRANSPORT Connexion entre les 2 hôtes distants 4 3 RESEAU Routage=Acheminement des paquets 2 LIAISON Construction des trames + Détection des erreurs 1 PHYSIQUE Codage des bits + Caractéristiques électriques

Encapsulation Bits Trame Paquet Message Transaction 5 Session Fragment Message Transaction 5 Session 6 Présentation 4 Transport 3 Réseau 2 Liaison 1 Physique 7 Application Adaptation Transmission des données Information

I.S.O. et BUS DE TERRAIN Le Modèle I.S.O. possède 7 couches Couches de 1 à 4: couches basses chargées d ’assurer un transport optimal des données Couches 5 à 7: couches hautes chargées du traitement des données APPLICATION 7 6 5 4 3 2 1 PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON PHYSIQUE APPLICATION 7 6 5 4 3 2 1 PRESENTATION SESSION TRANSPORT RESEAU LIAISON PHYSIQUE PROTOCOLE MESSAGES SERVICE PAQUETS TRAMES BITS SUPPORT PHYSIQUE

I.S.O. et BUS DE TERRAIN Le Bus de Terrain Le bus de Terrain est basé sur la restriction du modèle I.S.O. à 3 couches. APPLICATION 7 6 5 4 3 2 1 LIAISON PHYSIQUE Les couches 3 à 6 sont vides: Pas d ’interconnexion avec un autre réseau Couche Liaison = L..L.C. : Logical Link Control M.A.C. : Medium Access Control

I.S.O. et BUS DE TERRAIN COUCHE LIAISON : L.L.C. : Logical Link Control Filtrage des messages Recouvrement des erreurs bit/trame Notification de surcharge 7 APPLICATION M.A.C. : Medium Access Control Mise en trame: émission/réception Détection et signalisation du bit erreur Arbitrage: gestion de l ’accès au médium LLC 2 MAC 1 PHYSIQUE

Voie de transmission Capacité d’un canal Débit binaire Capacité maximale d’un canal Rapidité de modulation Rapidité maximale de modulation

Les Supports des voies de transmission Conducteur métalliques Fibre optiques Hertzien

Conducteur métalliques Paires torsadées Des paires torsadées non blindées (UTP :Unshielded Twisted Pair) Des paires torsadées blindées (STP: Shielded Twisted Pair) Des paires torsadées avec écran.

Conducteur métalliques Paires torsadées Catégorie 1 et 2 voix et données à vitesses réduites. Catégorie 3 voix/données jusqu’à 10 Mbits/s. Catégorie 4 voix/données jusqu'à 16 Mbits/s. Catégorie 5 voix/données jusqu'à 100 Mbits/s ou 155 Mbits/s Catégorie 6  250 Mbits/s Catégorie 7  750 Mbits/s

Conducteur métalliques câbles coaxiaux

câble RG58

Conducteur métalliques câbles coaxiaux

Conducteur métalliques câbles coaxiaux

F.O. La Réfraction

Fibres optiques multimodes Gaine 125 mm Cœur 50 mm Largeur de bande 50MHz.km Atténuation 3 dB/km Portée max. 10 km

Fibres optiques à gradient d’indice Gaine 125 mm Cœur 50 mm Largeur de bande 1GHz.km Atténuation 0,7 dB/km Portée max. 30 km

Fibres optiques monomode Gaine 125 mm Cœur 5 à 8 mm Largeur de bande 50 GHz.km Atténuation 0,4 dB/km Portée max. 50 km

Composants FO

Composants FO

Topologie des réseaux

Topologie - ETOILE

Topologie BUS

Topologie BUS

Topologie Anneau ou Boucle

Topologie Arbre (Bus)

LES RESEAUX LOCAUX La sous couche MAC

Classification des méthodes d’accès Compétition. Accès aléatoire (Type CSMA: Carrier sense multiple access ) Multiplexage. Temporel. Synchrone. Asynchrone. Consultation. Gestion centralisée (du type Maître Esclave) Scrutation centralisée. Scrutation décentralisée. Gestion décentralisée (Circulation d’un Jeton)

Time Division Multiple Access TDMA

Accès aléatoires Collision sur un BUS

Format des trames 802.3 7 1 6 2 < 1519 < 64 4 Champs PRE SFD DA SA LEN LLC DATA PAD FCS Taille (octets) 7 1 6 2 < 1519 < 64 4

Format des trames 802.3 PRE : Préambule : Séquence 10101010 pour l’auto synchronisation des récepteurs. SFD : Start Frame Delimiter (délimiteur de début) 10101011 DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LEN : Longueur des données. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous niveau LLC. PAD : Bourrage - données sans signification, insérées uniquement si le champ de données a une longueur insuffisante. FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame, obtenu par un CRC de degré 32.[1] [1]

Format des adresses 16 bits I / G Adresse (15 bits) 48 bits U / L Adresse Individuelle. 1 Adresse de Groupe. U / L Adresse Universelle créée à la fabrication. Adresse Locale propre au réseau

Les accès contrôlés La gestion centralisée : Maître Esclaves La gestion décentralisée : Jeton sur bus Jeton sur boucle

Jeton sur BUS: Format des trames 802.4 Champs PRE SFD FC DA SA LLC DATA FCS ED Taille (octets) 1 ou + 1 2 ou 6 0 à 8191 4

Format des trames 802.4 PRE : Préambule au moins 1 octet pour l’auto synchronisation des récepteurs durée mini 2 s SFD : Start Frame Delimiter (délimiteur de début) NN0NN000 (N=Non Data) FC : Frame Control - Type de trame. DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous-niveau LLC. FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame, obtenu par un CRC de degré 32. ED : Délimiteur de fin NN1NN1IE - N Non data - I est un indicateur pour indiquer si cette trame est la dernière (I=0) ou bien qu’une autre va suivre (I=1). E est un indicateur d’erreur dont la valeur du bit peut être modifiée par un répéteur.

Jeton sur anneau

Format des trames 802.5 Champs SD AC FC DA SA LLC DATA FCS ED FS Taille (octets) 1 2 ou 6 0 à 4027 4

Format des trames 802.5 SD : Start Delimiter (délimiteur de début) JK0JK000 AC : Access Control - contrôle d’accès - PPPTMRRR FC : Frame Control - Type de trame. DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous niveau LLC FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame. Obtenu par un CRC de degré 32. ED : Délimiteur de fin JK1JK1IE - N Non data I est un indicateur de dernière trame (I=0) E est un indicateur d’erreur. FS : Frame Status (état de la trame) ACRRACRR où A = adresse reconnue, C = Copié, R = bit réservé, non affecté

Le champ AC - 802.5 PPP Priorité du jeton 111 la plus élevée 000 la plus faible T Jeton (token) 0=libre - 1=occupé M moniteur : mis à 0 par l’émetteur, et à 1 par le moniteur RRR réservation : permet de demander l’accroissement de la priorité

Les trames 802.5 Trame jeton – (3 octets) SD AC ED Trame de données. Trame de supervision de la boucle : Test d’adresse, Alarme, Demande du jeton, Purge, Moniteur présent, Moniteur potentiel.

Les Stations d’interconnexion LES RESEAUX LOCAUX Les Stations d’interconnexion

Les Stations d'interconnexion Le répéteur Les ponts Les routeurs Les passerelles

Le répeteur

Le pont

Le pont simple Conversion du format des trames Filtrage d'adresse Gestion des bits de contrôle des trames

Le pont routeur Construction des tables de routage Contrôle de flux Filtrage du trafic local

Le routeur

La passerelle