Exemples, illustrations Ethernet Token Ring Équipements d’interconnexion Interconnexions de réseau Interfaçage des systèmes d’exploitation et des couches réseau

Réseaux locaux : Ethernet Caractéristiques Bus, contention Normes répandues : 10BaseT , 10 Base F Nouvelle normes : 100BaseTX, 100BaseT4, 100BaseF Adressage MAC Ethernet rapide - 100bT 100bTX (2 paires en catégorie 5) 100bT4(4 paires en catégorie 3) 100bFX (2 brins en F.O multimode) Distances Ethernet rapide 100 Vg-AnyLan Distances : station-station : 100m station - répéteur : 100 m station-station : 400 m station - répéteur : 150 m - 100 VG-AnyLan : d ’origine HP accepte Ethernet + Token Ring PT FO

Ethernet Commuté Principes 10Mb/s par port Table de commutation alimentée par auto-apprentissage CV  plusieurs liaisons simultanées à 10 Mb/s Segment Ethernet Matrice de commutation - Chaque segment Ethernet est un domaine de collision - Auto-apprentissage : Similaire à l auto apprentissage sur un Pont - correspondance entre l ’@MAC source et le n° de port. - Un CV est construit dés la première trame. Les autres trames empruntent ce CV

Ethernet Commuté Technologie Limitations Commutation de trames à la volée (on the fly ou cut through) Commutation de trames par validation ( Store and Forward ou buffered) optimisation avec circuit ASIC (Application Specific Integrated Circuit) par interface Limitations Taille de la table de commutation (mémoire) Bande passante (anneau FDDI, segments ethernet, bus, matrice de commutation) Surveillance des réseaux Technologie - Commutation à la volée : Dés que l ’adresse de destination est lue, la trame est transmise vers le destinataire sans vérification de son intégrité. Avantage : temps de transmission réduit- Inconvénient : On transmet des mauvaises trames - Commutation par validation : On stocke en mémoire la trame et on la traite. Avantage : On ne transmet pas les mauvaises trames - Inconvénient : temps de transmission important. On peut agir sur le temps de transmission en utilisant des ASIC Limitations - Plus il y ’a de couples de ports, plus il faut de la bande passante - Chaque port peut fonctionner comme un segment séparé mis en relation avec tel ou tel autre port. Il est alors impossible de poser une sonde RMON pour analyser le trafic complet du commutateur. Vérifier la solution d ’administration proposée par le constructeur du commutateur.

Ethernet Commuté Applications Serveur Serveur micro-segmentation Concentrateur Ethernet Serveur On raccorde des serveurs très sollicités directement sur le commutateur. Les postes de travail sont raccordés sur un concentrateur. Ce type d ’architecture est recommandé car il limite le nb d ’adresses MAC traitées (1 adresse pour 3 stations) et le nb de circuits entre les ports. Matrice de commutation

Ethernet Commuté Applications collapsed-backbone Réseaux virtuels Remplace pont et routeur (routage limité) Ethernet isochrone (temps réel : voix + images) Norme 802.9 - Isoenet. : RNIS pour le transport des données isochrones - Ethernet pour le transport des données Informatiques Structure : Ethernet 10 Mbps + 96 canaux B à 64 Kbps + 1 canal 16 Kbps pour la signalisation câblage en PT catégorie 5 Un commutateur Isoenet est multimédia. Il peut concentrer des téléphones RNIS, des stations Ethernet, et des stations mixant voix-données-images (visioconférence)

Offre du marché : Switch Ethernet et Fast Ethernet ou commutateur de niveau 2 A quoi ça sert : Segmenter le réseau et offrir sur chaque segment un accés à 10 ou 100 Mb/s Constituer des groupes de travail logiques Lien vers le backbone Caractéristiques à vérifier : Configuration (nb et nature des ports Ethernet, Fast Ethernet) Autodetection rapidité et mode de commutation en couche 2 (store and forward) Lien backbone (ATM, Gigabit ethernet, FDDI ...) Vlans (Par port, par @MAC ...) Interopérabilité avec le backbone Facilité de paramétrage des Vlan Administration (SNMP,RMON, Telnet) Empilable, cascadable (uplink)

Offre du marché : Switch Gigabit Ethernet A quoi ça sert : Réseau fédérateur en mode trames pour applications trés gourmandes en bande passante Norme 802.3z toujours en cours de normalisation Caractéristiques à vérifier : Configuration (nb et nature des ports Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) Vlans (support 802.1q)) Ecoulement des flux et gestion des priorités (802.1p) câblage Fibre optique, PT

Token ring

Token Ring Caractéristiques Composants Medium Attachement Unit Anneau, Jeton Normes 802.5 (4 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps) Adressage MAC Jeton = trame spéciale : JK0JK000 Composants Prises hermaphrodites Medium Attachement Unit Les MAU sont chaînés pour former l ’anneau principal. Il y ’a 2 ports dédiés au chaînage. Ring in-Ring out . Le jeton circule dans le sens In-> out. Divers types de câbles sont supportés UTP,STP,F.O. La gestion de l ’anneau est contrôlé par une station de surveillance qui : detecte la perte du jeton, sa dupliquation …, purger les trames... Port Ring OUT Port Ring IN 8 ports lobe

Token Ring Mise en oeuvre Bouclage MAU RI RO PT RI RO F.O RI RO RI RO Token ring par conception est redondant !.En effet, il y ’a rebouclage de la 1 ère paire de cuivre sur la deuxième en cas de rupture. En F.O sur chaque port Ring , il y ’a 2 brins de Fibre.Suite à une rupture, les MAU bouclent sur eux mêmes. RI RO RI RO

Token Ring commuté Principe Anneau fédérateur Commutateur Anneaux Token ring Anneau fédérateur

Token Ring commuté Fonctionnalités Validation de trame ou le plus souvent à la volée Full duplex possible Réseau virtuel de niveau 2 (création plus facile que sous Ethernet grâce au source routing) micro-segmentation

Matériel

1 LinkBuider FMS 24 ports : 24 ports Matériel Carte utilisateur Protocole supporté (10bt, 100bt, FDDI, TR …) Connecteur : RJ45,BNC,AUI, BNC+RJ45 …DB9(TR), ST Transceiver AUI-RJ45 Les concentrateurs (Hub) Empilable (stackable) + port backbone Concentrateurs modulaires ou chassis 1 LinkBuider FMS 24 ports : 24 ports 1X 2X 3X 4X 5X 6X 8X 9X 10X 7X 11X 12 TP Hub STATUS Chassis : On peut mixer plusieurs types de cartes - Carte d ’administration (agent SNMP) - Carte de ports utilisateurs PT,DB9,ST … - Carte serveur de terminaux Les cartes de port utilisateurs sont classées en trois catgories : 1) carte monobloc : tous les ports sont affectés à un segment de fond de panier 2) Carte port switching : chaque port est affecté à un segment de fond de panier 3) Cartes groupes de ports ou group switching : Les ports sont associés par groupe de 2 ou plus

Matériel Serveurs de terminaux Serveur de Tx Serveur Connecter des terminaux passifs asynchrones sur un serveur connecté à Ethernet Principe : faire des trames Ethernet avec les caractères reçus sur la ligne asynchrone Protocoles supportés : TCP/IP, Telnet, LAT. Avantage : terminal pas cher Exp :Decserver de Digital Serveur de Tx Serveur

Interconnexion

Interconnexion :Hierarchie des passerelles Passerelle applicative Application Présentation Convertisseur de présentation Convertisseur Session Session Transport Relais de transport Réseau Routeur Liaison Pont A quel niveau d'interconnexion se situe un PC en émulation sur Mainframe ? Un émulateur est une passerelle applicative. A quel niveau se situe une passerelle de messagerie ? Une passerelle de messagerie est une passerelle applicative. Physique Répéteur

Interconnexion : Besoins WAN IP WAN DSA R S5 S4 R R P R WAN X25 S3 PC1 S1 PC2 S2 1) Comment faire lorsque - PDU passe d ’un réseau en mode CV sur un réseau en Mode datagrammes - Traductions d ’adresses - Taille des PDU sur les réseaux - Qualité du service - Contrôles d ’erreurs, flux ... 2) Quelque soit le type de besoin. Il faut que le client et le serveur implémentent les mêmes stacks télécoms. 3) Interconnexion pc1-S1: LAN-LAN, Interconnexion pc2-S2: LAN-WAN, Interconnexion pc2-S3: LAN-WAN-LAN, Interconnexion pc2-S4: LAN-WAN-WAN DSA (le client gère une présentation DSA=> présence dans la chaîne de liaison d ’un serveur d ’émulation))

Interconnexion : REPETEURS Principes de base Niveau 1 de l'OSI Répétition et regénération du signal au bout d'une distance fonction du cablâge utilisé Limite 2500 m au maximum entre 2 stations Nom commun du répéteur = Hub Offre du marché : Hubs empilables, Chassis - Intégration dans le précablâge: Prise=>local technique de répartition (brassage + composants actifs + rocade inter répartiteurs) Choix actuel : câble catégorie 5 (100 Ohm) en PT pour prise => répartiteur et PT doublé par F.O inter-répartiteurs. Si + de 500 prises logiciel de cablâge nécessaire - Hubs empilables = 1 seul Hub logique Administrable SNMP

Interconnexion : Répéteurs 12 TP Hub STATUS Hub Serveur PC P O N T A D M 1X 2X 3X 4X 5X 6X 8X 9X 10X 7X 11X 12 TP Hub STATUS Le chassis comporte une carte pont qui permet de relier entre eux 3 segments ethernet R1,R2,R3. Chaque service abrite un placard technique contenant le dispositif de brassage et les équipements actifs (Hubs). Châssis

Interconnexion : Ponts Principes de base Niveau 1-2 de l'OSI (normes LAN) Pas d'encapsulation des trames Transparent Auto-apprentissage Filtreurs - Transparents : La mise en place d'un pont sur un segment n'entraîne aucune configuration des serveurs et stations de ce segment. - Filtreurs : principal intérêt des ponts, pour éviter les pb de saturation. Rq : Le pont ne traite que l ’adresse MAC. Les segments interconnectés sont dans le même réseau IP.

Interconnexion : Ponts Types de ponts Ponts homogènes (Niveaux 1 et 2 identiques) Routage des trames Ponts hétérogènes (Niveaux 1 et 2 différents) Conversion + routage des trames Pont local - Pont distant P P P PPP Frame relay Lapb = sorte de HDLC

PPP : Point to Point Protocol Un format de trame de type HDLC Un protocole de contrôle de liaison qu active une ligne, la teste, négocie les options et la désactive lorsqu’on n’en a plus besoin (Protocole LCP : Link Control Protocol) Une façon de négocier les options de la couche réseau indépendamment du protocole de couche réseau à utiliser. Un NCP (Network Control Protocol) différent pour chaque couche supportée. ETTD Routeur

PPP : Point to Point Protocol Format de la trame PPP (mode non numéroté) 1 ou 2 o 2 ou 4 o 01111110 11111111 00000011 Protocole Charge Utile Contrôle 01111110 Fanion Adresse Commande Fanion Protocole : indique quel est le type de paquet contenu dans « charge utile » Protocoles commençant par 0 : protocoles réseau (IP, IPX, AppleTalk…) Protocoles commençant par 1 : protocoles contrôles réseau (LCP, NCPs) Charge utile : valeur par défaut 1500 octets La longueur des champs protocoles et contrôles sont négociables à l’établissement de la liaison (LCP)

PPP : Point to Point Protocol Diagramme simplifié des phases d’une liaison PPP Accord des deux parties / options Établissement Authentification Détection porteuse Authentification réussie Mort Échec Échec Réseau Perte de porteuse Configuration NCP Ouverture Terminaison Terminé

Frame Relay (solution FT remplaçant X25) Protocoles mis en œuvre Couches 3-7 Couches 3-7 Protocole de bout en bout couche 2 Contrôle de flux, acquittement, correction erreurs Couche 2 haut Couche 2 haut Lap D (core) Lap D (core) Lap D (core) Lap D (core) Couche physique Couche physique Couche physique Couche physique

Interconnexion : Ponts - Schéma fonctionnel Pontage au niveau MAC 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 LLC + MAC 1

Interconnexion : Ponts - Segmentation Exemple : Chassis

Interconnexion : Ponts - Auto-Apprentissage B C D E F G H Table 1 A,B Table 2 Table 3 Table 4 1 2 3 4 Pour chaque trame reçue, le pont analyse l'adresse source et destination. Si l'adresse source n'est pas dans la table associée au port, elle est stockée dans la table.Ensuite, le pont compare l'adresse de destination à l'ensemble des adresses de chaque port.Si la table d'adresses du port contient l'adresse du destinataire alors le pont copie la trame sur ce port.Si l'adresse du destinataire n'est dans aucune table, la trame est copiée sur tous les ports sauf le port d'origine. Il y'a mise à jour automatique des tables sur Timer. Comment est on arrivé à cette situation ? T0 : A communique avec B ==> A dans table 1 et trame copiée les ports 2,3,4 T1 : B communique avec A ===> B dans table 1 T2 : C communique avec F ===> C dans table 2 et trame copiée sur 1,3,4

Interconnexion : Ponts -Spanning tree B C D E F G 1 2 3 BOUCLE A B C D E F G 1 2 3 Le Spanning Tree Algorithm protocol, permet d'éviter les boucles: Exemple B envoie une trame à E, la trame sera reçue par E via les ponts 1 et 2. Le problème est résolu par le STAP. Un pont racine (pont 1) contrôle les autres ponts (3 est mis hors service) . le Pont racine définit avec les autres ponts un chemin unique pour atteindre un composant réseau. Le STAP permet aussi de reconstruire un autre chemin, si l'un des ponts devenait indisponible. (Si le pont 1 tombe, le pont 3 se remet en service et devient le pont racine. ARRET d'UN PONT

Interconnexion : Ponts- Source Routing Retransmission des trames découvertes Technologie d'origine 802.5 Destination Source P1 P2 P3 LAN 1 LAN 3 LAN 2 L3,P1 L3,P1 L2,P2-L3,P3 L2,P2-L3,P3 Routage par la (station) source. Si la machine source sait que le destinataire n’est pas sur son réseau, elle marque la trame et précise le chemin qu’elle doit suivre. Pour construire le chemin (qui doit être connue de chaque source pour chaque destination): la source qui ne connaît pas la route pour atteindre une destination diffuse une trame de recherche. Chaque pont copie et transmet la trame de recherche sur tous les réseaux qu’il peut atteindre. Lorsque la réponse revient, chaque pont ajoute son numéro en passant. La station source analyse toutes les réponses pour choisir le « meilleur » chemin. Problème.. Explosion combinatoire des trames si on a plusieurs ponts redondants entre plusieurs réseaux.

Interconnexion : Routeurs Fonctions Routage par l'adresse réseau Niveaux 1-3 Redirection de trames avec encapsulation ou non Fournit les services du protocole routé Trafic broadcast isolé Pas de transport des en-têtes LAN sur le WAN Priorité des flux, filtrage Tous les protocoles n'ayant pas de notion d'@ réseau ne sont pas routables : Netbeui, SNA, LAT Decnet ... - Encapsulation : Quant on interconnecte 2 réseaux IP via un réseau X25 par exemple - Trafic broadcast isolé : requêtes ARP

Interconnexion : Routeurs-schéma fonctionnel 4 5 6 7 programme de routage

Interconnexion : Protocoles de routage Algorithme de routage Protocoles du monde OSI Intradomaine : ES-IS, IS-IS Interdomaine : IS-IS Protocoles du monde Internet Intradomaine : RIP, OSPF, IGRP(CISCO) Interdomaine : EGP, BGP. Ri Rb Aire N° 20 Aire N° 1 Aire backbone N° 0 Aire N°10 Routage statique : on définit les routes (commande route sous UNIX) Routage dynamique : calcul automatique et en temps réel des routes Routeur Intradomaine : Le routeur n ’a connaissance que de la topologie à l ’intérieur du domaine.Seuls les routeurs, de bordure ont connaissance des topologies extérieures. Routeur Interdomaine : C ’est les routeurs de bordure Qui diffuse aux routeurs internes les informations en provenance des autres aires. Il implémente BGP sur ses interfaces côté frontière. BGP Border Gateway Protocol (EGP/TCP/IP) EGP Exterior Gateway Protocol (SNMP/MIB/TCP/IP) Management Information Base (MIB) Open Shortest Path First (OSPF) Routing Information Protocol (RIP) Aire = Ensemble de routeurs - Système autonome = ensemble des aires Ri Rb Aire N° 20 Aire N° 1 Aire backbone N° 0 Aire N°10

Interconnexion : Comparaison RIP-OSPF Calcul des routes RIP : Nb de sauts OSPF : plusieurs paramètres : débit des liens, coût des liens, charge ... Diffusion des tables de routage RIP : intégralité des tables (toutes les 30 s) OSPF : intervalles de routes (ranges) Mise en oeuvre RIP pour petits réseaux 2 types d'algorithme : - Algorithmes à vecteur de distance (RIP) = basé sur une métrique. c'est le nombre de sauts avant d'atteindre le réseau destinataire (nb de routeurs à traverser) - Algorithmes à état de lien (OSPF) (Open shortest Path first) : Les routeurs échangent des informations sur l'état de leurs liens, et pour réduire le trafic de service seules des portions de table de routage sont échangées Critères sur l ’état de liens : - nb de sauts, débit des liens traversés, temps d ’acheminement, charge des liens, coût des communications … Convergence : Temps de convergence = temps nécessaire pour recalculer les routes après un changement de topologie. Plus rapide en OSPF qu ’en RIP

Protocoles associés aux réseaux locaux

Protocoles associés aux réseaux locaux : Architecture Logique des micros en réseau Applications OSI 5-7 Système D'exploitation Réseau Redirecteur/Serveur Interface Netbios, socket , RPC... OSI 2-4 Protocoles de communication OSI 1 Le redirecteur du client permet la prise en compte du routage des demandes applicatives vers l ’interface d ’accés au transport, quant il s'agit de requêtes a destination de ressources réseau. Interface réseau : Carte avec Driver dans le monde PC (ODI, NDIS, Packet driver). Topologie (Ethernet, Token Ring), Bus (ISA, EISA, PCI …), accès DMA (Direct mémory access) Interface Réseau

Protocoles associés aux réseaux locaux : Architecture Logique du modèle client/serveur Applications Applications Système D'exploitation Système D'exploitation Réseau Réseau Redirecteur Serveur Interface Netbios, socket, .. Interface Netbios, socket, .. Protocoles de communication Protocoles de communication Interface Réseau Interface Réseau

Protocoles associés aux réseaux locaux : Environnement NT Applications Win 32 Applications Windows 3.x Applications distribuées Win 32 Applications 16/32 bits Netbios Applications de productivité Windows Sockets Windows Sockets Windows Sockets Interface Windows Sockets 32 bits Interface Windows Sockets 16 bits Interface RPC Interface Netbios Fonctionnalités réseau Windows NT TDI Réseau et transport (Netbeui, IPX/SPX, TCP/IP, APPLETALK, ...) NDIS 3.0 : Interface de com entre transport et cartes réseau. Indépendance du driver de carte par rapport au transport. TDI (transport driver interface) : Interface de com pour les composants de la couche session : Par exemple : indépendance du Redirecteur et serveur par rapport au transport.Certains composants ont besoin du redirecteur (exp Netbios) mais pas tous (exp Windows sockets, RPC ) Protocole de dialogue client-serveur : SMB (Server Message Block) NDIS Ethernet, Token ring

Datagrammes (paquets IP) Protocoles associés aux réseaux locaux : TCP/IP Message fragments Datagrammes (paquets IP) En tête IP Trame LLC En tête LLC MAC L'encapsulation dans la trame LLC et MAC permet d'envisager facilement le pontage de ce protocole. Netbeui non routable : => tous les serveurs de domaine dans le même réseau IP Trame MAC En tête MAC MAC

Trame MAC 802.3 (CSMA/CD) Min = 64 bits, Max = 1518 bits Préambule (7 octets à 10101010) synchronisation H en début de trame Début de trame (SFD Starting Frame Delimiter : 1 octet 10101011) Adresse destination (6 octets) Adresse source (6 octets) Longueur des données Crc (4) X32+ X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+1 Données bourrage

Adressage MAC I/G U/L 46 bits U = 0 Adresse Universelle (plusieurs réseaux) L = 1 Adresse Locale par administration des adresses Propres aux réseaux locaux. I = 0 = Adresse Individuelle G = 1 = Adresse de groupe

Exemples d’affectations d’adresses 00:00:0C Cisco 00:00:1D Cabletron 08:00:20 Sun 08:00:2B DEC 08:00:5A IBM FF:FF:FF:FF:FF:FF tous les bits sont à 1, broadcast Le broadcast est filtré dans les couches hautes… Adresses de multicast 01-00-5E-00-00-00 à 01-00-5E-FF-FF-FF Internet Multicast Le multicast est traité au niveau MAC

Partie LLC de la trame Spécialisation du format HDLC D I/G CRC 01111110 01111110 D I/G CRC Données (un datagramme IP) 0 N(S) P/F N(R) « adresse source » S S S S S S S C/R Commande / Réponse « adresse destination » Individuel/Groupe

Architecture simplifiée du réseau internet Lignes transatlantiques États-Unis Europe Lignes Vers l’Asie Réseau national Réseau Régional Routeurs IP Réseau SNA (ibm) « Tunnel » IP Réseau IP bus éthernet Réseau IP Anneau à jeton Réseau IP Bus à jetons