Les Réseaux Informatiques

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1 Les Réseaux Informatiques
Principales topologies Modèles en couches Place des réseaux dans la vie de tous les jours Internet Transfert d’informations Besoin de gens capables de comprendre, construire et dépanner ces réseaux

2 Différents Réseaux Réseau Téléphonique Réseaux Bancaires
Réseaux Informatiques Débit Distance 100M 10M 1M 100K 10K 1K Km 10Km 100K 1M BUS LAN MAN WAN Réseaux Info : selon débit et distance: Autocommutateurs : réseaux privés à faible débit (existe encore ?) Télécommunications : grandes distances et débit faible à moyen BUS : Très courtes distance, très haut débit ISA,VESA,PCI,AGP,USB,FireWire,… LAN : Réseau relativement court, débit important MAN : Réseaux de la taille d’une grosse ville StanNet WAN : Tous les réseaux plus grands Lothaire Renater Internet ADSL RNIS RTC Autocommutateurs

3 Différentes Topologies
Réseaux Locaux (LAN) Point à Point En Bus En Anneau En Etoile Les réseaux locaux peuvent avoir plusieurs topologies Point à Point: Connexion directe Seulement deux machines ! En bus: Chaque machine est reliée à ses voisines (sauf aux extrémités). Faire passer un message de M1 à M4 oblige à passer par M2 et M3 Simple à mettre en œuvre Utilisation de « T » En anneau: Chaque machine est reliée à ses voisines Sens de transfert indifférent Comment ajouter une machine ?  utilisation d’un nœud d’interconnexion En étoile: Chaque machine est reliée à toutes les autres Transfert rapide qqs origine et destination Comment brancher les machines Utilisation d’un concentrateur (HUB)

4 Différentes Topologies (1a)
Point à Point MESSAGE Voyons en détail ces différentes topologies : Le Peer-to-Peer se base sur la communication de machines. Chaque nœud est donc à la fois un client, un serveur, et un relais. Ce message, qui doit traverser le réseau, (Click) va donc être envoyé de machine en machine jusqu’à sa destination. Si maintenant, je retire un nœud, (Click)

5 Différentes Topologies (1a)
Point à Point MESSAGE Le parcours la s’adapter pour délivrer le message, si c’est possible (Click)

6 Différentes Topologies (1b)
En Bus MESSAGE MESSAGE Regardons les réseaux en bus : Si la machine 2 veut envoyer un message à la machine 4… (Click) A chaque T, le message prend chaque direction possible. Chacune des machines va donc recevoir le message. Deux d’entre elles ne sont pas concernées Elles vont donc le jeter MESSAGE

7 Différentes Topologies (1c)
En Anneau MESSAGE Dans un réseau en anneau, les choses se passent un peu différemment. La machine de gauche veut envoyer un message à celle de droite… (Click) Le message est donc envoyé à sa voisine. Celle-ci n’est pas concernée, elle renvoie donc le message à son tour Le processus se poursuit jusqu’à ce que la machine destination soit atteinte.

8 Différentes Topologies (1d)
En Etoile HUB MESSAGE MESSAGE MESSAGE MESSAGE MESSAGE MESSAGE MESSAGE Finalement, regardons la dernière des topologies des réseaux locaux : l’étoile. A nouveau, la machine de gauche envoie un message à celle de droite. (Click) Le message arrive au hub qui le duplique. Une copie est alors envoyée à chaque machine. Regardons maintenant les réseaux étendus.

9 Différentes Topologies (2a)
Réseaux Etendus (MAN et WAN) Hiérarchiques MESSAGE Les réseaux étendus sont composés de multiples sous réseaux Ces réseaux peuvent être organisés comme: Une hiérarchie Un graphe Structure hiérarchique: Permet une structuration évidente Réseau d’entreprise Réseau comptable, administratif, … Acheminer un message Et si un réseau tombe en panne ? Toute une branche est coupée

10 Différentes Topologies (2b)
Réseaux Etendus (MAN et WAN) Maillés MESSAGE Réseaux Maillés: Chaque sous-réseau est lié à un ou plusieurs autres rézos Comment acheminer un message ? Si un réseau tombe en panne ? Contournement possible

11 Différentes Topologies (2b)
Réseaux Etendus (MAN et WAN) Maillés MESSAGE Réseaux Maillés: Chaque sous-réseau est lié à un ou plusieurs autres rézos Comment acheminer un message ? Si un réseau tombe en panne ? Contournement possible

12 Bilan Structure hétérogène Réseaux physiquement hétérogènes
Hiérarchique, Maillé Bus, Anneaux, Etoiles, Point à Points Réseaux physiquement hétérogènes Câble coaxial fin/épais Paires torsadées Fibre optique Faisceaux hertziens Comment acheminer un message ? Nous avons donc vu que les réseaux pouvaient avoir : Des structures différentes Des topologies différentes De plus, la nature physique des réseaux peut être très différente également : Coax, RJ45, optique, radio Dans ces conditions, comment acheminer un message d’un bout à l’autre du réseau ?

13 Encapsulation des messages
A qui l’envoyer ? De la part de qui ? Partie spécifique à l’acheminement Comment ? Partie Spécifique au support physique A qui l’envoyer ? De la part de qui ? Partie spécifique à l’acheminement Nous avons un message à envoyer sur le réseau. Il doit donc être encapsulé dans une coquille qui peut voyager sur le réseau. (Click) Ce message doit traverser plusieurs réseaux avant son destinataire. On va donc faire comme à la poste : on le met dans une enveloppe avec L’adresse du destinataire L’adresse de l’expéditeur Cependant, à ce moment, la coquille est cachée par l’enveloppe. Le message ne peut donc plus voyager sur le réseau. Il faut donc mettre l’enveloppe dans la coquille. Cela nous conduit alors à ajouter un certains nombre de « couches » autour du message. Pour assurer que tout le monde utiliserait les mêmes encapsulations, des organismes ont défini très précisément ces couches: Le modèle OSI MESSAGE

14 Le modèle OSI N° Alias Rôle selon la norme ISO 1 2 3 4 5 6 7 Physique
Connexion au réseau 2 Liaison de données Transfert local Correction d’erreurs 3 Réseau Routage, contrôle de flux 4 Transport Transfert de bout en bout 5 Session Outils synchro, gestion disque 6 Présentation Mise en forme des informations 7 Application Interprétation des données Le modèle OSI contient 7 couches, réparties selon des critères d’encapsulation, de simplicité, et de services. La couche 1 s’occupe de l’accès au réseau physique. Comme le montre l’exemple précédant, cette couche doit être la dernière appliquée. La couche 2 s’occupe du transport local des données : gestion des erreurs de transmission et acheminement vers le destinataire immédiat. La couche 3 s’occupe du routage à travers les réseaux : Comment trouver à qui il faut envoyer le message pour qu’il parvienne finalement à son destinataire (exemple) La couche 4 s’occupe du transport des données brutes à longue distance. contrôle d’erreur, fragmentation, répétitions, … Les couches 5,6, et 7 sont plus générales. On ne les détaillera pas outre mesure dans ce cours. Grossièrement, il s’agit de différents niveaux de granularité quant à la couche « Application ».

15 Implantation du modèle OSI
Sous UNIX Sous Windows NFS FTP SMTP Telnet SNMP Application 7 XDR Interface de programmation 6 RPC Interface TDI 5 TCP TCP / IP NWLink NetBEUI 4 IP La répartition en couche du modèle OSI est un modèle théorique. Bien que s’en inspirant fortement, les systèmes réels s’en écartent souvent quelque peu. Voici par exemple l’implantation de deux systèmes: UNIX et Windows Nous avons donc les 7 couches du modèles OSI (click) Au bas de la pile, en couche 1, la partie électrique. En couche 2, la partie liaison de données. Déjà, Windows se distingue en séparant en deux cette couche. En couche 3 et 4, Nous avons les protocoles TCP/IP que nous étudierons dans les cours à venir. A Nouveau, Windows se distingue en ajoutant d’autres protocoles permettant un compatibilité avec d’autres types de réseaux: Novell et Microsoft Dans les couches 5,6, et 7, nous avons : Les couche session, présentation, et application. Cependant, Unix permet à certaines applications de cumuler ces couches: Par exemple, ici nous avons FTP, que nous regarderons à la fin du module, SMTP pour le courrier, et SNMP pour la gestion du réseau. Les réseaux Apple et Novell ont des piles encore différentes, mais toujours accrochables au modèle OSI 3 Drivers Cartes Réseau Interface NDIS 2 Drivers Cartes Réseau Câbles, Connecteurs Câbles, Connecteurs 1

16 Notion de service, de protocole
Couches Supérieures Couches Supérieures Couche N° i Couche N° i Communication Apparente Protocole de Couche Voyons en détail comment cela se passe: Une couche i est appelée par les couches qui sont au dessus d’elle. Cette couche offre des services, tels que Ouverture de connection Envoi de données … Lorsqu’un service de la couche i est utilisé par la couche i+1, (click) La couche i fait appel aux couches qui lui sont inférieures pour effectuer les tâche de bas niveau. Finalement, la couche 1 enverra les informations à la machine distante. De manière inverse, la couche 1 distante reverra les informations aux couches supérieures Si tout va bien, l’information finira par remonter jusqu’à la couche i. A ce moment, cette couche pourra passer l’information aux couches supérieures. Si je cache la partie du bas Tout se passe comme si les deux couches i communiquaient directement. C’est ce que l’on appelle un protocole de couche i. Couches Inférieures Couches Inférieures

17 Un cas concret Ethernet AB IP AC IP AC IP AC MESSAGE MESSAGE
TokenRing BC IP AC IP AC IP AC MESSAGE MESSAGE Ethernet AB 3 3 3 2 2 2 2 Regardons maintenant comment tout cela se déroule dans le cadre de l’envoi d’un message à longue distance: Ce schéma montre deux réseaux interconnectés par la machine B. A gauche, un réseau ethernet; A droite, un réseau TokenRing Le message doit circuler à grande distance, on utilisera donc un protocole de couche 3: IP. (click) On veut aller de A à C, donc on inscrit ces deux adresses sur l’enveloppe. Comme on doit circuler sur un réseau éthernet, on encapsule le message dans un paquet éthernet à destination de B. Le message quitte la machine A et arrive à un concentrateur. Ce dernier possède une pile réduite à la couche 1. Il duplique alors le message et l’envoie à chaque machine. La machine du bas n’est pas concernée, elle supprime donc le message. La machine B ouvre le message Comme elle est destinataire du paquet, l’information remonte en couche 3 C’est un message IP a destination de C. B transmet donc le paquet en couche 2 qui ajoute un paquet TokenRing Il est alors envoyé sur le second réseau (click) (click) La machine C reçoit finalement le paquet, et l’ouvre Dans le paquet se trouve une enveloppe qui lui est destinée. Elle l’ouvre. Finalement, le message est transmis aux couches supérieures. 1 1 1 1 1 A B C Hub