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

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

2 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

3 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

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

5 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...

6 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

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

8 Réseaux Informatiques

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

10 Connexion à un LAN

11 Topologie en Étoile

12  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

13 Topologie en Anneau

14  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

15 Topologie en Bus

16  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

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

18 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 802. 2 802.3 802.4 802.5 802.6 Couches OSI Couches IEEE Normes IEEE LLC MAC PHY MAU MEDIUM

19 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

20 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…)

21 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

22 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

23 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

24 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

25 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

26 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

27 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,...

28 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

29 Méthode du Passage à Jeton

30 Méthode d’Accès au Support

31 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

32 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

33 Interconnexion de Réseaux

34 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

35 Les Répéteurs

36 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

37 Les Ponts

38  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)

39 Les Ponts

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41 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 < 20 000 trames / s  transmission < 10 000 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

42 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