Etude des Réseaux Locaux
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Réseaux Locaux SOPRA. / IUT GTR Éric Aimée © Sopra, 1999 / Date / Nom doc / p1 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 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 Principaux Composants LAN Ordinateurs terminaux, PC et postes de travail serveurs, imprimantes Adaptateurs réseaux cartes réseaux répéteurs Câblage du réseau 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... 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 Réseaux Informatiques Réseaux locaux d’entreprise Local Area Network Réseaux locaux métropolitains Metropolitan Area Network Réseaux étendus Wide Area Network Réseaux Informatiques Réseaux publics WAN Groupe de travail Epine dorsale MAN LAN Batiment distant Topologies des LAN Définition manière dont les équipements sont reliés entre eux au support physique Types de topologies en étoile en anneau en bus Connexion à un LAN equipement controleur de communication MAU support physique (medium) Elements de connexion a un reseau local Topologie en Étoile station serveur ou concentrateur Topologie en etoile Topologie en Étoile 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 Topologie en Anneau serveur station Topologie en anneau Topologie en Anneau 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 Topologie en Bus station serveur terminaison de bus Topologie en bus Topologie en Bus 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 Normalisation des Réseaux Locaux IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers ISO, International Standardisation Organization AFNOR pour la France réalise OSI, Open System Interconection Correspondance OSI / IEEE Couches OSI Couches IEEE Application Couche de contrôle LLC LLC Présentation Session Transport Couche de contrôle d’accès au Medium PHY Liaison Physique unité de raccordement MEDIUM 802. 2 MAC Réseau Couche physique Normes IEEE MAU 802.3 802.4 802.5 802.6 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 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…) 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 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 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 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 CSMA/CD - Collision Exemple A B A B collision A Propagation du signal collisioné B Arrêt d’émission de A Temps max écoulé = aller + retour = 50 us => temps d’émission de 63 octets 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 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, ... 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 Méthode du Passage à Jeton Méthode d’Accès au Support ETHERNET ANNEAU A JETONS TRAFIC REEL EN % CHARGE DE TRAFIC Mesures de trafic 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 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 Interconnexion de Réseaux 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 Les Répéteurs Segment 1 Segment 2 Répéteur 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 Les Ponts Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique PONT Liaison Physique RESEAU 1 Liaison Physique RESEAU 2 Les Ponts 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) Les Ponts 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 LLC 2 MAC X LLC 2 MAC X MAC X MAC Y 1 1 HOMOGENE HETEROGENE Utilisation de pont homogène Adaptation des adresses et des trames entre chaque réseau Les Ponts Segment 1 Segment 3 Pont Pont Segment 2 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 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
