Réseaux_JMM - Jean Michel MEULIEN
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Les bases de la communication : ............................................................................................. 2 Les modes d’exploitation : ................................................................................................... 2 Le codage et la transmission série ........................................................................................... 4 Les équipements réseaux : ....................................................................................................... 4 Les réseaux à commutation : ................................................................................................... 5 La commutation de circuits ................................................................................................. 5 La commutation de paquets................................................................................................. 5 La modulation : ........................................................................................................................ 6 Les différents types de serveurs : ............................................................................................ 6 Notion d’adresses : ................................................................................................................... 7 Les commandes ipconfig, netstat –rn, arp –a ........................................................................ 8 Le binaire et l’hexadécimal: .................................................................................................. 10 La conception des réseaux : ................................................................................................... 11 L’encapsulation TCP/IP. ....................................................................................................... 11 Internet .................................................................................................................................... 11 Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 1 Les bases de la communication : La communication entre systèmes informatiques s’effectue via des liaisons dont les principaux éléments sont définis par les recommandations de l’UIT-T (Union Internationale des Télécommunications) DTE (Data Terminal Equipment) Situé à l’extrémité de la liaison, l’ETTD (Équipement Terminal de Traitement de Données) ou DTE qui intègre un contrôleur de communication, peut-être un ordinateur, un terminal, une imprimante ou plus généralement tout équipement qui ne se connecte pas directement à la ligne de transmission. DCE (Data Circuit Equipment). La transmission des données sur la ligne est assurée par l’ETCD (Équipement de Terminaison de Circuit de Données) ou DCE qui peut-être un modem, un multiplexeur, un concentrateur ou simplement un adaptateur (pseudo-modem) L’ETCD, la plupart du temps un modem, a deux fonctions essentielles : L’adaptation du signal binaire entre l’ETTD et la ligne de transmission, ce qui correspond généralement à un codage et une modulation (ou une démodulation et un décodage suivant qu’il émet ou reçoit) La gestion de la liaison comprenant l’établissement, le maintien et la libération de la ligne à chaque extrémité. La jonction constitue l’interface entre ETCD et ETTD et permet à ce dernier de contrôler le circuit de données (établissement et libération, initialisation de la transmission. etc.) Les modes d’exploitation : La liaison simplex : Le système A est un émetteur, le système B est un récepteur, les données sont transmises dans un seul sens. L’exploitation en mode unidirectionnel est justifiée pour les systèmes dont le récepteur n’a jamais besoin d’émettre (liaisons radio ou télévision). Système A (ETTD+ ETCD) Émetteur Liaison simplex Système B (ETTD+ ETCD) Récepteur Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 2 Liaison semi-duplex (half duplex) : La transmission est possible dans les deux sens mais non simultanément, l’exploitation est en mode bidirectionnel à l’alternat. Ce type de liaison est utilisé lorsque le support physique est commun aux deux sens de transmission (cas des lignes téléphoniques) et ne possède pas une largeur de bande suffisante pour permettre des liaisons bidirectionnelles simultanées par modulation de deux fréquences porteuses différentes ; des procédures particulières permettent alors d’inverser le sens de transmission (liaison CB, par exemple). Système A Système B Émetteur Récepteur Récepteur Émetteur Liaison half duplex Ou Système A Système B Émetteur Récepteur Récepteur Émetteur La liaison duplex intégral (full duplex) : Les données peuvent être émises ou reçues simultanément dans les deux sens, l’exploitation est en mode bidirectionnel simultané. À chaque sens de transmission correspond un canal de communication propre ; lorsque le support physique est commun aux deux sens de transmission, chaque canal est défini dans une bande de fréquence spécifique. Ainsi, une transmission sur Internet entre deux PC par l’intermédiaire de modems ADSL est de type full duplex asymétrique : la communication est possible dans les deux sens simultanément, mais pas avec les mêmes débits. Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 3 Liaison full duplex Système A Système B Émetteur Récepteur Récepteur Émetteur Le codage et la transmission série. (Codage NRZ, Miller, Manchester, etc.). La couche physique. Les données codées, acheminées sur le réseau et les signaux envoyés. Les équipements réseaux : Les routeurs : un routeur est un élément intermédiaire dans un réseau informatique assurant le routage des paquets. Son rôle est de faire transiter des paquets d'une interface réseau vers une autre au mieux, selon un ensemble de règles. Il y a habituellement confusion entre routeur et relais, car dans les réseaux Ethernet les routeurs opèrent au niveau de la couche 3 de l'OSI. Les hubs : un hub, appelé aussi concentrateur, est un appareil permettant d'interconnecter électriquement plusieurs appareils, typiquement des ordinateurs (connexions réseau Ethernet via hub Ethernet) ou encore des périphériques (hub USB, Firewire, etc.) mais aussi parfois un commutateur ou un routeur. Les Switchs : un Switch désigne un commutateur réseau, un équipement qui permet l'interconnexion d'entités réseau appartenant à un même réseau physique. Contrairement au concentrateur (hub), il fractionne le réseau en domaines de collision indépendants. Les ponts (bridge) : un pont est un équipement informatique d'infrastructure de réseaux de type passerelle. Dans les réseaux Ethernet, il intervient en couche 2 du modèle OSI (liaison). Son objectif est d'interconnecter deux segments de réseaux distincts, soit de technologies différentes, soit de même technologie, mais physiquement séparés à la conception pour diverses raisons (géographique, extension de site etc.). Son usage le rapproche fortement de celui d'un commutateur (Switch), à l'unique différence que le commutateur ne convertit pas les formats de transmissions de données. Le pont ne doit pas être confondu avec le routeur. Les répéteurs : un répéteur est un dispositif électronique combinant un récepteur et un émetteur, qui compense les pertes de transmission d'un média (ligne, fibre, radio) en amplifiant et traitant éventuellement le signal, sans modifier son contenu. C'est un équipement informatique d'infrastructure de réseaux de type passerelle. Le répéteur Ethernet permet d'augmenter la limite de distance, limitée à 500 m, entre Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 4 deux interfaces réseaux, dans la limite de 2,5 km entre deux interfaces pour le réseau en entier. Il évite également aux collisions de se propager et émettre un paquet spécifique, il désengorge donc le réseau. Il agit sur la couche 1 du réseau (physique), le pont intervient lui sur la couche 2 (liaison). Le pare-feu : un pare-feu (firewall) est un logiciel et/ou un matériel, permettant de faire respecter la politique de sécurité du réseau, celle-ci définissant quels sont les types de communication autorisés sur ce réseau informatique. Il mesure la prévention des applications et des paquets. Les réseaux à commutation : La commutation de circuits Les données sont transmises sur un circuit, matérialisé par une continuité électrique, établi provisoirement entre 2 ETTD. Les caractéristiques principales de ce type de commutation sont : Un temps d’établissement de la commutation constant et court Des formats d’information libre Pas de stockage des informations communiquées dans le réseau Des taux de connexion et d’activité faibles. La commutation de circuits est utilisée principalement sur les réseaux téléphoniques. Pour des communications grandes distances, la liaison est établie par une série de commutateurs hiérarchisés et situés dans les différents centres de transit (centres locaux, centres urbains, centres nationaux) La commutation de paquets Un message est découpé en paquets de longueur fixe. Les paquets sont transmis de commutateur en commutateur jusqu’à l’ETTD destinataire. À leur arrivée dans un commutateur, chaque paquet est mémorisé dans des tampons alloués et transmis vers le commutateur suivant lorsqu’un tampon de celui-ci est disponible. Les tampons d’un commutateur peuvent donc contenir à un instant donné les paquets de différents messages. Les caractéristiques de la commutation de paquets sont : Un multiplexage temporel des paquets de plusieurs messages dans les commutateurs (optimisation des commutateurs) Une possibilité de reprise en cas d’erreur de transmission d’un paquet Une gestion des transmissions (acquittement ou demande de retransmission) et un contrôle de flux Une politique de routage (choix des chemins suivant la capacité et l’état du réseau) Une adaptation de la transmission entre équipements terminaux hétérogènes (adaptation des vitesses, des procédures et des codes dans les commutateurs) Des taux de connexion et d’activité proches de 1 Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 5 Ce type de commutation est utilisé dans les réseaux X25. La modulation : Le modem (modulateur/démodulateur). Différentes raisons rendent impossible la transmission en bande de base à des vitesses élevées et sur de grandes distances : Pas de propagation pour les fréquences Les sauts d’amplitude (Phase Shift Keying + Amplitude Modulation), de phase (Phase Shift Keying) et de fréquence (Frequency Shift Keying). Les différents types de serveurs : Un serveur de fichiers permet de partager des données à travers un réseau. Il possède souvent une grande quantité d'espace de stockage pour le dépôt des fichiers. Les utilisateurs peuvent ensuite récupérer leurs fichiers au moyen d'un protocole de partage de fichiers comme FTP (File Transfer Protocol) ou CIFS (Common Internet File System) ou NFS (Network File System) ou encore NCP (Netware Core Protocol). Le serveur DNS : le Domain Name System (ou DNS, système de noms de domaine) est un service permettant de traduire un nom de domaine en informations de plusieurs types qui y sont associées, notamment en adresses IP de la machine portant ce nom. Le serveur DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) est un protocole réseau dont le rôle est d’assurer la configuration automatique des paramètres IP d’une station, notamment en lui affectant automatiquement une adresse IP et un masque de sousréseau. DHCP peut aussi configurer l’adresse de la passerelle par défaut, des serveurs de noms DNS et des serveurs de noms NBNS (connus sous le nom de serveurs WINS sur les réseaux de la société Microsoft). Le serveur d’impression: c’est un serveur qui permet de partager une ou plusieurs imprimantes entre plusieurs utilisateurs (ou ordinateurs) situés sur un même réseau informatique. Le serveur de données: c’est un serveur destiné à stocker et à partager des informations dans une base de données, en garantissant la qualité, la pérennité et la confidentialité des informations. Le serveur Web: cela est aussi bien le matériel informatique que le logiciel qui joue le rôle de serveur informatique sur un réseau local ou sur le World Wide Web. En tant que matériel, un serveur Web est un ordinateur comme un autre. Comme tout serveur, il est relié à un réseau informatique et fait fonctionner un logiciel serveur. En tant que logiciel, un serveur Web est plus précisément un serveur http, http étant le principal protocole de communication employé par le World Wide Web. Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 6 Le serveur d’applications: c’est un logiciel d'infrastructure offrant un contexte d'exécution pour des composants applicatifs. Le terme est apparu dans le domaine des applications web. Dans un sens strict, les composants hébergés par le serveur d'applications ne sont pas de simples procédures ou scripts mais de réels composants logiciels conformes à un modèle de composants (EJB, COM, Fractal, etc.). Notion d’adresses : L’adresse MAC (Media Access Control): c’est un identifiant physique stocké dans une carte réseau ou une interface réseau similaire et utilisé pour attribuer mondialement une adresse unique au niveau de la couche de liaison (couche 2 du modèle OSI). C'est la partie inférieure de celle-ci (sous-couche d'accès au média – Media Access Control) qui s'occupe d'insérer et de traiter ces adresses au sein des trames transmises. Elle est parfois appelée adresse Ethernet, UAA (Universally Administered Address), BIA (Burned-In Address), MAC-48 ou EUI-48. Les adresses IP : une adresse IP (Internet Protocol) est un numéro d'identification qui est attribué de façon permanente ou provisoire à chaque appareil connecté à un réseau informatique utilisant l'Internet Protocol. Il existe des adresses IP de version 4 (4 octets) et de version 6 (16 octets). La version 4 est actuellement la plus utilisée et est généralement représentée en notation décimale avec quatre nombres compris entre 0 et 255, séparés par des points, ce qui donne par exemple : 193.55.25.89. Les plages d'adresses IPv4 arrivant à saturation, la transition d'IPv4 vers IPv6 est de mise. Les masques de sous réseau : le masque de sous-réseau permet de distinguer la partie de l'adresse utilisée pour le routage et celle utilisable pour identifier des interfaces. Un sousréseau correspond à un réseau local sous-jacent. Les adresses IP privées non routées : un réseau privé est un réseau qui utilise les plages d'adressage IP définies par la RFC 1918 « Address Allocation for Private Internet ». Ces adresses ne sont pas routées sur Internet. Un réseau privé peut être numéroté librement avec les plages d'adresses privées prévues à cet effet. On utilise principalement ces adresses privées dans les réseaux locaux. Voici ces adresses : Préfixe 10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16 Plage IP 10.0.0.0 à 10.255.255.255 172.16.0.0 à 172.31.255.255 192.168.0.0 à 192.168.255.255 Nombre d’adresses 16 777 216 1 048 576 Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN 65 536 Page 7 Les commandes ipconfig, netstat –rn, arp –a ipconfig Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 8 Netstat –rn Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 9 arp –a Les sockets (IP + Port). Le binaire et l’hexadécimal: Calculs et additions en binaire Les conversions binaire/décimal Les conversions décimal/binaire Calculs en hexadécimal. Les conversions binaire/hexadécimal Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 10 La conception des réseaux : Le modèle en couches OSI et TCP/IP : Application Présentation Session Transport Réseau Liaison de données Physique Le modèle en couches TCP/IP : Application Ping Transport ICMP Internet IP ARP Accès réseau LAN WAN http, smtp, pop, ftp, dns, dhcp, nfs, telnet, snmp Segment TCP - UDP Datagramme ou paquet LAN (Plutôt MAC) WAN (hdlc, atm, fr, ppp, slip) Bits L’encapsulation TCP/IP. Les concepts d’adressage et de routage, les paquets de données et le protocole IP. Les protocoles, services, et la couche application avec HTTP, DNS, DHCP, SMTP/POP. La trame Ethernet : Le segment TCP, le datagramme IP. Internet Le mode de transfert est la commutation de paquets 1) C’est un réseau local, simple, résistant, un patchwork d’environ 40 000 réseaux. 2) Il n’a pas de centre (a-centré). La partie intelligente, c’est sa périphérie. 3) C’est un réseau symétrique par nature (pas de différence entre émission et réception). Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 11 4) C’est un réseau homogène (pas de différence entre client et serveur) 5) C’est un réseau passif (transporte n’importe quel flux – voix – données audio/vidéo) pas de différence entre les flux. ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) : service d'accès à l'Internet utilisant les lignes téléphoniques classiques, en utilisant une bande de fréquence plus élevé que celles utilisée pour la téléphonie. Le débit descendant est plus élevé que le débit ascendant. ARCEP : Autorité de Régulation des Communications Électroniques, en France. ANFR - Agence Nationale des Fréquences (www.anfr.fr) : créée en 1997, l'ANFR est un établissement public à caractère administratif placé auprès du ministre en charge des communications électroniques. Les missions de l'Agence sont inscrites dans le code des postes et des communications électroniques (notamment son article R20-44-11). Des campagnes de mesure des ondes électromagnétiques, avant et après installation des stations Wimax, seront effectuées dans le respect du protocole ANFR. Débit : quantité d’informations transmise via un canal de communication selon un intervalle de temps donné. Le débit d’une connexion Internet s’exprime généralement en Mbps (mégabit par seconde). Dégroupage : grâce au dégroupage, des opérateurs alternatifs à l’opérateur historique peuvent installer leurs propres équipements dans les centraux téléphoniques et assurer une prestation de bout en bout pour l’usager. En effet, depuis l’ouverture à la concurrence du marché des Télécoms, l’opérateur historique doit mettre à disposition des opérateurs de services et Fournisseurs d’accès Internet la boucle locale, c’est à dire la partie du réseau téléphonique située entre la prise téléphonique de l’abonné et le central téléphonique (paire de cuivre). FAI (Fournisseurs d’Accès Internet) : société chez laquelle vous payez un service vous permettant de vous connecter à Internet. FTTLA (Fiber To The Last Amplifier) « fibre jusqu'au dernier amplificateur ». Le réseau câble pouvant utiliser plusieurs amplificateurs, la FTTLA vise à remplacer le câble coaxial jusqu'au dernier amplificateur (vers l'abonné) par de la fibre optique. Il s'agit du nom d'une technologie visant à réutiliser le réseau câble existant notamment sur la partie terminale en installant de la fibre optique plus près de l'abonné tout en utilisant le câble coaxial des réseaux câbles pour les derniers mètres jusqu'à l'abonné. Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 12 FTTB (Fiber To The Building - Fibre jusqu’au bâtiment). Déploiement des infrastructures de télécommunications visant à raccorder les entreprises en apportant la fibre optique jusqu’à l’entrée du bâtiment. FTTH (Fiber To The Home - Fibre jusqu’au foyer). Il s’agit d’apporter de la fibre optique jusque chez l’abonné (résidentiel) permettant l’accès à Internet et aux services associés à des débits de 10 Mbit/s à 1 Gbit/s symétriques, soit des débits très supérieurs à ceux accessibles via la paire de cuivre téléphonique. NRA : Nœud de Raccordement d’Abonnés du réseau de France Télécom (12 000 points en France) (N)TIC : (Nouvelles) Technologies de l’Information et de la Communication. Triple Play : service Haut-Débit comprenant un accès Internet, une offre de téléphonie sur IP et du flux vidéo (télévision sur IP). Très Haut-Débit : les technologies d’accès à l’Internet très haut débit (THD, soit des débits symétriques d’au moins 10 Mbps) via la fibre optique sont toutes regroupées sous le nom générique FTTx. Quadruple Play : le quadruple Play est l’extension du triple Play auquel on a ajouté la téléphonie mobile. Réseaux actifs : réseaux de télécommunications fixes composés généralement d’un réseau de collecte (services de fibre optique noire et de bande passante) qui sert au transport en masse des données et d’un réseau d’accès permettant d’accéder aux clients (lignes d’accès Haut-Débit en Cuivre, en fibre optique pour le FTTx, en radiofréquences pour le Wimax, en câble électrique pour le CPL). Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access): il s’agit d’une technologie hertzienne permettant de desservir du haut débit à partir d’un point haut sur un rayon de 15 km environ. xDSL (Digital Subscriber Line) : on remplace le x par A pour Asymétrique (ADSL) ou par S pour symétrique (SDSL, etc.) Le Wimax Le Wimax est une technologie de transmission haut débit par ondes radio, elle est conçue dans un esprit de couverture de surfaces importantes (rayon de plusieurs kilomètres autour de l’émetteur) pour résorber les zones dites blanches où l’ADSL n'est pas disponible. Sur le même fonctionnement que la télévision, une antenne est placée sur le toit de votre domicile, orientée vers une station d’émission Wimax qui vous permet d’accéder à Internet jusqu’à 10 Mbit/s et à des options téléphoniques. Le Wimax est une technologie sensible aux aléas topographiques. Dans les cas où une connexion par Wimax ne serait pas optimale, (connexion non stable et signaux insuffisants), une connexion par satellite sera alors proposée pour palier l’offre Wimax. NRA-ZO Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 13 Le NRA-ZO est une technologie filaire qui permet l’extension du réseau ADSL. La solution proposée par le NRA-ZO est de diminuer la distance entre le central téléphonique et le sous répartiteur, en rapprochant les équipements des utilisateurs. Le principe du NRA-ZO est d’installer une armoire contenant les mêmes équipements qu’un central téléphonique à côté de ce sous-répartiteur et de relier les deux armoires. La contrainte de distance inhérente à la technologie DSL est alors réduite : elle permet aux lignes téléphoniques se trouvant sur ce répartiteur d'être distantes de moins de quatre km du central et d'accéder à l’ADSL. Cependant, il est possible que malgré la mise en place d’un NRA-ZO, certains abonnés n’aient pas d’accès à l’ADSL, leur éloignement géographique étant encore trop important, une solution de raccordement par technologie Wimax et satellite est toujours possible. Le satellite Le choix du matériel satellitaire déployé sur le département vous permet d’accéder grâce à une connexion bidirectionnelle à Internet jusqu’à 6Mbit/s et à des options téléphoniques (en fonction du fournisseur de service retenu). Le satellite est déployé sur le département afin d'atteindre les foyers situés dans les hameaux inaccessibles par les offres Wimax et NRAZO. Les réseaux informatiques – Jean Michel MEULIEN Page 14
