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Les Réseaux Informatiques

DEUST AMMILoR. Les Réseaux Informatiques. Couche Liaison Protocole Ethernet. Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003. Rôle de la couche Liaison. Couche liaison de données Allocation du canal Données  Trame Trame  bits  trame Adressage physique Qui est concerné ? Gestion des erreurs

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Presentation Transcript

  1. DEUST AMMILoR Les Réseaux Informatiques Couche Liaison Protocole Ethernet Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003

  2. Rôle de la couche Liaison • Couche liaison de données • Allocation du canal • Données  Trame • Trame  bits  trame • Adressage physique • Qui est concerné ? • Gestion des erreurs • Détection ? • Correction ? LLC MAC Couche Physique

  3. Historique d’Ethernet • 1980 : Première version « Blue Book » • Digital, Intel, et Xerox • 10 Mbit/s • Bus en 10Base5 • 1982 : Seconde version • 1985 : Norme IEEE 802.3 • 1993 : Norme IEEE 802.3u •  100 Mbit/s

  4. Objectifs du protocole • Liaison de données à 10 Mbit/s • Faible coût • Réseau égalitaire • Pas de priorité • Pas de censure • Erreur souhaitée < 1E-8

  5. Principes de fonctionnement • Topologie en bus, Pas de boucle • Communication en bande de base • Pas de modulation  Simplicité • 1 baud = 1 bit/s • Transfert par diffusion passive • Circulation autonome des données • Chaque station reçoit toutes les données • Pas de trames simultanées

  6. Adressage MAC • Chaque station reçoit toutes les données • Emetteur d’une trame ? • Destinataire d’une trame ? • Ajout d’un bordereau d’envoi • Entête de trame • Adresse destination • Adresse source • Notion de trame structurée

  7. Adresses MAC Trame de données @ Destination @ Source Données

  8. Reconnaissance des trames • Comment reconnaître le début de trame ? • Présence de signaux transitoires • Synchronisation du récepteur • Nécessité d’un préambule • Ensemble d’octets connus • Permet de synchroniser les horloges • Ne transmet pas d’information perte non gênante

  9. Trame de données Préambule @ Destination @ Source Données

  10. Le préambule, bis • Réception du préambule en cours de route • Déjà commencé • Depuis quand ? • Nécessité de marquer la fin du préambule • Insertion d’un « Start Frame Delimitor » • Caractère spécial • Suit le préambule • Précède les données

  11. Trame de données Préambule SFD @ Destination @ Source Données

  12. Reconnaissance des trames 2 • Comment reconnaître la fin de trame ? • Plus de données ? • Selon le code utilisé, pas toujours possible • Marqueur de fin • SONET / SDH • Longueur de trame • Norme 802.3

  13. Trame de données Norme 802.3 Préambule SFD @ Destination @ Source Données Long Norme Ethernet Préambule SFD @ Destination @ Source Données Type

  14. Gestion des erreurs • Ajout de bruit au signal • Réductible, mais Inévitable • Possibilité de modifier les données •  Ajout de redondance avant émission • Code détecteur d’erreur • Recalcul à la réception • Différence  modification données •  destruction de la trame endommagée •  Silence inter – trames de 9,6 ms • Impossible de mélanger deux trames

  15. Trame de données Norme 802.3 Préambule SFD @ Destination @ Source Long Données CRC Norme Ethernet Préambule SFD @ Destination @ Source Type Données CRC

  16. Préambule • 7 octets • 10101010 • Donnée régulière  synchronisation horloges Start Frame Delimitor • 1 octet • 10101011 • Fin du préambule, début des données

  17. Adresses MAC • Norme 802.3 • 6 octets • 3 octets constructeur • 3 octets numéro de série •  chaque adresse est UNIQUE au monde • 1 Adresse de Broadcast • FF-FF-FF-FF-FF-FF

  18. Trame de données Norme 802.3 Préambule SFD @ Destination @ Source Long Données CRC 7 octets 1 6 6 2 4 Norme Ethernet Préambule SFD @ Destination @ Source Type Données CRC

  19. Bilan • La couche 3 envoie un paquet de données • La couche MAC crée une trame avec • Adresse Destination • Adresse Source • Type/Longueur des données • Les données • Calcul du CRC • Ajout Préambule, SFD et CRC à la trame • Envoi à la couche physique

  20. Acquisition du canal • Le problème : • Chaque machine peut utiliser le canal • Pas d’arbitre donnant la parole • Comment ne pas tous parler simultanément ? • La solution : • CSMA : Carrier Sensing Multiple Access • On n’interrompt pas une communication • On écoute, on attend la fin, et on enchaîne • « Conversation civilisée »

  21. Collision, vous avez dit collision ? DTE1 DTE2 • Collision ! • DTE2 voit la collision • DTE1 ne voit rien !

  22. Comment Faire ? • Méthode CSMA / CD • CSMA with Collision Detection • Chaque station vérifie son message • Si collision • Arrêt d’émission • Attente aléatoire • Ré-émission • « Runts » • Visible dans Domino • Trame très courte résultant d’une collision lointaine

  23. Collision inaperçue • Dans l’exemple: • DTE2 voit la collision • DTE1 ne voit rien • DTE2 ré-émet sa trame, puisque collision • DTE1 en reçoit une deuxième copie !!! •  Eviter à tout prix les collisions discrètes • Eviter les trames trop courtes • Limiter la longueur du réseau

  24. La solution Ethernet • La norme impose : • Round-Trip-Delay < 50 ms. • A 10 Mbit/s, 50 ms  62,5 octets • >64 octets  Détection de collision garantie • Toute trame doit contenir au moins 72 octets • 26 octets de protocole • 46 octets de données minimum • Si moins de 46 octets à envoyer : • Padding (ajout d’octets de bourrage) • Ex : requête ARP = 28 octets + 18 padding

  25. Temps de réponse • Le problème des applications interactives : • Un utilisateur transfère de gros fichiers • Un autre utilisateur effectue un « telnet ». • Chaque touche est envoyée au serveur • Le serveur renvoie une réponse (écho à l’écran) • Une trame sur le réseau à chaque instant ! •  Il faut attendre ! • Les maths : • Temps moyen = ½ (taille trame / débit réseau)

  26. Le MTU • La norme IP impose : • Maximum Transfer Unit octets par paquets. • Le MTU dépend du réseau • Internet ≥ 576 octets • Ethernet = 1500 octets • SLIP = 296 octets • Définition d’un « MTU de chemin » • Le minimum des MTU de chaque segment traversé

  27. Trame de données finale Norme 802.3 Préambule SFD @ Destination @ Source Long Données CRC 7 octets 1 6 6 2 46  1500 4 Norme Ethernet Préambule SFD @ Destination @ Source Type Données CRC

  28. 802.3 Vs Ethernet • Les deux protocoles sont compatibles • Adresses aux mêmes endroits • Le « type » de la trame Ethernet n’est pas compatible avec une longueur de trame 802.3  Confusion impossible • 0800 : Datagramme IP ( 2048 octets) • 0806 : Protocole ARP ( 2054 octets) • 8035 : Protocole RARP (32821 octets)

  29. Services de couche 1 utilisés • Transmission en bande de base • La couche physique offre des services : • Envoi d’un bit • Réception d’un bit • Canal libre ? • Collision ?

  30. Evolution vers 100 Mbit/s et + • Le Round-Trip-Delay est réduit à 5 ms • Problèmes : • Mélange de stations de vitesses différentes • Plus débit augmente, plus efficacité diminue •  Augmenter le MTU • Ehernet : MTU=1500 • IPv4 supporte les MTU<=64K • Jumbo Frames : MTU=9000 • Décembre 95 : IPv6, Jumbograms > 64K

  31. Quelques Références sur le Web • RFCs • www.rfc-editor.org • Cours de l’UREC (CNRS) • www.urec.cnrs.fr/cours/ • Institut Copernic : • www.institut-copernic.com/cours/réseau/ • IUT Bezier : • cb.iutbeziers.univ-montp2.fr/Cb/Cours/Reseaux/ • NETS : • www.scd.ucar.edu/nets/presentations/ • INFOCOM : • infocom.cqu.edu.au/Courses/2002/T3/COIT13146/Ressources/Lectures

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