Download
1 / 77
790 likes | 1.28k Vues
2. Dfinition et Proprits du LAN. Qu'est-ce qu'un rseau local (LAN)?Un rseau local, appel aussi LAN (Local Area Network ), est un rseau permettant d'interconnecter des ordinateurs et des priphriques (imprimantes, fax ) d'une entreprise ou d'une organisation. Les membres de cette organisat
E N D
1. 1 Rseaux Locaux (LAN) Djafer Baddou
2. 2 Dfinition et Proprits du LAN Qu'est-ce qu'un rseau local (LAN)?
Un rseau local, appel aussi LAN (Local Area Network ), est un rseau permettant d'interconnecter des ordinateurs et des priphriques (imprimantes, fax ) d'une entreprise ou d'une organisation. Les membres de cette organisation peuvent donc:
changer des informations.
Communiquer.
Avoir accs des services divers (ex: imprimantes ).
LAN peut s'tendre de quelques mtres quelques kilomtres.
Quand il sagit des kilomtres, il sera peut tre plus commode pour lorganisation de comporter plusieurs rseaux locaux.
Il est donc indispensable de les relier.
3. 3 Types des LANs Il existe plusieurs types de LANs. Ces types dpend des domaines d'application. Les plus importants sont:
Rseaux a Ordinateurs Personnels: interconnecte des quipements personnels comme un ordinateur et des priphriques, ou un groupe dordinateurs agissent comme un seul ordinateur pour une rpartition de charges ou un calcul distribu.
Rseaux Principaux ( Backend): pour connecter des grands systmes tel que des super computers, et des grandes priphriques.
Rseaux de base (Backbone ): sont des LAN a haute capacit (a un grand nombre de nuds). Le Backbone doit tre relier a des LAN de petites capacits.
4. 4 Mode de Liaison pour LAN Le mode de liaison pour LAN cest la liaison diffusion (Broadcast) qui consiste partager un seul lien de transmission. Chaque message envoy par une station sur le rseau est reu par toutes les autres stations.
On a besoin de savoir quelle machine le message est destin?
C'est l'adresse spcifique place dans le message qui permettra chaque station de dterminer si le message lui est adress ou non.
5. 5 Mode de Liaison pour LAN tout moment un seul nud le droit d'envoyer un message sur le support. Il faut donc qu'il coute au pralable si la voie est libre; Si ce n'est pas le cas il attend.
Mais
si deux stations du rseau essayent de transmettre en mme temps, leurs signaux se chevaucheront et deviendront dforms.
si une station a dcid de transmettre sans interruption pendant une longue priode, Les autres stations seront donc bloques
Un mcanisme est donc ncessaire pour contrler le trafic.
Solution:
On dcoupe le message en trames. Chaque trame se compose:
d'une partie des donnes qu'une station souhaite transmettre,
dune en-tte qui contient de linformation sur le control du trafic telle que ladresse de destination.
6. 6 Figure 1:Topologie des LANs Les topologies importantes du LAN sont:
bus, anneau, toile.
7. 7 Topologie des LANs: Rseau Bus
Chaque nud dans le rseau bus observe len-tte du trame en passage si le trame est adress a lui-mme, il faisait une copie du trame.
Avec le rseau bus, aucune mesure spciale ne doit tre prise pour enlever des trames du milieu. Mais quand tout signal atteint la fin du milieu, il sera absorb par le terminateur.
8. 8 Topologie des LANs: Rseau Anneau Dans la topologie d'anneau, des rpteurs lient les stations au rseau .
la transmission est uni-direction. Des trames sont transmis dans une direction seulement.
Pendant quun trame circule prs des stations, la station de destination identifie son adresse et copie le trame dans un buffer local.
Le trame continue circuler jusqu' ce quil revient la station de source, o il est enleve.
Un rpteur cest un dispositif qui est capable de recevoir des donnes dun lien et les transmettre lautre lien.
9. 9 Topologie des LANs: Rseau toile Chaque station est directement relie un nud central commun. Ce lien est de deux points point.
Un point point pour la transmission
Un point point pour la rception.
Comme le bus et lanneau, le mode de transmission du rseau toile est un mode diffusion ( broadcast ).
Transmission du trame d'une station au nud central.
Retransmission du trame du nud sur toutes les directions.
Dans ce cas le nud central est un concentrateur (hub).
10. 10 Rseaux Locaux (LAN): Lien Rseau Le lien physique entre deux nuds est souvent appele un `lien rseau'. On a quatre principaux lien rseau utiliss dans les rseaux locaux dpendamment de la capacit, fiabilit, et le cot:
La paire torsade: cble constitu de deux fils de cuivre isols et enrouls l'un sur l'autre. Le cble est moins coteux mais sa vitesse de transmission est trs base ( 1 Mbps). Il peut tre utilise pour un rseau personnel.
Le cble coaxial: cble constitu d'un cur ( fil de cuivre), une gaine isolante entoure par une tresse de cuivre, le tout est recouvert d'une gaine isolante. Il est trs coteux mais a haute capacit.
Radio.
Le cble fibre optique: fin filament de verre continu. une extrmit une diode lectroluminescente (LED) ou une diode laser met un signal lumineux et l'autre une photodiode ou un phototransistor est capable de reconnatre ce signal.
11. 11 Choix de Topologie LAN Le choix de topologie dpend du 3 principaux facteurs: fiabilit, extension, et performance. Donc, chacun a des avantages et des inconvnients:
Une topologie en bus a pour avantages d'tre facile mettre en oeuvre et de fonctionner facilement, par contre elle est extrmement vulnrable tant donn que si l'une des connexions est dfectueuse, c'est l'ensemble du rseau qui est affect.
Rseau anneau est bon pour la synchronisation mais la rupture du lien peut provoquer l'arrt du rseau.
une topologie en toile sont beaucoup moins vulnrables car on peut aisment retirer une des connexions en la dbranchant du concentrateur sans pour autant paralyser le reste du rseau. Il est donc plus facile contrler et plus robuste mais exige plus de cbles. Il est le plus rpandue quand a lindustrie.
Donc sauf pour le rseau toile, la rupture du support peut provoquer l'arrt du rseau LAN, par contre la panne d'un des lments ne provoque pas (en gnral) la panne globale du rseau.
12. 12 Architecture Du Protocole LAN Une comite de lIEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers) appele IEEE 802 cest charge de normaliser les LAN.
Le 802 provient de la date de naissance de cette comit, Fvrier 1980.
L'architecture de LAN normalise par cette comite a une structure en couche.
Elle est gnralement mentionne comme le modle de rfrence IEEE 802.
13. 13 Figure 2: Modle de Rfrence LAN IEEE 802
14. 14 Architecture Du Protocole LAN La figure compare modle de rfrence IEEE 802 au modle de rfrence OSI de lISO.
Les protocoles couvrent en fait les deux couches infrieures du modle de rfrence OSI de lISO:
la couche physique et.
la couche de liaison de donnes.
Le comit a choisi de subdiviser la couche de liaison de donnes en deux sous-couches :
la sous-couche de Contrle dAccs au Milieu MAC (Medium Access Control).
la sous-couche de Contrle de la Liaison Logique LLC (Logical Link control).
15. 15 Couche Physique Les fonctions de la couche physique sont les suivantes:
Encodage/dcodage des signaux. (bit ?? signal )
Gnration / annulation de prambule (chronomtre pour la synchronisation).
Transmission / Rception des bit sous forme de signaux.
16. 16 Contrle dAccs au Milieu (MAC) MAC offre aux utilisateurs de LAN les services:
A la transmission: Assemblement des donnes, des champs d'adresse et de dtection d'erreurs en trames.
A la rception, effectue l'identification d'adresse, fragmentation du trame, et la dtection des erreurs.
Gre l'accs au lien rseau du LAN pendant la transmission. Puisque les stations partagent le lien rseau, le contrle d'accs est ncessaire pour dterminer quelle station va utiliser le lien rseau pour envoyer des trames.
Les postes d'un rseau local se partagent simultanment le support de transmission pour pouvoir mettre ou recevoir des trames. La couche MAC est responsable de l'accs au mdium de transmission pour acheminer des trames d'information. Elle essaie d'viter les conflits d'accs au support.
17. 17 Contrle de la Liaison Logique (LLC) La sous couche LLC constitue la partie haute de la couche liaison pour les rseaux locaux.
Elle est commune tous les types de supports physiques et de protocoles d'accs, masquant ainsi ces spcifications aux couches suprieures.
Elle joue donc le rle dune interface aux couches suprieures.
La couche LLC assure l'indpendance des traitements entre les couches suprieures et la couche MAC.
Les vendeurs des cartes rseau LAN offrent trois types de services LLC.
18. 18 Contrle de la Liaison Logique (LLC): LLC type-1 Le service fourni par LLC type-1 est un mode de transfert "sans connexion" o chaque unit de donnes de protocole, UDP est transmis comme un datagramme dans un trame de type UI (Unnumbered Information, pas de squence ) PDU. Il n'y a ni accus de rception (unacknowledged), ni garantie de squence.
Parfois on a seulement besoin dacheter ce type de service car les couches suprieures assurent la dj la fiabilit.
19. 19 Contrle de la Liaison Logique (LLC): LLC type-2 Ce service fourni un mode de transfert "avec connexion ou une connexion logique doit tre tablie. Ce service inclut:
Contrle de flux, contrle d'erreur.
tablissement de connexion logique entre deux Points dAccs aux Services: DSAP et SSAP
Ces liens logiques ne doivent pas tre confondus avec les adresses MAC.
Le service MAC identifie les stations elles-mmes ou on a liaison de diffusion (broadcast ) et non point a point (pas de connexion ).
20. 20 Contrle de la Liaison Logique (LLC): LLC type-2 Points dAccs aux Services SAP?
Les services fournis aux couches suprieures par la sous couche LLC sont accessibles a travers de "points" LSAP (LLC Service Access Point). Ces points d'accs permettent des flux de donnes correspondant des environnements d'application diffrents d'une mme station (SNA, TCP/IP, etc...) d'tre identifis avant multiplexage vers la sous couche MAC.
Ces liens logiques sont matrialiss par des adresses SSAP (Source Service Access Point) et DSAP (Destination Service Access Point).
SNA (system Network Architecture) invent par IBM qui permet la communication entre un systme central et des priphriques distants
21. 21 Contrle de la Liaison Logique (LLC): LLC type-2 Comment tablir la connexion logique?
LLC essaie dtablir une connexion logique sur demande dun utilisateur au dessus de la couche LLC (ex.: TCP/IP ).
Dans ce cas LLC envoie un SABME (Set Asychronous Balanced Mode Extended ) PDU pour demander une connexion logique avec le LLC de lautre station.
Si la connexion est accepte par l'utilisateur de LLC indiqu par le DSAP, alors LLC de destination renvoie une UA-PDU ( Unnumbered Acknowlegment).
La connexion est identifi uniquement par les utilisateurs SSAP et DSAP.
Si l'utilisateur de LLC de destination rejette la demande de connexion, LLC renvoie un DM-PDU (Disconnect Mode ).
Une fois que la connexion tabli, donnes sont changs en utilisant l'information PDUs de format identique au HDLC.
L'information PDUs les numros de squence, pour le contrle de flux et derreurs.
L'une ou l'autre entit de LLC peut terminer la connexion logique de LLC en envoyant un DISC-PDU (DISConnect).
22. 22 Contrle de la Liaison Logique (LLC): LLC type-3 LLC type-3: Ce mode constitue un compromis des deux prcdents modes, les transferts sont effectus "sans connexion", mais un accus de rception est envoy chaque trame reue.
L'metteur attend cet accus de rception avant de transmettre la trame suivante.
Cependant, lchange de donnes est diffrent a celui de HDLC. Comment?
Les donnes de lutilisateur sont envoyes dans une commande AC-PDUs ( ACknowledged ) en utilisant un numro de squence de 1 bit a lalternance 0 et 1.
En rponse de cette command le rcepteur doit envoyer un accus de rception en utilisant une rponse AC-PDU en utilisant un numro de squence de 1 bit oppos 1 et 0.
23. 23 Protocoles dAccs au Milieu L'ensemble des rgles d'accs, de dure d'utilisation et de surveillance constitue le protocole d'accs aux cbles ou aux mdia de communication.
Il existe trois principaux protocoles de contrle d'accs au mdium :
Protocole CSMA (Carrier Sense Multiple Access): ce qui signifie qu'il s'agit d'un protocole d'accs multiple avec surveillance de porteuse (Carrier Sense).
Protocole Passage du jeton (token ring).
Protocole TDMA (Time Division Multiple Access).
24. 24 Protocoles dAccs au Milieu: Protocole dAccs Alatoire CSMA Pour la couche MAC, chaque nud a un accs gal au support.
Lorsqu'un nud a un trame transmettre, il sassure que le lien est libre.
Un systme de dtection permet d'identifier si un signal est sur le milieu.
Si le support est libre le nud commence transmettre.
Si deux ou plusieurs nuds commencent transmettre en mme temps, une collision se produit. Il est impratif que les collisions soient dtectes et qu'une rcupration soit effectue.
Collision dtecte et rcupration:
les nuds envoyant les messages doivent les retransmettre une deuxime fois.
Si les deux nuds retransmettent leurs messages au mme moment encore, une autre collision peut se produire.
Dans ce cas, chaque nud doit attendre pendant un dlai de dure alatoire avant d'essayer de retransmettre les messages, ce qui rduit la probabilit d'une autre collision.
25. 25 Protocoles dAccs au Milieu: Protocole dAccs Alatoire CSMA Le protocole CSMA existe en deux modes :
CSMA/CD (Collision Detected):
Une fois la collision dtecte, le systme calcule un temps d'attente alatoire pour chaque poste. Celui dont le temps d'attente est le plus court r-mettra en premier.
Le protocole d'accs au mdium CSMA/CD est une mthode rapide et fiable.
Le protocole d'accs CSMA/CD se prte bien aux topologies en bus.
CSMA/CA (Collision Avoided):
Ce protocole a comme objectif d'viter les collisions qui sont possibles avec le protocole CSMA/CD.
Il dtecte que deux postes tentent d'mettre en mme temps.
Il permet l'accs l'un des deux tandis que l'autre attend.
26. 26 Protocoles dAccs au Milieu: Accs est il rsolu? Malgr la mthode de dtection des collisions, certaines collisions pourraient passer inaperues.
Par exemple si les stations A et B sont loigns sur le rseau, A peut mettre un trame trs court, et va penser que tout est bon.
Cependant il est possible que de lautre cot B coute mais le trame de A ne soit pas encore arriv et donc mette son trame.
A aura cru que tout tait bien pass alors que son trame serait perdue suite a une collision.
27. 27 Protocoles dAccs au Milieu: Accs est il rsolu? Pour viter cette collision la norme impose une taille de trame minimum de 512 bits. De faon quavant que la station aura fini dmettre ses 512 bits le signal du premier bit soit arriv au a lautre bout.
Pour cela il faut deux conditions:
Si le message nest pas assez long, on doit rajoute des bits pour arriver cette taille.
La taille du rseau doit tre limite. On limite donc la taille du rseau en fonction du temps que mettent 512 bits pour un aller retour (round trip delay) entre les deux points les plus loigns du rseau,
Donc, en rsum, il faut que le temps dmission de 512 bits soit suprieur au temps dun aller-retour du signal sur le rseau (round trip delay).
28. 28 Protocoles dAccs au Milieu: Protocole dAccs Contrl: Passage du jeton Selon ce protocole, chaque nud a une chance gale de transmettre. Le droit de transmettre est accord par le jeton qui circule d'un nud l'autre.
Voici les diffrentes tapes de ce protocole :
Attendre la rception du jeton de transmission.
Le jeton circule et passe de nud en nud d'une manire squentielle.
Si le jeton de transmission est reu par un nud et qu'il n'y a aucun message envoyer, il achemine le jeton au prochain nud.
29. 29 Protocoles dAccs au Milieu: Protocole dAccs Contrl Passage du jeton Si le jeton de transmission est reu et qu'il y a un message transmettre, alors:
seul le dtenteur du jeton peut transmettre un message.
La couche MAC change 1 bit dans le jeton, qui le transforme d'un jeton un dbut du trame de donnes.
La couche MAC alors ajoute ce dbut de trame au trame et le transmet.
le message est prlev au passage par le destinataire, qui renvoie l'metteur un accus de rception.
lorsque le message a fait le tour complet de l'anneau, il est prlev par l'metteur, qui avant de le dtruire, il vrifie sa bonne rception. Le dbut du trame revient a son tat initial du jeton.
Le jeton sera donc libr.
le jeton est pass au prochain nud.
30. 30 Protocoles dAccs au Milieu: Protocole dAccs Contrl Passage du jeton Ce protocole se prsente sous deux formes :
L'anneau jeton circulant (token passing ring) sert dans la topologie en anneau.
Le jeton logique circulant (logical token passing) est utilis principalement dans une technologie appele Arcnet (Attached Resource Computer NETwork. Architecture ) conue pour les petits rseaux locaux, avec un dbit de 2.5 Mbps.
Avec l'anneau jeton circulant, le jeton suit l'ordre physique des postes, tandis qu'avec le jeton logique circulant, il suit le numro logique qui se trouve sur la carte d'interface de rseau de chaque poste.
31. 31 Protocoles dAccs au Milieu: Access Multiple par Division du Temps TDMA Dans cette mthode, le temps est divis en tranches.
Chaque tranche est attribues chaque nuds.
Ainsi, une station peut mettre un message pendant une ou plusieurs tranches de temps qui lui sont accords.
En dehors de cela, elle attend son tour pour mettre.
Un poste privilgi peut obtenir, par configuration, plus de tranches de temps qu'un poste normal.
Ainsi il permet d'viter les collisions.
32. 32 Protocole dAccs Au mdium: Technologies La mthode du jeton circulant est trs fiable, car un seul poste peut mettre un moment donn. La collision est donc impossible. Cette technique introduit un dlai par rapport la mthode CSMA. A cause de lattente du jeton.
TDMA est trs peu exploiter encore dans les LAN.
Les technologies utilises pour les protocoles d'accs sont:
Ethernet pour CSMA
Token Ring pour le passage du jeton
33. 33 Ethernet: Introduction Ethernet est une technologie du rseau LAN bas sur le protocole daccs CSMA/CD.
On parle dune carte Ethernet qui constitue la carte de rseau LAN.
Ethernet est un standard publi en 1982 par DEC, Intel Corp. et Xerox. Il est normalise sous le nom IEEE 802.3.
Ethernet est une technologie de rseau trs utilise car le prix de revient d'un tel rseau n'est pas trs lev
34. 34 Ethernet: Variantes On distingue diffrentes variantes de technologies Ethernet suivant le diamtre des cbles utiliss:
10Base-2: Le cble utilis est un cble coaxial de faible diamtre, le dbit atteint est d'environ 10 Mbps et de porte 185 m
10Base-5: Le cble utilis est un cble coaxial de gros diamtre de 0.4 inch, le dbit atteint est d'environ 10 Mbps et de porte 500 m
10Base-T: Le cble utilis est une paire torsade, le dbit atteint est d'environ 10Mbps et de porte 100 m.
100Base-TX: Comme 10Base-T mais avec une vitesse de transmission beaucoup plus importante (100Mbps)
1000Base-SX: fibre optique, une vitesse de transmission de 1000Mbps et de porte 500 m.
35. 35 Ethernet: Principe de Transmission Tous les ordinateurs d'un rseau Ethernet sont relis une mme ligne de transmission, et la communication se fait l'aide du protocole daccs CSMA/CD.
Un message doit pouvoir atteindre toute autre machine dans le rseau dans un intervalle de temps prcis (slot time) sans quoi le mcanisme de dtection des collisions (CSMA/CD) ne fonctionne pas correctement.
36. 36 Anneau Jeton (Token Ring ) Anneau Jeton est une technologie du rseau LAN bas sur le protocole daccs passage du jeton .
Anneau Jeton est un standard publi dIBM. Il est normalise sous le nom IEEE 802.5.
En raison de la prsence dIBM dans le march, les Anneaux Jeton de LANs ont gagn une importante acceptation dans le marche commercial.
37. 37 Principe Token Ring La norme impose une taille maximum de trame de:
4550 octets pour 4 Mbps
18200 octets pour 16 Mbps, 100 Mpbs, et 1Gbps.
Le comit 802.5 a termin ces travaux sur une 1 Gbps version de token ring en 2001.
38. 38 Structure du Format du Message LAN La figure 3 montre le format du message pour l'architecture IEEE 802.3.
La figure 4 montre le format du message pour l'architecture IEEE 802.5.
Les donnes du haut niveau sont passes en bas LLC, qui introduit len-tte, pour crer le PDU de LLC.
Le PDU de LLC est alors passe vers le bas la couche MAC, qui introduit en avant et en arrire du paquet PDU de LLC, ses contrle dinformation, formant ainsi un trame MAC.
39. 39 Structure du Format du Message LAN: LLC Message La structure du format du message LAN est base sur la structure HDLC.
Le format du PDU du LLC consiste en ( voir figure 3) :
7 bits DSAP (SAP: service Access point, exemple port pour TCP/IP): qui spcifie la destination de lutilisateur de LLC. Des adresses dj prdfini par exemple le SAP 06 est relatif au protocole IP.
1 bit I/G: dtermine si DSAP est une adresse individuel ou de groupe.
7 bits SSAP: qui spcifie la source de lutilisateur de LLC.
1 bit C/R: dtermine si PDU de LLC est une commande ou rponse ( voir LLC dopration type 2 avec connexion et ack.)
8 ou 16 bits LLC contrle: est identique a HDLC il contrle le type de PDU. HDLC dfinit 3 types de PDU ( information, etc )
X bits de donnes du haut niveau: un nombre variables doctets dpendant de la technologie utilises ( Ethenet, Token, etc. ).
40. 40 Structure du Format du Message LAN: MAC Message Le format du trame du MAC:
La couche MAC reoit un bloc de donnes de la couche de LLC.
La couche MAC est responsable pour excuter des fonctions lies l'accs au mdium et pour transmettre les donnes.
Le PDU du MAC est dsign sous le nom d'un trame MAC.
Le format exact du trame MAC dpend lgrement du protocole en service: CSMA, Passage du jeton, TDMA.
41. 41 Structure du Format du Message LAN: Message MAC du Protocole CSMA La figure 3 montre le format dun trame du protocole 802,3. Il comprend les champs suivants:
7-octets Prambule: 0s et 1s alterne employs par le rcepteur pour tablir la synchronisation.
1 octet SFD (Dlimiteur de Dbut du trame): Un squence de 10101011, qui indique le dbut rel du trame et permet au rcepteur de localiser le premier bit du reste du trame.
6-octets DA (Adresse De Destination): Pour la station(s) pour lequel le trame est prvu.
6-octets SA (Adresse De Source): Pour la station qui a envoy le trame.
2-octets Length: Longueur du PDU du LLC en octets.
46 1500 octets Donnes de LLC: PDU du LLC.
> 0 octet pad: Octets supplmentaires pour s'assurer que le trame est assez longue pour l'opration CD approprie.
4- octets FCS (Contrle Squentiel du Trame ): Un contrle par redondance cyclique, CRC.
42. 42 Structure du Format du Message LAN: footnote sur le Prambule le prambule est un signal employ dans des communications de rseau pour synchroniser la transmission entre deux systmes ou plus.
Un nud commence la transmission par envoyer un ordre de prambule de 8 bytes (bit 64). Ceci se compose 62 alternatifs 1 et 0 suivi du modle 11.
Un prambule dfinit une srie spcifique d'impulsions de transmission qui est en communiquant des systmes pour signifier que "quelqu'un est sur le point de transmettre des donnes".
Une fois cod en utilisant le codage de Manchester, 10 Mbps, les 62 peu alternatifs produisent une frquence de 5 MHz.
Cette frquence est employe pour synchroniser l'horloge de donnes de rception l'horloge de donnes de transmission.
Puisque quand le premier bit du prambule est reu, chaque rcepteur peut tre dans un tat arbitraire (c.--d. ayez une phase arbitraire pour sa horloge locale). Il doit donc synchroniser a la phase correcte
la synchronisation approprie assure que tous les systmes interprtent le dbut du transfert de l'information correctement.
le dernier byte qui a fini avec le '11 'est connu comme le "dbut du dlimiteur ".
Un modle spcial (11), est donc employ pour marquer les deux derniers bits du prambule.
Quand ceci est reu, l'Ethernet reoivent des dbuts d'interface rassemblant le bit dans des bytes pour traiter par la couche MAC.
Les impulsions relles utilises comme prambule changent selon la technologie de communication de rseau en service.
43. 43 Figure 3: Structure du Format du Message LAN: Trame de la Norme IEEE 802.3
44. 44 Types du Trame Ethernet (liste non complte) 0800 Internet IP version 4
0805 ITU X.25
6559 Frame relay
8035 Internet reverse ARP (address resolution protocol)
809B AppleTalk
80D5 IBM SNA (system network architecture)
8137-8138 Novell
0000-05DC IEEE LLC/SNAP (Logical Link Control / SubNet Attachment Point)
45. 45 Structure du Format du Message LAN: Message MAC du Protocole Passage du jeton La figure 4 montre le format dun trame selon le protocole IEEE 802.5.
On peut remarquer qu'il n'y a pas de prambule du fait de la nature synchrone de rseau.
1 octet Dlimiteur de dbut de trame SD (Start Dlimiter).
1 octet Contrle d'accs AC
1 octet Contrle de trame FC
6 octets Adresse de Source (SA, Source Address): identique au format IEEE 802.3
6 octet Adresse de destination (DA, Destination Address): identique au format IEEE 802.3
46 1500 octets Donnes de LLC: PDU du LLC.
4 bits Champ de vrification FCS (Frame Check Sequence)
1 bit Dlimiteur de fin ED (End Delimiter)
1 bit Statut de trame FS, (Frame Status): ex. rception normale
46. 46 Structure du Format du Message LAN: Message MAC du Protocole Passage du jeton Notes:
Le champ SD 1 octet a une configuration particulire JK0JK000. Les symboles J et K drogent la reprsentation conventionnelle du code manchester diffrentiel.
Le champ AC 1 octet a la configuration suivante: PPPTMRRR
PPP ( Priorit): indique la priorit du jeton ou de la trame (0-7).
T (Token): indique la prsence d'un jeton (T = 0)ou d'une trame (T = 1).
M (Monitor): ce bit est positionn zro par l'metteur
RRR (Rservation): ce champ permet a une station de rserver un jeton (0-7)
47. 47 Structure du Format du Message LAN: Message MAC du Protocole Passage du jeton Le champ FCS 4 octets similaire celui du bus contention
Le bit I (Intermediate Frame) indique une trame qui est premire ou intermdiaire d'une srie de trames
Le bit E (Error) indique un non-respect du codage Manchester Diffrentiel
Le champ ED 1 octet sa structure est JK1JK1IE
Le champ FS 1 octet de structure ACrrACrr. Il contient deux indicateurs importants: Adresse reconnue (A) et trace copie (C). Ces deux bits fournissent un accus de rception la station mettrice, (r: reserved)
A = 1 et C = 1 indique une rception normale
A = 1 et C = 0 signifie que le destinataire n'a pas pu copier la trame
A = 0 et C = 0 indique quaucune station na accept la trame
48. 48 Figure 4: Structure du Format du Message LAN: Trame de la Norme IEEE 802.5
49. 49 Analyser le Network Analyseur du network ou network sniffer est utilise pour examiner la performance du systme et pour faire le debug du network
En effet, quand le sniffer est attache au network, il peut observer des venement spcifiques tel que:
Le nombre moyen de trame par second.
Le nombre de collision dans le cas de CSMA/CD (Ethernet)
Le dlai moyen pour quun jeton arrive dans le cas du Token Ring pour le passage du jeton
50. 50 Opration de lAnalyseur de Network Lanalyseur est un ordinateur normal laptop avec une interface normal pour LAN et un logiciel analyseur.
pour analyser tous les trames lordinateur est mis dans le mode in-discriminatoire promiscuous mode dans lequel son adresse nest pas reconnue.
Avec Le logiciel analyseur, lordinateur peut examiner nimporte quel trame.
Lordinateur reois et affiche tous les trames mais il ni rpond ni ragit.
51. 51 Opration de lAnalyseur de Network: FIF Lanalyseur peut jouer le rle dun Filtre des Trames Incidents, FIF (Filtering Incoming Frames)
Il peut tre configurer a filtrer et a traiter des trames trs spcifiques tels que:
Comptage des trames dun type ou grandeur spcifique
Affiche seulement les trames venant de ou allant a une station particulire.
En gnral, Il peut tre configurer de filtrer des trames dont certains champs ayant des valeurs spcifiques.
52. 52 Vitesse du LANs contre celle de lordinateur Chaque technologie de network a un taux de transmission de donnes spcifiques.
LAN opre gnralement a un taux de transmission des donnes suprieures a la vitesse du CPU de lordinateur de la station.
Donc le CPU ne peut pas traiter les bits a une vitesse comparable au taux de transmission des bits. Exemple:
CPU de 3 GHz excute, par cycle dhorloge, une seule instruction dun bit sur un Ethernet oprant a 1 Gbps.
La vitesse du LAN doit tre indpendamment dfinie de la vitesse du processeur pour que le LAN sadapte au remplacement et lamlioration des ordinateurs des stations.
53. 53 Carte dInterface au Network (NIC) Comment fait il quun ordinateur est attach un rseau qui envoie et reoit des bits plus rapidement que le CPU qui les traite?
La rponse est simple:
Le CPU ne manipule pas la transmission ou la rception des bits.
Une carte spciale manipule tous les dtails de transmission et de rception de paquet.
Cette carte est appele carte d'adapteur de rseau ou carte d'interface de rseau (NIC),
NIC est connect au bus de lordinateur et un cble la relie au mdium du rseau.
54. 54 Concordance entre NIC et CPU Le NIC contient suffisamment de composantes hardware pour traiter des donnes indpendantes du CPU.
Certain NICs contiennent de microprocesseur spar
Ce type inclut les circuits analogues, l'interface l'autobus de systme, le buffering et le traitement.
NIC est similaire aux priphrique I/O.
Le systme CPU forme la demande (request) de message.
Envoie des instructions au NIC de transmettre des donnes.
Reoit des commandes sur l'arrive des donnes.
55. 55 Interconnexion des Rseaux Locaux Un rseau local sert interconnecter les ordinateurs d'une organisation.
Une organisation comporte gnralement plusieurs rseaux locaux.
Pour relier ces rseaux locaux, des quipements spcifiques sont ncessaires.
Les quipements mettre en oeuvre sont diffrents selon la configuration face laquelle on se trouve.
56. 56 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux Les principaux quipements mis en place dans les rseaux locaux sont:
Les rpteurs: permettant de rgnrer un signal
Les concentrateurs (hubs): connecte les stations entre eux.
Les ponts (bridges): relier les rseaux locaux de mme type
Les commutateurs (switches): relier divers lments tout en segmentant le rseau
Les passerelles (gateways): relie des rseaux locaux de types diffrents
Les routeurs: permettant de relier de nombreux rseaux locaux de telles faon permettre la circulation de donnes d'un rseau un autre de la faon optimale
57. 57 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux: Rpteurs Sur une ligne de transmission, le signal subit des distorsions et un affaiblissement d'autant plus importants que la distance qui spare deux lments actifs est longue.
Gnralement, deux nuds d'un rseau local ne peuvent pas tre distants de plus de quelques centaines de mtres, c'est la raison pour laquelle un quipement supplmentaire est ncessaire au-del de cette distance.
Un rpteur (en anglais repeater) est un quipement simple permettant de rgnrer un signal entre deux nuds du rseau, affin d'tendre la distance de cblage d'un rseau.
Le rpteur travaille uniquement au niveau physique.
D'autre part, un rpteur peut permettre de constituer une interface entre deux supports physiques de types diffrents, c'est--dire qu'il peut par exemple permettre de relier un segment de paire torsade un fibre optique
58. 58 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux: Concentrateurs (Hubs) Un concentrateur est un lment permettant de concentrer le trafic provenant de plusieurs stations, et de rgnrer le signal.
Le concentrateur donc possde un certain nombre de ports, gnralement 4, 8, 16 ou 32, pour connecter de machines entre elles, parfois disposes en toile
Son unique but est de rcuprer les donnes binaires parvenant sur un port et de les diffuser sur l'ensemble des ports.
Tout comme le rpteur, le concentrateur opre au niveau physique. C'est la raison pour laquelle il est parfois appel rpteur multi-ports.
59. 59 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux: Les Ponts (Bridges) Les ponts sont des dispositifs permettant de relier des rseaux utilisant le mme protocole.
Un pont sert habituellement faire transiter des paquets entre deux rseaux de mme type.
Contrairement au rpteur, qui fonctionne au niveau physique, le pont fonctionne galement au niveau liaison.
En effet il est capable de filtrer les trames en ne laissant passer que celles dont l'adresse correspond une machine situe lautre cot du pont.
Cela permet de rduire le trafic (notamment les collisions) sur chacun des rseaux et d'augmenter le niveau de confidentialit car les informations destines un rseau ne peuvent pas tre coutes sur l'autre rseau.
En contrepartie l'opration de filtrage ralise par le pont peut conduire un lger ralentissement des donnes lors du passage d'un rseau l'autre.
60. 60 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux: Les ponts (Bridges) Fonctionnement d'un pont
Un pont possde deux connexions deux rseaux distincts.
Lorsque le pont reoit un trame sur l'une de ses interfaces, il analyse l'adresse MAC du destinataire et de l'metteur.
Si jamais le pont ne connat pas l'metteur, il stocke son adresse dans un tableau affin de se "souvenir" de quel ct du rseau se trouve l'metteur.
Ainsi le pont est capable de savoir si metteur et destinataire:
sont situs du mme ct. Dans ce cas le pont ignore le message.
sont situs de part et d'autre du pont. Dans ce cas le pont transmet la trame sur l'autre rseau.
Comment?
61. 61 quipements Interconnexion des Rseaux Locaux: Les ponts (Bridges) Un pont opre au niveau des adresses MAC qui sont des adresses physiques des machines.
En ralit le pont relie plusieurs rseaux locaux, appels segments.
Le pont labore un tableau de correspondance entre les adresses des machines et le segment auquel elles appartiennent et "coute" les donnes circulant sur les segments.
Lors d'une transmission de donnes, le pont vrifie sur la table de correspondance le segment ou appartiennent les ordinateurs metteurs et rcepteurs grce leur adresse physique. Si ceux-ci appartiennent au mme segment, le pont ne fait rien, dans le cas contraire il va faire basculer les donnes vers le segment auquel appartient le destinataire.
62. 62 Proprietes des ponts Proprits:
Ne fait aucune modification des trames
Il a besoin dun espace (buffer) ncessaire pour grer le trafic.
Doit savoir les adresses et faire le routage.
Fonctionne au niveau MAC.
Les ponts sont normalise par le standard IEEE 802.1D, figure 5 .
63. 63 Figure 5: Connexion de deux LAN par un pont
64. 64 des ponts a Routage Le pont doit tre capable de faire le routage.
Quand un pont reoit un trame, il doit connatre le chemin de son expdition, si le pont est attach deux rseaux ou plus.
Des stratgies de routage on t dvelopp.
Deux groupes du comit IEEE 802 ont dvelopp des spcifications pour des ponts a routage fixe:
Le groupe IEEE 802.1 a publi une norme pour le routage bas sur l'utilisation d'un algorithme de spanning tree.
Le comit de token ring, IEEE 802,5, a publi ses propres spcifications dsignes sous le nom de routage de source.
Pont a Routage Fixe cest la stratgie la plus simple.
65. 65 Figure 6: Configuration des ponts et LANs with Routage
66. 66 Ponts a Routage Fixe Cest la stratgie la plus simple.
Une route est slectionne pour chaque paire source destination du LAN dans la configuration.
Si des routes alternatives existent entre deux LANs, alors la route qui a le moins de nuds est slectionne.
Les routes sont dj fixes.
Il y a changement de routage seulement sil y a changement dans la topologie de linternet.
67. 67 Strategie du Ponts a Routage Fixe Une matrice de routage centrale est cre.
Cette matrice sera conservs dans un centre de contrle de network.
Cette matrice a pour chaque paire source-destination, ladresse du premier pont a travers la route.
Ex: consultation de la matrice montre que le routage du LAN E au LAN F est a travers le pont 107 du LAN A.
A partir de cette matrice, des tableaux de routage sont dvelopps et conservs dans la mmoire de chaque pont.
A chaque LAN lui correspond un tableau conserv dans le pont.
Linformation pour chaque tableau est obtenue a partir dune ligne de la matrice. Ex.:
Le pont 105 a deux tableaux: 1 pour les trames venant du LAN C et 1 pour les trames venant du LAN F.
Chaque tableau montre ladresse MAC de destination et lidentit du LAN lequel le pont doit expdier le trame.
68. 68 Ponts a Routage Fixe Le pont copie chaque trame incident et vrifier:
Si ladresse MAC de destination correspond a une entre dans le tableau, le trame sera retransmit a travers le LAN approprie.
La stratgies de routage fixe est trs utilise pour les petits internets et des internets stable. Dans ce cas les donnes des tableaux de routage sont charges manuellement un par un.
Mais pour des complexe internet cette stratgie est trs inefficace.
69. 69 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 L'algorithme du Spanning Tree (peut etre traduit: algorithme de l'arbre recouvrant ) est utilis affin de raliser et de contrler la topologie de linternet.
Lalgorithme consiste en 3 mcanismes:
Expdition du trame (Frame Forwarding )
Savoir ladresse ( Address Learning)
Rsolution de la boucle ( Loop resolution)
70. 70 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 Trame Forwarding Un pont maintien a forwarding database ( base de donnes dexpdition ) pour chaque port attach a un LAN.
Dans chaque base de donnes il y a les adresses des stations a partir desquelles les trames sont envoys (forwarded) a travers le port correspondant.
Ceci sexplique comme suit:
A chaque port, on a une liste de stations.
Une station est dans la liste si elle est du mme cot que le port appartenant au pont.
Exemple: les stations des LANs C,F, et G sont du mme cot que le port appartenant au pont 102 du LAN C.
71. 71 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 Trame Forwarding Supposons qu'un pont reoit un trame MAC sur un port x.
Le pont applique les rgles suivantes:
Chercher le forwarding database pour dterminer si ladresse du MAC est dans la liste dun de ses ports sauf le port x.
Si ladresse de destination MAC nest pas dans aucune liste, le trame sera mis (forwarded) a travers tous les ports du pont sauf le port x duquel est reu.
Si ladresse de destination est dans le forwarding database de certain port y, alors si le port nest pas bloqu, le trame sera transmis a travers vers le LAN auquel le port y est attache.
72. 72 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 Savoir ladresse ( Address Learning) Chaque fois quun trame arrive sur un port particulier du pont venant dune direction dun LAN, il y a mise jour de son forwarding database pour ce port.
Pour permettre ce mise jour, chaque lment de la base de donnes est quip dun temporisateur (timer).
Chaque fois quun trame est reue, son adresse de source est vrifie contre la base de donnes. Car le champ dadresse de source indique la station et la direction (LAN) de provenance.
Si l'lment est dj dans la base de donnes, l'entre est mise jour, car il se peut que la direction du mme trame a chang, et le temporisateur est remis zro.
Si l'lment n'est pas dans la base de donnes, une nouvelle entre est cre, avec son propre temporisateur.
Si le temporisateur expire alors on limine l'lment de la base de donnes, puisque l'information correspondante peut ne plus tre valide.
73. 73 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 Le mcanisme de Savoir ladresse (Address Learning) plus haut est valide si la topologie de linternet forme un arbre.
Dans la topologie arbre le trame a un seul trajet vers sa destination.
Cependant, il peut toujours exister des trajets multiples entre deux stations.
Une boucle ferme ( closed loop ) est alors cre lorsqu'il y a un trajet alternatif.
Exemple:
Les deux trajets suivant de la figure 6 forment une boucle ferme: LAN A, pont 101, LAN B, pont 104, LAN E , pont 107, LAN A.
Figure7 montre pourquoi multiple trajets est indsirable.
74. 74 Figure 6: Boucle Fermee dun Pont
75. 75 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1: Problem de Boucle Fermee dun Pont pourquoi le mcanisme nest pas valide?
Au temps t0, la station A transmet un trame adress la station B.
Le trame est captur par les deux ponts.
Chaque pont met jour sa base de donnes pour indiquer que la station A est dans la direction de LAN X, et retransmet le trame sur LAN Y.
Disant que le pont a retransmet le trame a t1 et le pont b a un temps t2 un peu plus tard.
La station B recevra ainsi deux copies du trame.
76. 76 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1: Problem de Boucle Fermee dun Pont De plus, chaque pont recevra la transmission de lautre pont sur LAN Y.
Donc chaque pont mettra jour sa base de donnes pour indiquer erronment que la station A est dans la direction de LAN Y.
Le problme!
Ni lun ni lautre de deux ponts est maintenant capable de transmettre des future trames adresse la station A.
77. 77 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 Resolution de la Boucle Ferme dun Pont les ponts 107, 101 et 104 forment une boucle ferme.
Inspirer de la thorie des graphes, lannulation de lun des ponts 107, 101, ou 104 rsulte en la formation du spanning tree a la place de la boucle ferme.
On dsire donc dvelopper un algorithme par lequel les ponts de linternet peuvent changer de linformation de faon quils soient capable de contrler la topologie physique dynamiquement sans lintervention de lutilisateur.
78. 78 Spanning Tree algorithm IEEE 802.1 L'algorithme du Spanning Tree est dcrit dans la norme IEEE 802.1D. Il est mis en oeuvre par les ponts pour:
dcouvrir les boucles sur le rseau
crer une topologie logique sans boucles en bloquant certains trajets
contrler la disponibilit de la topologie logique
La norme utilise un trame spcifique baptis BPDU (Bridge Protocol Data Unit) et une adresse multicast.
