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Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 1Page
Réseaux Rappels généraux sur la commutation et le transport
Adresse du Sitehttp://pierre.sweid.free.fr
User name : pierre.sweidMot de passe : cnam04
Adresse E-mail : Pierre.sweid@free.frPierre.sweid@noos.comPierre.sweid1@free.fr (ADSL)
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 2Page
Introduction : Rappels Généraux sur la commutation et le transport
Technologies des réseaux locaux ( RLE, 100 Mbps, Giga, ..etc.) Câblage Topologie des équipement d ’interconnexion et commutation Introduction : Evolution des technologies de transmission
(SDH/SONT, ADSL, …etc.) Réseaux publics : Frame Relay Technologie des réseaux publices ATM Routage dans internet Techniques génériques de compression Compression multimédia et applications réseaux Routage et transport multimédia (RTP, RTCP, RSVP) MPLS et commutation IP Introduction à la qualité de service QoS Introduction à l ’administration des réseaux
Agenda
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 3Page
1 - Réseaux : cours et exercices , troisième edition, A. Tanenbaum, Edition DUNOD
2 - Les Réseaux : Edition 2003, Guy Pujolle, Edition Eyrolles
3 - Architecture des réseaux haut débit, K-L Thai, V. Vèque, S. Znatt, Edition Hermes
4 - Pratique des réseaux d ’entreprise, J.L. Montagnier, Edition Eyrolles
5 - Télécoms 1 et 2: de la transimssion à l ’architecture des réseaux , C. Servin , Edition Dunod.
Quelques références
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 4Page
Qu’est ce qu’un réseau ?
Un réseau est constitué d’ordinateurs reliés entre eux à l’aide des moyens de communications actuels.
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 5Page
Quelques Repères
LAN
WAN
1970 1980 19902000
TelexAutocom numérique
Fondementsd ’Ethernet
TranspacModems Numéris(ISDN - RNIS)
MobilesGSM Internet ATM
ADSL
LAN Ethernet
LAN Token Ring
Commutateur LAN
Fast LAN
LAN 1Giga
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 6Page
Ce qui a évolué
Montée en puissance de l ’informatisation• Tout est informatisé• Majorité des applications est du type client/serveur• Besoin local et distant
Evolution des technologies de télécom• Câblage, FO, …etc.• Traitement numérique du signal• Nouveaux protocoles
Nouveaux besoins• Internet• Multimédia...
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 7Page
Les nouveaux besoins Intégration de Service
Données + Voix + Vidéo
Nouvelles Contraintes
Différents Débits 64 kb/s RNIS-SE, 10 à 100 Mb/s pour les données 1,5 à 25 Mb/s pour l’image
Qualité de Service (QoS) Sensibilité aux pertes, Sensibilité aux Délais
Trafic Continu/Sporadique (Burst)
Mode d’exploitation Point à point, Multipoint
Nouvelles Interfaces Négocier la QoS avec le réseaux
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 8Page
Besoins en communication
Données Voix VidéoDonnées Voix VidéoPointes de largeur de bande élevées Basses élevéesPointes de largeur de bande élevées Basses élevéesDurée de connexions Courtes Moyennes élevéesDurée de connexions Courtes Moyennes élevéesRégularité du trafic Sporadiques Continu ContinueRégularité du trafic Sporadiques Continu ContinueContrôle d ’erreur Essentiel Fiable SommaireContrôle d ’erreur Essentiel Fiable SommaireContraintes de synchronisation Faibles Importantes Importantes++Contraintes de synchronisation Faibles Importantes Importantes++
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 9Page
Catégorie des Réseaux
Trois principales catégories des réseaux :Trois principales catégories des réseaux :
1. LAN (Local Area Network) : Intra-bâtiment1. LAN (Local Area Network) : Intra-bâtiment
2. MAN (Metropolitan Area Network) : Inter-Campus2. MAN (Metropolitan Area Network) : Inter-Campus
3. WAN ( Wide Area Network) : Pays3. WAN ( Wide Area Network) : Pays
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 10Page
Catégorie des Réseaux : LAN (Local Area Network) RLE ( Réseaux Locaux d ’Entreprise)
Caractéristiques : Objectif :
• Groupe de W / Site complet• Transfert de données avant tout• Accès aux ressources partagées• Travail coopératif …
Méthode : Multi-point• Besoin de mettre en place des méthodes d ’accès au support physique
Débit : 10 à 100 Mbits /s ( voir le giga bits/S)
Normes les plus fréquentes (topologies) : Polling Ethernet Token Virtuel (bus) ou physique (anneau)
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 11Page
Catégorie des Réseaux : LAN - suite
Evolution:
Vers les hauts débits et / ou la • Ethernet commuté
• 100 VG LAN• FFDI...
Vers une plus grande liberté :• Sans fils (WI-FI / 802.11)
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 12Page
Catégorie des Réseaux : réseaux Métropolitains : MAN
Evolution:
un gros réseau LAN ( à l ’échelle d ’une ville)
Un MAN de type DQDB peut couvrir une surface de 150 km bien que la
distance maximale ne soit pas précisée par la norme.
On peut transmettre des voix et (ou) des données
Deux normes ont été proposées à ce jour pour les réseaux
métropolitains :• FDDI (Fiber Distributed Data Interface)• DQDB (Distributed Queue Dual Bus)
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 13Page
Catégorie des Réseaux : réseaux Métropolitains : MAN
Normalisation
• DQDB : 802.6
• FDDI : X3T9.5
Pour définir :
•MAC Medium Access Protocol
•PHY : Physical Protocol
•PMD : Physical Midium Dependant
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 14Page
Catégorie des Réseaux : réseaux Métropolitains : MAN
Evolution: La topologie du réseau DQDB est constitué d'une paire de bus
unidirectionnels et de sens inverse.
Pour pouvoir émettre et recevoir des données, chaque station est connectée en émission et réception sur chaque bus.
StationStation Station
Tête de bus
Fin de bus Tête de bus
Fin de bus
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 15Page
Catégorie des Réseaux : WAN ( Wide Area Network)
Premier : Téléphone
Besoins Communications distantes : > 50 km Accès base de données / Transfert de fichiers Travail coopératif ( Messagerie, …etc.)
Méthode : réseau commuté
Débit : Utilisateur : Q q Mbits/s Provider : Haut Débit (>Gbits/s)
Techno : Téléphonie RNIS, ADSL SDH/SONET MPLS Frame Relay Ligne Louée (LS) Satellite...
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 16Page
Réseaux WAN : EXempl
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 17Page
Réseaux LAN/MAN/WAN : Tableau comparatif
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 18Page
Modèle de Référence OSI : Open Systems Interconnexion
Modèle fondé sur un principe énoncé par Jules César
Diviser pour mieux régner
Le principe de base est la description des réseaux sous forme d’un ensemble de couches superposées les unes aux autres
L’étude de tout est réduit à celle des ses parties, l’ensemble devient plus facile à manipuler
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 19Page
Normalisation
Deux organismes de normalisation pour les réseaux informatiques :1. L’ISO : Internatyional Standardization Organization2. UIT-T (Union International des Télécommunication) ex CCITT
L’ISO est un organisme dépendant de l’ONU Les représentants nationaux sont des organismes nationaux
de normalisation :
1. ANSI pour les USA2. AFNOR pour la France3. DIN pour l’Allemagne4. BSI pour le Royaume Uni5. HSC pour le Japon
UIT-T comprend des opérateurs et des industriels des télécommunications
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 20Page
Systèmerelais
Système d ’extrémitéSystème d ’extrémité
Dialogue bout en bout
Dialogue de point à point
Dialogue de point à point
Le modèle de référence prend en compte le fait que la mise en relation entre deux entités peut être réalisé à travers un ou plusieurs systèmes relais
Il organise deux modes de dialogues :- dialogue point à point entre les communicants et les relais
- dialogue de bout en bout ( directement entre les partenaires de la communication) entre les deux systèmes
Architecture des réseaux : Généralités
Organes de dialogues
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 21Page
Architecture des réseaux : Généralités
Une couche supérieure ignore « en principe » la manière de mise en œuvre d ’un service pour les couches inférieurs
Définition des opérations élémentaires et les services que la couche inférieurs offre à la couche supérieure
Organisation en séries de couches ou niveaux1. Leur nombre, leur nom, leur fonction varie selon les réseaux
2. L’objet de chaque couche est d’offrir certains services aux couches plus hautes
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 22Page
Architecture des réseaux : Généralités
Règles et convention utilisées pour la conversation
?
Règles et convention utilisées pour la conversation
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 23Page
Architecture des réseaux : Généralités
Règles et convention utilisées pour la conversation
Chemin Physique / Logique
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 24Page
1. Service: ensemble des primitives qu’une couche fournit
2. Protocole: Règles et convention pour la communication entre les entités paires de la même couche (p. ex. format des paquets) afin de réaliser le service
3. Interface: Spécifie comment accéder à un service (p. ex. paramètres à utiliser dans l’appel d’une primitive)
Analogie: Structure de donnée en informatique
– Service: Structure de donnée abstraite, avec les opérations et leur sémantique
– Protocole: Implémentation du service, p. ex. format des données utilisées par la classe
– Interface: interface publique de la classe
Service, protocole et interface « structuration en couches »
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 25Page
Principes des couches
• Réduire la complexité des logiciels
– La couche (N-1) offre ses services à la couche N
– La couche supérieure (N) n’a pas besoin de savoir comment les services ` à la couche (N-1) sont implantés.
• Les entités paires (logiciels au même niveau) utilisent des protocoles pour communiquer.
Les protocoles sont des règles d’échange de message et des conventions entre les entités paires.
•L’ensemble des couches et des protocoles est considéré comme architecture de réseau
Définition : Une entité peut être une entité logicielle (comme un processus), ou une entité matérielle (comme une puce d'E/S intelligente). Les entités de la même couche sur des machines différentes sont appelées entités
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 26Page
Communication effective
« Techniques de mise en œuvre dans le modèle »• Une couche est :
– fournisseur de service pour une couche supérieure et
– utilisateur de service d’une couche inférieure
• SAP ( Service access point): Endroit où une couche peut accéder aux services offerts
• IDU (Interface Data Unit): Est passée de la couche n+1 à la couche n aux SAP
–ICI ( Interface control information): Information de gestion entre les couches (p. ex. longueur de l’IDU)
–SDU ( Service data unit): Information à passer à l’entité paire
• PDU (Protocol data unit): Information échangée entre les entités paires =
- N-SDU (plus)
– En- tête: contient de l’information de gestion pour l’entité paire
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 27PageStructuration d ’une couche
Modélisation OSI en couches Interfaces et Services
Service (N) : Service rendu au niveau N+1Protocole (N) : Règles nécessaires au service NN-Services access point : SAP / Frontière N /N+1 (paramètres, primitives, …etc.)
Interface
Couche (N)
Couche (N+1)ICI SDU
SAP
ICI SDU SDU
IDU
N-PDU
En-tête
Les entités de couche N échangent des N-PDU par des protocoles de couche N
IDU : Interface Data Unit ICI : Interface Control Information SDU : Service Data Unit SAP : Service Access Point N-PDU : N-Protocol Data Unit
( Unité de données d ’interface entre couches)
( Information de commande de l ’interface)
( Unité de données de services)
(Point d ’accès à un service)
(Unité de données de protocole de couche N)
N-SAP
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 28Page
Modélisation OSI en couches de services (i)
SDU : Service Data Unit SAP : Service Access Point N-PDU : N-Protocol Data Unit
Règle d ’architecture du modèle
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 29Page
Modélisation OSI en couches de services (i)
• SDU : Service Data Unit•• Informations échangées entre deux couches adjacentes.•• La couche inférieure ignore la "structure sémantique" du SDU•• Par exemple : pour le facteur, la lettre dans l’enveloppe est une SDU.
• PDU : Protocole Data Unit•• Informations échangées entre deux systèmes distants•• Contient des informations protocolaires et peut être des données (SDU)
• Entité protocolaire•• met en oeuvre le protocole•• composants électroniques, code dans le noyau, fonctions,...
• SAP : Service Access Point•• méthodes pour communiquer d’une couche à une autre•• emplacement mémoire et interruptions, appels de fonctions•• permet de savoir où remonter une information (adresse, numéro de
protocole,...)
DEFINITIONS
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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 30Page
Modélisation OSI en couches
2 - C o u c h e L i a i s o n
1 - C o u c h e P h y s i q u e
3 - C o u c h e R é s e a u
4 - C o u c h e T r a n s p o r t
5 - C o u c h e S e s s i o n
6 - C o u c h e R e p r é s e n t a t i o n
7 - C o u c h e A p p l i c a t i o n
2 - C o u c h e L i a i s o n
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S y s t è m e A
I n t e r f a c e 7 / 6
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I n t e r f a c e 2 / 12 - C o u c h e L i a i s o n
1 - C o u c h e P h y s i q u e
3 - C o u c h e R é s e a u
4 - C o u c h e T r a n s p o r t
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6 - C o u c h e R e p r é s e n t a t i o n
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Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 31Page
Le modèle de référence OSI
Couches orientées applicationLes couches hautes qui sont chargées d ’assurer l ’inter fonctionnement des processus applicatifs distants
Couches orientées transportfournissent aux couches hautes un service de transport de données fiable, déchargeant les couches hautes de toutes les fonctions de transfert d ’information à travers les systèmes relais
Le modèle de référence comprend deux ensembles de couches
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 32Page
Architecture des réseaux : Echange des informations
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 33Page
Architecture des réseaux : Echange des informations
Médium Physique
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 34Page
Le modèle de référence OSI
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 35Page
Le modèle de référence OSI: la normalisation
- ISO 7498 - 1 : Modèle de référence OSI de base- ISO 7498 - 2 : Architecture de sécurité- ISO 7498 - 3 : La dénomination et l ’adressage- ISO 7498 - 4 : Le cadre général pour la gestion OSI- 1/Ad-1 : La transmission en mode sans connexion- 1/Ad-2 : La transmission multi-points
PDU : Protocol Data Unit
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 36Page
Le modèle de référence OSI: la normalisation
ENCAPSULATION DES DONNEES
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 37Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
ISO 10022
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 38Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 39Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
• Structurer le flot de bits de la couche 1 en trames ( frames )
– Ajout d’en- têtes et d’en- queues avec des séquences de bits spécifiques
– Reconnaissances des frontières des trames
• Transformation du moyen de transmission physique en une liaison exempte d’erreurs de transmission
– Transmission de trames et d’acquittements entre deux noeuds adjacents
– Contrôle d’erreur et retransmission
– Élimination de trames dupliquées
– Contrôle de la vitesse d’émission
• Contrôle d’accès au médium physique
• Réalisation de catégories de service avec des qualités de service différentes
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 40Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
La couche réseau doit permettre l ’interconnexion de réseaux hétérogènes
Deux types de service sont offerts par la couche 3:
Service en mode connexion (virtual circuit service)
Service sans connexion (datagram service)
Des protocoles connus sont:
X25/3 (CCITT)
Q.931 ou RNIS/ISDN (CCITT)
IP (Internet Protocol)
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 41Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
Les découpe éventuellementS ’assure de leur ordonnancement
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 42Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
Si une panne se produit en cours de transfert de fichiers, il suffit de retourner au dernier point de reprise au lieu de devoir repartir du début
En pratique, peu d ’applications sont intéressées par la couche session et est rarement implémentée. Elle figure même pas dans la pile de protocoles du DoD
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 43Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
présentation
Application
Représentation des données transférées entre entités d ’application
Représentation de la structure de données et représentation de l ’ensemble des actions effectuées sur cette structure de données
Encodage dans une norme agrée permettant à des équipements « ASCII » et « EBCIDIC » par exemple de communiquer
Compression des données, chiffrement
Cnam de Versailles
P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 44Page
Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches
Liaison
Physique
Réseau
Transport
Session
Représentation
Application
Elle offre aux processus de l ’application le moyen d ’accéder à l ’environnement OSI
Les processus d ’application échangent leurs informations par l ’intermédiaire des entités d ’application (A-PDU)
Exemples : Terminal de réseau virtuel, transfert de fichiers, courrier électronique, consultation des annuaires
Fonction: Support a l’application des usagers: courrier électronique, WEB,
transfert de fichiers, etc.
Les systèmes d’exploitation distribués peuvent être considérés comme des
exemples de cette couche.
Des protocoles et systèmes connus sont:
1. IS 8571 (FTAM: File Transfer Access and Management, ISO)
2. X.400 (Message Handling System, CCITT)
3. TP (Transaction Processing, ISO)
4. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
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Le modèle DoD : 4 niveaux
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Modèle TCP/ IP (1974)
Développé dans le contexte d’ARPANET et financé par le Département de Défense américain
• Les objectifs de l’ARPANET était
–L’interconnexion des réseaux (incompatibles ! des universités et instituts de recherche) de manière transparente (internet)
– Grande tolérance aux pannes
– Architecture souple, appropriée pour des applications très différentes
• L’architecture et les protocoles sont maintenant utilisés dans Internet
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Modélisation OSI / Modèle de référence Internet : comparaison
Pro
toco
les
Rés
eau
Modèle TCP/IPModèle OSI
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Couche accès au réseau
Cette couche est responsable de la transmission fiable des trames de
données à travers les supports de communication physiques.
Un hôte peut supporter plusieurs protocoles de réseau.
La transformation des adresses IP en adresses physiques se fait à ce
niveau.
(couche Internet)
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Couche inter-réseau (Internet)
Le protocole IP (Internet Protocol) est basé sur un modèle de commutation de paquets. Il s’agit d’un protocole en mode sans connexion. Les fonctions de cette couche sont:
1. Définition d’une méthode d’adressage pour le réseau entier
2. Acheminement des données entre la couche transport et les couches réseaux
3. Routage des datagrammes vers les destinataires
4. Fragmentation et réassemblage des datagrammes
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Couche transport
Il existe deux protocoles principaux à ce niveau:
TCP: Transmission Control Protocol: Ce protocole fournit une communication fiable en mode connexion (et duplex).
UDP: User Datagram Protocol: Ce protocole fournit une communication non fiable en mode sans connexion.
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Couche application
Cette couche inclut les programmes d’application, tels que:
• FTP: file transfer protocol
• Telnet: émulation de terminal pour la connexion à un autre hôte
• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol: messagerie électronique (POP3, IMAP, MIME)
• HTTP: Hyper Text Transfer Protocol; applications World Wide Web, Netscape, Explorer, etc.:
• NTTP: News; bulletins ´ electroniques
• IRC: Internet Relay Chat Protocol
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Modélisation OSI / Modèle de référence Internet : exemple
Architecture d ’un système UNIX
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Les couches IP
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Encapsulation des Données
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Introduction à la Commutation
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2- Couche Liaison
1- Couche Physique
3-Couche Réseau
4-Couche Transport
5-Couche Session
6-Couche Représentation
7-Couche Application
2- Couche Liaison
1- Couche Physique
3-Couche Réseau
4-Couche Transport
5-Couche Session
6-Couche Représentation
7-Couche Application
1 1
2 2
3
Rappels sur la commutation
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Rappels sur la commutation
Généralités nécessité de mettre en relation un utilisateur avec n’importe quel autre utilisateur (interconnexion totale)
Position du problème connexion entre deux abonnés : un lien
connexion entre trois abonnés : trois liens
connexion entre quatre abonnés : six liens
connexion entre N abonnés : N(N-1)/2
Conclusions
Si on applique cette relation à un réseau téléphonique avec abonnés dans le monde, il faudrait que le réseau compte lignes
610.3001510.45
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Rappels sur la commutationSolutions
nécessité trouver un système qui permet, à partir d ’une simple ligne de raccordement, d ’atteindre toute autre abonné du réseau par simple commutation
le réseau de commutation
Organe decommutation
Liaison abonné
Liaison abonné
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Rappels sur la commutationLes Techniques de transfert
Cinq grandes techniques de transfert : • la commutation de circuits, • le transfert de messages, • le transfert de paquets, • la commutation de trames • la commutation de cellules.
Le transfert est compatible avec la commutation comme avec le routage tandis que la commutation ne fonctionne qu'en mode commuté.
N.B : Historiquement, les réseaux à commutation de circuits ont été les premiers à apparaître « le réseau téléphonique en est un exemple ».
Les commutations de messages et de paquets ont pris la succession pour optimiser l'utilisation des lignes de communication dans les environnements informatiques.
la commutation de messages, la commutation de paquets,
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Rappels sur la commutationLes Techniques de transfert
Enfin, deux nouveaux types de commutation :
• la commutation de trames • la commutation de cellules,
qui s' apparentent à la commutation de paquets, ont été mis au point récemment :
• Pour augmenter les débits sur les lignes
• Et prendre en charge les applications multimédias.
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Rappels sur la commutationCommutation de circuits
Un circuit matérialisé est construit entre l'émetteur et le récepteur (E/R).
Ce circuit n'appartient qu'aux deux entités qui communiquent.
Le circuit doit d'abord être établi pour que des informations puissent transiter
Le circuit dure jusqu'au moment où l'un des deux abonnés interrompt la communication.
Si les deux correspondants n'ont plus de données à se transmettre pendant un certain temps, la liaison reste inutilisée.
Connexion physique est établie dès que l ’appel a aboutit
Commutateur ou centre de commutation
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Rappels sur la commutationCommutation de circuits
Allocation du lien pendant la durée du transfert• similaire au réseau téléphonique• une phase d’ouverture du circuit• une phase de transfert• une phase de fermeture
Acceptable pour un transfert de fichier (par exemple avec numéris)
Mauvaise utilisation des ressources pour un trafic transactionnel
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Rappels sur la commutationCommutation de circuits
D'où l'idée de concentrer sur une même liaison plusieurs communications de façon que le taux d'utilisation des liaisons augmente.
Si de nombreuses communications utilisent une même liaison, une file d'attente se forme, et il est nécessaire de prévoir des zones de mémoire pour retenir les messages en attendant que la liaison soit disponible.
Une autre possibilité consiste à faire transiter ces messages par des routes différentes de celles initialement prévues. « Le fait d'augmenter l'utilisation des lignes accroît la complexité du système de gestion, qui devient beaucoup plus lourd, même si le débit est meilleur »
Nuage
c
c
c
c
c
c
c
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages
Un message est une suite d'informations formant logiquement un tout pour l'expéditeur et le destinataire, comme un fichier complet, une ligne tapée sur un terminal, un secteur de disque, etc.
Un réseau à transfert de messages se présente sous la forme illustrée à la figure suivante.
c
c
c
c
c
c
c
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Mémoirede masse
Ligne detélécommunication
Noeud de stockageintermédiaire
est une alternative à la Commutation de circuit pour l ’échange de données
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages
C' est un réseau maillé de noeuds. Le message est envoyé de noeud en noeud de transfert jusqu'au destinataire.
• Ce message ne peut pas être envoyé au noeud suivant tant qu'il n'est pas complètement et correctement reçu par le noeud précédent (commutation en mode différé : Store-and-forward - stocker, vérifier et faire suivre).
• Le temps de réponse, même dans le cas le plus favorable, est généralement très long puisque c'est la somme des temps de transmission à chaque noeud, comme illustré à la figure suivante.
Nœud 1
Nœud 2
Nœud 3
Temps
Message Arrivée du Message au nœud 2
Arrivée du Message au nœud 3
Envoi du Message vers le nœud 3
Arrivée du Message vers l ’utilisateur
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Rappels sur la commutation
Commutation « transfert » de messages
Exemple : Système télégraphique (premier système)
Il est nécessaire d'insérer des tampons aux noeuds intermédiaires pour mémoriser les messages tant que ceux-ci ne sont pas correctement stockés dans le noeud suivant.
« Ceci est du au fait que la commutation de message n ’impose pas de taille fixe aux MSg »
Remarque :
L ’échange de messages volumineux entre deux commutateurs peut immobiliser la ligne pendant de longues minutes, rendant cette technique inefficace pour le transfert de trafic interactif
Il faut également un système de gestion des transmissions qui accuse réception des messages correctement reçus et demande la retransmission des messages erronés.
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Rappels sur la commutation
Commutation « transfert » de messages
De plus, comme la capacité des mémoires intermédiaires est limitée, il faut introduire un contrôle sur le flux des messages pour éviter tout débordement.
Des politiques de routage des messages peuvent être introduites pour aider et sécuriser les transmissions et faire en sorte que, si une liaison tombe en panne, un autre chemin puisse être trouvé.
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages par rapport à la commutation de circuit :
Une meilleur utilisation de la ligne
Un transfert même si le correspondant distant est occupé ou non connecté
La diffusion d ’un même message à plusieurs correspondants
Le changement de format de message.
L ’adaptation des débits et éventuellement des protocoles
Une certaine sécurisation des échanges
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de paquets
Les messages des utilisateurs sont découpés en paquets, qui ont couramment une longueur maximale de l'ordre de 1 000 ou 2 000 octets.
Le diagramme suivant illustre le comportement dans le temps d'un réseau à transfert de paquets par rapport à un réseau à transfert de messages.
« On voit que le temps de traversée du réseau, ou temps de transit dans le réseau, est beaucoup plus court dans le cas d'un réseau à transfert de paquets »
Nœud 1
Nœud 2
Nœud 3
Temps
Message
Commutation de Message
1 2 3Nœud 1
Nœud 2
Nœud 3Temps
1 2 3
1 2 3
Commutation du Paquets
Attention : la commutation par paquet impose une taille fixe à ne pas dépasser
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de paquets
En effet, les paquets étant beaucoup plus petits que les messages, ils peuvent être retransmis vers le noeud suivant plus rapidement.
En outre, plus il y a de paquets obtenus à partir du découpage d'un message, plus le temps de transfert du message est long par rapport à son équivalent en paquets
Nœud 1
Nœud 2
Nœud 3
Temps
Message
Commutation de Message
1 2 3Nœud 1
Nœud 2
Nœud 3Temps
1 2 3
1 2 3
Commutation du Paquets
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de paquets
cP1P2P3 c
c
cc
P1
P2
P3
P2
P1P2P3
c
M essage"découpage du m essage
en paquets" réordonnancem ent etréassem blage
Les paquets en transit sont stockés en mémoire centrale dans les commutateurs plutôt que sur le disque « comme la commutation de message »
Une ligne de transit entre deux commutateurs ne sera pas monopolisée longues temps
la commutation de paquets est bien adaptée au transfert multimédia
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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de paquets
Les paquets sont envoyés indépendamment les uns des autres.
Les liaisons entre les noeuds les prennent en compte pour les émettre au fur et à mesure de leur arrivée dans le noeud.
Les paquets de plusieurs messages peuvent de la sorte être multiplexés temporellement sur une même liaison, comme illustré à la figure ci-dessous
Le rôle des noeuds est d'aiguiller les paquets vers la bonne porte de sortie, déterminée par une table de routage ou une table de commutation.
Les liaisons entre noeuds ne sont pas affectées explicitement à une paire source-destination, comme dans la commutation de circuits.
c
M essage P
M essage Q
M essage R
P1P2
P3
R 1
R 2R 3
Q 1Q 2Q 3P1P2P3 R 1R 2 Q 1Q 2Q 3
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Rappels sur la commutation
Commutation « transfert » de paquets
Par rapport au transfert de messages :
« la gestion de blocs d'informations de petite taille est plus simple, surtout au niveau des reprises sur erreur ».
En revanche, un problème surgit lorsqu'il s'agit de ré-assembler les paquets pour reformer le message original.
« En particulier, si des paquets prennent des routes distinctes et que l'un d'eux se perde, il faut le plus souvent effectuer une reprise sur l'ensemble du message ».
En résumé, on gagne en temps de réponse et en performance, mais, parallèlement,
« on complexifie l'architecture en ajoutant une couche de protocole supplémentaire. »
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Rappels sur la commutation
Commutation « transfert » de paquets.
Internet est un exemple de réseau à transfert de paquets et plus précisément un réseau à routage de paquets.
« Une fois dans le réseau, les paquets sont de taille variable. Ces paquets sont en outre indépendants les uns des autres. Ils peuvent ainsi suivre des routes distinctes et arriver dans le désordre ».
D'autres protocoles, comme ATM ou X.25, demandent aux paquets de toujours suivre une même route.
« De ce fait, les paquets arrivent dans l'ordre, mais au prix d'une solution plus lourde ».
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Rappels sur la commutation
Comparaison de deux réseaux de commutation de circuit et par paquets« en terme de services »
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Rappels sur la commutation
Commutation de trames
Le transfert de trames est une extension du transfert de paquets.
Un paquet représente le bloc d'information du niveau 3, le niveau paquet,
tandis que la trame représente le bloc d'information du niveau 2, le niveau trame.
Un paquet ne peut pas être transmis sur une ligne physique parce qu'il n'y a rien qui signale l'arrivée des premiers éléments binaires.
« La solution pour transporter un paquet d'un noeud vers un autre consiste à placer les éléments binaires dans une trame. Le début de la trame est reconnu grâce à une zone spécifique »
Un transfert de trames est donc similaire à un transfert de paquets,
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Rappels sur la commutation
Commutation de trames
Les noeuds de transfert sont plus simples.
En effet, dans un transfert de paquets:• on encapsule le paquet dans une trame, • puis on envoie la trame vers le noeud suivant. • On reçoit ensuite la trame, • puis on la décapsule pour récupérer le paquet, • et l' on transfert le paquet, lequel est remis dans une trame,• et ainsi de suite.
Dans un transfert de trames, • on a juste à envoyer la trame. Lorsque la trame arrive au noeud suivant, il suffit de la traiter pour l' envoyer vers un autre noeud.
Les commutateurs sont ainsi plus simples, donc plus performants et moins chers à l'achat.
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Rappels sur la commutation
Commutation de trames
Plusieurs catégories de transfert de trames ont été développées en fonction du protocole de niveau trame choisi..
Les trois principaux transferts sont :• l' ATM, • le relais de trames • la commutation Ethernet.
La commutation de trames ATM est si particulière qu'on lui a donné le nom de « commutation de cellules ».
Le relais de trames est sûrement la première commutation de trames qui ait été définie.
« L'objectif du relais de trames était de simplifier au maximum la commutation de paquets du protocole X.25 définie à la fin des années 70 ».
« La solution a consisté à placer la référence directement dans la trame ».
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Rappels sur la commutationCommutation de trames
Pour augmenter les performances de cette commutation :
• Les reprises sur erreur entre noeuds de commutation ont été enlevées.
• De plus, les procédures de contrôle de flux et le routage ont été simplifiés.
Dans les réseaux Ethernet commutés, on commute la trame Ethernet dans des commutateurs.
Les techniques de commutation de trames sont en fait regroupées dans ce qu'on appelle le “ label-switching ”, c'est-à-dire la commutation de références. Ces techniques sont à la base du MPLS (MultiProtcol Label-Switching)
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Rappels sur la commutationCommutation de celules
La commutation de cellules est une commutation de trames particulière, dans laquelle toutes les trames ont une longueur fixe de 53 octets.
Quelle que soit la taille des données à transporter, la cellule occupe toujours 53 octets. Si les données forment un bloc de plus de 53 octets, un découpage est effectué, et la dernière cellule n'est pas complètement remplie.
La cellule ATM est illustrée à la figure suivante :
48 octets (données utiles)5 Octets (en-tête)
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FIN
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Commutation /N° couche
Commutation de Circuit
Commutation de Paquet
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Commutation de Trame
Relais de trames
Commutation /N° couche
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