Cours Reseau TISI

ACADEMIE DE POITIERS Baccalaurat S - option Sciences de l'Ingnieur Prparation ProgrammeNOM :

Prnom :

Classe de term S SI

Etude des systmes techniques industriels InformationAutomatique - Informatique - Electronique Travail A B C D E

LES RESEAUXEvaluationCorrigSynthse

I) DEFINITION :On appelle rseau (network) :- informatique un ensemble de constituants informatiques (ordinateurs, priphriques tels que

imprimantes, scanners, ou mme appareils de mesure)- industriel un ensemble de constituants lectroniques (automates programmables, cartes

dacquisition, capteurs)connects les uns aux autres dans le but dchanger des informations telles que donnes,messages, graphiques, voix, images ...

II) DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX INFORMATIQUES :

Abrviation Signification Type dutilisation

Rseauxpublics

WAN

Wide Area Network(rseau longues distances :gnralement rseauxd'oprateurs)

assure la transmission desdonnes sur des distances l'chelle d'un pays

MAN Metropolitan Area Network(rseau mtropolitain)interconnexion de plusieurssites (ou de LAN) l'chelled'une ville

Rseaux locaux

LAN Local Area Network(rseau local)rseau intra-entrepriseexemple : thernet

CANVAN

Controller Area NetworkVehicule Area Network

rseaux locaux industrielsdvelopps pour les vhiculesautomobiles

III) QUELQUES NOTIONS SUR LA TRANSMISSION DES INFORMATIONS :1) Transmission parallle ou srie :

Transmission parallle : les informations binaires sont transmises sur plusieurs fils ; parexemple, pour transmettre un octet (8 bits) la fois, on peut lefaire sur une nappe ou un bus de 8 fils (chaque fil transmet un bitde loctet transmettre).

Transmission srie : les informations binaires sont transmises les unes aprs les autres surun seul fil (ex : liaison RS232).

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2) Transmission asynchrone et synchrone :La transmission d'un signal ncessite unesynchronisation afin de permettre au rcepteur dereconnatre, notamment, le dbut et la fin de latransmission.

Si l'metteur transmet son signal d'horloge vers lercepteur, la transmission est dite synchrone.Sinon, la transmission est asynchrone.

3) Transmission en bande de base : cest--dire sans transformation du signal numrique ensignal analogique (modulation), lorsque la longueur de la liaison ne dpasse pas quelquescentaines de mtres.

4) Vitesse de transmission et de modulation :La vitesse de transmission ou dbit binaire exprime en bit/s correspond au nombre de bitstransmis en une seconde.La vitesse de modulation ou rapidit de modulation exprime en bauds correspond au nombred'intervalles de modulation par seconde.

5) Partage dune ligne : Une ligne de transmission peut tre partage en plusieurs voies ou canaux suivant unmultiplexage frquentiel (les diffrentes voies sont transmises des frquences diffrentessur la mme ligne) ou temporel (les diffrentes voies sont transmises les unes aprs lesautres sur la mme ligne).

IV) ANALYSE DUN RESEAU :Un poste (ou station, ou terminal) est un systme programmable dot de priphriques dedialogue tel que ordinateur, automate programmable ou carte lectronique programmable.Les autres lments caractristiques de la structure dun rseau sont :

1) La connectique ou canal de transmission :Type Utilisations Caractristiques

paire torsadeou cblebifilaire

Tlphonie, LAN Affaiblissement important.Sensible aux parasites d'origine lectromagntique.

cble coaxial Tlvision, LAN Peu sensible aux inductions.

fibre optique LAN, MAN etWANBande passante suprieure au GHz.Affaiblissement trs faible.Insensible aux parasites d'origine lectromagntique.

faisceauxhertziens MAN et WAN

Ondes radiolectriques bandes de frquencesrglementes.

satellites WANEquipements associs onreux.Communication avec des sites non atteignables pardes rseaux terrestres.

Lorsque cette structure n'est pas homogne, il y a lieu de prvoir des organes d'adaptation(convertisseurs) ;


Le bit de parit sert vrifier que la

transmission sest faite sans erreur.

2) Les interfaces de connexion , qui servent relier les diffrentes machines aux canauxde transmission.

Dans le cas dun rseau local, on utilise des cartes rseau directement implantes dans lePC (ou lAPI). Celles-ci possdent une adresse physique unique appele adresse MAC(Medium Access Control, cest--dire contrle daccs au mdia) code sur 6 octets(stocke dans la mmoire de la carte rseau et correspondant au code du fabriquant et aunumro de la carte), et une adresse IP attribue par le serveur.

carte rseau thernet pour PC

3) Les interfaces dinterconnexion , qui permettent de relier un ensemble de machines une autre machine ou un autre rseau local, via un canal de transmission :

a) Le modem : interface PC / ligne tlphonique.b) Le routeur : interface rseau local / ligne spcialise (ADSL par exemple), qui assure

la correspondance des adresses.c) Le hub (concentrateur ou rpartiteur ) : botier de connections dordinateurs au

rseau, permettant aussi de rgnrer les signaux transmis (amplification et mise enforme)

d) Le switch : hub intelligent qui assure la gestion de la communication.

4) Le serveur : qui est le chef d'orchestre du rseau. Il constitue la couche logicielle quicontient la dfinition du protocole de communication et des diffrents rseaux logiques.Un rseau logique est un sous-ensemble ddi du rseau physique.Dans un rseau dtablissement scolaire par exemple, on peut trouver les sous-rseauxpdagogiques, CDI, intendance, salle des professeurs...


V) LA TOPOLOGIE DUN RESEAU :

Type derseaux

Structurecorrespondante

Type deconnectique avantages inconvnients

Typesdappli-cations

entoile

bifilaire(paire

torsade)avec prises

RJ45

- permet dajouterfacilement desmachinessupplmentaires,

- une dfaillance dunposte naffecte pas lefonctionnement durseau,

-quipementsdirectementinterrogeables duserveur.

-longueur de cblesimportante

rseauxpublics

en busou

poste poste

cblecoaxialcommun

- simple,- fiable,- peu coteux,- facile tendre.

- en cas de rupturedu cble commun,tous lesquipements enaval sont bloqus,

problmesdifficiles isoler,- transmission desdonnes ralentielors dun traficimportant.

rseauxlocauxindustriels(thernet)

enanneau

chaquequipementest reli 2quipementsvoisins

accs gal et mmesperformances pourchaque ordinateur

- problmesdifficiles isoler,- une pannedordinateur peutaffecter tout lerseau

rseaux fibreoptique.

VI) MODES DACCES AU RESEAU :Sachant que deux machines ne peuvent envoyer simultanment des informations sur le rseau,une mthode daccs au canal de transmission est ncessaire.

L'accs alatoire : CSMA/CD (Carrier Sens Multiple Access / Collision Detection)Cette mthode permet de grer les conflits, afin d viter que plusieurs machines nmettent unetrame dinformations en mme temps. Le principe est que lorsquune machine veut mettre, elledoit attendre que le canal soit libre. Cest la mthode utilise par les rseaux thernet.Mthode dite probabiliste, elle ne garantit pas que la station arrivera mettre. Le nombre decollisions augmente avec le nombre de noeuds actifs.


L'accs dterministe par consultation : mthode du jetonUne trame et une seule circule en permanence de station en station. En entte de celle-ci, un bit appel jeton, indique sila trame contient ou non des informations. Lorsqu'une station dsire mettre, elle attend de recevoir une trame libre.Elle modifie le jeton et place ses informations (donnes et contrles) dans la trame. Dans le cas d'une topologie en bus,la station de contrle dfinit pour chaque station, la station prcdente et la station suivante.

L'accs dterministe par slection : DQDB (Distributed Queue Dual Bus)Le rseau est constitu de deux bus. Les trames mises par un gnrateur circulent sur chacun des bus en sens inverse.Une station X dsirant mettre vers une station Y en aval, met une requte sur le 2nd bus. Les stations en amont ayantun niveau de priorit infrieur laissent alors passer une trame libre sur le 1er bus.

VII) LE MODELE O.S.I. :Ce modle (Open System Interconnection) est utilis pour standardiser les dialogues sur rseau.Il se dcompose en 7 couches ou fonctions superposes, chaque couche tant en dialogue avec sacouche infrieure et suprieure. Pour ce faire, elle rajoute au fur et mesure des donnes en bout de trame pour lidentifier. Lesvaleurs rajoutes servent au contrle des donnes fournies par les autres couches et aussi aucontrle lors de la transmission.

Description des couches

Coucheshautes

7 Application Elle est charge de l'excution de l'application et de son dialogue avec la couche 7 dudestinataire en ce qui concerne le type ou la signification des informations changer.

6 PrsentationElle met en forme les informations changes pour les rendre compatibles avecl'application destinatrice. Elle peut fournir les moyens de traduire, compresser oucrypter.

Couchesmoyennes

5 SessionElle sert d'interface entre les fonctions lies l'application et celles lies au transportdes donnes. Elle assure l'ouverture et la fermeture des sessions avec les applications,dfinit les rgles de synchronisation du dialogue entre les abonns.

4 TransportElle est responsable du contrle du transfert des informations de bout en bout autravers du rseau. Elle ralise le dcoupage des messages en paquets et leurrassemblage.

Couchesbasses

3 RseauElle assure l'acheminement ou le routage (choix des chemins partir des adresses) desdonnes groupes en paquets au travers du rseau. Le contrle de flux et la gestion deserreurs peuvent tre raliss dans cette couche.

2 Liaison Elle assure un service de transport de trames sur une ligne (tablissement et librationdes connexions, transfert et supervision de trames d'informations).1 Physique Elle ralise la transmission des lments binaires (constitutifs des trames) sur le

support, suivant des caractristiques physiques, lectriques, optiques et mcaniques.


VIII) LE PROLOCOLE TCP / IP :1) Prsentation :

Un protocole de communication est un ensemble de rgles de communication qui donnent unsens aux flux dinformations binaires qui circulent entre ordinateurs.Le protocole de communication dfinit le format denvoi, de mise en paquets, et de rceptiondes donnes.TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol) fait partie des principauxprotocoles de communication, et est utilis dans le cadre de linternet.

2) Encapsulation des donnes :Tout comme dans le modle OSI, les donnes sont transfres verticalement dune couche une autre en y rajoutant une entte (header). Cette entte permet de rajouter des informationsidentifiant le type de donnes, le service demand, le destinataire, ladresse source, etc...

Couche Application DonnesCouche Transport entte TCP DonnesCouche Internet entte IP entte TCP DonnesCouche Accs Rseau entte NAP entte IP entte TCP Donnes

Le datagramme (trame) est lunit de base (paquet) du transfert de donnes avec le protocoleIP.

3) Le routage :Le routage d'un paquet consiste trouver le chemin de la station destinatrice partir de sonadresse. Si le paquet mis par une machine ne trouve pas sa destination dans le rseau local, ildoit tre dirig vers un routeur qui rapproche le paquet de son objectif.

4) Le protocole TCP :Comme TCP fonctionne en mode connect, il tablit une connexion logique, bout bout,entre les deux intervenants.

Au dpart, avant tout transfert de donnes, TCP demande louverture dune connexion lamachine cible qui renvoie un acquittement signifiant son accord. De mme, lorsquelensemble des donnes ont t changes, TCP demande la fermeture de la connexion et unacquittement de fermeture est alors envoy sur le rseau. Lors du transfert, chaquedatagramme, un acquittement de bonne rception est mis par le destinataire. En effet, aprsvrification du Checksum, s'il savre que la donne est endommage, le rcepteur nenvoiepas dacquittement de bonne rception. Ainsi, aprs un certain temps, lmetteur r-met ledatagramme sur le rseau.Le protocole assure aussi la segmentation et le r-assemblage des donnes, le multiplexagedes donnes issues de plusieurs processus htes, le contrle de flux, la gestion des prioritsdes donnes et la scurit de la communication.

Le protocole TCP identifie les processus utilisant des ressources rseaux grce leur numrode port qui est unique. Les valeurs suprieures 1000 correspondent des ports clients et sontaffectes la demande par la machine qui effectue une connexion TCP.


Numros de port usuels :

Process Echo FTP SSH Telnet SMTP Time HTTP POP3 SNMPn de port 7 21 22 23 25 37 80 110 161

4) Ladressage IP :Sur un rseau TCP/IP, chaque machine se voit attribuer une adresse IP en principe unique.Les adresses sont codes sur 32 bits soit 4 octets reprsents en dcimal et spars par despoints. Ces adresses comportent 2 parties : l'adresse du rseau (net) et l'adresse de l'hte (host)dsignant une machine donne.Suivant l'importance du rseau, plusieurs classes sont possibles :

- la classe A : pour les rseaux de grande envergure (ministre de la dfense, IBM,...)- la classe B : pour les rseaux moyens (universits, centres de recherches ...)- la classe C : pour les petits rseaux comprenant moins de 254 machines (PME/PMI)- la classe D : les adresses ne dsignent pas une machine particulire sur le rseau, mais un

ensemble de machines voulant partager la mme adresse (multicast).- la classe E : classe exprimentale, exploite de faon exceptionnelle.Adresses IP :

31 24 23 16 15 8 7 0Classe A 0 Id. rseau (7 bits) Identificateur hte (24 bits)Classe B 1 0 Identificateur rseau (14 bits) Identificateur hte (16 bits)Classe C 1 1 0 Identificateur rseau (21 bits) Id. hte (8 bits)Classe D 1 1 1 0 Adresse multicast (28 bits)Classe E 1 1 1 1 Format indfini (28 bits)

Classe A Classe B Classe CPremier rseau (usage public) 1.x.x.x 128.1.x.x 192.0.1.xDernier rseau (usage public) 126.x.x.x 191.254.x.x 223.255.254.xNombre de rseaux 126 16 382 2 097 150

Rseaux rservs un usage priv 10.x.x.x 172.16.x.x 172.31.x.x192.168.0.x 192.168.255.x

Adresse du rseau x.0.0.0 x.x.0.0 x.x.x.0Adresse de diffusion du rseau x.255.255.255 x.x.255.255 x.x.x.255Premire machine x.0.0.1 x.x.0.1 x.x.x.1Dernire machine x.255.255.254 x.x.255.254 x.x.x.254Nombre de machines 16 777 214 65534 254Masque de sous-rseau par dfaut 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0

5) Adresses particulires ou rserves :- L'adresse dont la partie basse (adresse machine) est constitue de bits 0 est l'adresse du

rseau.- L'adresse dont la partie basse (adresse machine) est constitue de bits 1 est l'adresse de

diffusion (broadcast) et permet d'envoyer un message l'ensemble des machines sur lerseau.

- L'adresse 127.0.0.1 est une adresse de bouclage (localhost, loopback) et permet l'utilisationinterne de TCP/IP sans aucune interface matrielle (permet le test de la machine toute seule).

- L'adresse 0.0.0.0 est une adresse non encore connue, utilise par les machines ne connaissantpas leur adresse IP au dmarrage.


6) Masque de sous rseau : (subnet mask)Parfois, il convient de subdiviser un rseau en sous-rseaux afin de mieux sadapter lorganisation du travail et du personnel.Quand on applique ladresse IP le masque de sous-rseau ( on fait un ET logique entrecette adresse IP code en binaire, et le masque de sous-rseau), cela permet de garderuniquement ladresse complte du rseau.Exemple de masquage :

Rseau de classe B Rseau HteMasque 255.255.255.0 : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Identificateur Rseau (N) Id. Sous-rseau Id. Hte

7) Exemple de trame :


trame tudier

8) Exemple de configuration sous Windows :

Exemple de configuration d'une station d'un rseau priv de classe B sous Windows

Affichage de la configuration avec la commande winipcfg

carte rseauadresse MAC de la carteadresse IPmasque de sous rseau

modem sans connexionadresse IP non affecte par leserveur DHCP du prestataire

modem avec connexionadresse IP affecte par leserveur DHCP du prestataire


IX) RESEAU INTERNET :1) Prsentation :Pour se connecter au rseau Internet, il est ncessaire dutiliser une carte rseau au formatEthernet (ou un modem), et le protocole TCP/IP.Pour accder au rseau Internet, le client doit passer par un prestataire de services appelfournisseur daccs qui, contre paiement dun abonnement, lui dlivre un code didentification etun mot de passe.Cet abonnement permet :

- la connexion au rseau Internet, grce un rseau d'oprateurs de tlcommunication (quiassurent le transport des informations),

- davoir une adresse IP,- davoir accs un certain nombre de services.

2) Les services :a) Service Web :Le service World Wide Web (WWW : toile daraignes tendue au monde) permet un clientd'accder des documents (pages Web) au format HTML (HyperText Markup Language).HTTP (HyperText Transfer Protocol) est le protocole de communication entre le logicielnavigateur du client (internet explorer, netscape, fire Fox ) et le serveur Web, bas sur leprincipe des liens hypertextes. Il suffit de cliquer sur un des liens d'un document pour accder un autre document localis sur le mme serveur ou n'importe o sur le rseau Internet.

b) Service messagerie :Plus connu sous le nom de e-mail (electronic mail ou courrier lectronique), ce servicepermet d'changer des messages et des fichiers. Le ou les messages sont stocks par le serveurde messagerie dans la bote lettre du client, en attendant que ce dernier vienne les consulter.

SMTP (Simple Mail Transport Protocol) est le protocole courant de gestion du courrierlectronique sur Internet. Dans la mesure o SMTP a t conu pour des systme relis enpermanence, un utilisateur connect de faon intermittente utilise SMTP pour expdier soncourrier (courrier sortant) et POP3 (Post Office Protocol version 3) pour lire les courriers quil'attendent sur le serveur (courrier entrant). IMAP (Interactive Mail Access Protocol), plusrcent que POP3, permet d'accder aux message sans les tlcharger et d'effectuer desrecherches de courrier selon des critres.IRC (Internet Relay Chat) est un protocole qui permet des utilisateurs de communiquer endirect.

c) Service transfert ou change direct de fichiers :Il permet un client de rcuprer des fichiers auprs d'un serveur de fichier.FTP (File Transfer Protocol) est le protocole utilis entre le client et le serveur pour letransfert.


3) La connexion internet :

SERVEUR(Web, DHCP, DNS, messagerie)

RouteurPROXY

Serveurd'accs distant

Modem

AdaptateurRNIS

RTC

RNISInternet

PRESTATAIRE Pare-feu

.

.

.

RTC : Rseau Tlphonique Commut (car la liaison se limite dans le temps la dure de lacommunication) est le rseau pour la transmission de la voix ou des donnes via un modem.ADSL (Asymetric Digital Suscriber Line) : technique de transmission qui appartient lafamille x-DSL et qui regroupe un ensemble de systmes destins optimiser les ressources ducuivre. Cette technique permet d'atteindre des dbits de plusieurs Mbits/s sur des distancesinfrieures 5 km. Utilise uniquement pour la desserte du client (boucle locale), elle permetau abonns du RTC d'accder Internet des dbits levs. Elle permet en plus d'assurer unecommunication tlphonique simultanment aux transferts de donnes.

RSNIS : (Rseau Numrique Intgration de Services)Le RNIS est commercialis en France sous le nom de Numris. Il assure le transport sur lemme support physique des informations relatives la voix, au texte, aux donnesinformatiques et l'image. Il tend jusqu' l'abonn la numrisation et propose diffrentsservices tels que tlphonie amliore, tlcopie groupe IV, visioconfrence ...Serveur PROXY : garde dans ses mmoires les dernires pages consultes puis les distribue tous les clients qui demandent ces pages. Il en rsulte un temps d'accs beaucoup plus rapide ces pages et un moindre trafic travers l'Internet mondial. Par contre, le PROXY allonge letemps d'accs pour les pages rarement consultes.

Pare-feu : protection, appele aussi firewall.

Serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) est un protocole de configurationdynamique de l'hte qui permet d'allouer la demande des adresses IP aux machines seconnectant au rseau.

Serveur DNS (Domain Name Service ou serveur de domaines)) : permet au client dutiliserdes adresses sous forme de noms plutt que des adresses IP. Ce service s'occupe de dresser latable de correspondance entre les noms et les adresses IP.

.

( gnriques ) ( gographiques ISO 3166-1 )

.mil

.gov

.edu

.com

.net

.org

.aero

.biz

.coop

.info

.museum

.name

.pro

.jp ( Japon )

.re ( Runion )

.fr ( France )

.uk (Grande Bretagne)

.za ( Afrique du Sud )etc

.tm.fr ( marques )

.asso.fr ( associations )

.com.fr ( noms libres )

top level domains


@ IP de lyceeA.ac-toulouse.fr ?1

2

3

4

5195.34.100.17

195.34.100.17

Serveur DNSdu prestataire

Serveurs DNSInternet

Adresse internet : lURL (Uniform Resource Locators) permet identifier l'accs aux documentsdisponibles sur Internet.

Prsentation : [service ou protocole] :// [adresse de la machine] / [ressource dans la machine] exemple : http://www.apache.org ftp://192.100.200.8/doc


X) RESEAU INDUSTRIEL DE TERRAIN : de type CAN

L'augmentation du nombre de commandes lectroniques et d'organes embarqus a contraint lesquipementiers automobiles dvelopper une nouvelle architecture base de bus srie. Lerseau CAN (Controller Area Network) a ainsi t conu l'origine en Allemagne par la socitBosch.

Un rseau de terrain est un rseau de capteurs et dactionneurs.

Ce type de rseau doit satisfaire des contraintes particulires :- robustesse (environnement svre : temprature, rayonnement lectromagntique, vibrations),- niveau de scurit lev,- simplicit,- conomique,- flexible (facilement extensible),- tolrer les pannes (fiable),- rapide (transmission 1Mbits/s ou plus),- admettre des niveaux de priorit afin de privilgier certains capteurs plus sensibles,

Ce rseau est dit propritaire , car le protocole de communication dpend du fabricant.Il est conforme au modle O.S.I.

Cest un protocole multi-matres (les diffrents organes du rseau ont les mmes droits) o latransmission de type synchrone se fait par paire blinde ou non, fibre optique, ou liaisoninfrarouge.


Dbit Longueur

1 Mbit/s 40 m

500 Kbit/s 100 m

100 Kbit/s 500 m

20 Kbit/s 1000 m

Le protocole est bas sur le principe de diffusion gnrale : lors de transmission, aucune stationn'est adresse en particulier, mais le contenu de chaque message est explicit par une identificationreu de faon univoque par tous les abonns. Grce cet identificateur, les stations, qui sont enpermanence l'coute du rseau, reconnaissent et traitent les messages qui les concernent; ellesignorent simplement les autres. L'identificateur indique aussi la priorit du message, qui dterminel'assignation du bus lorsque plusieurs stations mettrices sont en concurrence. En version de base(version standart), c'est un nombre de 11 bits, ce qui permet de dfinir jusqu' 2048 messages plusou moins prioritaires sur le rseau. Chaque message peut contenir jusqu' 8 octets de donnes, cequi correspond par exemple l'tat de 64 capteurs.

Le deuxime format de ce protocole (version tendue) possde des identificateurs de 29 bits, ce quipermet daugmenter le nombre de stations sur le rseau. Le rseau du pilote de bateau numriqueprsent dans le labo (rseau Simnet) utilise le format tendu.

Trames de donnes :


Contient lidentificateur du message (type de message et priorit)

Contient le nombre doctets des donnes

Permet de vrifier la validit du message (dtection derreurs)

Champ dacquittement

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