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Généralités sur les réseaux de transmission de données numériques

Les données numériques et le réseau téléphonique

La structure d ’un réseau de transmission de données

Les réseaux à commutation de messages

Les réseaux à commutation de paquets

Les codes détecteurs et correcteurs d ’erreur

Les différents types de réseaux : LAN, MAN, WAN

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A quoi servent les réseaux de données numériques ?

Echange de fichiers

Transmission de messages

Transactions interactives

En règle générale, ces échanges sont entrecoupés de longs silences

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Le réseau téléphonique n’est pas adapté

Lorsqu’un ordinateur envoie un fichier par le réseau téléphonique, il doit attendre que son correspondant soit joint avant d ’effectuer sa tâche

Un fichier moyen a une longueur de 10000 octets

Même avec le RNIS, il faut

~10s pour atteindre le correspondant

~1,5s pour transmettre le message

Ce n ’est ABSOLUMENT pas rentable

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Les caractéristiques du service postal

Le point de vue du rédacteur d ’une lettre

Je rédige le texte de la lettre

Je le mets dans une enveloppe et j ’inscris l ’adresse de mon correspondant en suivant des REGLES précises

Je mets le tout à la boite à lettres

ET C ’EST TOUT pour moi

Je n ’ai pas perdu de temps à joindre mon correspondant et je peux employer toute mon activité à rédiger des messages

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Les caractéristiques du service postal

Le point de vue du service postal

Je peux relever les boites à mon propre rythme

A partir de l ’adresse du destinataire de la lettre, je dois trouver un chemin pour que l ’envoi lui parvienne

Je dois prévoir des centres de tri où les lettres arrivent et sont redistribuées

Je mets enfin la lettre chez le destinataire, qu’il soit présent ou non

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Les caractéristiques du service postal

Le point de vue du destinataire

Je peux consulter et traiter les messages comme et quand je le désire

Je peux répondre de la même façon sans perdre de temps, à condition que l ’expéditeur ait bien noté ses nom et adresse

Un défaut potentiel

On ne peut avoir de conversation suivie que si le temps de délivrance des lettres est faible

Sinon, les à-coups sont rédhibitoires

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La structure des réseaux de transmission de données

Un système similaire au service postal est IDEAL pour les liaisons de données

Les ordinateurs émetteurs ou récepteurs des données peuvent travailler de façon continue sans perdre de temps

Les problèmes potentiels

Un temps de transit trop long

Un réseau encombré par de trop nombreux messages

Un problème spécifique : les erreurs dans la transmission des messages

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La structure des réseaux de transmission de données

Un réseau de commutateurs semi-maillé pour avoir (en général) plus d ’un chemin entre deux correspondants

Des commutateurs reliés entre eux sans hiérarchie

C

C

C

CC

o

o

o

oo

o

o o

o

o

o

oo

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Une spécificité des réseaux

Une hypothèse (pas toujours exacte)

Les lignes de transmission ne sont pas sûres et peuvent dégrader les messages échangés

Il faut s ’assurer qu’un message a été transmis correctement avant d ’émettre le suivant : c ’est le rôle de l ’acquittement

M1

ACK

M2

NAK

M2

ACK

M3

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Le fonctionnement des réseaux

Les messages passent d ’un commutateur au suivant et font l ’objet d ’acquittements à chaque bond

Mess

Mess

MessMess

Mess

Il y a aussi des acquittements de bout en bout

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Les réseaux à commutation de message

Ce sont des réseaux pour lesquels les messages peuvent avoir n ’importe quelle longueur

Un avantage

La simplicité des normes

Des défauts

La capacité mémoire des commutateurs doit être importante pour pouvoir accueillir les messages

Le temps de transit moyen est grand, car il est dépend de la taille moyenne des messages

C ’est le réseau utilisé pour réserver les places d ’avion

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Les réseaux à commutations de paquets

Le réseau est composé de messages de taille calibrée, appelés des PAQUETS

Avantage

Les commutateurs véhiculent des éléments de taille constante, ce qui facilite beaucoup la gestion

Le temps de transit est faible (~100 ms pour le réseau français)

On peut facilement utiliser ces réseaux pour des applications transactionnelles

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Les réseaux à commutations de paquets

De nouveaux problèmes se posent

L ’émetteur doit découper son message en paquets et leur donner un numéro d ’ordre

Le récepteur doit recomposer l ’ensemble du message avant de le consulter

Il faut établir de nombreuses normes pour que les paquets puissent entrer dans le réseau et le traverser sans encombres

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Les deux grands types de réseau à commutation de paquets

Les réseaux non connectés(ex. : ARPA)L ’émetteur envoie ses paquets au réseau qui les transporte individuellement vers le récepteur

Le réseau cherche le chemin le plus rapide pour chaque paquet, appelé datagramme

Avantage : si une partie du réseau se casse, mais s ’il reste un chemin, le paquet parvient à son correspondant

Problème : le récepteur doit avoir assez de mémoire libre pour reconstituer le message

Avant d ’émettre, il faut envoyer un paquet de réservation

S ’il y a des blocages dans le réseau, le temps de transit devient prohibitif

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Qu ’est-ce qu ’un commutateur de paquets ?

Les paquets sont dirigés vers des files d ’attente en sortie

Dans les réseaux non connectés, c ’est le commutateur qui choisit la sortie (routage)

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Les réseaux non connectés

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Les deux grands types de réseau à commutation de paquets

Les réseaux connectés (ex. : TRANSPAC ou X25)

Un chemin est défini une fois pour toute pour toute la transaction entre deux correspondants (circuit virtuel)

Avantage : Les paquets des différents messages se suivent sur le circuit virtuel ; il n ’y a pas de problèmes de reconstitution des messages

Problème : si le circuit a un défaut, la transaction s arrête et doit être réinitialisée

Avant de débuter une transaction, il faut envoyer un paquet d ’appel qui permet de construire le circuit virtuel

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Les réseaux connectés

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Les codes détecteurs et correcteurs d ’erreur

Les orages et les activités industrielles créent des parasites électromagnétiques susceptibles de transformer des « 0 » en « 1 » ou inversement

Il existe des méthodes permettant de savoir si une erreur a eu lieu : on détecte l ’erreur

D ’autres méthodes permettent d ’estimer ce qui a été émis malgré la présence d ’une erreur : on corrige l ’erreur

Il faut noter qu’il n ’existe pas de code capable de détecter ou de corriger toutes les erreurs

Un code ne sera efficace que pour certaines catégories d ’erreurs

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Les codes détecteurs d ’erreur

Idée de base

Avec n bits, on a 2n combinaisons

Certaines combinaisons seront permises, d ’autres interdites

Si on reçoit une combinaison interdite, on a eu une erreur

Exemple : le codage par parité

On rajoute à un mot de n-1 bits un bit de contrôle tel que

l ’ensemble ait un nombre de « 1 » pair

0110100111

Si on reçoit 0111100111, on a une erreur

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Les codes correcteurs d ’erreurIdée de base

On a encore des mots permis et des mots interdits

Si on reçoit un mot permis, tout va bienSinon, on suppose que le mot émis est celui qui mène au mot reçu avec le moins d ’erreurs possibles

ex : 0110011010

0010001011 sont permis

On reçoit 0010011010 qui présente 1 différence avec 0110011010 2 différences avec 0010001011

Le mot de départ est VRAISEMBLABLEMENT 0110011010

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Les différents types de réseauPlus le réseau est étendu, plus le temps de transit est long et plus le débit moyen est long à cause de l ’attente des acquittements

ex : une ligne à 1Gbps et un temps d ’attente de 100ms

Il faut 10-5s pour envoyer un fichier de 10000 bitset le débit moyen est de 100 kbps : ce n ’est PAS RENTABLEOn a donc des types de réseau différents suivant leur taille

LAN : réseaux locaux à 1Gbps (1 à10 km)MAN : réseaux métropolitains à 10 Mbps (10 à 100 km)WAN : réseaux à grandes distances à 100 kbps (> 1000 km)

Avec des réseaux très sûrs, il n ’y a pas besoin d ’acquittement et la vitesse peut être similaire quelle que soit la taille