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1
Réseaux « grande distance »
Thierry Gayraud
Université Paul Sabatier
LAAS/CNRS
Mél: [email protected]
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 2
Plan du Cours
Introduction
I - Rappels
I.1 - Réseau téléphonique commutéI.2 - Modèle OSI - Couche Physique
II - La Couche Liaison dans les réseaux « grande distance »
III - Réseaux X.25
IV - Réseaux à Relais de Trame
V - Réseaux RNIS
VI - Connexion à un réseau local distant
2
Introduction auxRéseaux « longue distance »
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 4
Introduction
q Evolution des besoins encommunication des entreprisesn dissémination géographique
m sites propres des entrepirsesm clientsm fournisseurs
n utilisation toujours plus importante desmoyens informatiquesm échange de données internes à l ’entreprisem échange d ’informations avec l ’extérieur
ð régionalð nationalð international
n utilisation de nouveaux moyens (ex:Internet)
q Conséquences de l’augmentation de lacommunication d’entreprisen meilleur suivi du marchén augmentation du budget
Télécommunications/Réseaux desentreprises
n nouveaux besoinsm multimédiam travail coopératif à distancem téléformationm télémaintenancem …
3
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 5
Introduction
q Réseaux « grande distance »n classification des réseaux suivant
m type des sites interconnectésm technologie de transmissionm techniques de commutationm types d ’informations supportées
n historiquem téléphonie classique: conçue pour le support
de la voixm extension de ces réseaux pour support de
transmission des donnéesm réseaux analogiques dédiés transmission de
donnéesm réseaux numériques supportant des services
multiples dont la voix, la transmission dedonnées, ainsi que d ’autres services; ils sontde plus prévus pour supporter de futurs typesde services non encore normalisés
q Réseaux « grande distance »n réseaux d ’opérateurs
ð réseaux publics
n réseaux de grandes entreprisesð réseaux privés ou semi-privés
q Exemples de réseaux « grandedistance »n RTC : réseau téléphonique commutén Transpac: réseau X.25
n Numéris: réseau RNISn Itinéris ou SFR: réseau GSM
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 6
Réseau téléphonique commuté
q Organisation générale du réseautéléphonique commuté (RTC)n organisation hiérarchisée
m 4 types de commutateurs: du plus bas au plushautð CLð CAA ou CUð CTSð CTP
m abonnés raccordés à CL ou CAA/CU
n desserte locale: transmission analogiquen autres liaisons: transmission numérique
q Techniques de transmission numériquen Modulation par impulsions et codage
m signaux analogiques transformés eninformations numériques, codées sur 7 ou 8bits par un codec (codeur-décodeur, l’inversedu modem)
m 8000 échantillons/s, ce qui permet suivantNyquist pour un signal d bande 0-4kHz.
m 1 codec sert pour plusieurs voies et on ajoutedes informations de signalisation (1 bit paroctet)
n réduction de la quantité d’informationtransmise par des techniques plus efficacesde codagem modulation MIC différentielle (DPCM)m modulation Deltam codage prédictif ou par extrapolation
4
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 7
Modèle OSI
q Rappel sur l’architecture réseau deréférence: modèle OSIn Structure à 7 couches dans les machines
d’extrémités et à 3 couches dans lessystèmes relais
n Fonctionnalités de chaque couche
q Servicen une entité de niveau N fournit des services à
une entité de niveau N+1
n une entité de niveau N utilise les servicesd’une entité de niveau N-1
n échange entre couches adjacentes d’unmême système
q Protocole = ensemble des règles concernant les
échanges entre des entités de niveau Nsituées dans des systèmes distincts
321
7654321
7654321
Support de transmission
ApplicationPrésentationSessionTransportRéseauLiaisonPhysique
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 8
Modèle OSI
q Principe d’encapsulation q Mise en place Service/Protocole
q Principales fonctions communes auxcouchesn Etablissement/Rupture de connexion
n Multiplexage/Démultiplexagen Segmentation/Assemblagen ...
(N-1) SDU
(N) SDU
(N+1) PDU
(N) PCI
(N) PDU
Couche N+1
Couche N
Couche N-1
Entité NSystème 1
Entité NSystème 2
Protocole N
Connexion N-1
ServiceN
-1
Serv
ice
N-1
5
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 9
Modèle OSI - Couche Physique
q Eléments physiques d’un réseaun support de transmission
m voies de transmissionm commutateurs
voie de données = mise en continuité de ces élémentsentre 2 abonnés
n ETCD = équipement de raccordement deslignes de communication aux ordinateurs
circuit de données = Voie de données + les 2 ETCDmis en relation
n ETTDm ordinateur ou terminal du réseau doté de
capacité de traitement d’applications Nliaison de données = circuit de données + les 2 ETTD
mis en relation
ETTD ETCDETCD ETTDLigne detransmission
Jonctions
Liaison de données
Circuit de Données
Voie de données
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 10
La couche Liaison dans un Réseau « grande distance »
q But = fournir des services permettantn échange des informations
n contrôle du bon déroulement de lacommunication
q Objectifsn délimitation des informations
n règles d’échange de données ou decommandes
n contrôle du bon acheminement des donnéessans perte, ni duplication et de façontransparente.
q Délimitation des tramesn mise en place de fanions (flag )
m séquence particulière de bitsð ne doit pas se retrouver dans un bloc de
données ð bourragem positionnés en début et en fin de trame
q Types de stationsn station primaire, station secondaire : liaison
non équilibréem une seule station est autorisée à émettre des
commandes de contrôle ð primairem les autres répondent aux commandes, mais ne
peuvent prendre l ’initiative
n liaison équilibrée : stations « symétriques »,possèdent fonctions primaire et secondaire
6
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 11
La couche Liaison dans un Réseau « grande distance »
q Fonctions du contrôle de Liaisonn Etablissement/rupture de la liaison
n Adressagen Contrôle d’anomalie de transmissionn Reprise sur erreurs
n Contrôle de Flux
q Exemple de Référence: le protocoleHDLCn normalisée en 1976 (CCITT)
n norme pour le niveau 2 du modèle OSIn Base des protocoles de liaison développés
depuis
q Cas particulier d’Internetn gestion de liaison pour poste isolé se liant à
un réseau: protocoles relatifs tels SLIP ouPPP
n connexion à Internet par fournisseurd ’accès
Protocole HDLC
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 13
Protocole HDLC
q HDLC = High level Data Link Controln protocole de Liaison (niveau 2 d’OSI)
q Plan d’étude de HDLCn délimitation des donnéesn protocoles
n format des trames
q La délimitation des données au niveauliaisonn délimitation spécifique au niveau liaison
m couche Liaison: marqueur de début ETmarqueur de fin
m autres couches: encapsulation = ajout d ’unen-tête seul
n double caractéristiquem binaire = transparente pour l ’alphabet de
codificationm synchrone: synchronisation permanente des
horloges émetteur/récepteur
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 14
Protocole HDLC
q Structure de tramen une enveloppe -> marqueur de début et de
fin de trame pour identifier les blocssignificatifs parmi les bits en transit
n des champs structurés véhiculantm informations de contrôle HDLCm données issues de la couche réseau
n Fanion initial (8 bits) = séquence binaireparticulière (01111110): indiqueobligatoirement une limite de trame
n Adresse (8bits): indiquem identification de la station secondaire
destinataire d’une trame de commandem adresse de la station émettrice d ’un trame de
réponseð distinction trames de commande/trames de
réponse
0 1 1 1 1 1 1 0Adresse
Commandes
FCS
Informations
01111110
TrameHDLC
Fanion initial
Fanion final
7 6 5 4 3 2 1 0Bits
Octets
Station émettrice A B
Champ adresse dans :Commande
RéponseBA
AB
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 15
Protocole HDLC
n Commande (8 bits): contient une indicationdu type de trame: trame d’information, desupervision ou trames non numérotées
n Informations (longueur variable en nombred ’octets)m spécifique des trames d ’information et
absent des trames de commande
n Contrôle (16 bits): Champ de contrôled ’erreurs: CRC portant sur les champsAdresse, Commande et Informations.m Emission: calcul effectué sur trame à émettre
et résultat «ajouté» à celle-ci.m Réception: recalcul: suivant résultat, trame
reçue est Ok ou altérée. Une trame altérée estignorée et devra être retransmise
n Fanion final (8bits) = fanion initial
q Catégories de tramesn trame d’information : véhicule les SDU du
niveau Réseau
n trame de supervision : véhicule lescommandes ou réponses liées au contrôled’erreur ou de flux
n trames non numérotées : véhicule lescommandes ou réponses de gestion de laliaison (ex: établissement/libération deconnexion)
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 16
Protocole HDLC
q Emissions particulièresn trames se suivant sans interruption: un seul
fanion est émis:fanion final de la trame précédente = fanion
initial de la trame suivante
n abandon prématuré d’une trameémission de 7 bits consécutifs à 1
n état inactifémission de 15 bits consécutifs à 1maintien de l’activité par envoi en continu de
fanions
q Transparence des donnéesn fanion = séquence binaire spécifique qu’on
ne peut donc retrouver dans un autre champde la trame
n transparence des données assurée parm insertion à l ’émission d ’un zéro après une
séquence de 5 bits à 1 (longueur de séquencede 1 ≥ 5 bits)
m retrait à la réception du zéro situé après touteséquence de 5 bits à 1
n exemplem émission de 0011110011111110001
ð séquence transmise ?
m réception de 000111110110111101ð séquence reçue significative?
m réception de 000111111010111101ð séquence reçue significative?
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 17
Protocole HDLC: Echange de données
q 2 modes de réponse suivant quen les réponses sont sollicitées
m mode de réponse normal (NRM: NormalResponse Mode)
n les réponses sont émises de façon autonomem mode de réponse autonome (ARM:
Asynchronous Response Mode)
q Mode de réponse normaln la station secondaire ne peut émettre
qu’après y avoir été invitée par la stationprimaire
n Poll bit : bit particulier P du champ decommande utilisé par le primaire pourdonner la parole au secondaire;
n Quand le secondaire n ’a plus rien àtransmettre, il rend la parole au primaire:Final bit (il change de nom).
q Mode de réponse autonomen toute station peut prendre l’initiative
d’émettre qu’après y avoir été invitée par lastation primaire
n Poll/Final bit : bit P/F particulier du champde commande sert ici pour demander uneréponse immédiate ou signifier la réponse àcette demande.
q Numérotation des messagesn les trames d’information possèdent un
champ d’informations et un numéro deséquence à l’émission
n gestion par station d’un compteur:m à l ’émission, incrémentation puis placement
de la valeur dans champ n° de séquence notéN (S).
m À la réception, défaut dans la séquence desn°ð problème: perte, duplication...
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 18
Protocole HDLC: Echange de données
q Acquittementn les trames d’informations et de super-vision
incluent un second numéro de séquence: lenuméro de séquence à la réception N (R).
n acquittement en réception:m N(R) recu => toutes les trames telles que
N(S) < N(R) ont été correctement recues :libération des buffers
m la prochaine trame attendue doit avoir lavaleur N(R)
n acquittement suivant état récepteurm sans information à transmettre
ð trame de supervision RR avec N(R)
m occupéð trame de supervision RNR avec N(R)
m ayant information à transmettreð trame d’information avec N(R)
q Intérêt de cet acquittementn ne nécessite pas de trafic supplémen-taire si
informations en attente
n possibilité d’émettre plusieurs messagesavant d’envoyer un acquittement
q Caractéristiques communesn numéro de séquence en émission et
réception indépendant pour chaque sens detransmission
n numérotation modulo 8 (128 dans versionétendue)
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 19
Protocole HDLC: Exemple
0 01 02 0
2 12 23 2
4 24 25 2N(S) N(R)
N(S) N(R)0 00 10 21 22 2
2 32 42 4
2 5
I S0,R0I S1,R0,P
I S1,R2,FI S0,R2
I S2,R2I S3,R2,P
I S4,R2
RR R4,F
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 20
Protocole HDLC: Contrôle de flux
q Contrôle de fluxn intervient lorsque la station réceptrice n ’est
plus en mesure de recevoir des informations
n envoi d ’une trame RNR par la station« saturée »
n demande de reprise par la station émettricepar envoi(s) successif (s) de trame RRjusqu’à réception d ’une trame RR émise enretour par la station réceptrice dès qu’elle està nouveau disponible.
n Remarque: RNR est une trame avec N(R)
q Exemple
0 01 0
2 03 0
2 02 0
2 0
2 02 03 0
N(S) N(R)
I S0,R0I S1,R0,P
RNR R2
RR R3,F
I S2,R0,P
RR R0,P
RR R2,F
I S2,R0,P
N(S) N(R)
0 00 1
0 20 20 2
0 20 20 2
0 30 3
RR R0,P
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 21
Protocole HDLC: Contrôle d’anomalie
q Types d’anomaliesn erreur sur contenu: CRC faux
n erreur par rupture de séquencem trame manquantem trame dupliquée
n pas de réponse au-delà d’un certain délai
q Méthode classique: pointage devérificationn sur invitation de la station primaire, la
station réceptrice émet une trame(information ou RR) avec un N(R)
n si N(R)<N(S), alors la station émettriceretransmet les trames concernées.
n Bit P ou P/F = point de synchronisation pournumérotation des séquences
q Trames de rejet REJn La trame REJ émise par le récepteur
demande à l ’émetteur de retransmettretoutes les trames dont le N(S) est supérieurau N(R) contenu dans la trame REJ.
q Trames de SREJn La trame SREJ émise par le récepteur
demande à l ’émetteur de retransmettre latrame dont le N(S) est égal au N(R) contenudans la trame SREJ et seulement cettetrame.
q Comparaison des mécanismesn REJ et SREJ permettent une retransmission
au plus tôt après anomalie de séquencen SREJ est une option de HDLC à cause de la
complexité induite
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 22
Protocole HDLC: Contrôle d’anomalie
q Absence de réponsen émission d’une trame avec demande de
réponse ð armement d’une temporisation
n perte = perte de la trame ou perte de laréponse
n expiration de la temporisation avantréception de réponse ð retransmission
n en retransmission, Poll bit = 1n au-delà d ’un certain nombre de
retransmissions, la liaison est considéréecomme coupée et on lance uneréinitialisation
n temporisation mise en œuvre pour lescommandes (établissement/libération deconnexion inclus)
q Format erronén anomalie de format de la trame
m format du champ de commande invalidem longueur du champ d ’information invalidem numéro N(R) invalidem champ d ’information trop long
n trame CMDR (Command Reject)n trame FRMR (Frame Reject)
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 23
Protocole HDLC: Etablissement/Libération de connexion
q Etablissement et rupture de liaisonn jeu de commandes et de réponses non
séquencées
n Réponsesm Acquittement par trame UA (Unnumbered
Acknowledgement )m Rejet par trame FRMR (raison du rejet
incluse)
q Modes de fonctionnementn SNRM (Set Normal Response Mode)
mode de réponse normal
n SARM (Set Asynchronous Response Mode)mode de réponse asynchrone = mode de réponse
normal + station secondaire peut émettre desinformations sans autorisation du primaire
n SABM (Set Asynchronous Balanced Mode)mode de réponse équilibré
n Commandes avec temporisation
n provoquent une remise à zéro des compteursde séquence aux 2 bouts
n variantes étendues SNRME, SARME etSABME:m n° de séquence modulo 128m plage d ’adresses plus grande
q Rupture de liaisonn commande DISC
n réponse RD pour demande de déconnexionpar un secondaire
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 24
Protocole HDLC: Autres protocoles
q Requête d’initialisationn RIM: en réponse du secondaire à une
commande du primaire, pour lui demanderd ’émettre une commande d ’établissementde connexion
n SIM: commande de réinitilisation de laliaison par le primaire; acquittée par UA.
q Echange d’identificationn XID: à la fois commande et réponse pour
échange d ’identification
q Echanges diversn TEST
test de la liaison
n UI (Unnumbered Information)informations non séquencées
n DM ( Disconnect Mode)secondaire fait savoir qu’il est en mode
déconnecté
n RES (RESet)station mixte remet à 0 les compteurs aux deux
bouts
13
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 25
Protocole HDLC: Format des Trames
7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 1 1 1 1 1 0
adresse
N(R) P N(S) 0
Informations
CRC
0 1 1 1 1 1 1 0
Trame d ’informations
7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 1 1 1 1 1 0
adresse
N(R) P CC 0 1
CRC
0 1 1 1 1 1 1 0
Trame de supervisionRR CC = 00
RNR CC = 01REJ CC = 10
SREJ CC = 11
7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 1 1 1 1 1 0
adresse
MMM P CC 1 1
CRC
0 1 1 1 1 1 1 0
Trame non numérotée
MMM + CC:
type de trame
Généralités sur la Couche Réseau
14
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 27
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Services fournis à la Couche Transport
q Différences Couches Réseau/Transportn de localisation:
m couche Réseau: dans les nœuds et les hôtesm couche Transport: dans les hôtes seulement
interface Réseau/Transport = frontière hôtes/réseau.
n de propriété:m couche Réseau: propriété de l’opérateurm couche Transport: propriété de l’usager
interface Réseau/Transport = frontière opérateur/usagersdéfinissant responsabilités/devoirs du transporteur.
q Caractéristiques des services de laCouche Réseaun services indépendants de la technologie du
réseaun Couche Transport indépendante du nombre
des types et des topologies des réseauxprésents
n les adresses de réseau utilisent un planuniforme de numérotation, tant en LANqu’en WAN.
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 28
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Services fournis à la Couche Transport
q Deux points de vue antagonistesn “La Couche Réseau doit fournir un service
fiable orienté connexion!”m au début, établissement de connexion
demandé par l’entité transport source;connexion libérée à la fin.
m initialisation de la connexion permet denégocier des paramètres entre entitésTransport et Réseau
m communication full duplex, paquets délivrésen séquence et sans erreur: modèleréseau=FIFO
m contrôle de flux fourni: pas de débordement
n “Le réseau n’est pas fiable par conception,les hôtes assurent le contrôle des erreurs etde flux, le service est sans connexion!”
q Choix du placement de la complexitén service avec connexion
ð complexité dans la Couche Réseau
n service sans connexionð complexité dans la Couche Transport
q Bilann toutes les couches offrent les deux types de
service
n remarqueð on peut avoir un service avec
connexion fourni par couche Réseauou Transport même si les couchesinférieures sont sans connexion
ð cas inverse possible également
15
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 29
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Organisation de la Couche Réseau
q Service orienté connexionn repose sur la notion de circuit virtuel:
m évite de prendre une décision de routage pourchaque paquet émis
m un circuit virtuel est établi lors del’établissement de la connexion, puisabandonné en même temps que la connexionest libérée
m routage:ð les circuits virtuels sont connus localement
par une table de routageð tout paquet contient un champ avec le
numéro de circuit virtuel dans son en-tête;ð un paquet qui arrive depuis un circuit virtuel
n°i est réémis sur le circuit virtuel n°j enfonction du contenu de la table de routage.
n initialisation: choix des n° de VLm appel entrant prend le plus grand n°
disponible, appel sortant prend le plus petitn° disponible
m appel entrant prioritaire sur un appel sortant
n primitivesm très forte connotation X25.3m N_CONNECT, N_DISCONNECT,
N_DATA, N_DATA_ACKNOWLEDGE,N_EXPEDITED_DATA, N_RESET.
q Service orienté sans connexionn repose sur la notion de datagrammes:
m pas de route établie à l’avancem un paquet est routé indépendamment du
précédent, des paquets consécutifs pouvantsuivre des routes distinctes
m réseau plus “robuste”pour pannes etcongestions
n primitivesm N_UNITDATA, N_FACILITY, N_REPORT
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 30
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Organisation de la Couche Réseau
q Circuits virtuels/Datagrammesn sur circuit virtuel, un paquet contient un n°
de CV et non l’adresse complète dedestination (important surtout dans despaquets courts)
n la table de routage sur circuits virtuelsconsomme de la mémoire dans les nœuds
n l’échange d’informations de faible volume etsur une durée assez courte rend pénalisantesles phases d’établissement et de libération dela connexion
n un nœud est en pannem orienté connexion
ð tous les CV sont détruits
m sans connexionð seuls les datagrammes en mémoire dans le
nœud sont perdusð les routes sont modifiées et les paquets sont
routés différemment, sans blocage.
q Le routagen fonction première de la Couche Réseau =
acheminer les paquets de leur source versleur destination
n choix de chemins effectué par desalgorithmes de routage
n Algorithme de routage = partie du logicielde la couche Réseau chargé de décider surquelle ligne de sortie doit être retransmis unpaquet entrant.m datagramme: décision à prendre pour chaque
paquet entrantm circuits virtuels: décision à prendre
seulement lors de l’initialisation
16
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 31
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Organisation de la Couche Réseau
q Deux classes principalesn algorithmes non adaptatifs
m décision indépendante de mesure oud’estimation de trafic et/ou de topologie entemps réel
m choix du chemin calculé par avance, de toutnœud vers tout autre nœudð routage statique
algorithmes adaptatifsm décision de routage traduit l’état actuel du
trafic et/ou de la topologiem 3 familles:
ð algorithmes globaux: routage centraliséð algorithmes locaux: algorithmes isolésð algorithmes mixtes: algorithmes distribués
q Exemple d ’algorithme de routagen algorithme de Dijkstra: recherche du plus
court chemin
n Application:
1
2 3
46
732
2 2 2
FE
B
A
G H
D
C
1
2 3
46
732
2 2 2F (6,E)
E (4,B)
B (2,A)
A
G (5,E) H (8,F)
D (10,H)
C (9,B)
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 32
La couche Réseau dans un Réseau « grande distance »:Organisation de la Couche Réseau
q La congestionn Trop de paquets dans le réseau ou dans une
partie du réseauð dégradation des performances: c’est la
congestionð si le trafic augmente encore, la charge ne peut
plus être supportée et des paquets sont perdus
n Raisons d’apparition de congestionm les tâches de calcul des nœuds diminuent
leurs performances (stockage des paquets,routage, mise à jour des tables)
m dans un nœud, si le trafic entrant dépasse lescapacités de sortie, les files d’attenteaugmentent et on peut avoir un débordementdes buffers
n la congestion est un phénomène qui s’auto-entretient et tend toujours à empirer
ð exemple de la circulation routière: péage...
n contrôle de congestion ≠ contrôle de fluxm contrôle de congestion: vue globale du
problème; contrôle de flux: vue limitée à unproblème local
m contrôle de flux et routage ont un impact surla congestion
17
Les Réseaux X.25
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 34
Les réseaux X.25
q Présentation généralen disponible depuis 1976
n X.25: Couches 1 à 3m X.25-1: norme = V.24 et X.21m X.25-2: norme = HDLC(rem: TRANSPAC = LAP-B)m X.25-3: norme = X.25-3
q Caractérisation des réseaux X.25n pas de primitives comme en OSI
n mais un jeu de formats de paquets + unensemble de règles de protocoles d ’échangede ces paquets
n la norme X.25 définit les relations entre unETTD et le réseau représenté par sonextrémité l ’ETCD => protocoles locaux
q La Couche Réseau d’un réseau X.25 -Points étudiés:n Les fonctions de transfert
types de transfert de données, multiplexage etadressage, segmentation et regroupement,contrôle de flux
n Contrôle et notification d’erreursréinitialisation, reprise, libération, diagnostic
n Etablissement de connexionétablissement des adresses, contrôles et
négociations
n Format des paquets X25résumé des types de paquets, vue générale,
paquets d ’établissement des circuits, rupturedes circuits
n X.25 et ISO; X.25 et TCP/IP
18
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 35
Les réseaux X.25: X.25-3
q Types de transfert de donnéesn paquets de données: transfert de données
normales
n paquet d ’interruption, paquet deconfirmation d ’interruption
q Multiplexage et adressagen on peut avoir:
m plusieurs circuits virtuels peuvent êtremultiplexés sur une même liaison physique(jusqu’à 4095)
m plusieurs CV entre 2 ETTDm CVC et CVP mélangésm plusieurs CV multiplexés => accès multi-
voies
n adressage d ’un CVm l’extrémité d ’un CV est identifiée par un n°
de voie logique (NVL)m pas de lien entre NVL de chaque extrémité
q Segmentation et regroupementn taille maximum de paquets pour le CV
m données plus longues => segmentationm utilisation du bit M (more) pour signaler
qu’une suite de paquets appartient à la mêmeunité logique
n taille maximum variable à chaque extrémitédu CV
n regroupement assuré par le destinataire
q Contrôle de fluxn basé sur des mécanismes identiques à
HDLC
n mécanisme de fenêtren pas de redondance avec le niveau liaison
(voir exemple)
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 36
Les réseaux X.25: X.25-3
q Contrôle et notification d’erreursn Réinitialisation
m à l’initiative du réseau ou d’un ETTDm paquet de réinitialisation émis par ETTD ou
réseau arrive au destinataire qui doitl’acquitter
m raz toutes variables de transmission + purgede tous les paquets en cours de transmission
n Reprisem à l’initiative du réseau ou d’un ETTDm tout CVC reçoit un paquet de libération qui
doit être acquittém tout CVP reçoit un paquet de réinitialisation
qui doit être acquitté
n Libérationm fin normale de transmissionm notification d ’anomalie si:
ð demande de connexion rejetée sur anomalieð erreur dans échanges ETTD/Réseauð incidents internes au réseau
n Diagnosticm signaler certaines erreurs sans fermer le CVm pas de réponsem liste de codes et diagnostic normalisée
19
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 37
Les réseaux X.25: X.25-3
q Etablissement de connexionn Etablissement des adresses
m terminologie X.25ð connexion = CVC (circuit virtuel commuté)ð adresse ETTD = n° d ’appelð identifiant d’une extrémité de CVC = NVL
(n° de voie logique)
n Contrôles et négociations
Réseaux à Relais de Trames
20
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 39
Commutation de Trames Relais de Trames
q Idée de départn descendre la commutation au niveau liaison
n effets:m simplification de l ’architecture (1 couche de
moins)m simplification du travail des nœuds
n travail des nœudsm commutation paquets = attente de réception
correcte avec retransmission éventuelle;acquittement du paquet; stockage de paqueten attente d’acquittement
m commutation/relais de trames = plus besoinde contrôles d’erreur ni de flux
q Normalisation par UIT-Tn relais de trame normalisé pour RNISn point de passage temporaire vers
commutation de cellules
q Commutation de trames
q Relais de Tramesn introduction d’une signalisation séparéen normalisation
m recommandation I.122 : éléments de basem recommandation technique dans Q.922 et
I.441m débit maximal fixé à 2Mbits/s
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 40
La Commutation de Trames
q Transport des trames de bout en boutsans remonter au niveau paquetnécessite pour le protocole liaison:n adressage multipointn adressage réseau
n fonctionnalités de la couche réseau
=> protocole LAP-D
q Fonctionnalitésm Routage effectué avec adresse de niveau
liaisonm Adressage non conforme à norme
internationale (~ « privé »)m Contrôle de flux (trame RNR)
Q.922Q.922Q.922Q.922
Architecture d’un réseau àcommutation de trames
21
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 41
Le Relais de Trames
q Simplification supplémentaire de lacommutation de trames
q Pas de prise en compte d’erreurspossibles dans les nœuds:responsabilité du niveau supérieur
q Normalisation basée sur recomman-dation Q.922n dans les nœuds: fonctionnalités réduite au
noyau Core Q.922n dans les sites d ’extrémité, fonctionnalités
complètes
q Fonctionnalitésprésentes partout
n délimitation, alignement et transparence destrames
n multiplexage/démultiplexage des trames enutilisant le champ adresse
n contrôle de la trame pour vérifier:m la trame contient un nombre entier d ’octets
après retrait des bits de « transparence »m la trame n’est ni trop longue, ni trop courte
présentes aux extrémités seulementn détection erreurs de transmission et
demande de retransmission
n contrôle de flux
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 42
Le Relais de Trames
q Noyau Q.922 Core décrit lesfonctionnalités de base
q Contrôle se fait en dehors du planutilisateur dans le plan de contrôle
=> supervision du réseau en relais detrame se fait dans un environnementdifférent de celui du réseau utilisateur(même si on utilise l ’infrastructure dece dernier)n Connexion mise en œuvre par plan de
contrôle ( liaison virtuelle)
n Service relais de trame inclutm préservation de l ’ordre des tramesm élimination de trames dupliquéesm probabilité négligeable de perte de trame
Q.922Q.922Q.922Q.922
Architecture d’un réseauà relais de trames
Q.922 ou spécifié par utilisateur
Plan de Plancontrôle utilisateur
Q.933Fonctionsutilisateur
Q.921Q.922Core
I.430/ I.431
Plan Plan deutilisateur contrôle
Q.933Fonctionsutilisateur
Q.921Q.922Core
I.430/ I.431
Environnement d’un réseau à relais de trames
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 43
Le Relais de Trames: Structure des trames
q Format LAP-D modifié (adressageparticulier en relais de trame)n SAPI et TEPI deviennent champ adresse et
DLCIn adressage dans le champ DLCI
m par défaut sur 10 bitsm extension possible à 16 ou 23 bits en utilisant
un ou deux octets supplémentaires
n routage se fait sur les étiquettes de niveau 2DLCIm DLCI modifié au passage de chaque nœudm routage = chaînage de n° DLCI
DrapeauDLCI 1 2DLCI 3 4 5 6
Données
FCS FCS Drapeau
1 = bit C/Rcommande/réponse2 = bit extension adresse3 = FECN4 = BECN5 = DE6 = bit extension adresse
DLCI = Data LinkConnection Identifier
Format de la trame dans un réseau à relais de trames
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 44
Le Relais de Trames: Structure des trames
q Contrôle dans réseau à relais de tramesn commutateur d ’accès au réseau
m A) peut traiter les tramesm B) ne peut pas traiter les trames
n demande de connexionm mode permanentm mode commutém connexion acceptée => établir liaison
virtuelle
n cas Am connexion sur B ou H => recommandation
Q.921m connexion sur D => procédure classiquem liaison virtuelle => envoi trame LAP-D avec
SAPI = 0 (supervision - I.451)
n cas B: accès par B ou H seul et procédureclassique sur Dm liaison virtuelle => envoi trame Q.922 sur B
ou H avec DLCI = 0.
q Contrat de débitn débit moyen à respecter par utilisateur
m CIR Committed Information Ratem assure contrôle de flux et permet à
l ’opérateur de connaître les flux quitransitentð planification/refus de nouvelles demandes de
liaisons virtuelles
n débit supérieur à CIR sur une courte périodede tempsm période = CBS Committed Burst Size
n indication des trames moins importantes parrapport à la qualité de servicem DE = 1: trame pouvant être détruite
n dépassement limité par la valeur EBS
23
LesRéseaux Numériques
àIntégration de Services
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 46
Les Réseaux Numériques à Intégration de Services
q L’architecturen idée de départ: en finir avec
« un usage = un réseau spécifique »
ð nouveau concept = intégrationde services
n RNIS = évolution des réseaux (téléphonieclassique, X.25, Frame Relay) ð accèsuniversel à ces réseaux, ou plutôt à cesservices supportsm Rapide
ð 2 canaux B à 64Kbits/s + 1 canal D à16Kbits/s
ð canal B: voie de communication (téléphone,fax, données,…)
ð canal D: signalisation: établissement decommunication, informations de service etinformations à bas débit
m Normaliséð tous les éléments d ’accès sont normalisés
(canal de base, protocole D, câblage, prise)
m Intelligentð signalisation plus riche pour des services
supplémentaires (identification appelant,transfert d’appel, signal d’appel…)
m Souple/simpleð accès universel aux services de
télécommunicationsð interface unique pour l ’utilisateur
X.25
Equipementterminal
X.21
Relais de trame
Réseau téléphonique
Signalisation (CCITT n°7)
Equipementterminal
Interface
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 47
Les Réseaux Numériques à Intégration de Services
q Interfacen accès de base = 2 B (64 Kbits /s) + 1 D ( 16
Kbits/s)
n accès primaire = 23 ou 30 B (64 Kbits /s) +1 D ( 64 Kbits /s)
q Protocolesn Canal B= LAP-B; conforme à HDLC mode
équilibré (pas de SREJ)n Canal D = LAP-D; adaptation de HDLC aux
spécificités d ’un canal multipointm modification de la notion d ’adressage pour
identifier n ’importe laquelle des entitésconnectées sur ce canal, mais aussi pour touttype de multipoint (multicast)et même dediffusion (broadcast )
n recommandationsm I.440 (ou Q.920)m I.441 (ou Q.921)
q LAP-Dn champ d ’adresses spécifique étendu à 2
octets
n SAPI = identificateur du point d ’accès auservice réseau (6 bits pour 64 services);valeurs utilisées:m 0 = contrôle canal Bm 1 = commutation de tramesm 16 = informations utilisateurm 63 = procédure maintenance/test
n TEI = Terminal End-point Identifier; c ’estl ’adresse multipoint proprement dite;adresses fixes (appareils toujours connectés)ou dynamiques (terminaux portables)
7 6 5 4 3 2 1 0
SAPI CR 1TEI 0
CR = commande réponse
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 48
Les Réseaux Numériques à Intégration de Services
q Interfaces utilisateurn interface S = interface de base S0
n interface Tn interface Un interface R
Équipem
ent d ’extrém
ité
TE1
NT2 NT1
TE2
TE2
TA
TE1
USR T
NT1-2
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 49
Les Réseaux Numériques à Intégration de Services
q Configuration de l ’interfacen prise seule
n réseau localn bus étendu
q Les servicesn services supports
n accès Transpacn téléservicesn compléments de service
Connexion d’un poste isoléà Internet
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Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 51
Connexion d’un poste isolé à Internet
q Lignes point-à-point dans Internet dansdeux cas:n interconnexion de sites distants par une
ligne louée (ex: Transfix )n connexion de particuliers à Internet par
modem et ligne téléphonique vers unfournisseur d ’accès (provider)m simple compte d ’accès (telnet/rlogin…)m accès comme machine distante au réseau
local du provider ; la machine se comportecomme une machine locale: utilisation deprogramme avec interface graphique(Browser par ex.)
q Utilisation d ’un protocole Liaisonnécessaire dans les 2 cas:n 2 protocoles spécifiques:
m SLIP Serial Line IPm PPP Point to Point Protocol
q SLIP (RFC 1055)n délimitation finale par octet 0xC0 (suivant
implémentation, on a ou pas un flag initial)
n transparence par remplacement de cet octetpar la séquence 0xDB0xDC; si OxDBapparaît lui aussi est remplacé.
n Optimisation (RFC1144)m 1er niveau: non répétition des en-têtes
identiques dans des paquets consécutifs;…
n Problèmesm pas de détection d ’erreurs: contrôle laissé
aux niveaux supérieursm seul protocole supporté = IPm adresses à connaître par avance (hors on ne
peut pas envisager de donner une adresse àchaque poste de particulier)
m pas d ’authentificationm SLIP n ’est pas un standard Internet; on a
donc plusieurs implémentations:interopérabilité?
Thierry Gayraud Les réseaux « grande distance » Page 52
Connexion d’un poste isolé à Internet
q PPP (RFC 1661 + 1662 + 1663)n amélioration de SLIP
m détection d’erreurm supporte différents protocolesm adresses IP négociées à chaque connexionm permet l’authentificationm …
n 3 éléments sont fournism délimitation sans ambiguïté des trames (un
fanion marque la fin d ’une trame et le débutde la suivante)
m LCP (Link Control Protocol) protocoleliaison: établit la communication, teste laligne ainsi utilisée, négocie les options ettermine cette communication proprementaprès accord lorsque son maintien n’est plusnécessaire
m NCP (Network Control Protocol): unprotocole adéquat pour chaque protocoleréseau utilisé: indépendance des optionsnégociées par rapport au niveau réseau utilisé
q Exemple: avec PPP, connexion d’un PCdomestique à un fournisseur d’accèsn appel du provider par le PC via modem
n après établissement de la communicationphysique, le Pc envoie des paquets LCPencapsulés dans trame(s) PPP;
n ces paquets et leurs réponses fixent lesparamètres à utiliser par PPP
n après accord, envoi de paquets NCP; pourun PC avec pile IP, obtention d’une adresseIP accordée par le fournisseur parmi desadresses IP réservées chez lui à cette fin;
n le PC est maintenant un « hôte Internet »n fin d ’utilisation: NCP interrompt la
connexion réseau et libère l’adresse IP;n LCP libère la connexion Liaisonn le modem raccroche (libère la ligne
physique)