[PDF] Chapitre 4 : Architecture générale des réseaux informatiques



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Chapitre 1 : Introduction aux réseaux informatiques

Introduction aux réseaux informatiques ____ B Cousin et C Viho- © IFSIC -Université Rennes I 3 2 Structure des réseaux 2 1 La structuration physique



Cours Réseaux - Généralités

Sommaire 1 Introduction 2 Lesbases 3 Interconnexiondesréseaux 4 Lacommunication (La Salle Avignon) Cours Réseaux - Généralités « v0 1 2 / 49



COURS DADMINISTRATION DES RÉSEAUX INFORMATIQUES

un cours entier à elle seule et obligerait à faire un choix partial pour tel ou tel constructeur Le but d’un réseau informatique est d’assurer le transport des données de manière automatique Il faut donc tendre vers les 100 de disponibilité et arriver à minimiser l’impact des incidents et les interventions d’urgence par :



Les réseaux informatiques

Un réseau informatique peut servir plusieurs buts distincts : - Le partage de ressources (fichiers, applications ou matériels, connexion à internet, etc ) - La communication entre personnes (courrier électronique, discussion en direct, etc ) - La communication entre processus (entre des ordinateurs industriels par exemple)



Cours Interconnexion et conception de réseaux (informatiques)

Cours Interconnexion et conception de réseaux (informatiques) Jean-Luc Archimbaud To cite this version: Jean-Luc Archimbaud Cours Interconnexion et conception de réseaux (informatiques) Engineering school A Grenoble à l’ENSIMAG (cours donné 2 fois), 2002, pp 322 ￿cel-00561873￿



Cours : Les Réseaux

Au cours des quatre dernières décennies, le nombre et la taille des réseaux ont augmenté considérablement Il en a résulté une incompatibilité entre de nombreux réseaux et il est devenu difficile d'établir des communications entre des réseaux fondés sur des spécifications différentes



LES RESEAUX INFORMATIQUES 5ème

Les équipements d’un réseau informatique, Les différentes liaisons d’un réseau informatique Séquence MCM1 LES RESEAUX INFORMATIQUES SYNTHESE Cycle 4



Chapitre 4 : Architecture générale des réseaux informatiques

Architecture générale ____ C Viho et B Cousin- © IFSIC -Université Rennes I 1 Chapitre 4 : Architecture générale des réseaux informatiques



Câblage d’un réseau informatique

Lors d’un câblage informatique en 10base-T ou 100base-T seules 2 paires torsadées sont utilisées : contacts 1-2 et 3-6 Une paire en émission (Tx) et une en réception (Rx) Lors d’une utilisation en 1000base-T, les 4 paires sont utilisées (8 contacts utilisés) en émission et réception

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n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I1 Chapitre 4 : Architecture générale des réseaux informatiques /home/kouna/d01/adp/bcousin/REPR/Cours/4.fm - 15 Janvier 1998 10:20 Plan - Introduction - Le modèle de référence - Quelques fonctions - La normalisation - Conclusion - Commentaires

Bibliographie

- Reference model for open systems interconnection : ISO 7498, UIT-T.200 - G.Pujolle, Les réseaux, Eyrolles, 1995. Chapitre 3. - H.Nussbaumer, Téléinformatique, Presses Polytechniques romandes, 1987. Chapitre 1.3. - A.Tanenbaum, Réseaux, 3

ème

éd., InterEditions, 1997. Chapitre 1.

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I2

1. Introduction

Les réseaux informatiques doivent permettre à des applications informatiques de coopérer sans

avoir à tenir compte de l"hétérogénéité des moyens et procédés de transmission (par exemple : de la

topologie, des méthodes d"accès, des caractéristiques des équipements ou des supports, etc.).

. Adapter la technologie de transmission au support de communication . Masquer les phénomènes altérant la transmission . Maintenir la qualité demandée . Offrir l"interopérabilité (1) . Optimiser l"utilisation des ressources (2) . Assurer la pérennité des choix (3) (1) + (2) + (3)

Normalisation

SNA IBM DEC BULL DSA

DECnet

SNA/DECnet

DSA/DECnet

SNA/DSA

OSI IBM DEC BULL OSI OSI n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I3

1.1. Objectif

RŽduire la complexitŽ de conception des rŽseaux informatiques.

Principes :

- dŽmarche analytique : recensement des fonctions nŽcessaires - dŽmarche synthŽtique : classement des fonctions - dŽmarche simpliÞcatrice et constructive : . regroupement en sous-ensembles pour simpliÞer la comprŽhension des fonctions sŽrie decouches(ou niveaux).

Remarque :

Le nombre de couches, leur nom et leurs fonctions varient selon les types de réseaux

Exemples :

le modèle de référence de l"OSI : 7 couches LAN : 2 + 2 sous-couches; ATM : 2 + 1 + 3 sous-couches n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I4

1.2. Principes de base de la dŽcomposition en couches

o Une couche doit être créée lorsqu"un nouveau niveau d"abstraction est nécessaire o

Chaque couche exerce une fonction bien définie

o

Les fonctions de chaque couche doivent être choisies en pensant à la définition des protocoles

normalisés internationaux o Les choix des frontières entre couches doit minimiser le flux d"informations aux interfaces o

Le nombre de couches doit être :

- suffisamment grand pour éviter la cohabitation dans une même couche de fonctions très dif-

férentes, et - suffisamment petit pour éviter que l"architecture ne deviennent difficile à maîtriser. n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I5

2. Le modèle de référence OSI de l"ISO

2.1. Présentation

Norme de description de l"architecture générale des réseaux informatiques: - L"OSI = "Open Systems Interconnection : reference model" - modèle en 7 couches

Les noms de la norme :

- ISO : IS 7498 - CCITT : X200 (nouvellement IUT-T) - AFNOR : NF.Z.70.001 n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I6

2.2. Notion de couche, de protocole et de service

nalitŽs de la couche infŽrieure et propose ses fonctionnalitŽs ˆ la couche supŽrieure.

des objets ŽchangŽs, qui rŽgissent la communication entre les entitŽs de la couche N.

Leservice dÕune couche N dŽfinit lÕensemble des fonctionnalitŽs possŽdŽes par la couche N et

fournies aux entitŽs de la couche N+1 ˆ lÕinterface N/N+1. Notation : on note N_X (ou encore X(N)) lÕobjet de type X appartenant ˆ la couche N. - ex : N-entitŽ ou entitŽ(N) n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I7

LÕarchitecture dÕun rŽseau est dŽfinie par lÕensemble des couches et la description des protocoles

et des services de chacune dÕelles.

Couche (N)Couche (N+1)

Couche (N-1)

entitŽ AentitŽ B

Interfaces

Protocole de couche N

Service de la couche N

Service de la couche N-1

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I8 oLe modèle OSI possède sept couches

Le modèle décrit simplement ce que chaque couche doit réaliser (le service), les règles et le format

des échanges (le protocole), mais pas leur implantation.

Physique

Couches

Liaison de donnŽes

Nom des unitŽs de

donnŽes ŽchangŽes A-PDU P-PDU S-PDU

T-PDU/Message

N-IPDU/Paquet

L-PDU/Trame

Bit

Support physique dÕinterconnexion

Protocole dÕapplication

Protocole de prŽsentation

Protocole de session

Protocole de transport

système relais

Couches hautesCouches basses

système d"extrémité n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I9

2.4.1 La couche Physique (couche 1)

Fournit les moyens mŽcaniques, optiques, Žlectroniques, fonctionnels et procŽduraux nŽcessaires

ˆ lÕactivation, au maintien et ˆ la dŽsactivation des connexions physiques nŽcessaires ˆ la transmission

de trains de bits. cation. Ces derniers ne font pas partie de la couche Physique.

2.4.2 La couche Liaison de donnŽes (couche 2)

DŽtecte et corrige, dans la mesure du possible, les erreurs issues de la couche infŽrieure. Les objets

ŽchangŽs sont souvent appelŽs trames (ÒframesÓ).

2.4.3 La couche RŽseau (couche 3)

(routeurs). Les objets ŽchangŽs sont souvent appelŽs paquets (ÒpacketsÓ). n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I10

2.4.4 La couche Transport (couche 4)

Assure une transmission debout en bout des donnŽes. Maintient une certaine qualitŽ de la trans-

mission, notamment vis-ˆ-vis de la fiabilitŽ et de lÕoptimisation de lÕutilisation des ressources. Les ob-

jets ŽchangŽs sont souvent appelŽs messages (de mme pour les couches supŽrieures).

2.4.5 La couche Session (couche 5)

Fournit aux entitŽs coopŽrantes les moyens nŽcessaires poursynchroniser leurs dialogues, les in-

terrompre ou les reprendre tout en assurant la cohŽrence des donnŽes ŽchangŽes.

2.4.6 La couche PrŽsentation (couche 6)

Se charge de lareprŽsentation des informations que les entitŽs sՎchangent. Masque lÕhŽtŽrogŽnŽi-

2.4.7 La couche Application (couche 7)

Donne aux processus dÕapplication les moyens dÕaccŽder ˆ lÕenvironnement de communication de

lÕOSI. Comporte de nombreux protocolesadaptŽs aux diffŽrentes classes dÕapplication.

Note : les fonctionnalitŽs locales des applications proprement dites sont hors du champ de lÕOSI

donc de la couche Application ! n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I11

2.4.8 Conclusion

o Les trois premières couches constituent les couches basses où les contraintes du réseau sont per-

ceptibles. Fonctions élémentaires spécialisées dans la transmission.

o La couche Transport est une couche charnière, d"adaptation ou intermédiaire, associée le plus

souvent aux couches basses.

o Les trois dernières couches constituent les couches hautes où les contraintes de l"application

sont perceptibles. Fonctions complexes et variables adaptées aux traitements applicatifs.

o Attention : La norme stipule clairement qu"il s"agit d"un modèle de référence et par conséquent,

suivant le contexte dans lequel on se trouve et les besoins de communication, certaines fonctionnalités

de certaines couches peuvent ne pas être utilisées (protocole alternatifs, classes de protocole, options,

etc.). n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I12

2.5. Connexion

SAP(N) : Òservice access pointÓ

- point identiގ o les services sont fournis par lÕentitŽ(N) ˆ une entitŽ(N+1) . ex : adresse Connexion(N) : association dÕentitŽs homologues pour le transfert de donnŽes - entitŽs correspondantes : entitŽs associŽes par la mme connexion ExtrŽmitŽ de connexion(N) : terminaison dÕune connexion(N) ˆ un SAP(N). - connexionbipoint : connexion comportant exactement 2 extrŽmitŽs. - connexionmultipoint : connexion comportant plus de 2 extrŽmitŽs. entitŽ(N+1) entitŽ(N) entitŽ(N)

SAP(N)

entitŽ(N+1) entitŽ(N+1)

SAP(N)

connexion(N)entitŽs correspondantes couche N+1 couche N

Interface N

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I13

2.6. Les modes de communication

On peut distinguer deux grands modes de communication: - communication enmode connectŽ (appelŽ aussi Òwith connectionÓ) - communication enmode non connectŽ (appelŽ aussi ÒconnectionlessÓ ou par abus de lan- gage ÒdatagrammeÓ) oLe mode non connecté : - 1 seule phase (ou 0!) : . le transfert de données - chaque unité de transfert de données est acheminée indépendamment - les entités communicantes ne mémorisent rien ("memoryless"). - les messages échangées sont auto-suffisants ("self-content") n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I14 oLe mode connecté : - 3 phases : . phase d"établissement de la connexion . phase de transfert de données . phase de libération de la connexion - un contexte (réparti) est partagé par les membres de la connexion - permet (facilite) le contrôle et la gestion du transfert de données : . contrôle d"erreur, contrôle de flux, maintien en séquence, etc. - les membres de la connexion partagent une même connaissance.

- les messages échangés comportent des informations qui ne sont interprétables que grâce à

cette connaissance, du contexte ! n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I15

2.7. Les primitives de service

au protocole.

Cependant le protocole(N) sÕappuie sur le service(N-1), donc la description du service est nŽces-

saire ˆ la comprŽhension du protocole. ne doit pas tre normalisŽe !

Les primitives spŽcifient le service :

- Ce sont des objets abstraits (puisque le service estabstrait !) - EchangŽes ˆ travers un interface idŽal (sans perte et sans dŽlai) . prŽÞxe : lÕinitiale de la couche . sufÞxe : le type de primitive . Exemples : . T_Data.req(T_SDU) . LLC_Data.req(ad-locale, ad-distante, L_SDU, classe-de-service) n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I16

Il existe quatre types de primitives :

-REQUEST : Une entitŽ sollicite un service -INDICATION : Une entitŽ est informŽe dÕun ŽvŽnement -RESPONSE : Une entitŽ rŽpond ˆ un ŽvŽnement -CONFIRMATION : Une entitŽ est informŽe du rŽsultat

Par exemple :

Service confirmé

(Couche N)(Couche N+1)(Couche N+1)

N-xxx.req(...)

N-xxx.ind(...)Fournisseur

du service

N-xxx.resp(...)

N-xxx.conf(...)Utilisateur

du serviceAUtilisateur du serviceB

Service non confirmé

(Couche N)(Couche N+1) (Couche N+1)

N-xxx.req(...)

N-xxx.ind(...)Fournisseur

du service

Utilisateur

du serviceAUtilisateur du serviceB

TempsTemps

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I17

2.8. Les unitŽs de donnŽes

SDU(N) :

- unitŽ de donnŽes spŽciÞque auservice(N), dont lÕintŽgritŽ est prŽservŽe dÕune extrŽmitŽ ˆ

lÕautre dÕune connexion. Mais pas forcŽment entre ! . potentiellement de taille quelconque.

PDU(N) :

- unitŽ de donnŽes spŽciÞque auprotocole(N), adaptŽe ˆ la transmission, constituŽe par les

informations de contr™le du protocole (PCI(N)) et Žventuellement par des donnŽes issues du

SDU(N)

. par ex. : une trame, un paquet. (N)PCI(N)SDU

Couche N+1

Interface

Couche N

Les entitŽs de couche N

Žchangent des N-PDU

par le protocole de la couche N(N+1)PDU (N)PDU(pas de segmentation ni de blocage) n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I18

IDU(N) :

- unitŽ dÕinformation transfŽrŽe en une seule interaction ˆ lÕinterface de 2 couches, constituŽe

dÕinformation de contr™le dÕinterface (ICI(N)) et tout ou partie dÕune SDU(N). . dŽpendant de lÕimplantation n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I19

3. Quelques fonctions

Ces fonctions peuvent être présentes ou absentes dans n"importe quelle couche.

3.1. Multiplexage/démultiplexage

Fonction d"une couche(N) permettant de prendre en charge plusieurs connexions(N) sur une seule connexion(N-1) - Optimise l"utilisation de la connexion(N-1) - Permet l"établissement simultané de plusieurs connexions(N) alors qu"une seule con- nexion(N-1) existe - Problème : identification des connexions, contrôle des différents flux couche(N)N-connexions

N-1-connexion

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I20

3.2. Eclatement/recombinaison

Fonction dÕune couche(N) permettant dÕutiliser plusieurs connexions(N-1) pour prendre en charge

une connexion(N). - AmŽlioration de la ÞabilitŽ gr‰ce ˆ la redondance - AmŽlioration des performances malgrŽ lÕusage de connexions(N-1) peu performantes - AppelŽ aussi multiplexage aval. couche(N)N-connexion

N-1-connexions

n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I21

3.3. Segmentation/rŽassemblage

Fonction dÕune couche(N) mettant en correspondance une SDU(N) avec plusieurs PDU(N) - Adaptation de la taille des donnŽes (N-SDU) aux caractŽristiques de transmission (N-PDU) - Exemple : fragments dÕun datagramme IP (N)PCI

Couche N+1

Interface

Couche N

(N)PDU (N)PDU (N)SDU n Architecture généralen ____ C. Viho et B.Cousin- © IFSIC -Université Rennes I22

3.4. Groupage/dŽgroupage

Fonction dÕune couche(N) mettant en correspondance plusieurs SDU(N) avec une seule PDU(N) - Adaptation de la taille des donnŽes (N-SDU) aux caractŽristiques de la transmission (N- PDU) - Diminution du surcožt (overhead) (N)PCI

Couche N+1

Interface

Couche N

(N)PDU (N)SDU (N)SDU n Architecture généralen ____quotesdbs_dbs8.pdfusesText_14