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Chapitre IIRESEAUX LOCAUX

Ethernet

Les Réseaux Informatiques

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Les Réseaux InformatiquesSommaire

ETHERNET1 ADRESSAGE2 TRAME ETHERNET3 MÉTHODE D’ACCÈS

4 RÈGLES ET LOIS POUR LE RÉSEAU ETHERNET

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

• XEROX PARC (Palo Alto Research Center)

Conception originale de B. Metcalfe (1976)

• PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT :l N stations sur le même supportl une station écoute avant d’émettrel si deux stations émettent simultanément, il y a collisionl une seule trame à un instant donnél toutes les stations reçoivent la trame émise

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Rôle de la couche physique

Elle assure 2 fonctions : Une fonction de connexion décrite par le MAU (Medium Acces Unit) et réalisée par une prise qui dépend essentiellement du support, et du connecteur de la carte interface. une fonction d'adaptation décrite par le niveau de signalisation physique (Physical Signalling Layer), et réalisée par une interface NIC (Network Interface Controler) qui transforme les signaux logiques binaires, en signaux électriques, optiques … afin de les rendre transportables par le support. Naturellement, cette adaptation est assurée aussi dans l'autre sens. Suivant la méthode d'accès, elle peut aussi réaliser d'autres fonctions telles que:

•détecter l'émission d'une autre station sur le médium (Carrier Sense:détection de la porteuse), alors que la station est en écoute• détecter l'émission d'une autre station pendant que la station émet (Collision Detect)

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Rôle de la couche liaisonTrame

Elle assure aussi 2 fonctions décrites par les 2 sous-couches de l'architecture IEEE :

Une fonction de contrôle d'accès au support décrite dans la sous-couche MAC ( Medium Access Control) et réalisée par un coupleur, qui contrôle les transmissions sur le support, et qui gère la procédure d'accès au support, le formatage des trames, et la détection des erreurs.

Une fonction de contrôle logique, décrite dans la sous-couche LLC (Logic Link Control layer) qui met en oeuvre la procédure d'échange de trames (configuration de la liaison, reprises sur erreurs, contrôle de flux …).

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

Format des adresses MAC ou adresse physique.

• Le constructeur reçoit une adresse dont :- les trois premiers octets sont fixés, code fabricant (Vendor Code) ou OUI(Organizationa Unique Identifier)- les trois suivants étant laissés à sa libre utilisation (numéro du coupleur chez ce constructeur)• Ces adresses Ethernet sont alors unique dans le monde.- Les adresses étaient attribuées par le consortium (DEC, INTEL, XEROX)- C'est maintenant l'IEEE qui distribue ces adresses (1000 $ pour 224

adresses)l 00:00:0C:XX:XX:XX Ciscol 08:00:20:XX:XX:XX Sunl 08:00:09:XX:XX:XX HP

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• 224 adresses (16 777 216) par fabricant (750 fabricants en 1997)Les adresses IEEE 802.3 ou Ethernet sont codées sur 48 bits (6 octets).l Syntaxe :• 08:00:20:09:E3:D8 ou 8:0:20:9:E3:D8l Adresse Broadcast(diffusion générale: émettre vers tout le monde): FF:FF:FF:FF:FF:FFl Adresse Multicast: le premier bit d'adresse transmis est égal à 1 (le premier octet de l'adresse est impair) :

• 09:00:2B:00:00:0F, 09:00:2B:01:00:00l Adresse individuelle : comprend le premier bit transmis à 0 (premier octet d'adresse pair) :• 08:00:20:09:E3:D8 ou 00:01:23:09:E3:D5

Une adresse de station individuelle est administrée soit localement soit globalement (U/L:Universally/Localy):

l localement : adresse significative que pour le réseau sur lequel elle est connectée; le second bit d'adresse transmis est égal à 1; les 46bits qui suivent sont choisis par l’utilisateur, et ne sont pas nécessairement les numéros du constructeur et du coupleurl globalement : cette adresse est dite universelle et est attribuée par l'organisme IEEE; le second bit d'adresse transmis est égal à 0.

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Les Réseaux Informatiques(Parenthèse)MODES DE COMMUNICATION

Adresse pour la diffusion générale (broadcasting) : tous les bits à 1

Adresse pour la diffusion restreinte (multicasting:adresse de groupe) : bit I/G à 1

Adresse correspondant à un unique destinataire (unicasting) : bit I/G(Individual/Group) à 0

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Les Réseaux InformatiquesINTRODUCTION

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

Notion de trame Chaque station reçoit toutes les données: Le

champ de donnée contient le paquet de niveau LLC. Le champ est vu comme une suite de 46 à 1500 octets. Si moins de 46 octets sont fournis par la couche supérieure, le champ de donnée est complété par le PAD (séquence de bourrage)

Emetteur d’une trame ? Destinataire d’une trame ? Ajout d’un bordereau d’envoi

Entête de trame Adresse destination (6 octets) Adresse source (6 octets)

Notion de trame structuréeDonnées@ Source@ Destination

Adresses MAC

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Reconnaître le début de trame? Synchronisation récepteur/émetteur Nécessité d’un préambule (de

niveau physique) Ensemble d’octets connus (dénué

de toute information spécifique) Permet de synchroniser les

horlogesDonnées@ Source@ DestinationPréambule

Reconnaissance des trames

7 octets

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Le préambule Réception du préambule en cours de route

•Déjà commencé (transitoires)•Depuis quand ?•Nécessité de marquer la fin du préambule

Insertion d’un « Start Frame Delimitor »•Caractère spécial•Suit le préambule•Précède les données (permet au récepteur de savoir le début de la trame (le champs significatif))

Données@ Source@ DestinationPréambule SFD

1 octets

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

Reconnaissance des trames Comment reconnaître la fin de trame ?

Solutions Longueur de trame: indique aussi si le

champ de données contient un PAD, et quelle est la longueur de celui-ci (obtenue par soustraction)

Norme 802.3 Dans le standard ethernet pour

indiquer le type de protocole de niveau 3 employé pour transporter le message

Données@ Source@ DestinationPréambule SFDLong/Type

2 octets

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Les Réseaux InformatiquesETHERNET

Le problème des erreurs Ajout de bruit au signal

Modifie les données Réductible, mais inévitable

Ajout de redondance avant émission Code détecteur d’erreur (CRC) (4 octets) Recalcul à la réception Différence modification données destruction de la trame endommagée

Silence inter – trames de 9,6μs: le temps laissé entre une chute du signal occupant le média et le début de la trame émise (ce délai correspondrait au temps d’émission de 12 octets ) Impossible de mélanger deux trames

Données@ Source@ DestinationPréambule SFD

Norme Ethernet

Type/long CRC

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La sous-couche MAC elle met en oeuvre le protocole CSMA/CD : elle est chargée de mettre en forme les trames de données avec détection des erreurs de transmission et de gérer la liaison canal en écoutant les signaux "Carrier Sense" et "Collision Detection" émis par la couche physique.

Transmission d'une trame :La couche MAC reçoit de la couche LLC des données à émettre; son rôle consiste à:ajouter préambule et SFD aux données de la couche LLC,

ajouter le padding si nécessaire,

ajouter les champs adresse source, adresse destinataire, longueur des données,

calculer le CRC et l'ajouter à la trame,

si le signal "Carrier Sense" est faux depuis au moins 9.6μs (ce silence permet de récupérer l’état de repos du média, et permet aux autres station de prendre la main), transmettre la trame bit à bit à la couche physique,

sinon attendre que le signal "Carrier Sense" soit faux, attendre 9.6 μs et transmettre bit à bit à la couche physique.

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Réception d'une trame :La couche MAC reçoit de la couche LLC une requête de réception de données:écoute du signal "Carrier Sense",réception des bits depuis la couche physique,élimine le préambule, le délimiteur de début de trame (SFD),élimine éventuellement le padding,examine l'adresse destination dans la trame et si celle-ci inclut la station :

•reconstruit les champs de la trame adresses source et destination, longueur des données et données,• transmet les champs reconstruits à la couche LLC,• calcule la séquence de contrôle et indique une erreur :

si la séquence est erronée,si la trame n'est pas un nombre entier d'octet (misaligned),si la trame > 1518 octets: Le Jabbersi la trame < 64 octets: Le Runt (trame victime de collision).

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La sous couche LLC (Logic Link Control)

Fonctions de contrôle Les protocoles ressemblent au protocole de liaison HDLC, avec plusieurs versions suivant les services attendus (mode non connecté, ou connecté, avec établissement et rupture de connexion, contrôle d'erreurs de transmission ou non … ).

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Les Réseaux InformatiquesMéthode d’accès: CSMA/CD