2A-SI - Réseaux : Modèles d’architecture réseaurheuh.free.fr/docpack/R%E9seau/Modeles-Architecture-Reseau.pdf · Voir TD 1 14 modèles d ... – Saturation de l’espace d’adressage,

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2A-SI - Réseaux :Modèles d’architecture réseau

Stéphane Vialle

[email protected]://www.metz.supelec.fr/~vialle

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1. Caractéristiques des modèles en couche2. Principes du modèle OSI3. Principe du modèle TCP/IP4. Notions de mode de communication5. Notions de protocole de communication6. Importance des normes

Modèles d’architecture réseau

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Réseauxmodèles d’architectures réseaux

1 - Caractéristiquesdes modèles en couches

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modèles d’architectures réseaux

Caractéristiques des modèles en couches• Structuration des différents « services » en couches fonctionnelles• Indépendance totale des couches • Définition d’une hiérarchie de services• Communications entre couches (voir plus loin):

- transmission de PDU (Protocol Data Unit)- spécification d’interfaces de communication- la couche n communique seulementavec les couches n-1 et n+1 (théorie !)

n+1

n

n-1

PDU PDU

PDU PDU• Ex: OSI et TCP/IP

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Caractéristiques des modèles en couchesInterconnexion de systèmes :

Modélisation des piles des extrémités et du relais :

Plus les relais ont de niveaux : plus ils sont « intelligents » et lents !

support support

Système A Système Brelais

appli. appli.

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2 - Principes du modèleOSI

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Principes du modèle OSIModèle OSI (Open Systems Interconnection) :

• Définie par l’ISO en 1978• Modèle de référence, modèle conceptuel• 7 couches fonctionnelles :

7-Application 6-Présentation

5-Session4-Transport

3-Réseau

2-Liaison

1-Physique

• Transmission de bits : codage en ligne/modulation…• Transmission avec intégrité de blocs de données

• Acheminement des données de proche en proche à travers un réseau

• Contrôle de bout en bout : messages délivrés en ordre, ré-émission sur erreur, contrôle du flux de données, …

• Organisation du dialogue : configuration de la comm.points de contrôle pour reprise sur erreur grave, …

• Conversion des données entre formats réseau et formatapplication, cryptage, …

• Application d’accès au réseau : transfert de fichiers, gestion de messages, …

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Principes du modèle OSIAnalogie :

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Principes du modèle OSIInterconnexion de systèmes :

Niveau du relais: Composant relais:niveau 1 : physique répéteurniveau 2 : liaison pontniveau 3 : réseau routeurniveau 7 : application passerelle applicative

support support

Système A Système Brelais

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Principes du modèle OSICommunications entre couches:

PDUN+1PDUN+1

PDUNPDUN

SDUNSDUNPCIN

PCIN

SAPN

Couche N

Couche N+1Terminologie :PDU: Protocol Data UnitSDU: Service Data UnitPCI : Protocol Control

InformationSAP: Service Access Point

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Principes du modèle OSICommunications entre couches:

Bonjour

PDUN

Bonjour

PDUN-1

numSDUN-1PCIN-1

Requête N-1ConfirmationN-1

ACK

Bonjour

Bonjour

PDUN-1

numSDUN-1PCIN-1

Vérif.numéroN-1

ACK

Confir-mationN

PDUN

Transmission de PDU

Indication N

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Le modèle OSI ne correspond pas à la réalité d’implantationdes réseaux d’aujourd’hui.Il reste cependant un modèle CONCEPTUEL de référence.


Principes du modèle OSIBilan du modèle OSI (Open Systems Interconnection) :

Application Présentation

SessionTransport

Réseau

Liaison

Physique

Modèle riche mais …. définitions des couches:- Pas toujours claires- Quelquefois redondantes !- Souvent trop « mince » : trop peu de fonctionnalités regroupées parrapport à la réalité des implantations

La littérature n’est pas homogène sur ladocumentation d’une couche !

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Primitives de service OSI• 4 types

– Requête : à l'initiative de (N), provoque une action (N-1)

– Confirmation :(N-1) rend compte à (N) du résultat de la requête

– Indication :(N-1) provoque une action dans (N)

– Réponse :(N) rend compte à (N-1) du résultat de l'indication

• Nommage : X-xxxxxx-typeX : lettre de couchexxxxxx : élément de servicetype : type de requête

Exemple : T-CONNECT-req : requête de connexion de la couche Transport faite par la couche Session

Voir TD 1

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Unités de données OSI

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3 - Principes du modèleTCP/IP

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• Modèle en 4 couches seulement• Plus réaliste : modèle implanté réellement• Couches moins indépendantes les unes des autres


Principes du modèle TCP/IPBases du modèle TCP/IP :

• A commencé à exister (implanté) avant le modèle OSI• A évolué avec le réseau mondial (Internet)

ApplicationTransport TCPInterconnexion - IP InternetworkInterface avec le réseau

• Application d’accès au réseau : transfert de fichiers, gestion de messages, …

• Transmission de bout en bout

• Routage des données, masquage des réseauxréels empruntés

• Matériel et accès au supports

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Principes du modèle TCP/IPDétails du modèle TCP/IP :

• Les couches sont décomposées en sous-parties « horizontales »• Les communications entre couches ne sont pas aussi réglementéesque dans le modèle OSI…• Le modèle en est plus souple

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Principes du modèle TCP/IP

APPLICATIONS

TCP

IP

UDP

Plus la couche est basse, plus la données utiles est encapsulée!

Encapsulation :

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Faiblesses du modèle TCP/IP• Conception ancienne

– Pour des liaisons bas débits (1200 b/s à 9600 b/s)– Pour des réseaux filaires terrestres

• Prévu pour un environnement fermé– Principe du Trusted user– Nombreuses failles de sécurité dans les mécanismes de base

• Avant le multimédia– Principe du Best Effort– La QoS (Quality of Service) devient nécessaire

• Victime de son succès– Saturation de l’espace d’adressage, problèmes de routage– Gestion anarchique du nommage– ...

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Evolutions du modèle TCP/IP

• Nouvelles infrastructures et nouveaux terminaux– Mobilité, itinérance– WAP

• Sécurisation des échanges sur le réseau– IPv6, IPSec, SSL, ...

• Gestion de la QoS– IPv6, RTP, RSVP, DiffServ, …

• Prise en compte de la dimension de l’internet– NAT, IPv6

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4 – Notions de modede communication

(les grands classiques en réseau)

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Modes de communication

UnidirectionnelSimplex

Bidirectionnel à l'alternatHalf Duplex

Bidirectionnel simultanéFull Duplex

DiffusionBroadcast

DiffusionMulticast

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Modes de communicationMode connecté

ou Connection Oriented

• 3 phases– Etablissement

(négociation)– Exploitation (transfert de

données)– Terminaison

• Contrôle de la transmission– Détection et correction

d'erreur– Contrôle de flux– Contrôle du

séquencement

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modèles d’architectures réseauxModes de communication

Mode sans connexionou Datagramme

ou Connectionless

• Simplicité de mise en œuvre• Pas de contexte de

communication• Pas ou peu de contrôles

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modèles d’architectures réseauxModes de communication

Modèle Client-Serveur(modèle de plus haut niveau)

• Répartition des traitements– Client : Interface Homme-

Machine (IHM)– Serveur(s) : Traitements,

Données

• Modèle très répandu– Web (http)– RPC, Remote Procedure Call (C)– RMI, Remote Method Invocation

(Java)– Etc.

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5 – Notions de protocolede communication

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Détection et correction d'erreurs

Entête [Données] Contrôle

Emetteur

RécepteurContrôle

=


RécepteurContrôle

≠



RécepteurContrôle

≈

Entête [Données]

Réception

"correcte"

Message

"erroné"

Code

autocorrecteur

Code de contrôle :

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Données (O)

Ack (1)

Données (1)

Données (1)

Ack (0)

Temporisation Données (O)

Ack (1)

Données (0)

Ack (1)

Temporisation

Correction par retransmission

Alternat :

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Données (O)

Ack (2)

Reject (1)

Données (1)Données (2)

Données (3)

Ack (0)

Données (O)Données (1)Données (2)

Données (1)Données (2)

Données (O)

SReject (1)

Données (2)

Données (1)

Données (1)

Ack (3)

Rejet non sélectif

Go Back N

(TCP/IP)

Rejet sélectif

Fenêtre d'anticipation :

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Contrôle de flux

Données (O)

Pause(3)

Données (2)

Données (1)

Données (3)

Ack (3)

• Par réglage de la taille de la fenêtre d’anticipation

• Par demande de pause :

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Modélisation d’un protocole

Automate A Automate BPDUs

SDUs SDUs

• Etats :• Non connecté• En attente de

connexion• Connecté• …

• Transitions :• Evénement

• Réception d’un PDU, d’une SDU

• Expiration d’un temporisateur

• Prédicat : condition (optionnelle)

Automates Etats-Transitions – avec canal parfait

• Action• Emettre un PDU,

une SDU• Armer/Désarmer un

temporisateur

Voir TD 1

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Modélisation d’un protocole

Automates Etats-Transitions – avec canal imparfait

Environnement

Automate A Automate B

SDUs SDUs

PDUs CANAL

(avec pertes)

PDUs

Voir TD 1

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6 – Importance des normes

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Importance des normesComment naissent les normes ?

• ISO International Standards Organisation– Normes internationales (IS)– AFNOR Association Française de NORmalisation– DIN Deutsches Institut für Normung– ANSI American National Standards Institute– Etc.

• ITU International Telecommunications Union– IUT-T, secteur Télécoms, ex CCITT– IUT-R, secteur Radio, ex CCIR– Recommandations (ex avis)

• IEEE Institute of Electrical & ElectronicalEngineers

• ECMA, European Computers Manufactures Association

• MAP, Manufacture Automation Protocol

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Importance des normes

Les enjeux de la normalisation

• Un domaine difficile– Rapidité des avances technologiques– Complexité des problèmes– Imbrication Informatique, Télécoms et Audiovisuel– Importance des enjeux économiques

• Des situations diverses– Norme de droit : GSM– Norme de fait : TCP/IP– Standard propriétaire : Microsoft Windows

Documents

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