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JYR - Polytech'Tours

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Chapitre 3

PROTOCOLES DACCES AU MEDIUM

GESTION DES COMMUNICATIONS


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Couche 2 : Liaison de Donnes

Quelque soit la topologie choisie, il est ncessaire de respecter un

protocole de gestion des communication pour permettre :

le transfert fiable entre des systmes directement connects

l'tablissement, le maintien et la libration des connexions

Service avec ou sans connexion, avec ou sans acquittement

Trame : succession de bits envoye entre des systmes directement

connects


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Couche 2 : Liaison de Donnes

Pour les rseaux locaux, cette couche est dcompose en deux

sous-couches :

Sous-couche MAC (Medium Access Control) qui gre

l'accs la voie de transmission.

Sous-couche LLC (Logical Link Control) qui gre la

dtection des erreurs et la gestion de trames. C'est

galement cette sous-couche qui gre le mode des liaisons

logiques.


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Accs au mdium (sous-couche MAC)

Allocation statique des canaux :

Multiplexage en frquence

Multiplexage temporelle

Multiplexage par codage

Voir Transmission de l'info.

Allocation dynamique des canaux :

Support = Ressource partage Mthode d'accs


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Accs au mdium (sous-couche MAC)

Trois catgories de mthodes d'accs :

dterministe

comptition

mixte (comptition puis dterministe si le nombre de conflits devient trop grand)

2 remarques sur la conception d'un rseau :

L'accs au mdium est un lment crucial

Etant donn une topologie particulire, le concepteur/architecte du rseau devra dterminer la mthode optimale en termes de minimisation des collisions et du temps d'accs au rseau depuis un nud quelconque


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MAC : Mthodes comptition

Aloha (Universit Hawai Radio)

Les stations mettent quand bon leur semble et si aucun acquittement ne revient on remet aprs un dlais alatoire.

Si un seuil est dpass Abandon

CSMA/CD (802.3 - Ethernet)

(Carrier Sens Method Access / Collision Detection)

Principe : Toutes les stations coutent en permanence le rseau dans l'attente d'un

silence pour pouvoir mettre (dtection porteuse).

Si plusieurs stations mettent simultanment, alors il y aura mlange des signaux et le message reu sera diffrent de celui mis Collision

Gestion des collisions par des temps dattente.


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CSMA/CD

COLLISION : le problme

l une station regarde si le cble est libre avant dmettre

l le dlai de propagation nest pas nul => une station peut mettre alors quune

autre a dj commenc son mission

l les 2 trames se percutent : cest la collision

l plus le rseau est grand (nombre de stations), plus la probabilit dapparition de

collisions est grande

COLLISION : la solution

l limiter le temps pendant lequel la collision peut arriver

l temps de propagation aller-retour dune trame (Round Trip Delay) limit 50 s

l ce dlai pass, aucune collision ne peut plus arriver

l la norme 802.3 dfinit un Slot Time dacquisition du canal gal 51.2 s ce

qui correspond une longueur de trame minimum de 512 bits

l une station doit donc couter le signal Collision Detection pendant 51.2 s

partir du dbut dmission


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CSMA/CD

COLLISION : la dtection

l si une station en train dmettre dtecte une collision, elle arrte son mission

l si une station en rception reoit une trame infrieure 72 octets, elle en dduit

lexistence dune collision

COLLISION : la gestion

l en mission, la station aprs avoir dtect la collision (signal CD) la renforce

en mettant 32 bits supplmentaires (jam)

l en rception, la station na pas besoin de tester le signal CD car une trame

accidente a une longueur infrieure 72 octets

COLLISION : la rmission

l la station attend R * 51.2s tel que

0


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Hypothse :

Les conflits disparaissent par l'utilisation

de temps d'attente de dures alatoires.

Le temps d'attente est calcul par

l'algorithme BEB (Binary Exponential

Backoff) :

Aprs la nme collision, le temps d'attente

est choisit alatoirement dans l'intervalle

[0,2i-1] / i = min(n,limite BEB).

oui

non

non

oui

Emission d'une trame

Assemblage de la trame

Dtection porteuse

Dbuter mission

Collision dtecte

Emission

Emission brouillage

Incrmenter compteur tentatives

Trop de tentatives

Calcul attente

Attente

Transmission finie

Compte rendu transmission russie

Compte rendu echec, trop de collisions

non

oui

non

oui


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Tranche canal : dure qui s'coule entre l'mission du premier bit et

l'instant o l'metteur est sur qu'il n'y a pas collision ( = 2xTp).


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les performances moyennes sont plus intressantes que les autres mthodes. C'est pourquoi cette approche est trs utilise surtout sur Ethernet.

Trame 802.3 (voir HDLC)

Danger si les stations effectuent des tches similaires avec une priodicitsynchronise dead-lock

Le temps d'accs maximal n'est pas garanti

La mthode CSMA/DCR (ou APSISNET) est une variante o le temps d'attente aprs une collision, avant de tenter une nouvelle mission, dpend de la priorit de la trame. Elle est utilise sur le rseau Factor

(Voir Applet)

Champs PRE SFD DA SA LEN

de llc

LLC

DATA

PAD FCS

Taille

en

octets

7 1 2 ou 6 2 ou 6 2 < 1519 < 64 4


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CSMA/CA

La station voulant mettre coute le rseau.

Si le rseau est encombr, la transmission est diffre.

Si le mdia est libre pendant un temps donn (appelDIFS pour Distributed Inter Frame Space), alors la station peut mettre.

La station transmet un message appel Ready To Send (RTS) contenant des informations sur le volume des donnes et la vitesse de transmission.

Le rcepteur (gnralement un point d'accs) rpond un Clear To Send (CTS)

la station commence l'mission des donnes.

le rcepteur envoie un accus de rception (ACK).

Les stations patientent pendant un temps qu'elle considre tre celui ncessaire la transmission du volume d'information mettre la vitesse annonce.


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MAC : Mthodes Dterministes

Polling

Un matre donne la parole aux esclaves

MLMA (Multi level Multiple Access)

Inspir du protocle BipMap (rseau radio)

Priode de contention = Emission de flag de demande d'mission un moment

dtermin

Envoi de donnes par les stations lues selon leur numro d'ordre

BRAP (Broadcast Recognition with Altenating Priorities)

Idem mais avec Permutation circulaire des numro d'ordre


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Jeton : Normes IEEE 802.4 (sur bus) et 802.5 (sur anneau)

Jeton = droit daccs unique une seule station mettrice.

Un temps d'accs born

Meilleur rendement que la mthode AMRT.

utilise dans FDDI, Token-Ring, Profibus, DQDB, ...

802.4 : Jeton adress sur bus (anneau virtuel)

Chaque station est numrote (1 successeur/1 prdcesseur)

Bus tous le monde coute

Emission Passage du jeton


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Principes : circulation du jeton


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Principes : capture du jeton et trames

TrameTrame acquitte

Jeton libre


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Format d'une Trame 802.4

Il faut tre sr que le jeton est rellement perdu et pas seulement retard d'o

l'importance de la dtermination des dlais avant rmission.

borne suprieure du temps d'attente proportionnelle au nombre de stations

Problme si la station qui a le jeton tombe en panne.

Il faut donc que toutes les stations surveillent le rseau pour ventuellement rmettre

le jeton.

Il faut alors une mthode de comptition pour viter les duplicatas.

Champs PRE SFD FC DA SA LLC

DATA

CRC ED

Taille

enoctets

1 ou + 1 1 2 ou 6 2 ou 6 0

8191

4 1


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Jeton adress avec diffrentes classes de priorits (802.4)

Principe :

priorit dynamique contenue dans le message

4 niveaux de priorits

La station ayant le jeton met (si les timers de priorit l'y autorisent) dans l'ordre

dcroissant de priorit jusqu' expiration de son temps d'accs au mdium. Le jeton

est alors pass la station suivante.

Accs plus rapide au mdium.


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Jeton prioris sur anneau (802.5) Norme soutenue par IBM pour les rseaux Token-ring.

1 moniteur / des stations

Protocole assez complexe (le jeton indique une priorit)

High Speed Token Ring : 100Mb:s voir 1Gb/s - Base sur la commutation.

Prix du MAU 1000F/port.


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Format d'une trame (de donnes) 802.5


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1 2 3

4

5

6

789

10

11

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Slot

Gnrateur

Slot ou conteneur (802.6)

Une trame = une succession de slots (de

53 octets)

Un slot = adresse + donnes (longueur

fixe)

Un fanion (busy) permet de connatre

l'tat du slot (libre/occup)

Pour viter les blocages (deux stations

privilgies qui monopoliseraient 1 slot),

on interdit une station qui reoit de

recharger immdiatement le slot.

Les stations proches du gnrateur sont

privilgies


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Algorithme :

si arrive_slot alors

si fanion_libre alors

si information__transmettre

alors remplir le conteneur avec le message

fanion occup

sinon pas d'examen du contenu

sinon

si adresse_destinataire = mon_adresse

alors rcuprer l'information

sinon passer au suivant


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La sous-couche LLC

l normalise IEEE 802.2

l commune aux normes IEEE 802.3, 802.4 (token bus), 802.5 (token

ring).

l Interface LLC / MAC = service sans connexion

l requte d'mission de donnes (LLC vers MAC),

l primitive d'indication de donnes (MAC vers LLC),

l primitive de confirmation d'mission de donnes (MAC vers LLC).


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Services de la couche LLC

Sparation des trames :

par caractres spciaux (BSC)

par Fanions (HDLC)

par Violation de codage

Dtection et correction des erreurs

Contrle de flux

Gestion de la liaison (initialisation des paramtres, fentre, )

PB : prsence de codes identique

aux fanion dans les donnes


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Liaison de donnes - Couche LLC : 802.2

La couche LLC doit assurer le contrle de flux et le contrle

d'erreurs suivant le mode de communication choisi :

Avec connexion - Mode LLC2

Phase de

Communication

Mise en

place du

circuit

Demande de

dconnexion

Demande de connexion

Une demande de connexion tablie une

communication entre 2 stations (end

systems). Cette connexion reste ouverte

durant toute la communication.


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Sans connexion - Mode LLC1 et LLC3

Les trame contiennent toutes l'adresse source et destination.

Utile pour envoyer un message plusieurs stations diffusion. Celle-ci peut tre

totale (broadcast), partielle (multicast) ou point point.

LLC3: chaque trame est acquitte / LLC1: Pas de contrle de flux


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Primitives de type LLC1

Primitives de type LLC2

Primitives de type

LLC3


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Gestion de la communication

Gestion de fentres d'anticipation :

Fentre en mission : Les trames mises sans retour d'ACK

garder en mmoire tampon

Fentre en rception : Permet la vrification des trames

avant envoi au niveau suprieur (3)


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Protocole BSC (Binary Synchronous Communication) :

Protocole envoyer et attendre orient caractre (entre PC et Terminal)

Code de supervision = code ASCII

SYN = 0101 0101 pour la synchronisation

ENQ = ouverture de connexion

EOT = dconnexion

SOH = dbut d'entte

STX = dbut des donnes

ETB = fin des donnes

ETX = fin du message

ACK

NAK

DLE = gestion de l'envoi de caractres spciaux dans les donnes

BCC = contrle d'erreur (parit)

Notion de time out


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Protocole HDLC (High level Data Link Control) :

Orient bit / Fanion pour la synchronisation (01111110)

7 bits 1 conscutif trame errone

+ de 15 bits conscutifs arrt complet

Avec ou sans connexion

Mode tendu (2 octets) ou normal (1 octet)

Half ou Full duplex :

LAPB (Link Access Protocol Balanced) : avec connexion, full duplex,

point point Utilis dans X25

LAPD (D-channel) : LAPB en multipoint et sans connexion

canal D de RNIS (supervision)


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La norme HDLC fournit un service de transmission synchrone

transparent de niveau 2

Voir le Cours de Transmission de l'information

La trame HDLC : Trame HDLC

2 ou 6 bytes | 2 ou 6 | 2 4

CT

RL

61 1516

LLC DATA

802.3 MAC

Information : I(r,s)

Supervision : RR,RNR,REJ,SREJ

Non numrote : SABM, DISC

N(S) : Numro de

trame mise

N(R) : Numro de

trame attendue

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