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498-Rli Couche Liaison

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couche de liaison

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  • Rseauxdeterrain

    TabledesmatiresRappel.........................................................................................................................2Introduction................................................................................................................2LacoucheLiaison........................................................................................................3LasouscoucheMAC...............................................................................................3LasouscoucheLLC................................................................................................3

    Critresducontrled'accs........................................................................................4Casdesrseauxdeterrain..........................................................................................4Classificationdesmthodesd'accs............................................................................5Lestechniquesd'accs.................................................................................................6Mthoded'accsCSMA(CarrierSenseMultipleAccess)..........................................8Dtectionetcorrectiond'erreurs..............................................................................10Mesured'efficacitdeladtectiond'erreurs.........................................................10Lesmthodesdedtectiondeserreurs..................................................................10

    BusCAN

    LacoucheLiaison 1/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    RappelUnbusdeterrainestunsystmedecommunicationddiquirespectelemodled'interconnexiondessystmesouverts(OSI)del'OrganisationdeStandardisationInternationale(ISO74981983).

    LemodleOSIestunebasederfrencepouridentifieretsparerlesdiffrentesfonctionsd'unsystmedecommunication.

    Unrseaudecommunicationestbassurunestructureencouches.

    Chaquecouche(matriel,logiciel)assureunensembledefonctionsspcifiques.

    Chaquecoucheutiliselesservicesdelacoucheimmdiatementinfrieurepourrendresontourunservicelacoucheimmdiatementsuprieure.

    Unprotocoleestlelangagecommun(rglesdedialogue)quedoiventconnatreetutiliserdeuxcoucheshomologues(couchedemmeniveau).

    LemodleOSIpossde7 couchesouniveaux quidfinissentlesfonctionsdesprotocolesdecommunicationquivontdel'interfacephysiquel'interfacedesapplicatifsutilisantlerseau.Enraisondesonapparence,lastructureesttrssouventappelpileoupiledeprotocoles.

    IntroductionUnbusdeterrainestbassurlarestrictiondumodleOSI3couches:

    CoucheApplication CoucheLiaison CouchePhysique

    Cettemodlisationestrespecteparlesstandardsdefaitetinternationaux.

    LestandardinternationalISA/SP50aenplusnormalislapartieapplicative,c'estdirelafonctiond'automatismeraliseparlesystme.Lesconceptsdelaprogrammationobjetonttutiliss.

    Lescouches36sontvides(pasdebesoind'interconnexionavecunautrerseau,gainenperformance).

    LacoucheLiaison 2/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    LacoucheLiaisonSonrleestd'assurerlacheminementsanserreursdeblocsdinformationssurlaligneenutilisantlesservicesdelacouchePhysique.

    Cesfonctionsprincipalespeuventtre: tabliretlibrerlesconnexionsligne; assurerlamiseentramesetlasynchronisation; dtecteretcorrigerleserreursdetransfert; grerlecontrledeflux.

    LacoucheLiaisonestdcoupeendeuxsouscouchesappelesMAC(MediumAccessControl)etLLC(LogicalLinkControl).

    LasouscoucheMACEllegrel'accsausupport,dfinitleformatetladfinitiondestramesetoffreunensembledeserviceslasouscoucheLLC.Exemples:Ethernet802.3CSMA/CD,TokenRing802.5,TokenBus802.4,BusCANCSMA/CRetc.

    LasouscoucheLLCElleestdfinieparlIEEE802.2etdestineauxrseauxlocaux.Elleoffrelacoucherseautroistypesdeservices:

    leservicesansconnexionetsansacquittement ,ditdetype1(oumodedatagramme):lacoucheLLCaiguillelesdonnesverslesprotocolesdecouche3.Parexemple,lesrseauxEthernetutilisentclassiquementleservicetype1.

    leserviceavecconnexion ,ditdetype2.Uneconnexionesttablieentremetteuretrcepteuravanttoutenvoidedonnes.LestramessontnumrotesafinqueLLCpuissegarantirquetouteslestramessontarrivesdestinationdanslebonordre.

    unautreserviceexiste,utilisessentiellementdanslesrseauxindustriels:leservicesansconnexionavecacquittement,ditdetype3(oumodedatagrammeacquitt).

    Danstouslescas,LLCraliseuncontrledeflux.Cecontrlepermetaurcepteurdecommanderlenvoidestramesissuesdel'metteur,afindvitersapropresaturation.

    LLCassureaussiuncontrlederreurlarceptionensappuyantsurlechampFCS(unCRC)delasouscoucheMAC.

    Remarques:LescouchesmatriellessontimplmentesparlacouchephysiqueetlasouscoucheMAC.LescoucheslogiciellesdumodleOSIvontalorsdelasouscoucheLLClacouche7Application.

    LacoucheLiaison 3/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    Critresducontrled'accsRappel:deuxstationsnepeuventdisposersimultanmentdumdiadetransmission(=>collision).

    quitabilit:touslesmetteursdoiventavoirl'occasiondetransmettreleursmessages dterminisme:touslesmetteursdoiventpouvoirdisposerdumdiapendantunlapsde

    tempsfini,biendtermin opportunit:touslesmetteursdoiventtreautorissmettredansundlaiquisoit

    fonctiondeleurpriorit robustesse:uneerreurdecommunicationoulapanned'unestationnedoitpasempcher

    lesautresstationsd'accderaumdia

    CasdesrseauxdeterrainLesprotocolesMACsontgnralementprsentsensefocalisantprincipalementsurles"techniquesd'accslaressourcedetransmission".Danslecasdesrseauxetbusdeterrain,ilconvientaussideprsenterlesprincipauxprotocolesMACquipeuventtreutilissdansuncontextetempsrel.

    Leprocessusd'arbitraged'accsdterminequandlefluxdemessagesoulastationaledroitd'utiliserlaressourcedetransmission.

    Leprocessusdecontrledeladuredetransmissiondterminecombiendetempslefluxdemessagesoulastationaledroitd'utiliserlaressourcedetransmission

    Sionobservelessystmesexistants,onconstatequelesprotocolesMACtempsrelmettentenoeuvredesmcanismesquitravaillent,soitsurl'accsdesfluxdemessages,soitsurl'accsdesstations(plusprcisment,quigarantissentuntempsd'accsbornauxstations).

    Enconsquence,ilestpossiblededistinguerdeuxgrandesclassesdeprotocolesMACtempsrel,selonquel'ordonnancementestmisenoeuvresurlesfluxdemessagesousurlesstations:

    Laclasse1quiestrelativeauxprotocolesralisantunordonnancementbassuruneassignationdeprioritauxfluxdemessages(priorittraduisantlescontraintestemporelles);

    Laclasse2quiestrelativeauxprotocolesralisantunordonnancementbassurlanotiond'unegarantied'untempsd'accsbornauxentitsMAC(doncauxstations);danscecas,leprotocoleMACoffresimplementunserviced'accs,entempsbornetenexclusionmutuelle,laressourcedetransmission.

    LacoucheLiaison 4/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    Classificationdesmthodesd'accs matreunique:uneseulestation(lematre)peutdmarrerunchange,lesautres

    stations(lesesclaves)nepeuventquerpondre.Ondistinguedeuxvariantes:lematregrecompltementl'change(Modbus,ASi)oulematredistribueuntempsdeparole(Fip).

    Avantages:simpleetdterministe Inconvnients:pannedumatrebloquante,dialoguedirectentreesclaves

    impossible

    pairpairavecarbitration:chaquestationpeutdmarrerunchange,toutmoment,cequincessiteunegestiondecollision(Ethernet,busCAN)

    Avantages:adaptaubus,extensible,efficace(pasd'attente),dterministe(busCAN)

    Inconvnients:nondterministeetrisquedesaturation(Ethernet)

    registredcalagedistribu(anneau):lesstationssontreliesuneuneenboucle,uneseulestation(matre)envoieuntlgrammeetchaquestationyprlveouintroduitsesdonnes(InterbusS)

    Avantages:dterministeetefficacepourdepetitesquantitsdedonnes Inconvnients:pannebloquantedelaliaisonoud'unstation

    multimatre(jeton):lesstationsmatresepartagentunjetonunique,cellequidtientlejetonpeutdmarrerunchangeetellelibrelejetonlorsqu'elleatermin(TokenRing,Profibus)

    Avantages:dterministe Inconvnients:risquededisparitionoudeduplicationdujeton

    LacoucheLiaison 5/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    Lestechniquesd'accsLesprincipalestechniquesd'accssont:

    L'accsnoncontrl(alatoire)estunetechniqueditedecomptitionquignre,pardfinition,descollisions.Deuxvariantes,desfinalitstempsrel,decettetechniqueonttdfinies:larsolutiondecollisionsansouavecforage.

    L'accscontrlecentralisestbassurl'existenced'unestationdecontrlequidistribueundroitdeparoleauxdiffrentesstations.Ondistinguedeuxvariantes:soitlastationdecontrleenvoiechaquestationunmessagequiluidonneledroitd'utiliserlerseauousoitlastationdecontrlejouelerled'unhorlogequidfinitdesintervallesdetempsquelesstationspeuventutiliser.

    L'accscontrledistribuestbassurunecooprationentretouteslesstationsafindedfinirlaquellealedroitdeparole,c'estdire,ledroitd'utiliserlerseau.Ondistinguegalementdeuxvariantes:lacirculationd'unjeton(techniquedejetoncirculant)quelesstationssetransmettent;lejetonestunmcanismedecooprationexpliciteoulatechniquedepartagedutempsglobal,quiestbasesurl'hypothsequechaquestationalaconnaissancedutempsglobaletdesintervallesdetempsoellepeututiliserlerseau;c'estunmcanismedecooprationimplicite.

    LacoucheLiaison 6/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    Exemple:FIP

    LacoucheLiaison 7/11 2008tv

  • Rseauxdeterrain

    Mthoded'accsCSMA(CarrierSenseMultipleAccess)Chaquemachineayanttoutinstantlapossibilitdedbuterunetransmissiondemanireautonome,lamthoded'accsestditeaccsmultiple(MultipleAccess:MA).Lamachineobservelemdiaencherchantdtecteruneporteuse(CarrierSense:CS).Siaucunetramen'esttransmise,ellenetrouverapasdeporteuseetpourradonccommencerunetransmission.Elleenvoiesespaquetssurlesupportphysiqueetrestel'coutedesonmissionpourvrifierqu'aucuneautremachinen'asuivilemmecomportementqu'elleaummeinstant.Aveccetypedemthoded'accs,ilestpossiblequedeuxouplusieursstationsdtectentlesupportlibre(tempsdepropagation),dcidentdetransmettreenmmetempsetcequiprovoqueunecollision:cettesituationposeproblme.

    Lamthoded'accsutilisesurlesrseauxEthernetestCSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection).LerseauEthernetadciddes'accommoderdescollisionsenmettantenplaceunmcanismede