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
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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).
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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.
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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.
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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
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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.
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Exemple:FIP
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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
