498-Rli Couche Liaison

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