Cnam de Versailles P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 1 Page Réseaux Rappels généraux sur la commutation et le transport Adresse du Site

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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 1Page

Réseaux Rappels généraux sur la commutation et le transport

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Adresse E-mail : [email protected]@[email protected] (ADSL)

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Introduction : Rappels Généraux sur la commutation et le transport

Technologies des réseaux locaux ( RLE, 100 Mbps, Giga, ..etc.) Câblage Topologie des équipement d ’interconnexion et commutation Introduction : Evolution des technologies de transmission

(SDH/SONT, ADSL, …etc.) Réseaux publics : Frame Relay Technologie des réseaux publices ATM Routage dans internet Techniques génériques de compression Compression multimédia et applications réseaux Routage et transport multimédia (RTP, RTCP, RSVP) MPLS et commutation IP Introduction à la qualité de service QoS Introduction à l ’administration des réseaux

Agenda

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1 - Réseaux : cours et exercices , troisième edition, A. Tanenbaum, Edition DUNOD

2 - Les Réseaux : Edition 2003, Guy Pujolle, Edition Eyrolles

3 - Architecture des réseaux haut débit, K-L Thai, V. Vèque, S. Znatt, Edition Hermes

4 - Pratique des réseaux d ’entreprise, J.L. Montagnier, Edition Eyrolles

5 - Télécoms 1 et 2: de la transimssion à l ’architecture des réseaux , C. Servin , Edition Dunod.

Quelques références

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Qu’est ce qu’un réseau ?

Un réseau est constitué d’ordinateurs reliés entre eux à l’aide des moyens de communications actuels.

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Quelques Repères

LAN

WAN

1970 1980 19902000

TelexAutocom numérique

Fondementsd ’Ethernet

TranspacModems Numéris(ISDN - RNIS)

MobilesGSM Internet ATM

ADSL

LAN Ethernet

LAN Token Ring

Commutateur LAN

Fast LAN

LAN 1Giga

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Ce qui a évolué

Montée en puissance de l ’informatisation• Tout est informatisé• Majorité des applications est du type client/serveur• Besoin local et distant

Evolution des technologies de télécom• Câblage, FO, …etc.• Traitement numérique du signal• Nouveaux protocoles

Nouveaux besoins• Internet• Multimédia...

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Les nouveaux besoins Intégration de Service

Données + Voix + Vidéo

Nouvelles Contraintes

Différents Débits 64 kb/s RNIS-SE, 10 à 100 Mb/s pour les données 1,5 à 25 Mb/s pour l’image

Qualité de Service (QoS) Sensibilité aux pertes, Sensibilité aux Délais

Trafic Continu/Sporadique (Burst)

Mode d’exploitation Point à point, Multipoint

Nouvelles Interfaces Négocier la QoS avec le réseaux

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Besoins en communication

Données Voix VidéoDonnées Voix VidéoPointes de largeur de bande élevées Basses élevéesPointes de largeur de bande élevées Basses élevéesDurée de connexions Courtes Moyennes élevéesDurée de connexions Courtes Moyennes élevéesRégularité du trafic Sporadiques Continu ContinueRégularité du trafic Sporadiques Continu ContinueContrôle d ’erreur Essentiel Fiable SommaireContrôle d ’erreur Essentiel Fiable SommaireContraintes de synchronisation Faibles Importantes Importantes++Contraintes de synchronisation Faibles Importantes Importantes++

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Catégorie des Réseaux

Trois principales catégories des réseaux :Trois principales catégories des réseaux :

1. LAN (Local Area Network) : Intra-bâtiment1. LAN (Local Area Network) : Intra-bâtiment

2. MAN (Metropolitan Area Network) : Inter-Campus2. MAN (Metropolitan Area Network) : Inter-Campus

3. WAN ( Wide Area Network) : Pays3. WAN ( Wide Area Network) : Pays

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Catégorie des Réseaux : LAN (Local Area Network) RLE ( Réseaux Locaux d ’Entreprise)

Caractéristiques : Objectif :

• Groupe de W / Site complet• Transfert de données avant tout• Accès aux ressources partagées• Travail coopératif …

Méthode : Multi-point• Besoin de mettre en place des méthodes d ’accès au support physique

Débit : 10 à 100 Mbits /s ( voir le giga bits/S)

Normes les plus fréquentes (topologies) : Polling Ethernet Token Virtuel (bus) ou physique (anneau)

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Catégorie des Réseaux : LAN - suite

Evolution:

Vers les hauts débits et / ou la • Ethernet commuté

• 100 VG LAN• FFDI...

Vers une plus grande liberté :• Sans fils (WI-FI / 802.11)

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Catégorie des Réseaux : réseaux Métropolitains : MAN

Evolution:

un gros réseau LAN ( à l ’échelle d ’une ville)

Un MAN de type DQDB peut couvrir une surface de 150 km bien que la

distance maximale ne soit pas précisée par la norme.

On peut transmettre des voix et (ou) des données

Deux normes ont été proposées à ce jour pour les réseaux

métropolitains :• FDDI (Fiber Distributed Data Interface)• DQDB (Distributed Queue Dual Bus)

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Normalisation

• DQDB : 802.6

• FDDI : X3T9.5

Pour définir :

•MAC Medium Access Protocol

•PHY : Physical Protocol

•PMD : Physical Midium Dependant

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Evolution: La topologie du réseau DQDB est constitué d'une paire de bus

unidirectionnels et de sens inverse.

Pour pouvoir émettre et recevoir des données, chaque station est connectée en émission et réception sur chaque bus.

StationStation Station

Tête de bus

Fin de bus Tête de bus

Fin de bus

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Catégorie des Réseaux : WAN ( Wide Area Network)

Premier : Téléphone

Besoins Communications distantes : > 50 km Accès base de données / Transfert de fichiers Travail coopératif ( Messagerie, …etc.)

Méthode : réseau commuté

Débit : Utilisateur : Q q Mbits/s Provider : Haut Débit (>Gbits/s)

Techno : Téléphonie RNIS, ADSL SDH/SONET MPLS Frame Relay Ligne Louée (LS) Satellite...

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Réseaux WAN : EXempl

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Réseaux LAN/MAN/WAN : Tableau comparatif

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Modèle de Référence OSI : Open Systems Interconnexion

Modèle fondé sur un principe énoncé par Jules César

Diviser pour mieux régner

Le principe de base est la description des réseaux sous forme d’un ensemble de couches superposées les unes aux autres

L’étude de tout est réduit à celle des ses parties, l’ensemble devient plus facile à manipuler

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Normalisation

Deux organismes de normalisation pour les réseaux informatiques :1. L’ISO : Internatyional Standardization Organization2. UIT-T (Union International des Télécommunication) ex CCITT

L’ISO est un organisme dépendant de l’ONU Les représentants nationaux sont des organismes nationaux

de normalisation :

1. ANSI pour les USA2. AFNOR pour la France3. DIN pour l’Allemagne4. BSI pour le Royaume Uni5. HSC pour le Japon

UIT-T comprend des opérateurs et des industriels des télécommunications

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Systèmerelais

Système d ’extrémitéSystème d ’extrémité

Dialogue bout en bout

Dialogue de point à point

Dialogue de point à point

Le modèle de référence prend en compte le fait que la mise en relation entre deux entités peut être réalisé à travers un ou plusieurs systèmes relais

Il organise deux modes de dialogues :- dialogue point à point entre les communicants et les relais

- dialogue de bout en bout ( directement entre les partenaires de la communication) entre les deux systèmes

Architecture des réseaux : Généralités

Organes de dialogues

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Une couche supérieure ignore « en principe » la manière de mise en œuvre d ’un service pour les couches inférieurs

Définition des opérations élémentaires et les services que la couche inférieurs offre à la couche supérieure

Organisation en séries de couches ou niveaux1. Leur nombre, leur nom, leur fonction varie selon les réseaux

2. L’objet de chaque couche est d’offrir certains services aux couches plus hautes

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Règles et convention utilisées pour la conversation

?


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Chemin Physique / Logique

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1. Service: ensemble des primitives qu’une couche fournit

2. Protocole: Règles et convention pour la communication entre les entités paires de la même couche (p. ex. format des paquets) afin de réaliser le service

3. Interface: Spécifie comment accéder à un service (p. ex. paramètres à utiliser dans l’appel d’une primitive)

Analogie: Structure de donnée en informatique

– Service: Structure de donnée abstraite, avec les opérations et leur sémantique

– Protocole: Implémentation du service, p. ex. format des données utilisées par la classe

– Interface: interface publique de la classe

Service, protocole et interface « structuration en couches »

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Principes des couches

• Réduire la complexité des logiciels

– La couche (N-1) offre ses services à la couche N

– La couche supérieure (N) n’a pas besoin de savoir comment les services ` à la couche (N-1) sont implantés.

• Les entités paires (logiciels au même niveau) utilisent des protocoles pour communiquer.

Les protocoles sont des règles d’échange de message et des conventions entre les entités paires.

•L’ensemble des couches et des protocoles est considéré comme architecture de réseau

Définition : Une entité peut être une entité logicielle (comme un processus), ou une entité matérielle (comme une puce d'E/S intelligente). Les entités de la même couche sur des machines différentes sont appelées entités

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Communication effective

« Techniques de mise en œuvre dans le modèle »• Une couche est :

– fournisseur de service pour une couche supérieure et

– utilisateur de service d’une couche inférieure

• SAP ( Service access point): Endroit où une couche peut accéder aux services offerts

• IDU (Interface Data Unit): Est passée de la couche n+1 à la couche n aux SAP

–ICI ( Interface control information): Information de gestion entre les couches (p. ex. longueur de l’IDU)

–SDU ( Service data unit): Information à passer à l’entité paire

• PDU (Protocol data unit): Information échangée entre les entités paires =

- N-SDU (plus)

– En- tête: contient de l’information de gestion pour l’entité paire

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P. SWEID - Réseaux : Compléments & Applications 27PageStructuration d ’une couche

Modélisation OSI en couches Interfaces et Services

Service (N) : Service rendu au niveau N+1Protocole (N) : Règles nécessaires au service NN-Services access point : SAP / Frontière N /N+1 (paramètres, primitives, …etc.)

Interface

Couche (N)

Couche (N+1)ICI SDU

SAP

ICI SDU SDU

IDU

N-PDU

En-tête

Les entités de couche N échangent des N-PDU par des protocoles de couche N

IDU : Interface Data Unit ICI : Interface Control Information SDU : Service Data Unit SAP : Service Access Point N-PDU : N-Protocol Data Unit

( Unité de données d ’interface entre couches)

( Information de commande de l ’interface)

( Unité de données de services)

(Point d ’accès à un service)

(Unité de données de protocole de couche N)

N-SAP

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Modélisation OSI en couches de services (i)

SDU : Service Data Unit SAP : Service Access Point N-PDU : N-Protocol Data Unit

Règle d ’architecture du modèle

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Modélisation OSI en couches de services (i)

• SDU : Service Data Unit•• Informations échangées entre deux couches adjacentes.•• La couche inférieure ignore la "structure sémantique" du SDU•• Par exemple : pour le facteur, la lettre dans l’enveloppe est une SDU.

• PDU : Protocole Data Unit•• Informations échangées entre deux systèmes distants•• Contient des informations protocolaires et peut être des données (SDU)

• Entité protocolaire•• met en oeuvre le protocole•• composants électroniques, code dans le noyau, fonctions,...

• SAP : Service Access Point•• méthodes pour communiquer d’une couche à une autre•• emplacement mémoire et interruptions, appels de fonctions•• permet de savoir où remonter une information (adresse, numéro de

protocole,...)

DEFINITIONS

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Modélisation OSI en couches

2 - C o u c h e L i a i s o n

1 - C o u c h e P h y s i q u e

3 - C o u c h e R é s e a u

4 - C o u c h e T r a n s p o r t

5 - C o u c h e S e s s i o n

6 - C o u c h e R e p r é s e n t a t i o n

7 - C o u c h e A p p l i c a t i o n








S y s t è m e A

I n t e r f a c e 7 / 6

I n t e r f a c e 6 / 5

I n t e r f a c e 5 / 4

I n t e r f a c e 4 / 3

I n t e r f a c e 3 / 2

I n t e r f a c e 2 / 1

I n t e r f a c e 7 / 6

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I n t e r f a c e 5 / 4

I n t e r f a c e 4 / 3

I n t e r f a c e 3 / 2

I n t e r f a c e 2 / 12 - C o u c h e L i a i s o n














S y s t è m e A

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I n t e r f a c e 4 / 3

I n t e r f a c e 3 / 2

I n t e r f a c e 2 / 1

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Le modèle de référence OSI

Couches orientées applicationLes couches hautes qui sont chargées d ’assurer l ’inter fonctionnement des processus applicatifs distants

Couches orientées transportfournissent aux couches hautes un service de transport de données fiable, déchargeant les couches hautes de toutes les fonctions de transfert d ’information à travers les systèmes relais

Le modèle de référence comprend deux ensembles de couches

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Architecture des réseaux : Echange des informations

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Architecture des réseaux : Echange des informations

Médium Physique

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Le modèle de référence OSI

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Le modèle de référence OSI: la normalisation

- ISO 7498 - 1 : Modèle de référence OSI de base- ISO 7498 - 2 : Architecture de sécurité- ISO 7498 - 3 : La dénomination et l ’adressage- ISO 7498 - 4 : Le cadre général pour la gestion OSI- 1/Ad-1 : La transmission en mode sans connexion- 1/Ad-2 : La transmission multi-points

PDU : Protocol Data Unit

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Le modèle de référence OSI: la normalisation

ENCAPSULATION DES DONNEES

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Le modèle de référence OSI : Rôle des différentes couches

Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

ISO 10022

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

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• Structurer le flot de bits de la couche 1 en trames ( frames )

– Ajout d’en- têtes et d’en- queues avec des séquences de bits spécifiques

– Reconnaissances des frontières des trames

• Transformation du moyen de transmission physique en une liaison exempte d’erreurs de transmission

– Transmission de trames et d’acquittements entre deux noeuds adjacents

– Contrôle d’erreur et retransmission

– Élimination de trames dupliquées

– Contrôle de la vitesse d’émission

• Contrôle d’accès au médium physique

• Réalisation de catégories de service avec des qualités de service différentes

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

La couche réseau doit permettre l ’interconnexion de réseaux hétérogènes

Deux types de service sont offerts par la couche 3:

Service en mode connexion (virtual circuit service)

Service sans connexion (datagram service)

Des protocoles connus sont:

X25/3 (CCITT)

Q.931 ou RNIS/ISDN (CCITT)

IP (Internet Protocol)

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

Les découpe éventuellementS ’assure de leur ordonnancement

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

Si une panne se produit en cours de transfert de fichiers, il suffit de retourner au dernier point de reprise au lieu de devoir repartir du début

En pratique, peu d ’applications sont intéressées par la couche session et est rarement implémentée. Elle figure même pas dans la pile de protocoles du DoD

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

présentation

Application

Représentation des données transférées entre entités d ’application

Représentation de la structure de données et représentation de l ’ensemble des actions effectuées sur cette structure de données

Encodage dans une norme agrée permettant à des équipements « ASCII » et « EBCIDIC » par exemple de communiquer

Compression des données, chiffrement

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Liaison

Physique

Réseau

Transport

Session

Représentation

Application

Elle offre aux processus de l ’application le moyen d ’accéder à l ’environnement OSI

Les processus d ’application échangent leurs informations par l ’intermédiaire des entités d ’application (A-PDU)

Exemples : Terminal de réseau virtuel, transfert de fichiers, courrier électronique, consultation des annuaires

Fonction: Support a l’application des usagers: courrier électronique, WEB,

transfert de fichiers, etc.

Les systèmes d’exploitation distribués peuvent être considérés comme des

exemples de cette couche.

Des protocoles et systèmes connus sont:

1. IS 8571 (FTAM: File Transfer Access and Management, ISO)

2. X.400 (Message Handling System, CCITT)

3. TP (Transaction Processing, ISO)

4. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

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Le modèle DoD : 4 niveaux

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Modèle TCP/ IP (1974)

Développé dans le contexte d’ARPANET et financé par le Département de Défense américain

• Les objectifs de l’ARPANET était

–L’interconnexion des réseaux (incompatibles ! des universités et instituts de recherche) de manière transparente (internet)

– Grande tolérance aux pannes

– Architecture souple, appropriée pour des applications très différentes

• L’architecture et les protocoles sont maintenant utilisés dans Internet

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Modélisation OSI / Modèle de référence Internet : comparaison

Pro

toco

les

Rés

eau

Modèle TCP/IPModèle OSI

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Couche accès au réseau

Cette couche est responsable de la transmission fiable des trames de

données à travers les supports de communication physiques.

Un hôte peut supporter plusieurs protocoles de réseau.

La transformation des adresses IP en adresses physiques se fait à ce

niveau.

(couche Internet)

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Couche inter-réseau (Internet)

Le protocole IP (Internet Protocol) est basé sur un modèle de commutation de paquets. Il s’agit d’un protocole en mode sans connexion. Les fonctions de cette couche sont:

1. Définition d’une méthode d’adressage pour le réseau entier

2. Acheminement des données entre la couche transport et les couches réseaux

3. Routage des datagrammes vers les destinataires

4. Fragmentation et réassemblage des datagrammes

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Couche transport

Il existe deux protocoles principaux à ce niveau:

TCP: Transmission Control Protocol: Ce protocole fournit une communication fiable en mode connexion (et duplex).

UDP: User Datagram Protocol: Ce protocole fournit une communication non fiable en mode sans connexion.

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Couche application

Cette couche inclut les programmes d’application, tels que:

• FTP: file transfer protocol

• Telnet: émulation de terminal pour la connexion à un autre hôte

• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol: messagerie électronique (POP3, IMAP, MIME)

• HTTP: Hyper Text Transfer Protocol; applications World Wide Web, Netscape, Explorer, etc.:

• NTTP: News; bulletins ´ electroniques

• IRC: Internet Relay Chat Protocol

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Modélisation OSI / Modèle de référence Internet : exemple

Architecture d ’un système UNIX

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Les couches IP

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Encapsulation des Données

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Introduction à la Commutation

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2- Couche Liaison

1- Couche Physique

3-Couche Réseau

4-Couche Transport

5-Couche Session

6-Couche Représentation

7-Couche Application

2- Couche Liaison

1- Couche Physique

3-Couche Réseau

4-Couche Transport

5-Couche Session

6-Couche Représentation

7-Couche Application

1 1

2 2

3

Rappels sur la commutation

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Généralités nécessité de mettre en relation un utilisateur avec n’importe quel autre utilisateur (interconnexion totale)

Position du problème connexion entre deux abonnés : un lien

connexion entre trois abonnés : trois liens

connexion entre quatre abonnés : six liens

connexion entre N abonnés : N(N-1)/2

Conclusions

Si on applique cette relation à un réseau téléphonique avec abonnés dans le monde, il faudrait que le réseau compte lignes

610.3001510.45

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Rappels sur la commutationSolutions

nécessité trouver un système qui permet, à partir d ’une simple ligne de raccordement, d ’atteindre toute autre abonné du réseau par simple commutation

le réseau de commutation

Organe decommutation

Liaison abonné

Liaison abonné

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Rappels sur la commutationLes Techniques de transfert

Cinq grandes techniques de transfert : • la commutation de circuits, • le transfert de messages, • le transfert de paquets, • la commutation de trames • la commutation de cellules.

Le transfert est compatible avec la commutation comme avec le routage tandis que la commutation ne fonctionne qu'en mode commuté.

N.B : Historiquement, les réseaux à commutation de circuits ont été les premiers à apparaître « le réseau téléphonique en est un exemple ».

Les commutations de messages et de paquets ont pris la succession pour optimiser l'utilisation des lignes de communication dans les environnements informatiques.

la commutation de messages, la commutation de paquets,

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Rappels sur la commutationLes Techniques de transfert

Enfin, deux nouveaux types de commutation :

• la commutation de trames • la commutation de cellules,

qui s' apparentent à la commutation de paquets, ont été mis au point récemment :

• Pour augmenter les débits sur les lignes

• Et prendre en charge les applications multimédias.

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Rappels sur la commutationCommutation de circuits

Un circuit matérialisé est construit entre l'émetteur et le récepteur (E/R).

Ce circuit n'appartient qu'aux deux entités qui communiquent.

Le circuit doit d'abord être établi pour que des informations puissent transiter

Le circuit dure jusqu'au moment où l'un des deux abonnés interrompt la communication.

Si les deux correspondants n'ont plus de données à se transmettre pendant un certain temps, la liaison reste inutilisée.

Connexion physique est établie dès que l ’appel a aboutit

Commutateur ou centre de commutation

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Allocation du lien pendant la durée du transfert• similaire au réseau téléphonique• une phase d’ouverture du circuit• une phase de transfert• une phase de fermeture

Acceptable pour un transfert de fichier (par exemple avec numéris)

Mauvaise utilisation des ressources pour un trafic transactionnel

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D'où l'idée de concentrer sur une même liaison plusieurs communications de façon que le taux d'utilisation des liaisons augmente.

Si de nombreuses communications utilisent une même liaison, une file d'attente se forme, et il est nécessaire de prévoir des zones de mémoire pour retenir les messages en attendant que la liaison soit disponible.

Une autre possibilité consiste à faire transiter ces messages par des routes différentes de celles initialement prévues. « Le fait d'augmenter l'utilisation des lignes accroît la complexité du système de gestion, qui devient beaucoup plus lourd, même si le débit est meilleur »

Nuage

c

c

c

c

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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages

Un message est une suite d'informations formant logiquement un tout pour l'expéditeur et le destinataire, comme un fichier complet, une ligne tapée sur un terminal, un secteur de disque, etc.

Un réseau à transfert de messages se présente sous la forme illustrée à la figure suivante.

c

c

c

c

c

c

c

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Mémoirede masse

Ligne detélécommunication

Noeud de stockageintermédiaire

est une alternative à la Commutation de circuit pour l ’échange de données

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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages

C' est un réseau maillé de noeuds. Le message est envoyé de noeud en noeud de transfert jusqu'au destinataire.

• Ce message ne peut pas être envoyé au noeud suivant tant qu'il n'est pas complètement et correctement reçu par le noeud précédent (commutation en mode différé : Store-and-forward - stocker, vérifier et faire suivre).

• Le temps de réponse, même dans le cas le plus favorable, est généralement très long puisque c'est la somme des temps de transmission à chaque noeud, comme illustré à la figure suivante.

Nœud 1

Nœud 2

Nœud 3

Temps

Message Arrivée du Message au nœud 2

Arrivée du Message au nœud 3

Envoi du Message vers le nœud 3

Arrivée du Message vers l ’utilisateur

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Commutation « transfert » de messages

Exemple : Système télégraphique (premier système)

Il est nécessaire d'insérer des tampons aux noeuds intermédiaires pour mémoriser les messages tant que ceux-ci ne sont pas correctement stockés dans le noeud suivant.

« Ceci est du au fait que la commutation de message n ’impose pas de taille fixe aux MSg »

Remarque :

L ’échange de messages volumineux entre deux commutateurs peut immobiliser la ligne pendant de longues minutes, rendant cette technique inefficace pour le transfert de trafic interactif

Il faut également un système de gestion des transmissions qui accuse réception des messages correctement reçus et demande la retransmission des messages erronés.

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Commutation « transfert » de messages

De plus, comme la capacité des mémoires intermédiaires est limitée, il faut introduire un contrôle sur le flux des messages pour éviter tout débordement.

Des politiques de routage des messages peuvent être introduites pour aider et sécuriser les transmissions et faire en sorte que, si une liaison tombe en panne, un autre chemin puisse être trouvé.

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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de messages par rapport à la commutation de circuit :

Une meilleur utilisation de la ligne

Un transfert même si le correspondant distant est occupé ou non connecté

La diffusion d ’un même message à plusieurs correspondants

Le changement de format de message.

L ’adaptation des débits et éventuellement des protocoles

Une certaine sécurisation des échanges

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Rappels sur la commutationCommutation « transfert » de paquets

Les messages des utilisateurs sont découpés en paquets, qui ont couramment une longueur maximale de l'ordre de 1 000 ou 2 000 octets.

Le diagramme suivant illustre le comportement dans le temps d'un réseau à transfert de paquets par rapport à un réseau à transfert de messages.

« On voit que le temps de traversée du réseau, ou temps de transit dans le réseau, est beaucoup plus court dans le cas d'un réseau à transfert de paquets »

Nœud 1

Nœud 2

Nœud 3

Temps

Message

Commutation de Message

1 2 3Nœud 1

Nœud 2

Nœud 3Temps

1 2 3

1 2 3

Commutation du Paquets

Attention : la commutation par paquet impose une taille fixe à ne pas dépasser

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En effet, les paquets étant beaucoup plus petits que les messages, ils peuvent être retransmis vers le noeud suivant plus rapidement.

En outre, plus il y a de paquets obtenus à partir du découpage d'un message, plus le temps de transfert du message est long par rapport à son équivalent en paquets

Nœud 1

Nœud 2

Nœud 3

Temps

Message

Commutation de Message

1 2 3Nœud 1

Nœud 2

Nœud 3Temps

1 2 3

1 2 3

Commutation du Paquets

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cP1P2P3 c

c

cc

P1

P2

P3

P2

P1P2P3

c

M essage"découpage du m essage

en paquets" réordonnancem ent etréassem blage

Les paquets en transit sont stockés en mémoire centrale dans les commutateurs plutôt que sur le disque « comme la commutation de message »

Une ligne de transit entre deux commutateurs ne sera pas monopolisée longues temps

la commutation de paquets est bien adaptée au transfert multimédia

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Les paquets sont envoyés indépendamment les uns des autres.

Les liaisons entre les noeuds les prennent en compte pour les émettre au fur et à mesure de leur arrivée dans le noeud.

Les paquets de plusieurs messages peuvent de la sorte être multiplexés temporellement sur une même liaison, comme illustré à la figure ci-dessous

Le rôle des noeuds est d'aiguiller les paquets vers la bonne porte de sortie, déterminée par une table de routage ou une table de commutation.

Les liaisons entre noeuds ne sont pas affectées explicitement à une paire source-destination, comme dans la commutation de circuits.

c

M essage P

M essage Q

M essage R

P1P2

P3

R 1

R 2R 3

Q 1Q 2Q 3P1P2P3 R 1R 2 Q 1Q 2Q 3

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Commutation « transfert » de paquets

Par rapport au transfert de messages :

« la gestion de blocs d'informations de petite taille est plus simple, surtout au niveau des reprises sur erreur ».

En revanche, un problème surgit lorsqu'il s'agit de ré-assembler les paquets pour reformer le message original.

« En particulier, si des paquets prennent des routes distinctes et que l'un d'eux se perde, il faut le plus souvent effectuer une reprise sur l'ensemble du message ».

En résumé, on gagne en temps de réponse et en performance, mais, parallèlement,

« on complexifie l'architecture en ajoutant une couche de protocole supplémentaire. »

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Commutation « transfert » de paquets.

Internet est un exemple de réseau à transfert de paquets et plus précisément un réseau à routage de paquets.

« Une fois dans le réseau, les paquets sont de taille variable. Ces paquets sont en outre indépendants les uns des autres. Ils peuvent ainsi suivre des routes distinctes et arriver dans le désordre ».

D'autres protocoles, comme ATM ou X.25, demandent aux paquets de toujours suivre une même route.

« De ce fait, les paquets arrivent dans l'ordre, mais au prix d'une solution plus lourde ».

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Comparaison de deux réseaux de commutation de circuit et par paquets« en terme de services »

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Commutation de trames

Le transfert de trames est une extension du transfert de paquets.

Un paquet représente le bloc d'information du niveau 3, le niveau paquet,

tandis que la trame représente le bloc d'information du niveau 2, le niveau trame.

Un paquet ne peut pas être transmis sur une ligne physique parce qu'il n'y a rien qui signale l'arrivée des premiers éléments binaires.

« La solution pour transporter un paquet d'un noeud vers un autre consiste à placer les éléments binaires dans une trame. Le début de la trame est reconnu grâce à une zone spécifique »

Un transfert de trames est donc similaire à un transfert de paquets,

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Les noeuds de transfert sont plus simples.

En effet, dans un transfert de paquets:• on encapsule le paquet dans une trame, • puis on envoie la trame vers le noeud suivant. • On reçoit ensuite la trame, • puis on la décapsule pour récupérer le paquet, • et l' on transfert le paquet, lequel est remis dans une trame,• et ainsi de suite.

Dans un transfert de trames, • on a juste à envoyer la trame. Lorsque la trame arrive au noeud suivant, il suffit de la traiter pour l' envoyer vers un autre noeud.

Les commutateurs sont ainsi plus simples, donc plus performants et moins chers à l'achat.

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Plusieurs catégories de transfert de trames ont été développées en fonction du protocole de niveau trame choisi..

Les trois principaux transferts sont :• l' ATM, • le relais de trames • la commutation Ethernet.

La commutation de trames ATM est si particulière qu'on lui a donné le nom de « commutation de cellules ».

Le relais de trames est sûrement la première commutation de trames qui ait été définie.

« L'objectif du relais de trames était de simplifier au maximum la commutation de paquets du protocole X.25 définie à la fin des années 70 ».

« La solution a consisté à placer la référence directement dans la trame ».

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Rappels sur la commutationCommutation de trames

Pour augmenter les performances de cette commutation :

• Les reprises sur erreur entre noeuds de commutation ont été enlevées.

• De plus, les procédures de contrôle de flux et le routage ont été simplifiés.

Dans les réseaux Ethernet commutés, on commute la trame Ethernet dans des commutateurs.

Les techniques de commutation de trames sont en fait regroupées dans ce qu'on appelle le “ label-switching ”, c'est-à-dire la commutation de références. Ces techniques sont à la base du MPLS (MultiProtcol Label-Switching)

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Rappels sur la commutationCommutation de celules

La commutation de cellules est une commutation de trames particulière, dans laquelle toutes les trames ont une longueur fixe de 53 octets.

Quelle que soit la taille des données à transporter, la cellule occupe toujours 53 octets. Si les données forment un bloc de plus de 53 octets, un découpage est effectué, et la dernière cellule n'est pas complètement remplie.

La cellule ATM est illustrée à la figure suivante :

48 octets (données utiles)5 Octets (en-tête)

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FIN

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Commutation /N° couche

Commutation de Circuit

Commutation de Paquet

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Commutation de Trame

Relais de trames

Commutation /N° couche

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