ESEN Chapitre 4 Couche Liaison : Principes et protocoles · bruit. 20/04/17 Couche liaison Page 16 Causes d’erreurs sur un canal • Perturbations et imperfections des supports

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Chapitre 4

Couche Liaison : Principes et protocoles

Support pour les 1ère année LFIG, ECOM, TSI

2016 - 2017

ESEN


Introduction

• Cette couche doit assurer une transmission exemptée d'erreurs sur un canal de communication.

• Les données sont fractionnées en trames.


Description

• La couche liaison récupère des paquets de la couche réseau.

• Pour chaque paquet, elle construit une (ou plusieurs) trame(s).

• La couche liaison envoie chaque trame à la couche physique.


Description

couche réseau

couche liaison

couche physique

couche réseau

couche liaison

couche physique

paquet

trame

bits

paquet

trame

Emetteur Récepteur


Services offerts

• Gestion (délimitation) de trames

• Contrôle (détection et correction) d’erreurs

• Contrôle de flux

• Contrôle d'accès à un canal partagé (MAC)


Délimitation de trames


Délimitation des trames

• Il existe trois méthodes :– Compter les caractères

– Utiliser des champs délimiteurs de trame• Ils se situent en début et en fin de trame

• Des bits (ou caractères) de transparence sont nécessaires

– Violer le codage normalement utilisé dans la couche physique


Compter les caractères

• On utilise un champ dans l'en-tête de la trame pour indiquer le nombre de caractères de la trame

• Problème : si la valeur du champ est modifiée au cours de la transmission

• Méthode rarement utilisée seule


Exemple

‘S’ ‘P’‘U’ 03 ‘L’‘R’‘E’ ‘E’ ‘C’06 ‘R’ ‘S’‘U’‘O’06

Trames émises

Trames reçues

‘S’ ‘P’‘U’ 04 ‘L’‘R’‘E’ ‘E’ 4306 ‘R’ ‘S’‘U’‘O’06

code ASCII de ‘C’


Utiliser des délimiteurs

• Un fanion (délimiteur) est placé :– au début de chaque trame

– à la fin de chaque trame (en fait, au début de la suivante)

• Un fanion (flag) = séquence particulière de bits

• Des bits de transparence sont alors nécessaires pour qu’une séquence binaire dans la trame ne corresponde accidentellement au fanion.


Exemple

• Fanion : 01111110

• Bit de transparence : 0 inséré après toute séquence de cinq 1 successifs dans la trame.

• Technique utilisée dans :– HDLC

– PPP


Exemple

01111110 01111110

01011001111110

Données :

Trame :

010110011111010


Utiliser des fanions

• Avantages– permet toujours de retrouver la synchronisation

– permet l'envoi de trames de tailles quelconques

– technique la plus simple

• Cette technique est utilisée également en considérant des caractères de délimitation et des caractères de transparence.


Détection et correction d’erreurs


Transmission d’information

canal

émetteur récepteur

bruit


Causes d’erreurs sur un canal

• Perturbations et imperfections des supports de transmission déformations des signaux ⇒transmis erreurs sur les données binaires ⇒reçues (0 au lieu de 1 ou viceversa).

• Nécessité d'un mécanisme de contrôle et de vérification de validité des séquences binaires transmises


Taux d’erreur sur un canal

• 10-9 pour les réseaux locaux

• 10-5 pour le RTC

• taux élevé pour la téléphonie sans fil

émis bits de nombre

erronés bits de nombreerreurd'taux


Deux stratégies possibles

La destination peut :

• détecter les erreurs, puis demander une retransmission– code détecteurs d’erreurs

• détecter et corriger les erreurs– codes correcteurs d’erreur


Principe des codes

• Exploiter la redondance d’informations

- ajouter à chaque bloc de données à émettre des bits supplémentaires (redondants), qui sont calculés en fonction de ces données.

- Le récepteur refait le même calcul sur les données reçues et compare le résultat avec les bits rajoutés par l‘émetteur pour vérifier s'il y avait eu des erreurs de transmission.

• Corriger est plus difficile que détecter plus de bits de contrôle


Mot de code

d bits de données

+

c bits de contrôle

=

n bits d’information (à transmettre)

Un tel mot de n bits est appelé un mot de code

Codes de parité verticale (Vertical Redundancy Check)

• A chaque bloc de bits (7 ou 8) est ajouté un bit de parité : bit de contrôle.

• Si le nombre de bits ‘ 1’ dans le bloc est pair, le bit de contrôle = 0, sinon, il est égal à 1.

• Simple mais, peu efficace. Ne peut pas détecter deux erreurs simultanément.

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Code de parité longitudinale (Longitudinal Redondancy Code)

LRC• Méthode des bandes magnétiques

Principe :

• Additionner les caractères constituant un enregistrement.

• Rajouter à chaque colonne représentant une suite de bits de même rang un bit de parité.

• Effectuer cette opération même sur le rang des bits de parité.

=> Le caractère supplémentaire obtenu est appelé LRC.

• L’utilisation du VRC et du LRC simultanément permet de détecter plus d’erreurs et d’en corriger parfois.

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Contrôle par redondance cyclique (CRC)

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Contrôle par redondance cyclique (CRC)

24TéléInformatique - Dr. I. CHAHBI


Sous-couche MAC

• Cette sous-couche a pour rôle de :– gérer l’accès au support physique car il s’agit

d’une liaison multipoint,– structurer les bits d’information en trames (dites

MAC),– gérer les adresses physiques (dites MAC) des

cartes réseaux.

• Elle est indépendante du média : câble cuivre, fibre optique, onde hertzienne …


802.2

802.3

Application

Présentation

Session

Transport

Réseau

Liaison

Physique

Couche de contrôleLLC

Couche de contrôled’accès au Medium

Couche physique

unité de raccordement

MEDIUM


Adressage physique

• Dans le cas d’une liaison multipoint, il est nécessaire de disposer d’une adresse physique pour chaque machine.

A B C D

Adresse de A ? Adresse de B ? Adresse de C ? Adresse de D ?


Adresse MAC

• Les réseaux Ethernet, Token Ring et FDDI utilisent le même type d’adressage : l’adressage MAC.

• Cette adresse (sur 48 bits) permet d’identifier de manière unique un nœud dans le monde.


Format d’une adresse MAC

• I/G (Individual/Group) – si le bit est à 0 alors l’adresse spécifie une machine

unique (et non un groupe).

• U/L (Universal/Local) – si le bit est à 0 alors l’adresse est universelle et respecte

le format de l’IEEE.

I/G Adresse Constructeur Sous-adresseU/L

22 bits1 bit 24 bits


Adresse Constructeur

• Une adresse universelle est attribuée par l’IEEE à chaque constructeur.

Constructeur Adresse (3 octets)

Cisco 00000C

3Com 0000D8, 0020AF, 02608C, 080002

Intel 00AA00

IBM 08005A


Types d’adressage

• Adresse pour la diffusion générale (broadcasting) : tous les bits à 1

• Adresse pour la diffusion restreinte (multicasting) : bit I/G à 1

• Adresse correspondant à un unique destinataire (unicasting) : bit I/G à 0


Format des trames Ethernet

Préambule DonnéesSFD Adr. MAC dst Adr. MAC src long PAD FCS

6 octets 2 octets 4 octetsn octets

10101010101010101010101010101010101010101010101010101010 10101011

7 octets 1 octet


Champs de la trame

• Préambule : sert à synchroniser le récepteur.• SFD (Start Frame delimiter) : délimiteur.• Longueur : nombre d’octets du champ Données.• Données : informations provenant de la sous-couche

LLC. La longueur de ce champ est comprise entre 0 et 1500 octets.

• Bourrage (PAD) : octets de bourrage sans signification, insérés si la longueur du champ Données est insuffisante (inférieure à 46 octets).

• FCS : champ pour la détection d’erreurs.




Format des trames HDLC

01111110 Adresse Commande 01111110Données FCS

8 bits 16 bitsn bits

Fanion


Champs de la trame

• Fanions : délimiteurs de trame• Adresse : champ sous-utilisé dans Transpac (liaison

point à point)• Commande : voir plus loin• Données : une suite de bits généralement groupée en

octets (128 à 512 pour Transpac)• FCS (Frame Check Sequence) : séquence de

détection d’erreurs égale au reste de la division du polynôme associé aux différents champs de la trame par X16 + x12 + x5 + 1 (dans l’avis V41).


Types de trames

• Trois types de trames sont utilisées :– trames I (Information) : données à transmettre,

– trames S (Supervisory) : gestion des erreurs et du flux,

– trames U (Unnumbered) : établissement et libération de la liaison.


Champ Commande

0 1Trame S

N(R) SP/F

1 1Trame U

M MP/F

0Trame I

N(R) N(S)P/F

07


Trame I

• N(S) correspond au numéro, modulo 8, de la trame émise (Sent Frame).

• N(R) représente un acquittement « collectif » en indiquant le numéro de la prochaine trame attendue (Requested Frame).

• P/F signifie (entre autres) :– P (Poll) si station primaire. P/F à 1 indique qu’un

acquittement immédiat est demandé. – F (Final) si station secondaire. P/F à 1 indique une fin

de transmission.


Trame S

• Le champ S possède 4 valeurs :– 00 signifie RR (Receiver Ready) : prêt à recevoir de

nouvelles trames.

– 01 signifie RNR (Receiver Not Ready) : pas prêt à recevoir de nouvelles trames.

– 10 signifie REJ (Reject) : demande la retransmission des trames de numéro supérieur à N(R).

– 11 signifie SREJ (Selctif Reject) : demande la retransmission de la trame de numéro N(R).


Trame U

• Le champ M possède 32 valeurs dont :– 00111 signifie SABM (Set Asynchronous

Balanced Mode) : établit une liaison en mode équilibré LAPB.

– 01000 signifie DISC (Disconnected) : demande de déconnexion.

– 01100 signifie UA (Unnumbered Acknowledgement) : acquitte une trame non numérotée.


Exemple d’échange

SABM, PUA, F

0,0,PRR,1,F

1,0

2,0,PSREJ,2,F

2,0,P0,3,F

1,3,PRR,2,F

DISC,PUA,F

Station A Station B

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