Les Protocoles de Liaison HDLC, PPP

8/10/2019 Les Protocoles de Liaison HDLC, PPP

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Rmi EVE

- 2001 -


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Quels services sont proposs la couche rseau ?

On peut citer trois services que la couche liaison de donnes peut offrir la

couche rseau :

sans connexion, sans acquittement

(utilis pour transporter la parole)

sans connexion, avec acquittement

(utilis pour des canaux peu fiables)

avec connexion, acquitt

(utilis pour des transmissions fiables)

Compromis entre performances et fiabilits


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Transmission de trames, protocole I : Stop-and-Wait

Schma classique : Emetteur envoi une trame

Rcepteur reoit la trame et retourne un acquittement (ACK ou

NACK)

Emetteur attend lacquittement pour mettre la prochaine trame

Cas d utilisation: Transmission de trames longues

A B

T,a

T,b

ACK

(a)

(b)

(a)

(b)


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Perte d un acquittement

T,a

T,b

ACK

ACK

(a)

(b)

(a)

(b)

A B

T,a

T,a

(a)

(a)

(a)

Time

out

T,a

ACK

ACK

Timeout

Doublons

A B

Problme n1 : Perte d une trame ou dun ACK => Timer


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Problme n2 : Doublons => Numrotation des trames et ACK (0 & 1)

A B

T,a,0

T,a,0

(a)

(b,1)

T,b,1

ACK

Time

outACK

(a,0)

ACK

(b)

Time

out

T,b,1

ACK(c)

T,c,2(d)

T,d,3 Emetteur croit recevoir lacquittement de la trame c(d,3)

T,a,0

T,b,1

ACK,0

NACK,1

(a)

(b)

(a,0)

(b,1)

Perte de la trame c

Fausse perte


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Ce protocole permet une transmission fiable en utilisant : Nsquence (trame)

Nacquittement (ACK et NACK)

Timer

CRC

Ce protocole est aussi connu sous les termes de protocoles bits alterns

Inconvnient : un faible taux dutilisation du canal

Comment amliorer ce taux ?

FLAG FLAGNTRAMETrame de donnes FCSDONNEES

FLAG FLAGACK + NTrame d acquittement FCS

01111110

TYPE

TYPE

Les diffrentes

trames utilises


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1re amlioration : Communication bidirectionnelle

Comment communiquer dans les deux sens ?

Technique du piggyback : Inclusion du champ ACK dans les trames de

donnes.

Une trame envoye est acquitte par : Une trame de donnes si le rcepteur a une trame envoyer

Une trame de contrle dans le cas contraire

Une trame peut acquitter plusieurs trames en une seule opration

Trame de donnes

Trame de contrle

FLAG FLAGNTRAME FCSPAQUETACK+NTYPE

FLAG FLAGFCSACK+N TYPE


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2imeamlioration : Le pipeline

Lmetteur peut envoyer plusieurs trames en attendant un acquittement

Problme :plus de contrle du flux(risque de saturation du rcepteur)

A B

T,a,0

T,b,1

ACK,0

ACK,1

(a)

(b)

(a,0)

(b,1)

A B

T,a,0

T,b,1

(a)

(b) (a,0)

(b,1)T,c,2

(c,2)

(c)


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Trames qui peuvent tres mises

Contrle du flux : Fentres glissantes

Principe :

plusieurs trames mises la suite

Trames numrotes sur n bits et modulo 2n

Taille des fentres : 2n-1

0 1 2 3 0 1 2 3N de Squence (n de trame)

Emetteur

Trames dj mises

Trames dj reues

Trames qui peuvent tres reues

Rcepteur 0 1 2 3 0 1 2 3

Fentre glissante (taille = 3)


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Contrle du flux : Fentres glissantes (exemple)

Emetteur Rcepteur

T(0,1)0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

s0 1 2 3 0 1 2 3 z0 1 2 3 0 1 2 3ACK,2

s0 1 2 3 0 1 2 3T(2,3,0) z0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3ACK,1

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

(Numrotation sur 2 bits)

Emetteur envoi les

trames 0 et 1

Rcepteur attend

la trame 2

Emetteur bloqu


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Comment dtecter une erreur ou une perte ?

Dtection dune perte: Le Timer de l metteur permet de dtecter une perte

L metteur met nouveau la trame perdue

Dtection d une erreur ct rcepteur:

Vrification du FCS

Rception de la trame (x) mod n avant la trame (x-1) mod n

Deux possibilits pour rcuprer une erreur :

GO-BACK-N

Selective Repeat

Dans tous les cas, l metteur doit mmoriser les trames

non acquittes


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GO-BACK-N

GO-BACK-N : La transmission est reprise depuis la trame perdue ou errone

Mthode simple mais peu efficace

A B

T,a,0

T,b,1

(a)

(b)(a,0)

Trame erroneT,c,2(c) REJ,1

(b)

(b,1)(c)

(c,2)

T,b,1

T,c,2

ACK,1

ACK,3

(d)

(d,3)

T,d,3


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SELECTIVE-REPEAT

Selective Repeat : Seule la trame perdue ou errone est retransmise

Plus efficace que le GO-BACK-N

Implmentation plus complexe

Mmorisation des trames ct rcepteur

A B

T,a,0

T,b,1

(a)

(b)(a,0)

Trame erroneT,c,2(c) SREJ,1

(b)

(b,1)

BufferT,b,1

ACK,3

ACK,1

(B ordonne les trames)


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Norme : HDLC (High Level Data Link Control)

LISO dfini un protocole de liaison gnrique . Cette norme propose 3modes de fonctionnement selon la topologie du rseau :

Normal Response Mode (NRM)

Point-to-point ou multipoint

Asynchronous Response Mode (ARM)

Point-to-point

Secondaire initie une transmission

Asynchronous Balanced Mode (ABM)

Point-to-point

Full-duplex

Primaire

Secondaire Secondaire

Half-duplex

Prim/Sec Prim/SecFull-duplex

Primaire SecondaireFull-duplex


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La trame HDLC gnrique

On distingue 3 types de trames : Information (contient les donnes)

Supervision (gestion des erreurs : REJ,SREJ,RR,RNR)

Non numrote (initialisation et libration : UA,DISC,SABM,SARM)

Information FCSContrleAdresseFlag Flag

8 bits 8 bits 8 bits 16/32 bits 8 bits

N(S)0 P/F N(R) Trame dinformation (donnes)

N(S)1 P/F N(R)0 Trame de supervision

1 P/F1 Trame non numrote


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Champs de contrle : particularit

Trame de supervision :

RR : Receive Ready

le rcepteur est prt recevoir

RNR : Receive Not Ready

le rcepteur ou la couche rseau est dbord, demande de rmission

de la trame

REJ / SREJ : Reject et Selective Reject

demande de retranmission

Trame non-numrote :

DISC : Disconnect

SABM : Set Asynchronous Balanced Mode

UA : Acquittement


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B,I,N(S)=2,N(R)=2,F

B,I,N(S)=0,N(R)=0

B,I,N(S)=1,N(R)=0,P

Exemple de transmission en mode HDLC NRMPrimaire

A

B,SNRM,PDemande connexionB,UA,F Accepte la connexion

Lgende

RR, RNR (acquittement)

REJ, SREJ (rejet)

UA (ack non numrot)

ARM / ABM / NRM (mode)

Disc (disconnect)

P/F : Poll/Final

Secondaire

B

adresse du secondaire

B reoit I,0

B reoit I,0 & P bit

B,I,N(S)=0,N(R)=2A reoit I,0 & ACK

B,I,N(S)=1,N(R)=2A reoit I,1

A reoit I,2 & F bit

B,RR,N(R)=3,P B reoit ACK & P bitB,RR,N(R)=2,F

A reoit I,2 & F bit

B,DISC,P B reoit dconnexion & P bitB,UA,FA reoit un ACK & F bit


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Hirarchie des protocoles de liaison

HDLC

(ISO)

SDLC - 1970

(SNA)

LAPB

(X25.2)

LAPD

(RNIS)PPP

ABM

SDLC

(SNA)

NRM NRM

LAP

(X25.2)

LLC

(LANs)

LAPDm

(GSM) SDLC : Synchronous Data Link Control (IBM)HDLC : High Data Link Control (ISO)

PPP : Point-to-Point protocol

LAP : Link Access Procedure


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Les rseaux X.25

La norme X.25 : Adopt par lITU (International TelecommunicationsUnion) en 1976, elle dfinie linterface entre un ETTD (serveur, routeur,

terminal,...) et un ETCD (modem,).

Objectif : Rpondre aux besoins croissants de connexions distantes.

Exemple : Les rseaux publics franais sont bass sur X.25 (Transpac en

1979, Minitel, ).

La norme X.25 couvre les 3 premires couches de l OSI.

Le niveau liaison :

Rendre fiable le canal entre un ETCD et un ETTD

Protocole LAPB (Link Access Procedure Balanced) qui est une

implmentation d HDLC (fentre coulissante, )


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Exemple de rseau X.25

ETTD

(pc)

Physique

liaison

rseau

ETTD

Physique

liaison

rseau

ETTD

Physique

liaison

rseau

ETTD

Physique

liaison

rseau

ETTD

Physique

liaison

rseau

Switch

X.25/1

X.25/2

X.25/3

X.25/1

X.25/2

X.25/3

ETTD

(pc)ETTD

(pc)

ETCD

(modem)

X.25


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Un produit : PPP (Point-to-Point Protocol)

SLIP et SLIP+ : Prdcesseurs de PPP, mais trop rigide (manque de

modularit).

Objectif :

Faire transiter des paquets de donnes sur des liaisons point--point

Accder Internet depuis un poste isol (via un modem)

Implmentation d HDLC

Caractristiques :

Communication bidirectionnelle et garde lordre des paquets Supporte divers protocoles de niveau rseau (IP,IPX,)

Contrle daccs via des procdures dauthentifications

Optimisation de la communication

Modularit

Contrle d erreurs


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Composants de PPP

1) Trame HDLC

2) Protocole de contrle de liaison (LCP : Link Control Protocol)

Etablissement, maintien et libration de la connexion

Ngociation d options (taille des trames,)

3) Protocole de contrle rseau (NCP : Network Control Protocol) Une famille de protocoles de contrle rseau (IPC,IPXCP,NBTP,...)

qui configure les protocoles de la couche rseau

Couche physique

Couche liaison

Couche rseau

PPP

NCP

LCP

CHAP

PAP

IP IPX


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Phases d une transmission avec PPP

Evnement

Phase II [option] : Authentification

Deux modes disponibles :

PAP

Simple, mais le mot de passe transite en

clair sur le rseau

CHAP

Fourni une protection contre les attaques

Phase III : PPP envoi des paquets NCP

pour choisir et configurer un ou plusieurs

protocoles rseau disponibles (IP, IPX).

(Cette phase peut lors d une connexion Internet

permettre dobtenir une adresse IP pour toute la

dure de la connexion)

Phase IV : Transfert des datagrammes

LCP : Link-Control-ProtocolNCP : Network-Control-Protocol

Phase I : Chaque extrmit du lienPPP envoi des paquets LCP

pour configurer et tester la ligne


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Exemple d utilisation de PPP

Machine

isoleModem Rseau tlphonique

Serveur

d accs

Rseau entreprise

Fournisseur d accs

Modem

Internet

IP

TCP UDP

Physique

PPP / SLIP

FTP, WWWConnexion un rseau dentreprise

Connexion Internet

Exemple de produits PPPPPP se trouve essentiellement comme couche logicielle :

Intgr au systme dexploitation dans windows, solaris2

MacPPP pour Macintosh

pppd sous Linux

Documents

Les Protocoles de Liaison HDLC, PPP