M09 Techniques de Base Du Reseaux InformatiquesTIC-TSDI

ROYAUME DU MAROC

OFPPT

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION

RESUME THEORIQUE & GUIDE DES TRAVAUX PRATIQUESMODULE N : 12 TITRE DU MODULE : TECHNIQUES DE BASE DE RESEAUX

INFORMATIQUES

SECTEUR : TERTIAIRE SPECIALITE : TSDI

Niveau : TECHNICIEN SPECIALISE

Version Novembre 2005

ISTA.ma Un portail au service de la formation professionnelle

Le Portail http://www.ista.ma Que vous soyez tudiants, stagiaires, professionnels de terrain, formateurs, ou que vous soyez tout ue simplement intress(e) par les questions relatives aux formations professionnelle aux mtiers, professionnelle, http://www.ista.ma vous propose un contenu mis jour en permanence et richement illustr avec un suiviquotidien de lactualit, et une varit de ressources documentaires, de supports de formation ,et de documents en ligne ( supports de cours, mmoires, exposs, rapports de stage ) .

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Notre MissionDiffusion du savoir & capitalisation des expriences.

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Notre DfiConvaincre de plus en plus de personnes pour rejoindre notre communaut et accepter de partager leur lus savoir avec les autres membres.

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Module N 12 : Techniques de base du Rseau Informatique

Filire : TSDI

REMERCIEMENTLa DRIF remercie les personnes qui ont contribu llaboration du prsent document. Pour la supervision :MME.BENNANI WAFAE M. ESSABKI NOURDDINE DIRECTRICE CDC TERTIAIRE & TIC CHEF DE DIVISION CCFF

Pour la conception :- OMAR NAINIA Formateur

Pour la validation :- JELLAL ABDELILAH Formateur animateur au CDC Tertiaire & TIC /DRIF

Les utilisateurs de ce document sont invits communiquer la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considration pour lenrichissement et lamlioration de ce programme. Said Slaoui DRIF

OFPPT / DRIF / CDC Tertiaire & TIC

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MODULE 12 : Techniques de base du Rseau Informatique

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour dmontrer sa comptence, le stagiaire doit acqurir les notions fondamentales relatives aux technologies des rseaux selon les conditions, les critres et les prcisions qui suivent. CONDITIONS DEVALUATION

Epreuve de type QCM

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE Justesse des dfinitions, choix et comparaisons effectuer . Respect du temps allou.


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OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT (suite) PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT CRITERES PARTICULIERS DE ATTENDU PERFORMANCE A. Prsenter un rseau Dfinition correcte du concept de rseau et son utilit. Dfinition correcte du modle OSI Amliorations apportes au modle OSI Dfinition adquate des protocoles rseaux ( IP,TCP) B. Prsenter les constituants matriels dun rseau local Prsentation adquate de la structure des supports physiques du cblageo o o

Le cble coaxial La paire torsade La fibre optique

C. Dfinir les topologies des rseaux locaux et les mthodes daccs

Justesse d options et paramtres de configuration de la carte rseau Dfinition correcte des topologies du rseau locaux Dfinition judicieuse des mthodes daccs le le le

D. Dfinir les lments dinterconnexion des rseaux

Dfinition correcte de lutilisation et fonctionnement des Rpteurs Dfinition correcte de lutilisation et fonctionnement des commutateurs Dfinition correcte de lutilisation et fonctionnement des Routeurs Comparaison entre les Rpteurs ,commutateurs et les routeurs Dfinition correcte de lutilisation et fonctionnement des Passerelles Dfinition correcte de lutilisation et fonctionnement des Firewall . Justesse de dfinition des critres fonctionnels du rseau X25 Justesse de dfinition des critres fonctionnels du rseau Frame relay Justesse de dfinition des critres fonctionnels du rseau RNIS Justesse de dfinition des critres fonctionnels du rseau RTC Justesse de dfinition des critres fonctionnels du rseau ATM

le le

E. Explorer le mode de fonctionnement des rseaux telecom


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OBJECTIFS OPERATIONNEL DE SECOND NIVEAU LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIR, SAVOIR -FAIRE,SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR LATTEINTE DE LOBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE : Avant dapprendre prsenter un rseau (A) : 1. sensibiliser le stagiaire au concept du rseau

Avant dapprendre Choisir les constituants matriels dun rseau local

(B) : 2. Expliquer au stagiaire lintrt de prcablage pour une entreprise 3. Expliquer au stagiaire comment faire un choix appropriAvant dapprendre Dfinir les lments dinterconnexion de rseau local

(D) :4.sensibiliser le stagiaire lintrt de connecter les rseaux sur de grandes chelles Avant dapprendre Explorer le mode de fonctionnement des rseaux telecom (E) 5.sensibiliser le stagiaire sur loffre telecom pour chaque rseau de tlcommunication


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Module N 12 : Techniques de base du Rseau Informatique RESUME THEORIQUE


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INTRODUCTION

Un rseau informatique est un ensemble cohrent de matriels et de logiciels pour faire communiquer des quipements informatiques. Ces matriels communiquent entre eux grce un protocole. Un protocole est un ensemble de rgles structures selon lesquels deux entits diffrentes peuvent communiquer sans aucune ambigut. Lobjectif dune telle

communication est de pouvoir partager des informations et des ressources matrielles.

Lobjectif de ce document est de prsenter les concepts de base lis aux rseaux informatiques. Ainsi, en premier lieu, je prsente le modle OSI. En deuxime lieu, les rseaux locaux. La dernire partie de ce document prsente les rseaux tendus. A la fin de ce document, jai mis une liste de bouquins qui mont servi llaboration de ce document.


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A. Histoire et gnralits I.1. Architecture dpendante des constructeurs A lapparition des rseaux informatiques, chacun des constructeurs a conu sa propre architecture de rseau et dvelopp des protocoles propritaires. Par exemple, IBM a propos SNA, DEC a propos DNA Par consquent, ces architectures fonctionnaient trs bien dans lenvironnement propre du constructeur mais la communication devenait trs difficile ds quon veut lier des machines de constructeurs diffrents.

En 1978, lISO (International Standards Organization) a dvelopp un modle standard darchitecture de communication : le modle de rfrence pour linterconnexion des systmes ouverts : Le modle OSI (Open Systems Interconnexion). Il sagit dun modle abstrait qui sert de cadre la description des concepts utiliss et la dmarche suivie pour linterconnexion des systmes ouverts. Les services et les protocoles de communication entre ces systmes sont normaliss par dautres organismes comme le CCITT (Comit Consultatif International pour le Tlgraphe et le Tlphone) actuellement appel UIT-T (Union Internationale des Tlcommunications section des Tlcommunications)

I.2. Approche dun modle orient services Imaginons un avocat dsirant appeler un confrre pour discuter dune affaire. Les tapes suivantes vont tre excutes :

1. Lavocat demande, par linterphone, sa secrtaire de contacter Matre X pour discuter de laffaire Y ; 2. La secrtaire traduit Matre X en un numro de tlphone o joindre le confrre et appelle la secrtaire de celui-ci ; 3. Cette dernire joint Matre X et lui transmet la demande. Si Matre X est daccord, la secrtaire transmet laccord sa correspondante ; 4. La secrtaire appelante confirme lacceptation dappel, met les avocats en relation (bascule la communication) ; 5. Lchange dinformations peut alors commencer.

Dossier


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Avocat A

Avocat B


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Schma1 : Le modle Avocat/Secrtaire

Ce scnario montre les caractristiques essentielles du fonctionnement du modle de rfrence de lISO. Ces caractristiques sont : 1. Le modle rpartit des fonctions diffrentes en couches (Diviser pour mieux rgner). Chaque couche remplit une tache dtermine. Chaque couche est charge de rendre un service spcifique la couche suprieure. Par exemple, la secrtaire rend le service didentification (Matre X est identifi par un n de tlphone) et de mise en relation des entits communicantes (les avocats). 2. La mise disponibilit du service de niveau N (la mise en relation tlphonique) la t par une demande express du niveau suprieur (lavocat appelant) et par une acceptation explicite de la connexion (N-1) par le niveau N de lentit communicante distante (lavocat appel) ;

N+1

N+1

N

N

N1

N1

Schma2 : La communication entre les niveaux

3. Concrtement, lchange dinformation seffectue verticalement par des donnes


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de services (primitives de services) via le rseau tlphonique. Alors que logiquement, le dialogue entre avocats est un dialogue horizontal selon certains rgles (protocoles).

I.3. Concepts ayant conduits la modlisation Le modle Avocat/Secrtaire illustre les mcanismes fondamentaux du modle de rfrence :

Modle de rfrence Dcoupage du systme dchange dinformations en couches ; Chaque couche est ddie une tache spcifique accomplir dans le

Modle Avocat/Secrtaire Lavocat par ses connaissances

juridiques est au service du dossier ; La secrtaire par ses connaissances organisationnelles sait o joindre lautre avocat. La secrtaire (Niveau N) assure la mise en communication des deux avocats, la demande de lun et aprs lacceptation de lautre. Le rseau tlphonique sert de support

processus dchange. La mise en relation des entits communicantes seffectue par mise en relations successives dentits de niveau infrieur : une couche N pour entrer en relation avec la couche N distante, demande la couche N-1 de la mettre en relation (connexion N-1), lchange de donnes de la couche N seffectue sur la connexion N-1. Le service rendu par la couche N-1 est accessible par un point daccs identifi (adresse) qui sert dinterface entre les deux services.

lchange (Niveau N-1).

Pour

obtenir

son

correspondant,

lavocat appelant a requis les services de sa secrtaire en lappelant linterphone (point daccs aux

services de la secrtaire). Un dialogue spcifique, rpondant des rgles prcises (protocole de couche) stablit entre couches Le dialogue entre avocats se droule selon des rgles dictes par le code civil et le code de procdure

homologues distantes.

judiciaire ; Le dialogue entre les secrtaires se


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Modle de rfrence

Modle Avocat/Secrtaire ralise selon les usages tlphoniques.

Tableau1 : Analogie entre le modle de rfrence et le modle Avocat/Secrtaire (concepts) II. Le modle de rfrence OSI II.1. Description gnrale Le modle de rfrence OSI comprend deux ensembles de couches : les couches hautes et les couches basses. Les couches hautes sont charges dassurer linter fonctionnement des processus applicatifs distants. Ce sont les couches orientes application. Les couches basses fournissent aux couches hautes un service de transport de donnes fiable. Ce sont les couches orientes transport (ou transfert).

La couche frontire entre les deux ensembles contrle que les donnes arrives destination sont correctes (contrle de bout en bout). Les couches infrieures nassurent un transfert que de proche en proche entre les systmes.

Ainsi, le modle de rfrence OSI est constitu des sept couches suivantes : 1. La couche physique ; 2. La couche liaison de donnes ; 3. La couche rseau ; 4. La couche transport ; 5. La couche session ; 6. La couche prsentation ; 7. La couche application.

II.2. Structuration dune couche Une couche N procure le service N la couche N+1 au moyen dun protocole de niveau N ; Le service de la couche N est fourni par une entit du niveau N ; Les services de la couche N sont offerts la couche N+1 via un point daccs.


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SAP N+1 Entit N+1 utilise

SAP N

Couche N+1 Couche NEntit N

SAP N

Service N

fournit SAP N-1

SAP N-1

Schma3 : Structuration en couches

II.3. Encapsulation des donnes Les donnes manipules par une couche et envoyes lentit homologue constituent une unit de donnes (Data Unit) ; La couche de niveau (N+1) utilisatrice des services de niveau (N) adresse la couche N, des units de donnes de service notes (N) SDU (Service Data Unit) ; Pour la couche N, les donnes entrantes sont considres comme utilisatrices du service (N). La couche (N) ajoute un en-tte spcifique au protocole utilis PCI (Protocol Control Information), permettant lentit homologue distante de traiter ces donnes (N) ; La concatnation de la (N) SDU et du PCI constitue une (N) PDU (Protocol Data Unit) ou unit de donnes du protocole de niveau (N) :

La communication virtuelle entre deux entits (N) distantes seffectue grce au protocole (N) qui permet lchange des (N) PDU au moyen des demandes de service (N-1) adresss la couche (N-1). Chaque couche ajoute un en-tte aux donnes quelle reoit.

DATA Niveau N+1 Niveau N (N) PCI (N) PDU (N) SDU


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Niveau N-1

Schma4 : Encapsulation des donnes

Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison Physique

H6 H6 H5 H5 H6 H4 H4 H5 H6 H3 H3 H4 H5 H6 H2 Bits transmettre Schma5 : Encapsulation des donnes dans le modle OSI

H7 H7 H7 H7 H7 H7

Donnes Donnes Donnes Donnes Donnes Donnes Donnes

II.4. Primitives de service La couche N+1 utilise les services de la couche N laide de primitives de services de la couche N. Une primitive est linteraction lmentaire travers laquelle lutilisateur et le fournisseur de services dialoguent. Ces primitives sont classes en quarte catgories :

Demande : Invocation dune procdure par un utilisateur de services (dpt dune lettre avec accus de rception) ; Indication : Notification de cette demande par le fournisseur de service (Remise de la lettre au destinataire) ; Rponse : Primitive servant un fournisseur de service de rpondre une indication (signature de laccus de rception) ; Confirmation : Primitive permettant un fournisseur de service de terminer une procdure initialise au pralable par une primitive de demande (remise de laccus de rception par le facteur lmetteur de la lettre).


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Request

Confirm

Response

Indication

Niveau N

Niveau N

Schma6 : Primitives de service

Le tableau ci-dessous prsente lutilisation des primitives dans le modle Avocat/Secrtaire : Modle de rfrence Request (demande) Modle Avocat/Secrtaire Lavocat Y demande tre mise en communication avec lavocat X. (Echange de donnes de niveau N) Indication Lavocat X est inform de la demande de

communication tlphonique. (Demande de connexion au niveau N-1) Response (Rponse) Lavocat X accepte la communication. (Acceptation dune connexion de niveau N-1) Confirmation (Confirm) Lavocat X est inform de lacceptation. La

communication tlphonique est tablie. (Connexion de niveau N-1) Tableau2 : Les primitives du modle Avocat/Secrtaire III. La couche physique III.1. Dfinition Le but de la couche physique est dassurer le transfert de bits dinformations entre deux quipements terminaux travers un support de transmission. Elle fournit linterface avec le support physique sur lequel elle transmet un train de bits. Ainsi, elle dfinit les caractristiques physiques du rseau : le type de cbles pour interconnecter lensemble dun systme, le type et la forme de connecteurs utiliser sur ces cbles avec les cartes rseauetc.


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III.2. Services fournis la couche liaison de donnes Ltablissement et la libration de la connexion physique ; La transmission des trains de bits ; Lidentification des extrmits de la connexion physique ; Le maintien en squence des bits transmis ; La notification du drangement.

La qualit du service rendu la couche liaison de donnes dpend des supports utiliss. Elle est caractrise par le dbit offert, le dbit effectif, le taux derreurs et la disponibilit du support.

III.3. Normes relatives la couche physique La transmission des donnes met en uvre des quipements dextrmit et des lments dinterconnexion. 3 1Collecteur de donnes de la source Contrleur de communication

2ETCD ETCD

4

Contrleur de communication

Collecteur de donnes de la source

5 6 1 : ETTD 4 : Ligne de transmission 2 : Interface ou jonction 5 : Circuit de donnes 3 : Station de donnes 6 : Liaison de donnes

Schma7 : Composants dune liaison de donnes La liaison de donnes est constitue des lments suivants: Les ETTD (Equipement Terminal de Traitement de Donnes) : appels aussi DTE (Data Terminal Equipement) qui reprsentent les quipements dextrmit. Les ETTD sont dots de circuits particuliers (dans les cartes) pour contrler les communications ou le dialogue; Les ETCD (Equipement Terminal de Circuit de Donnes) : appels aussi DCE (Data Circuit Equipement). Ce sont des quipements dinterconnexion. Ils ralisent ladaptation entre les quipements dextrmit et le support de transmission. Les ETCD ralisent des fonctions lectroniques. Ils modifient la nature du signal mais pas sa signification; La jonction : Cest linterface entre lETTD et lETCD. Elle permet lETTD de grer lETCD pour assurer le droulement des communications : o Etablir le circuit ; o Initialiser la transmission ;Page : 15


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o Echanger les donnes ; o Librer le circuit. Linterface ETTD/ETCD est dfinie selon quatre critres : o Linterface mcanique : qui dtermine le connecteur physique : sa forme, le nombre de ses broches, leur disposition lun par rapport lautre; o Linterface lectrique : qui dtermine les niveaux lectriques des signaux qui transitent par la jonction ; o Linterface fonctionnelle : spcifie la signification et les fonctions remplies par les circuits affects chacune des broches. Quatre type de fonctions sont dfinies : le transfert de donnes, les signaux de commande, les signaux de synchronisation et les masses; o Linterface procdurale : dfinit les procdures de commande et dchange. Le support ou la ligne de transmission.

Les normes relatives la couche physique sont les normes relatives aux jonctions et aux ETCD. Les principales interfaces normalises sont : o V24, X21, X21Bis (CCITT). o RS232, RS449, RS442, RS423A (EIA); Les modems les plus utiliss sont : o V34, V32, V32Bis en transmission de donnes ; o V27ter, V29 pour le fax ; o V23 Minitel. Exemple de linterface V24 : Elle utilise un connecteur DB25 (25 broches) ; Les niveaux logiques sont reprsents sur la figure ci-dessous :

+25 V

0 logique+3 V 0V -3 V

1 logique-25 V Graphe1 : Schma des caractristiques lectriques de la norme V24 Les caractristiques fonctionnelles sont :N de N de broche Dsignation Abrviation


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Module N 12 : Techniques de base du Rseau Informatiquecircuit CCITT 101 102 103 104 105 106 107 108 109 113 114 115 125 142 EIA AA AB BA BB CA CB CC CD CF DA DB DB CE ISO 2110 1 7 2 3 4 5 6 20 8 24 15 17 22 25 Franais Terre de protection Terre de signalisation Emission de donnes Rception de donnes Demande pour mettre Prt mettre Poste de donnes prt Terminal de donnes prt Dtection de porteuse Base de temps mission (ETTD) Base de temps mission (ETCD) Base de temps rception (ETCD) Indication dappel Indication dessais ou de tests TP TS ED RD DPE PAE PDP TDP DP

Filire : TSDIAnglais PG SG TD RD RTS CTS DSR DTR DS

IA

RI

Tableau3 : Caractristiques fonctionnelles de V24 Les circuits sont classs dans quatre catgories : Les circuits de masse, les circuits de transfert, les circuits de commande et les circuits de synchronisation et de tests. Voici la signification de la fonction des principaux circuits: o 103 : Circuit par lequel lETTD transmet lETCD les donnes ; o 104 : Circuit par lequel lETCD transmet lETTD les donnes reues ; o 105 : Circuit par lequel lETTD demande lETCD de sapprter recevoir des donnes par le 103 pour les mettre sur la ligne ; o 106 : Circuit par lequel lETCD signale quil est prt mettre sur la ligne les donnes qui lui parviendront de lETTD ; o 107 : LETCD indique quil est en fonction et prt recevoir les commandes en provenance de lETTD ; o 108 : Circuit par lequel lETTD demande lETCD de se connecter sur la ligne ; o 109 : Signale que le signal reu par lETCD est conforme ce quil attendait ; o 110 : Signale que des erreurs ont t reues sur la voie de donnes. Un exemple de droulement de la communication : 1. Mise sous tension de lETTD : il est prt. Pour cela, il prsente sur la jonction linformation : Terminal de donnes prt sous la forme dun tat logique 1 sur la broche n 20 ; 2. Lorsque lETCD (Modem) est aliment en nergie, il prsente sur la jonction linformation : Poste de donnes prt sous la forme dun tat logique 1 sur la broche n 6; 3. Le modem dtecte la prsence de la porteuse sur la ligne de transmission, il signale cet vnement lETTD sur le circuit DS laide de la broche n 8 ; 4. LETTD indique au modem son intention de transmettre des donnes sous la forme dun tat logique 1 sur la broche n 4 ; 5. Le modem envoie un signal : Prt mettre au moyen de la broche n 5 ; 6. LETTD commence lmission en utilisant la broche n 2.


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Remarque : Le point 3 concerne la rception. Le point 4 concerne lmission. Ils ne se passent pas forcment dans lordre indiqu ci-dessus.

IV. La couche liaison de donnes IV.1. Dfinition Le but principal de la couche liaison de donnes est dassurer le contrle logique de la liaison de donnes. Elle fournit un service de point point (le transfert et le contrle de la transmission sur une liaison entre nuds adjacents directement connects). Elle dfinit les units de donnes envoyer (trames), leur format et leur taille. Chaque trame est affecte dune adresse et dun champ de contrle pour dtecter dventuelles erreurs. Elle dfinit les protocoles daccs des machines au support. Elle soccupe aussi du contrle de flux de donnes. Bref, cette couche sassure que la transmission seffectue sans problmes.

IV.2. Services fournis la couche rseau Etablissement, maintien et libration de la connexion logique tablie entre deux points daccs au service de liaison de donnes ; Fourniture didentificateurs dextrmit ; Dlimitation et transfert des donnes en assurant : o Le maintien en squence ; o La dtection et correction derreurs ; o La notification des erreurs non corriges ; o Le contrle de flux.

La qualit de services fournis la couche rseau sexprime par le taux derreurs rsiduelles (non corriges) : nombre de bits errons / nombre de bits transmis.

IV.3. Protocoles relatifs la couche liaison de donnes Parmi les premiers objectifs des protocoles de liaison est de fournir les rgles de dlimitation des informations transmises. Le deuxime objectif consiste dfinir des rgles dchange de donnes ou de commandes qui vitent ou rsolvent les cas de collision. En dernier lieu, le protocole doit pouvoir contrler le bon acheminement des donnes sans perte ni duplication et ce de faon transparente. Lun des protocoles les plus utiliss de la couche liaison de donnes est le protocole HDLC (High Level Data Link Control). Lunit de transfert de HDLC est la trame. Une trame HDLC a la structure suivante :8 0 7 1 6 1 5 4 3 1 1 1 Adresse 2 1 1 0


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Module N 12 : Techniques de base du Rseau InformatiqueCommande Information -----------------FCS FCS 1 1 1 1 1 1

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0

0

Le train binaire ou la trame HDLC comporte une enveloppe qui dlimite le dbut et la fin dune trame et qui permet didentifier un bloc significatif de bits. Elle contient aussi des champs structurs permettant de vhiculer les informations de contrle du protocole de la couche DLC et les donnes provenant de la couche rseau : 1. Drapeau dbut (FLAG) : 8 bits binaires particuliers. La rception de cette configuration indique obligatoirement une limite de trame (dbut ou fin); 2. Adresse-8 bits : Ce champ dpend du type de la trame. Il indique lidentification de la station secondaire destinataire dune trame dinformation ou bien la station mettrice dune trame de supervision; 3. Commande-8 bits : Indique le type de trame : dinformation, de supervision et non numrote : Les trames dinformation : charges de vhiculer les SDU du rseau (trame I); Les trames de supervision : permettent de vhiculer des commandes ou des rponses lies au contrle derreur et de flux (trame S); Les trames non numrotes : supportent les commandes ou les rponses de gestion de la liaison telles que ltablissement ou la rupture dune connexion de liaison (trame U). 4. Information : Cette zone de longueur variable contient la SDU du niveau rseau; 5. FCS (Frame Check Sequence) : de 16 bits. Il est form dun code de redondance qui porte sur les champs C A I dcrits ci-dessus. Le contenu de ce champ est donc le rsultat dun calcul effectu sur le contenu de la trame. La procdure HDLC effectue le mme calcul lors de la rception dune trame et suivant la comparaison entre les deux champs, le rcepteur accepte ou ignore la trame ; 6. Drapeau de fin de trame : Ce champ marque la fin dune trame. Remarque : Si le champ Information contient une succession de bits qui ressemble au drapeau, il y a insertion automatique du bit 0 aprs chaque srie de 5 bits successifs 1 ; Lorsque la longueur du champ Information augmente, lintrt du champ FCS diminue.

V. La couche rseau V.1. Dfinition Elle assure le transfert de donnes entre deux systmes dextrmit travers un ou plusieurs sous rseaux physiques (systmes relais). Elle fournit le service de routage qui consiste chercher le chemin optimum pour envoyer un message.


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V.2. Services fournis la couche transport Connexion de niveau rseau ; Adressage et acheminement de paquets ; Le routage ; Multiplexage de connexions ; Segmentation et groupage de paquets ; Dtection et correction des erreurs non rsolues par la couche liaison ; Maintien en squence ; Contrle de flux.

Remarque : Il nest pas ncessaire que deux couches utilisent le mme standard pour les couches physiques et liaison de donnes.

V.3. Protocoles relatifs la couche rseau Plusieurs protocoles sont utiliss au niveau de cette couche. Lun des plus utiliss actuellement est Internet Protocol (IP) qui sera tudi dans un autre support.

VI. La couche transport VI.1. Dfinition Il gre la communication de bout en bout. Elle garantit aux couches hautes un transfert fiable et transparent de donnes. Bref, il fournit un service de transfert fiable de bout en bout. Son rle aussi est doptimiser lutilisation des services rseau disponibles afin dassurer moindre cot les performances requises par la couche 5

VI.2. Services fournis la couche session Etablissement de la connexion logique ; Contrle de flux ; Dtection et correction derreurs.

VI.3. Protocoles relatifs la couche transport Lun des protocoles les plus utiliss ce niveau est le protocole Transmission Control Protocol (TCP) qui sera tudi dans un autre support.


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VII. La couche session VII.1. Dfinition Elle permet dtablir une connexion entre deux applications situes sur des ordinateurs diffrents. Ces applications ouvrent, utilisent et ferment une session. La couche gre les modalits du dialogue. VII.2. Services fournis aux couches suprieures Etablissement de sessions entre les nuds du rseau : une session doit tre tablie avant que des informations puissent tre transmises sur le rseau ; Gestion et synchronisation du dialogue entre les entits communicantes.

VII.3. Normes relatives la couche session Les fonctionnalits de cette couche sont implmentes au niveau du systme dexploitation rseau (Network Operating System). Par exemple, Windows 200X Server, Unix,etc.

VIII. La couche prsentation Elle se charge de convertir les informations transmises par le rseau dun type de reprsentation dans un autre. La couche application na pas se soucier du format des donnes transmises. Cette couche peut convertir les donnes (cryptage), les compresseretc.

IX. La couche application Cest le point de contact entre lutilisateur et le rseau. Elle concerne les techniques que les programmes dapplication utilisent pour communiquer avec le rseau. Exemple : http (Hyper Text Transfert Protocol), FTP (File Transfert Protocol)etc. A ce niveau, ce sont les systmes dexploitation rseau qui oprent. A ne pas confondre avec des programmes dapplication tels que Word ou Excel.


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B. LES RESEAUX LOCAUX : Un rseau local est un rseau informatique priv, limit une rgion gographique restreinte dont le rayon ne dpasse pas quelques kilomtres. On parle de rseau LAN ou Local Area Network. Parmi les avantages dun rseau local, il y a le partage de ressources matrielles, de donnes, de logiciels, de la messagerie lectroniqueetc.

Le but de ce document est de dcouvrir ce quest un rseau local, les diffrentes topologies possibles dun rseau local, les modes daccs, les supports de transmission, les connecteurs, le cblage, le modle OSI pour les rseaux locaux et la norme IEEE 802.


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I. TOPOLOGIE PHYSIQUE

I.1. Dfinition

La topologie physique dun rseau dtermine la manire dont les nuds sont connects entre eux par le cble de la liaison.

I.2. Topologie en bus

Un bus utilise un cble unique auquel est attach tous les nuds (stations, serveurs, imprimantes, etc.). Linformation est transmise sur le bus sous la forme de paquets, chacun deux contient ladresse du destinataire ainsi que le message. Celui-ci est envoy sur le cble tous les nuds. Le nud rcepteur devra tre en mesure de reconnatre sa propre adresse dans le paquet. Seulement un certain nombre de nuds peut tre attach sur le cble parce que chaque fois quune connexion est ajoute, le signal dorigine est en partie attnu. De plus, les attnuations et les dlais engendrs par le cble vont limiter sa longueur.

Schema1 : Topologie en bus


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Une variante de la topologie en bus est la topologie en chane. :

Schema2 : Topologie en chane

Chaque terminal est en relation avec le terminal prcdent et le terminal suivant. Un botier de raccordement assure la liaison avec le cble.

Les points forts de cette topologie sont : Un seul cble effectue la liaison entre les postes : ce qui constitue une conomie pour les cbles ; Elle convient des rseaux sans partie centrale bien dfinie : le serveur peut tre nimporte o sur le cble ; Lajout de nouvelles prises est ais.

Les points faibles sont : Elle est difficile de la mettre en uvre si la disposition gographique ne sy prte pas ; En cas de coupure de la ligne, toute ou partie du bus est en panne ; Elle est difficile de localiser des pannes. Pour cela, il faut inspecter tous les nuds pour vous assurer que tous les cbles sont bien en place et correctement serrs ; Au fur et mesure quon ajoute des postes, le signal saffaiblit sur le rseau. Par consquent, cette topologie nest pas convenable pour les rseaux longue distance.


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I.3. Topologie en anneau

Lanneau est constitu de plusieurs liaisons point point. Chaque poste est connect au suivant pour former une boucle ferme. Linformation circule dun nud lautre dans un seul sens. Chaque station, son tour, analyse le paquet reu pour vrifier si linformation lui est destine ou non. Soit quil accepte le message ou rgnre le signal et le retransmet au nud suivant.

Schema3 : Topologie en anneau

Les points forts de cette topologie : Elle assure une trs bonne scurit. En cas de panne, seule la partie dfectueuse interrompt son travail ; Lajout ou la suppression dun poste ne ncessite pas larrt du rseau ; Le serveur peut se trouver nimporte quel endroit du rseau ; Elle autorise des dbits levs et convient aux grandes distances (rgnration du signal par chaque station).

Quant aux points faibles: Lanneau est sensible la rupture de la boucle. Les consquences dune telle rupture peuvent tre prises en compte en ralisant un double anneau ; Le cot est assez lev pour le cblage surtout si on opte pour le double anneau.


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I.4. Topologie en toile

Dans cette topologie, le rseau correspond la configuration Terminal/Site central. Cest un rseau de n liaisons point point o chaque nud est connect directement sur un contrleur central qui agit comme lment principal pour la rpartition des informations.

Cette topologie fonctionne selon deux mthodes : Etoile passive o tout le cblage est runi dans un botier (rpartiteur). Le rpartiteur nest dot daucun lment actif ; Etoile active ou le rpartiteur est dot dun lment actif permettant de reconnatre le signal et sa destination. Cette mthode est plus intressante car les donnes ne vont pas lensemble des postes comme dans le cas de la topologie en bus.

Schema4 : Topologie en toile

Les points forts de cette topologie sont : Localisation aise des incidents (lampe qui steint); Rseau et locaux distribus en toile.

Quant aux points faibles, ils sont : Si le nud central est dfaillant, la totalit du rseau est en panne ; Les performances du rseau dpendent des capacits du nud central ;


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Lajout de nouveaux points de connexion ncessite le passage de nouveaux cbles.

I.5. Topologie en hirarchie

Cest une drive du rseau en toile. Elle consiste relier des rseaux toile entre eux par des concentrateurs (hub) ou des commutateurs (switchs) jusqu un nud unique. Essentiellement utilis dans les rseaux locaux.

Schma5 : La structure hirarchique de la topologie maille

I.6. Topologie maille

Cest une topologie dans laquelle deux stations du rseau peuvent tre mises en relation par diffrents chemins. La mise en relation est effectue par des commutateurs.

Schema6 : Topologie maille


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Les points forts de cette topologie sont : Elle est trs rsistante la dfaillance dun nud ; Elle autorise une optimisation de lemploi des ressources en rpartissant la charge entre les diffrents nuds.

II. MODES DACCES

II.1. Dfinition

Pour viter le problme de conflit et de collision, le mode daccs dtermine qui, un instant donn, a le droit dmettre ses donnes sur le rseau.

II.2. Protocoles ALOHA

II.2.1. Pur Aloha

Apparu en 1970, son principe est de laisser les utilisateurs transmettre en toute libert ce quils ont mettre. Sil y a des collisions, les trames seront dtruites. De par le fonctionnement dun rseau de diffusion, lmetteur peut couter le rseau et savoir si sa trame tait dtruite ou non. Si tel est le cas, lmetteur attend un dlai et retransmet la trame concerne.

II.2.2. Aloha discrtis

En 1972, une nouvelle mthode permettant damliorer la capacit de transmission dun systme Aloha a t publi. Elle consiste diviser le temps en intervalles rptitifs de dure constante. Cette dure correspond la dure de trame (= longueur/dbit). Pour tablir cette synchronisation entre les utilisateurs, une station met un signal intervalle de temps rgulier, indiquant le dbut de chaque intervalle de temps. Bref, pour mettre, il faut attendre le signal de dbut de lintervalle de temps.


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Avec Aloha pur, le mieux que lon espre correspond une occupation russie du canal de lordre de 18%. Avec Aloha discrtis, cela correspond 37% dintervalles de temps non utiliss, 37% aux transmissions russies et 26% de collisions.

II.3. Protocoles CSMA (Carrier Sense Multiple Access : Accs Multiple par coute de la porteuse)

II.3.1. CSMA Persistant

Dans cette catgorie, les protocoles reposent sur le rsultat de lcoute de ce qui se passe sur le support de transmission. Le principe est le suivant : Lorsquune station dcide dmettre une trame, elle coute ce qui se passe sur la ligne. Si elle dj occupe par une autre station, la station attend le moment o elle deviendra disponible en maintenant lcoute. Ds que le canal devient libre, la station peut mettre une trame. Si une collision se produit, la station observe une dure de pause variable et alatoire avant de tenter de nouveau. Si deux stations attendent et mettent au mme temps, une collision se produit mais au moins, les deux stations ont eu la gentillesse dattendre que la troisime station termine la transmission de ses donnes.

II.3.2. CSMA non persistant

Dans ce cas, la station est moins presse. Si le canal nest pas disponible, la station ne reste pas en coute. Elle observe une priode dattente de dure alatoire et rpte le scnario prcdent (coute avant mission). Cette mthode permet une meilleure utilisation du canal mais avec des temps dattente plus long que le CSMA persistant.

II.3.3. CSMA/CD avec dtection de collision

CSMA persistant et non persistant apportent des amliorations par rapport Aloha car ils sabstiennent dmettre si une autre station est entrain dmettre. CSMA/CD permet, en plus, une station constatant quelle est en conflit avec une autre de cesser immdiatementOFPPT / DRIF / CDC Tertiaire & TICPage : 29

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dmettre. Cette mthode permet de gagner du temps et donc rduit la quantit dinformations inutilisables effectivement transmises.

Les points forts de CSMA/CD : Il est indiqu en cas de faible trafic ; Il privilgie le poste qui envoie de longs messages.

Les points faibles sont : Il est dusage difficile en cas de forts dbits ; Les dlais dacheminement des donnes sont alatoires.

II.4. Anneau jeton

A loppos de CSMA/CD, le jeton passe de poste en poste. Celui qui souhaite envoyer des donnes doit attendre larrive du jeton. Les dlais de transmission sont extrmement prcis.

Les points forts de ce mode daccs sont : Fonctionne particulirement en cas de forts dbits ; Le dlai de transmission est constant ; Il y a une trs bonne fiabilit de la mthode grce labsence de collisions.

III. SUPPORTS DE TRANSMISSION

III.1. Cble coaxial

III.1.1. Dfinition

Appel aussi Le cble BNC. Il est constitu de deux conducteurs concentriques maintenus distance constante par un dilectrique. Le conducteur externe a pour rle de protger le conducteur interne des interfrences.


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Schma7 : Cble coaxial

III.1.2. Caractristiques

Le cble coaxial possde des caractristiques lectriques suprieures celles de la paire torsade. Il autorise des dbits plus levs et est peu sensible aux perturbations lectromagntiques extrieures ;

Le taux derreur est de 10-9 ; Il est largement utilis dans les rseaux locaux en transmission analogique ou numrique ; Il est utilis pour raliser des liaisons longues distances, on parle de coaxial large bande (bande plus large que 4 kHz) ; Il prsente une bonne rsistance aux parasites mais il est cher et exigent en contraintes dinstallation (problme de rayon de courbureetc.). De ce fait, il nest plus utilis que dans des environnements perturbs. Dans les rseaux locaux, il est remplac par la paire torsade et dans les liaisons longues distances par la fibre optique ;

Son dbit peut atteindre 10 Mb/s sur une distance de 1 km. Le dbit peut tre plus lev sur une distance infrieure 1km et moins lev sur une distance suprieure 10km.


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III.1.3. Types de cble coaxial

Il existe quatre types de cbles coaxiaux. Chacun dentre eux est utilis dans un type particulier du rseau local. RG11 ou cble coaxial pais (thick), il est aussi appel Ethernet ou le 10base5; RG-58 A/U ou cble coaxial fin, il est aussi appel 10base2 ; RG-59/U qui est utilis pour les cbles TV ; RG-62/U qui est utilis pour les terminaux IBM.

Remarque :

Le cble coaxial est mieux adapt pour la topologie physique en bus.

III.2. Cbles lectriques paires torsades

III.2.1. Dfinition

Il est constitu de deux conducteurs en cuivre identiques isols lun de lautre et torsads c'est--dire enrouls de faon hlicodale autour dun axe de symtrie longitudinal. Gnralement, plusieurs paires sont regroupes sous une enveloppe protectrice appele gaine pour former un cble. Cet enroulement autour de laxe permet de rduire les consquences des inductions lectromagntiques parasites provenant de lenvironnement dans lequel la paire torsade remplit sa fonction de transmission.

Schema8 : la paire torsade


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La paire torsade peut tre utilise aussi bien pour la transmission des signaux binaires (digitaux) que pour des signaux analogiques ; Son faible cot et sa large plage dutilisation fait que les cbles paires torsades sont largement utiliss pour la transmission de linformation ; Son point faible est quil est sensible aux interfrences moyennes si elle nest pas blinde ; Le dbit peut atteindre quelques dizaines de kbits sur quelques km (64 kb/s). Dans un rseau local, le dbit peut atteindre jusqu 100 Mb/s sur 100 m. Au-del de 100 m, il faut mettre des rpteurs pour rgnrer le signal.

III.2.3. Types de cble de la paire torsade

Il existe cinq catgories de paire torsade : Catgorie1 : Cest du simple fil de tlphone. Il est mauvais comme support de transmission pour un rseau. Sa seule qualit est dtre torsad; Catgorie2 : Cble destin aux transmissions vitesse moyenne (< 4 Mb/s). Ces spcifications sont semblables celles du cble IBM de type 3 pour la transmission de voix et de donnes ; Catgorie3 : Cble souvent choisi dans les rseaux locaux. Il est utilis pour des transmissions jusqu 10 Mb/s ; Catgorie4 : Cble utilis pour les transmissions 16 Mb/s ; Catgorie5 : Ce cble est destin aux rseaux trs rapides. Avec le blindage, la vitesse de transmission maximum est de 100 Mb/s. Aujourdhui, on ninstalle que du cble catgorie5 non blind (UTP-Unchielded Twisted Pairs) ou blind (STP-Shielded Twisted Pairs) munis de connecteurs RJ45.

Remarque :

Le cble de la paire torsade est mieux adapt pour la topologie physique en toile.


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III.3. Fibre optique

III.3.1. Dfinition

Il sagit dun conducteur de signaux lumineux. Le matriau de base est la silice ou le plastique. Un systme de transmission par fibre optique met en uvre : Un metteur de lumire (transmetteur) constitu dune diode lectroluminescente ou dune diode laser qui transforme les impulsions lectriques en impulsions lumineuses ; Un rcepteur de lumire constitu lumineuses en signaux lectriques ; Une fibre optique. dune photodiode qui traduit les impulsions

Schema9 : Fibre optique

Remarque :

Allez ladresse http://129.194.9.11/%7Elhaire/fibre/html/index.htm pour voir des squences vido sur la fabrication de la fibre optique.


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Dbit lev qui peut atteindre 1 Gb/s sur 10 km ; Insensibilit aux parasites lectriques et magntiques (mais pas mcaniques); Attnuation du signal est trs faible ; Une trs bonne scurit grce labsence du rayonnement lextrieur et la difficult de se mettre lcoute ; Lgret du support.

Toutes ces caractristiques font de la fibre optique le support privilgi dans le domaine des tlcommunications haut dbit et grande distance, les applications aronautiques et navales et les transmissions des donnes en milieu perturb. Ceci dit, les deux inconvnients de la fibre optique reste le cot et la difficult dinstallation.

III.4. Supports non filaires

Il existe deux principaux types de supports non filaires: gostationnaire et hertzienne. Gostationnaire : Il sagit de satellite situ 36 000 km de la terre. Un satellite est tout simplement un nud du genre Hub. Son intrt particulier est de pouvoir couvrir des zones gographiques importantes. La scurit de ce support est faible car n'importe qui peut capter les ondes mises ; Hertzienne : Il se base sur les frquences radio. Il utilise la bande de frquence 2,4 GHz et la norme 802.11b. Ce qui autorise une performance thorique de 11 Mbits/s pour une distance de 200 mtres.


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IV. CONNECTEURS

IV.1. Dfinition

Pour attacher un ordinateur un cble, il faut un connecteur adapt la carte rseau et au cble utilis. Chaque type de cble utilise un connecteur diffrent. Les connecteurs les plus rpandus sont :

IV.2. Connecteur BNC (Basic Network Connector)

Il est utilis essentiellement avec le cble coaxial. Il contient trois parties : Connecteur en T : Il sert relier le cble la carte ; Connecteur BNC : Sert relier les cbles ensemble et les connecter au connecteur T ; Terminateur BNC : Sert terminer les extrmits dun rseau. Il force les paquets sarrter en les absorbant. Sinon, ces paquets ralentissent le rseau et abment les bonnes donnes circulant sur le rseau.

Schma10 : Connecteur BNC


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IV.3. Connecteur Dix

Il est souvent utilis avec Token Ring. Une de ses extrmits va la carte rseau et lautre va lunit daccs multiple (MAU ou Multiple Access Unit).

Schma 11 : Cble avec connecteur DIX

IV.4. Connecteur RJ45

Il est utilis essentiellement avec les cbles en paires torsades (UTP). Le connecteur se branche dune extrmit sur la carte rseau et de lautre soit dans une prise murale ou sur un hub.

Schema12 : Connecteur RJ45

IV.5. Connecteur fibre optique

Schma13 : Connecteur fibre optique


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V. CABLAGE DUN RESEAU LOCAL

V.1. Gnralits

Cbler un immense immeuble consiste simplement installer un ensemble de cbles informatiques, appels courants faibles, et de cbles lectriques appels courants forts. Le cblage courant faible permet de transporter de la voix (tlphonie), des donnes (rseaux locaux) et de la vido (visioconfrence). Pour cbler un local, on distingue entre deux mthodes : Postcblage : Il consiste cbler au coup par coup en fonction des besoins du moment. Au fur et mesure, on va se trouver avec une varit de cblages propritaires et spcifiques linstallateur du rseau. De telle mthode va impliquer des frais de fonctionnement et dexploitation importants ; Prcblage : Il consiste viter les extensions au fur et mesure des besoins. Il sagit essentiellement de doter un btiment de lensemble des cbles et de la connectique ncessaire et suffisante pour permettre aux utilisateurs de se connecter nimporte o et avec nimporte quel matriel. Avec le prcblage, le rseau est caractris par des quipements unifis.

V.2. Inventaire de lexistant

Visiter les locaux concerns par le cblage en demandant un plan du local ; Localiser les gaines existantes ; Localiser les faux plafonds et faux planchers ; Connatre avec prcision les perturbations magntiques ; Dnombrer les personnes concernes ; Localiser les postes de travail ; Recenser les matriels, priphriques et logiciels.


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V.3. Analyse des besoins

Selon lexistant et le besoin exprim, prserver les quipements utiles pour le nouveau rseau ; Optimiser les ressources : imprimantes, logiciels etc. Prvoir lvolution gographique (Au lieu de cbler quelques bureaux, est ce quil ne sera pas judicieux de cbler tous les bureaux) ; Prvoir lvolution fonctionnelle ; Augmenter la qualit de service. Par exemple, rduire le temps de rponse ; Faciliter lexploitation du rseau.

V.4. Dtermination des flux dinformations

Evaluer les flux dchange maximum entre les postes de travail ; Architecturer le rseau pour permettre le meilleur temps daccs aux ressources et services ; Raisonner en terme dapplications sur le rseau ; Etudier la possibilit de segmenter le rseau pour sparer les flux.

V.5. Spcification des contraintes techniques

Dterminer les espaces cbler; Dterminer les chemins de cbles; Concevoir des locaux de rpartition. Par exemple, au lieu de centraliser tout le cblage dans un seul local, on conoit un local de rpartition pour chaque tage; Dfinir lemplacement des diffrents lments du cblage : prises, cbles, rpartiteursetc. ; Sparer les fluides : courants forts et courants faibles, Dfinir la mise terre.


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V.6. Terminologie

Le but de ce paragraphe est de prsenter les diffrents termes utiliss dans le cblage dun rseau local : Rpartiteur : le point central dun cblage. Cest le point o seffectuent les diffrents raccordements vers un lment actif ou une rocade ; Cblage capillaire : Lensemble des cbles entre les prises et le rpartiteur ; Cordon de poste : Cordon permettant de raccorder un poste de travail sur une prise ; Cordon de brassage : Cordon permettant de faire le lien entre un point du rpartiteur et un lment actif; Elment actif : Equipement dterminant lutilisation du cblage. Par exemple, autocom pour la tlphonie, Hub pour un LAN Ethernet, MAU pour un LAN Token Ring etc.

V.7. Normes du cblage

Pour pouvoir dterminer la qualit du cblage, des normes ont t tablies. Ces normes sont dfinies par EIA. Parmi les quelles : TSB36 pour les cbles ; TSB40 pour la connectique ; TSB67 pour les tests ; 5681 pour lensemble du cblage.

V.8. Cot dun cblage

Le cot dun cblage dpend de : La longueur effective des cbles ncessaires pour connecter tous les nuds ; Le nombre de nuds ; Le type de cbles dont le choix va tre en fonction du type des donnes transmettre ; Le type de la topologie.


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VI. LE MODELE OSI ET LA NORME IEEE 802 POUR LES RESEAUX LOCAUX

VI.1. Le modle OSI

VI.1.1. Couche physique

Elle remplit essentiellement trois rles : Codage et dcodage du signal ; Conversion des bits de donnes en signaux et inversement pour la transmission et la rception des trames ; Synchronisation des horloges rceptives par rapport aux horloges mettrices.

VI.1.2. Couche liaison de donnes

Elle est divise en deux sous couches : La couche MAC (Medium Access Control) : elle a pour rle de grer laccs au support physique, de structurer les bits dinformation en trames (on parle de trames MAC) et de grer les adresses physiques des cartes rseau (on parle dadresses MAC) ; La couche LLC (Logical Link Control) : elle a pour objet dassurer le transport des trames entre deux stations. Elle assure aussi linterface entre laccs au rseau et les couches suprieures utilisatrices.

Remarque : La couche MAC est indpendante du mdia (cble cuivre, fibre optiqueetc.) ; La couche LLC est indpendante de la mthode daccs.

La taille minimale dune trame MAC est de 64 octets et le maximum est de 1518 octets avec 18 octets den-tte.


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La structure dune trame MAC est la suivante :

Prambule (7 octets) Dlimiteur de dbut de trame (1 octet) Adresse MAC destination (2 ou 6 octets) Adresse MAC source (2 ou 6 octets) Longueur de la trame LLC (2 octets) SAP Destination (1 octet) SAP Source (1 octet) Contrle (1 octet) Donnes Bourrage Code de contrle derreur FCS (4 octets) Figure1 : Format dune trame MAC

Adresse MAC : Le but de ladresse MAC est didentifier dune manire unique un nud dans le monde. Ladresse MAC est physiquement lie un matriel. Sa longueur est de 48 bits.

I/G

U/L

Adresse du constructeur sur 22 bits

Sous adresse sur 24 bits

Figure2 : Format dune adresse MAC

I/G : Ce bit indique si ladresse correspond un nud ou un groupe de nuds. Chacun des nuds, programm pour appartenir un groupe, rceptionnera les trames qui lui sont destines (unicast) ainsi que les trames du groupe (multicast). Une adresse broadcast compte 48 bits positionns 1.


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U/L : Ce bit indique sil sagit dune adresse universelle ou propritaire au constructeur. Une adresse universelle est attribue par lIEEE chaque constructeur de matriel rseau.

Constructeur Cisco 3 Com Intel IBM

Les 3 premiers octets de ladresse MAC 000 00C OOO OD8, 002 0AF, 026 08C ; 080002 00AA00 08005A

Tableau1 : Affectation dadresses par constructeur

Le constructeur du matriel attribue par la suite une sous adresse de 24 bits chaque matriel fabriqu.

SAP : identifie lapplication utilisatrice du service de la couche liaison.Par exemple, 32 pour le protocole TCP/IP. Bourrage : si la trame natteint pas la taille minimale de 64 octets, des octets de bourrage sont ajouts la suite du champ de donnes. FCS : Il est calcul sur toute la trame sauf les champs de prambule, de dlimiteur de trame et de FCS.

VI.2. La norme IEEE 802

Les rseaux locaux sont normaliss par lIEEE. La norme associe aux rseaux locaux porte le n 802 suivi dun indice allant de 2 5. Ces normes spcifient Les mthodes daccs, les supports utiliss ainsi que la couche liaison du modle OSI.


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Le tableau ci-dessous prsente les principales normes des rseaux locaux :

LLC MAC Support physique

8 0 2 . 3

Ethernet 10 Mb/s Coaxial, paires torsades non blindes

8 0 2 . 4

802.2 - LLC Token bus 1,5 10 Mb/s Coaxial ou fibre optique

8 0 2 . 5

Token Ring 4 ou 16bMb/s paires torsades blindes ou non

Tableau2 : Les normes 802 de IEE

Le tableau ci-dessous fait une rcapitulation par rapport chaque type de rseau local, la topologie adapte et la mthode daccs utilise.

Type de rseau Ethernet

Topologie Bus, Etoile, Etoile hirarchique

Mthode daccs CSMA/CD

Token Ring Token Bus FDDI

Anneau, Etoile Bus Anneau, Etoile

Jeton centralis Jeton Jeton distribu

Tableau3 : Rcapitulation des diffrents types de rseaux locaux

VII. EXEMPLES DE RESEAUX LOCAUX

VII.1. Rseau Token Ring

Cest un rseau sophistiqu dvelopp par IBM ; La vitesse de communication est de 4 Mb/s ou 16 Mb/s ; Le dbit de 4 bits est offert par un cble de type3 (cble sans shield : #22 ou #24 AWG) ; Le dbit de 16 bits est offert par un cble de type1 (cble de deux paires de fils solides shielded : #22AWG) ; La topologie logique est lanneau. Physiquement, lallure ressemble un montage en toile ; Lattachement des stations se fait par lintermdiaire d1 MAU (Multistation Access Unit) ce qui donne son apparence en toile ; La longueur totale dun anneau ne doit pas dpasser 366 m ;


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Un MAU 8 stations compte pour 4,9 m dans lanneau ; Un anneau peut supporter jusqu 33 MAU 8 stations ; Le nombre que peut supporter un anneau est 260 sur un cble de type1 ou 72 sur un cble de type3 ; Un cble de raccord peut mesurer jusqu 45 m ; Le raccord entre MAU se fait par lintermdiaire de cble de raccord. Il faut brancher le RO (Ring Out) dun MAU sur le RI (Ring In) du suivant et le RO du dernier sur le RI du premier pour complter lanneau. Lorsquun seul MAU est utilis, il nest pas ncessaire de raccorder RI et RO.

VII.2. Rseau Ethernet

VII.2.1. 10base5

Ce type de rseau a les caractristiques suivantes : Dbit est de 10 Mb/s ; Transmission en bande de base ; Utilisation de CSAM/CD ; Le cble utilis est appel cble Ethernet standard, nomm aussi thick , RG11. Elle peut atteindre une longueur de 500 mtres sans avoir besoin de mettre des rpteurs pour rgnrer le signal ; Un segment peut supporter 100 stations. Lespace entre deux stations est multiple de 2,5 m; Un rseau 10base5 peut supporter 5 segments (4 rpteurs) avec 3000 m maximum comme distance entre deux stations ; Le nombre de stations sur le rseau peut atteindre 1024.


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Schma14 : 10Base5

VII.2.2. 10base2

Le dbit est de 10 Mb/s ; Transmission en bande de base ; Utilisation de CSAM/CD ; Il utilise un cble fin RG58 plus souple que le cble standard ; La longueur maximale du cble est de 185 m ; Le nombre de stations maximum par segment est de 30 ; La distance minimale entre deux stations est de 1m ; Chaque segment doit tre termin par une rsistance de 50 ohms chaque extrmit.

Schma15 : 10Base2


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VII.2.3. 10baseT

Le dbit est de 10 Mb/s ; Transmission en bande de base ; Utilisation de CSMA/CD ; Utilise de la paire torsade catgorie 5 UTP ou STP ; La longueur maximum du segment est de 100 m ; Les quipements du rseau ne sont pas connects en bus comme le cblage 10base2 ou 10base5 mais ils sont raccords en toile sur des hubs ou des switchs distribus dans les btiments ;

Le hub est un quipement qui fonctionne au niveau 1 du modle OSI. Tous les segments ou appareils attachs un hub font partie du mme domaine de collisions ;

Schma16 : 10BaseT

Le switch est un quipement rseau qui permet dinterconnecter des segments ou des quipements 10 et/ou 100 Mb/s. Il fonctionne au niveau 2 ou 3 du modle OSI. Tous les ports dun switch sont des domaines de collision diffrents. Chaque port dun switch apprend dynamiquement les adresses MAC (Ethernet) des quipements qui lui sont connects. Le switch est capable dapprendre 1024 ou 2048 adresses par port. Certains modles de switch peuvent adapter la vitesse de leurs ports (10 ou 100) la vitesse de lquipement connect (auto sensing).


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Schma17: Interconnexion de diffrents segments dun LAN en utilisant un switch

VII.2.4. Fast Ethernet

Fast Ethernet est la dnomination des extensions 100 Mbit/s et 1 Gbit/s du rseau Ethernet 10 Mbit/s. Comme Ethernet, Fast Ethernet est un protocole multipoints. L'information est transmise depuis la source vers les extrmits du rseau selon le mode de diffusion. Chaque utilisateur se voit allou l'intgralit de la bande passante. La mthode d'accs d'Ethernet (CSMA/CD) autorise des accs simultans au mdia tout en dtectant les collisions dues l'mission simultane de plusieurs stations. La longueur maximale du cble est de 100 m. Il existe plusieurs types de Fast Ethernet qui dpendent du type de cblage : 100BaseTx : Ethernet 100Mb/s sur deux paires torsades Cat5 UTP; 100BaseT4 : Ethernet 100Mb/s sur 4 paires torsades Cat 3, 4 UTP ;


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VII.2.5. Gigabit Ethernet

Il sagit de lEthernet haut dbit 1Gb/s. On distingue plusieurs types : 1000baseT : Ethernet 1000Mb/s sur paires torsades Cat5 UTP ; 1000baseCX : Ethernet 1000Mb/s sur paires torsades Cat5 STP ; 1000baseSX : Ethernet 1000Mb/s sur la fibre optique multimode ; 1000baseLX : Ethernet 1000Mb/s sur la fibre optique monomode.


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C. Les rseaux tendusUn rseau tendu est linterconnexion dun ensemble de rseaux locaux entre eux initialement isols les uns des autres ou loigns par de grandes distances. On peut avoir besoin dinterconnecter des rseaux entre eux pour plusieurs raisons. Par exemple, tendre la porte gographique des rseaux locaux, renforcer la scurit sur certains segments, sparer les flux dinformations ou relier des rseaux de nature physique htrogne.

De tel interconnexion se fait par lintermdiaire de priphriques spcifiques : rpteurs, ponts, commutateurs, routeurs, pont-routeurs ou passerelles. En gnral, le support de transmission utilis appartient loprateur de tlcommunications agissant dans le pays. Internet est le plus important rseau tendu au monde. Il s'tend la plante entire.

Lobjectif de ce document est de prsenter le mode de transmission dans les rseaux tendus, les diffrents types de commutation utiliss, les quipements dinterconnexion de rseaux locaux et les supports utiliss.


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I. MODES DE TRANSMISSION DANS LES RESEAUX ETENDUS

I.1. Mode connect

Dans ce mode, une liaison physique (commutation de circuits) ou virtuelle (commutation de paquets) est tablie avant tout change de donnes. Lors de la phase dtablissement de la connexion, les diffrentes ressources ncessaires au transfert (buffers, voiesetc.) sont rserves. Tous les messages empruntent la route prtablie, le squencement est assur (mme chemin), la dlivrance est garantie (connexion pralable, mcanisme daccus de rception). Le scnario de communication se droule comme suit : Lmetteur demande ltablissement dune connexion avec un hte ; Si le rcepteur refuse la connexion, celle-ci na pas lieu ; Sinon, un lien stablit entre lmetteur et le rcepteur ; Les donnes transitent dun point lautre ; La connexion est libre.

Dans ce mode, la communication est similaire une communication tlphonique. Lavantage principal de ce mode est lidentification de lmetteur et du rcepteur ainsi que la possibilit de dfinir une qualit de service lavance. Linconvnient est la complication des communications multipoints.

I.2. Mode non connect

Dans le mode non connect, les informations transitent indpendamment les unes des autres. Le processus de communication est le suivant : Lmetteur envoie le message sur le support ; Le message contient les coordonnes du destinataire ; Chaque rcepteur potentiel possde des coordonnes uniques ; Le contenu de linformation est inconnu de lmetteur ; Le support est inconnu des utilisateurs (applicatifs).


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Ce principe ressemble celui du courrier postal. Aucune vrification de la disponibilit du destinataire et des intermdiaires ventuels nest effectue avant lenvoi. Ce sont les quipements rseaux qui soccupent de cette gestion. Les blocs de donnes sont appels Datagrammes . On parle de mode non connect ou mode datagramme.

II. PRINCIPES DE COMMUTATION

II.1. Commutation de circuit

Quel que soit le mode, les communications sont bases sur un principe de commutation (cration de circuits temporaires pour relier temporairement lmetteur au destinataire) pour acheminer un message dun client vers un autre. Dans la commutation de circuits (RTC), un lien physique est tabli durant tout lchange entre lmetteur et le rcepteur. Les abonns monopolisent la ligne durant la connexion et la librent ensuite. Les nuds du rseau sont de simples relais de commutation.

Schma1: Commutation de circuits

Remarque :

Allez ladresse : http://e-miage.ups-tlse.fr/demos/B222/COM_circuits.htm pour voir une squence anime qui montre le schma de fonctionnement de la commutation de circuits.


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II.2. Commutation de messages

Dans la commutation de messages, aucun chemin physique nest tabli entre les deux systmes. Chaque message est envoy individuellement par le rseau dun metteur vers un rcepteur en passant par un ou plusieurs nuds de commutation. Chacun de ces nuds attend la rception complte du message avant de le remettre. Cela demande des buffers sur chaque quipement, ainsi quun contrle de flux pour viter les engorgements.

Les rseaux commutation de messages assurent, par rapport la commutation de circuits : Une meilleure utilisation des lignes ; Un transfert mme si le correspondant distant est occup ou non connect ; La diffusion dun mme message plusieurs correspondants ; Le changement de format de messages ; Ladaptation des dbits.

Les rseaux commutation de messages sont utiliss dans les tlex modernes.

Schma2 : Commutation de messages

Remarque :

Allez ladresse : http://e-miage.ups-tlse.fr/demos/B222/COM_messages.htm pour voir une squence anime qui montre le schma de fonctionnement de la commutation de messages

II.3. Commutation de paquets


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Celle-ci reprend la mthode prcdente, mais en dcoupant le message en un nombre de fragments dfini : des paquets. Chaque nud redirige ces fragments selon ses propres lois (tables de routage), la reprise sur erreur est donc plus simple, cependant le rcepteur final doit tre capable de rassembler tous ces paquets dans un ordre souvent diffrent de celui dans lequel il les a reu.

Le temps de transfert est plus faible en commutation de paquets quen commutation de messages. Cette technique est plus intressante quand le nombre de nuds traverser est grand et que les paquets sont de petite taille. En plus, en cas derreur dans la commutation de message, on rpte le message entier. En commutation de paquets, seul le paquet erron est envoy.

Schma3 : Commutation de paquets

Remarque :

Allez ladresse : http://e-miage.ups-tlse.fr/demos/B222/COM_paquets.htm pour voir une squence anime qui montre le schma de fonctionnement de la commutation de paquets.

II.4. Commutation de cellules

Cest une commutation de paquets particulire, puisque dans ce cas la taille du paquet est fige ( 53 octets pour ATM-asynchronous transfert mode), pour une mission en mode connect via un chemin fixe pour toutes les cellules. Cest un mlange de la commutation de circuits et de la commutation de paquets, elle a pour avantage de simplifier le travail des commutateurs et dautoriser des dbits plus levs. III. EQUIPEMENTS DINTERCONNEXION


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III.1. Rpteurs

Il sagit dun quipement lectronique qui permet damplifier les signaux lectriques transports par le rseau ; Il intervient au niveau de la couche physique. Par consquent, il ne peut interconnecter que des rseaux de mme type : Token Ring Token Ring, Ethernet Ethernet. Il permet aux signaux de parcourir de plus longues distances ; Il est utilis pour tendre le rseau plusieurs segments ; Il permet de relier des cbles diffrents : cble coaxial, paires torsades ou fibre optique ; On ne doit pas avoir plus de quatre rpteurs entre deux stations du rseau ; Il porte diffrents noms : Active Link, Repeater, Multi Media Repeateret ; Un hub est un exemple de rpteur.

Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique Rpteur

Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique

Schma4 : Interconnexion de rseaux en utilisant un rpteur

III.2. Ponts

Le pont permet de segmenter un rseau pour des raisons de scurit ou de charge ; Cest un quipement qui opre au niveau de la couche liaison de donnes. Par consquent, il peut tre utilis pour inter relier des rseaux locaux qui ont un schma dadressage compatible au niveau de la couche liaison de donnes : 802.3 802.3 ou 802.5 802.5 ;

On ne doit pas avoir plus de 7 ponts entre deux stations du rseau ;


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Deux segments relis par un pont forment deux rseaux indpendants o ne transitent que les informations locales et celles qui passent par le pont pour atteindre le destinataire. Alors que deux segments lis par un rpteur forment un seul rseau sur lequel toutes les trames sont diffuses.

Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique Pont


Schma5 : Interconnexion de rseaux en utilisant un pont

III.3. Commutateurs

Le commutateur (switch) est un pont multiports. Il agit au niveau 2 du modle OSI.

Le commutateur analyse les trames arrivant sur ses ports d'entre et filtre les donnes afin de les aiguiller uniquement sur les ports adquats (on parle de commutation ou de rseaux commuts) ;

Dans un commutateur, deux stations peuvent transmettre au mme temps ; Le commutateur peut allier les proprits du pont en matire de filtrage et du concentrateur en matire de connectivit.


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III.4. Routeurs

Il opre au niveau de la couche rseau. Par consquent, il permet dinterconnecter des rseaux de nature diffrente (Ethernet, FDDI, Token Ringetc.) ;

Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique Schma6 : Interconnexion de rseaux en utilisant un routeur Remarque : Routeur


Actuellement, on parle de plus en plus de pont-routeur : Il sagit dun quipement qui rassemble les fonctions de pont et de routeur.

III.5. Passerelles

Il sagit dun dispositif qui fonctionne au niveau des couches hautes du modle OSI : elle peut oprer une conversion de protocole au niveau 6 ou 7 du modle OSI; Elle est utilise principalement pour permette lchange dinformations entre des systmes ou rseaux incompatibles. Par exemple, la passerelle IBM SNA (System Network Architecture) pour connecter AS/400 un rseau Token Ring ou Ethernet.


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Application Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique Passerelle

Application

Prsentation Session Transport Rseau Liaison de donnes Physique

Schma7 : Interconnexion de rseaux en utilisant une passerelle

III.6. Modems

Les caractristiques dun modem sont : Son mode de travail, bande de base ou large bande ; Type de transmission, synchrone ou asynchrone. Certains modems peuvent travailler dans les deux modes ; Dbit binaire. Certains modems peuvent admettre plusieurs dbits ; Le support pour lequel il est prvu (RTC, liaison spcialise 2 ou 4 fils) ; Mode de fonctionnement : simplex, half duplex ou full duplex ; Type de codage utilis ; Type de jonction ETTD-ETCD.

Les modems sutilisent par paire et de prfrence en provenance du mme constructeur.

Les modems les plus utiliss sont : V34, V32, V32bis, V22 et V22 bis en transmission des donnes ; V27ter, V29 pour la tlcopie ; V23 pour Minitel.


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IV. SUPPORTS

IV.1. Rseau commut

IV.1.1. Rseau tlphonique (RTC)

Le rseau tlphonique est un rseau commut. Il tablit une liaison pendant le temps de la communication puis la libre ensuite (principe de la commutation). Il a les caractristiques suivantes : Il sagit dun rseau commutation de circuits ; Il assure une transmission analogique de donnes ; Les signaux numriques doivent tre transforms par un Modem asynchrone ; Le dbit offert par le RTC peut aller jusqu 56 kb/s.

Schema8 : Interconnexion de rseaux en utilisant le RTC

IV.1.2. Rseau tlphonique numrique (RNIS)


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On parle de RNIS ou Rseau Numrique Intgration de Services. En anglais, on parle dISDN (Integrated Services Digital Network). Il permet de transmettre les donnes dun ordinateur local vers un ordinateur distant sans emprunter aucun lien ou priphrique analogiques tel que le modem. Il a les caractristiques suivantes : Cest un rseau commutation de circuits ; Il assure une transmission numrique de donnes ; Il assure plusieurs services en permettant la transmission de la voix et des donnes simultanment ; Il offre des dbits de 144Kb/s jusqu 2Mb/s; Deux accs sont offerts par RNIS : o Accs de base : Il fourni 144 kb/s sur la paire de cuivre tlphonique laide de deux canaux B 64 Kb/s et dun canal D pour la signalisation 16 kb/s ; o Accs primaire : Il fourni 30 canaux B 64 kb/s et un canal D de signalisation 64 kb/s. L accs de base de RNIS utilise une ligne tlphonique ordinaire. L'oprateur national installe un dispositif appel TNR (Terminaison Numrique de Rseau) Rseau), qui reste sa proprit, et qui est aliment en nergie lectrique travers la ligne. Au-del du TNR commence le bus S0 (proprit de l'entreprise), qui peut comporter au maximum 10 prises S0 (type RJ45), et permet de brancher au plus 5 terminaux tous numriques. Ces appareils peuvent tre : un tlphone numrique, un micro-ordinateur quip d'une carte d'interface adquate, un routeur spcialis (pour relier un rseau local RNIS), un fax numrique (galement appel "fax groupe 4"), un micro-central tlphonique priv, etc. Un adaptateur de terminal (TA : Terminal Adapter) dsigne tout dispositif d'interface permettant de relier un appareil (micro-ordinateur, tlphone analogique, fax analogique galement appel "fax groupe 3") au bus S. On parle de modem numrique ou modem RNIS.


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Schma9 : Un rseau utilisant le RNIS

IV.2. Liaison spcialise

Une Liaison Spcialise est une liaison permanente et exclusive entre deux ou plusieurs utilisateurs. Elle permet de relier deux sites distants entre eux. Ds que le nombre de sites connecter devient important, la connexion directe devient lourde et peu pratique: Il faut n(n-1)/2 liaisons spcialises pour relier n rseaux. Une solution consiste utiliser Internet (Intranet). Par consquent, la LS peut passer directement ou par des multiplexeurs ou des commutateurs (Internet) ; Elle se termine dans chacune de ses extrmits par un modem dit modem bande de base ; Lune des manires pour interconnecter deux rseaux locaux spars par une longue distance consiste en lutilisation dune LS. Chaque routeur de chaque rseau doit tre branch sur linterface de chaque modem ; Les quipements Modem + routeur tablissent une communication permanente en utilisant un protocole de liaison (HDLC) ; Les dbits offerts sur une LS sont variantes : 64kb/s 140 Mb/s ; Au Maroc, le service de LS est un service fourni par Maroc Telecom. Linterface utilise du cot LAN de lutilisateur est une interface V35. Du cot Maroc Telecom, linterface utilise est G703.


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Maroc Telecom ne garantit pas une LS de bout en bout (pas de commutation de circuits) mais elle garantit un dbit permanent.


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Bibliographie

RESEAUX Architecture, protocoles, applications

de Andrew tanenbaum,

InterEditions

TELECOMS De la transmission larchitecture de rseaux Crez votre rseau dentreprise Mise en rseau : Notions fondamentales

de Claude SERVIN,

InterEditions

de Patrick T. Campbell, Georges Louis Kocher,

SYBEX Microsoft Press



InterEditions

TELECOMS De la transmission larchitecture de de Claude SERVIN, rseaux Crez votre rseau dentreprise Mise en rseau : Notions fondamentales de Patrick T. Campbell, Georges Louis Kocher,

InterEditions




InterEditions

TELECOMS De la transmission larchitecture de de Claude SERVIN, rseaux Crez votre rseau dentreprise Mise en rseau : Notions fondamentales de Patrick T. Campbell, Georges Louis Kocher,

InterEditions


INTERNET


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Documents

M09 Techniques de Base Du Reseaux InformatiquesTIC-TSDI