2. RSEAUX & TLCOMSCours avec 129 exercices corrigs Claude
Servin Charg de cours au CNAM de Paris Ancien responsable rseaux et
tlcoms au sein du ministre de la Dfense Prface de Jean-Pierre
Arnaud Professeur au CNAM 2e dition
3. Illustration de couverture : Contexture, PhotoDisc by Getty
Images Ce pictogramme mrite une explication. tablissements
denseignement suprieur, Son objet est dalerter le lecteur sur
provoquant une baisse brutale des achats la menace que reprsente
pour lavenir de livres et de revues, au point que la de lcrit,
particulirement dans possibilit mme pour les auteurs le domaine de
ldition tech- de crer des uvres nouvelles et nique et
universitaire, le dvelop- de les faire diter correctement pement
massif du photo- est aujourdhui menace. copillage. Nous rappelons
donc que Le Code de la proprit toute reproduction, partielle ou
intellectuelle du 1er juillet 1992 totale, de la prsente
publication interdit en effet expressment la est interdite sans
autorisation du photocopie usage collectif Centre franais
dexploitation du sans autorisation des ayants droit. Or, droit de
copie (CFC, 20 rue des Grands- cette pratique sest gnralise dans
les Augustins, 75006 Paris). Dunod, Paris, 2003, 2006 ISBN 2 10
049148 2Toute reprsentation ou reproduction intgrale ou partielle
faite sans leconsentement de lauteur ou de ses ayants droit ou
ayants cause est illiciteselon le Code de la proprit intellectuelle
(Art L 122-4) et constitue unecontrefaon rprime par le Code pnal.
Seules sont autorises (Art L 122-5)les copies ou reproductions
strictement rserves lusage priv du copiste etnon destines une
utilisation collective, ainsi que les analyses et courtescitations
justifies par le caractre critique, pdagogique ou dinformation
deluvre laquelle elles sont incorpores, sous rserve, toutefois, du
respect desdispositions des articles L 122-10 L 122-12 du mme Code,
relatives la reproduction par reprographie.
4. PrfaceLe domaine des Tlcommunications et des Rseaux est en
pleine effervescence, chaque semainequi scoule apporte sa moisson
de nouvelles offres, dannonces et de propositions de norme.Confront
ce ux incessant de nouveauts, le praticien doit faire des choix qui
savreront strat-giques pour lentreprise et structurants pour
lavenir de son systme dinformation. Cest dire lim-portance de
disposer de bases solides, seules aptes valuer sainement la
pertinence des solutionsproposes par les constructeurs de matriels
et les diteurs de logiciels. Encore faut-il sentendresur la
constitution de cette base : il ne sagit pas damasser des
connaissances plus ou moins vaguesou plus ou moins utiles, mais de
construire un socle sur lequel pourra sappuyer une
rexionpersonnelle. Dans la conjoncture actuelle, il nest gure de
tche plus utile que de transmettre ces connais-sances et denseigner
les mthodes qui permettent den tirer prot. Lvolution technologique
impo-sait une nouvelle dition des ouvrages de Claude Servin. Pour
distinguer ce qui, dans cette mul-titude dvolutions, est sufsamment
assur pour mriter dtre enseign, il fallait la pratique duterrain
dun homme de rseaux. Il fallait aussi allier cette exprience de
lingnieur qui cre desprojets celle de lenseignant qui transmet les
savoirs ncessaires cette cration. Claude Servin possde assurment
lune et lautre et cest ce qui donne son ouvrage un intrttout
particulier. Ses lecteurs apprcieront une prsentation simple des
concepts les plus fondamen-taux, dbarrasss de tout hermtisme et
orients vers laction et lingnierie, sans cder aux modespassagres ou
aux complexits inutiles qui encombrent bien des manuels. Ce sont
ces qualits qui lui ont permis de sinscrire avec russite dans les
enseignements dis-penss au Conservatoire national des Arts et
Mtiers (CNAM) et de jouer le rle de pivot vers desenseignements
plus spcialiss. Dj insr dans le monde du travail, le public du CNAM
est exigeant, il vient y chercher unemise en perspective et une
rigueur sans faille. Il ne saurait se satisfaire de lautorit dun
ensei-gnant qui ne pourrait faire preuve de sa capacit matriser les
enjeux technologiques actuels.Claude Servin a su les convaincre et,
comme les auditeurs qui se pressent nombreux ses cours et
5. VI Rseaux et tlcomsy trouvent limpulsion pour un
approfondissement ultrieur, je suis certain que le lecteur trouvera
la lecture de cet ouvrage un intrt soutenu et quil sera son
compagnon pendant encore de longuesannes. Les manuels denseignement
auxquels on continue de se rfrer une fois entr dans la vieactive ne
sont pas si nombreux : ayant personnellement lexprience de la
direction de socits dansle domaine des rseaux, je ne saurais faire
cet ouvrage un meilleur compliment que de dire quilfait partie de
ceux-l. Jean-Pierre A RNAUD Professeur au Conservatoire national
des Arts et Mtiers Titulaire de la chaire de Rseaux
6. Table des matiresPRFACE VAVANT-PROPOS XXIPARTIE I CONCEPTS
FONDAMENTAUX 1CHAPITRE 1 LINFORMATION ET SA REPRSENTATION DANS LES
SYSTMES DE TRANSMISSION 31.1 Gnralits 3 1.1.1 Les ux dinformation 3
1.1.2 Les caractristiques des rseaux de transmission 41.2 La
reprsentation de linformation 6 1.2.1 Les diffrents types
dinformation 6 1.2.2 Le codage des informations 6 1.2.3 La
numrisation des informations 121.3 La compression de donnes 21
1.3.1 Gnralits 21 1.3.2 La quantication de la compression 21 1.3.3
La compression sans perte 22 1.3.4 Les codages rduction de bande
221.4 La notion de qualit de service 33 1.4.1 Les donnes et les
contraintes de transmission 33 1.4.2 Les classes de service 34
1.4.3 Conclusion 36EXERCICES 37CHAPITRE 2 LES SUPPORTS DE
TRANSMISSION 392.1 Gnralits 39
7. VIII Rseaux et tlcoms2.2 Les caractristiques des supports de
transmission 40 2.2.1 La bande passante et le systme de
transmission 40 2.2.2 Limpdance caractristique 43 2.2.3 Le
coefcient de vlocit 452.3 Les supports guids 46 2.3.1 La paire
torsade 46 2.3.2 Le cble coaxial 48 2.3.3 La bre optique 49 2.3.4
Les liaisons hertziennes 532.4 Conclusion 60EXERCICES 61CHAPITRE 3
LMENTS DE BASE DE LA TRANSMISSION DE DONNES 633.1 Introduction
633.2 Lorganisation fonctionnelle et physique des changes 64 3.2.1
Lorganisation des changes 64 3.2.2 Lorganisation physique 653.3 Le
mode dadaptation au support 73 3.3.1 Gnralits 73 3.3.2 La
transmission en bande de base 74 3.3.3 La transmission en large
bande 84 3.3.4 Les liaisons full duplex 88 3.3.5 Les dispositifs
complmentaires 89 3.3.6 Exemples de modem 92 3.3.7 Principaux avis
du CCITT 94 3.3.8 Comparaison transmission bande de base et large
bande 943.4 La jonction DTE/DCE ou interface 96 3.4.1 Ncessit de
dnir une interface standard 96 3.4.2 Les principales interfaces
973.5 Conclusion 105EXERCICES 105CHAPITRE 4 NOTIONS DE PROTOCOLES
1094.1 Gnralits 1094.2 Les type de liaisons et leur contrle 110
4.2.1 La liaison point point 110 4.2.2 Les liaisons multipoints
1104.3 Les fonctions lmentaires 111 4.3.1 La dlimitation des donnes
111 4.3.2 Le contrle dintgrit 113 4.3.3 Le contrle de lchange 121
4.3.4 Le contrle de ux 131
8. Table des matires IX 4.4 La signalisation 134 4.4.1 Dnition
134 4.4.2 La signalisation dans la bande 134 4.4.3 La signalisation
hors bande 135 4.5 Ltude succincte dun protocole de transmission
(HDLC) 136 4.5.1 Gnralits 136 4.5.2 La structure de la trame HDLC
137 4.5.3 Les diffrentes fonctions de la trame HDLC 137 4.5.4 Le
fonctionnement dHDLC 139 4.5.5 Les diffrentes versions du protocole
HDLC 143 4.5.6 HDLC et les environnements multiprotocoles 144 4.6
Conclusion 144 EXERCICES 145 CHAPITRE 5 MUTUALISATION DES
RESSOURCES 147 5.1 Introduction 147 5.2 La quantication de trac 147
5.2.1 Gnralits 147 5.2.2 Lintensit de trac et le taux dactivit 148
5.3 Les concentrateurs 151 5.3.1 Principe 151 5.3.2 Les
fonctionnalits complmentaires, exemple dapplication 152 5.4 Les
multiplexeurs 153 5.4.1 Principe 153 5.4.2 Le multiplexage spatial
154 5.4.3 Le multiplexage temporel 156 5.4.4 Comparaison
multiplexeur/concentrateur 160 5.5 Le multiplexage et laccs
linterface radio 161 5.5.1 Principe 161 5.5.2 Les techniques daccs
multiple 161 165 Dunod La photocopie non autorise est un dlit 5.6
Le concept de rseau commutation 5.6.1 Dnitions 165 5.6.2 La
classication des rseaux 166 5.6.3 La topologie physique des rseaux
168 5.6.4 Les rseaux commutation 170 5.7 Conclusion 174 EXERCICES
175 CHAPITRE 6 LES RSEAUX COMMUTATION DE PAQUETS 177 6.1 Gnralits
177 6.2 Les performances de la commutation de paquets 178
9. X Rseaux et tlcoms6.3 Du mode datagramme au mode connect 179
6.3.1 Principe 179 6.3.2 Les modes de mise en relation 1816.4 La
notion dadressage 183 6.4.1 Dnition 183 6.4.2 Ladressage physique
1846.5 La notion de nommage 188 6.5.1 Le nommage 188 6.5.2 La
notion dannuaire 1886.6 Lacheminement dans le rseau 189 6.6.1
Dnitions 189 6.6.2 Les protocoles de routage 1906.7 Ladaptation de
la taille des units de donnes 201 6.7.1 La notion de MTU 201 6.7.2
La segmentation et le rassemblage 2026.8 La congestion dans les
rseaux 203 6.8.1 Dnition 203 6.8.2 Les mcanismes de prvention de la
congestion 204 6.8.3 La rsolution ou la gurison de la congestion
2066.9 La voix dans les rseaux en mode paquet 207 6.9.1 Intrt et
contraintes 207 6.9.2 Le principe de la paqutisation de la voix
2076.10 Conclusion 208EXERCICES 209PARTIE II LARCHITECTURE
PROTOCOLAIRE 211CHAPITRE 7 LES ARCHITECTURES PROTOCOLAIRES 2137.1
Introduction 2137.2 Les concepts de base 214 7.2.1 Principe de
fonctionnement dune architecture en couches 214 7.2.2 La
terminologie 2157.3 Lorganisation du modle de rfrence 219 7.3.1 Les
concepts ayant conduit la modlisation 219 7.3.2 La description du
modle de rfrence 2207.4 Ltude succincte des couches 225 7.4.1 La
couche physique 225 7.4.2 La couche liaison de donnes 226 7.4.3 La
couche rseau 227 7.4.4 La couche transport 231 7.4.5 La couche
session 235 7.4.6 La couche prsentation 236
10. Table des matires XI 7.4.7 La couche application 238 7.4.8
Devenir du modle OSI 241 7.5 Les architectures constructeurs 243
7.5.1 Larchitecture physique dun systme de tlinformatique 243 7.5.2
Lorigine des architectures constructeurs 243 7.6 Conclusion 244
EXERCICES 245 CHAPITRE 8 INTRODUCTION TCP/IP 247 8.1 Gnralits 247
8.1.1 Origine 247 8.1.2 Principe architectural 247 8.1.3 La
description gnrale de la pile et les applications TCP/IP 249 8.1.4
Les mcanismes de base de TCP/IP 250 8.1.5 Les instances de
normalisation 253 8.2 Ladressage dans le rseau logique 253 8.2.1
Principe de ladressage IP 253 8.2.2 Les techniques dadressage dans
un rseau IP 255 8.3 Le routage dans le rseau IP 264 8.3.1
Ladressage dinterface 264 8.3.2 Le concept dinterface non numrote
265 8.4 Ladressage dans IPv6 266 8.4.1 Gnralits 266 8.4.2 La
notation et le type dadresse 267 8.4.3 Le plan dadressage 268 8.4.4
Ladressage de transition dIPv4 vers IPv6 270 8.5 Conclusion 270
EXERCICES 271 CHAPITRE 9 LARCHITECTURE TCP/IP ET LE NIVEAU LIAISON
273 9.1 Gnralits 273 Dunod La photocopie non autorise est un dlit
9.2 Les protocoles de liaison (point point) 274 9.2.1 Gnralits 274
9.2.2 SLIP, Serial Line Internet Protocol (RFC 1055) 274 9.2.3 PPP,
Point to Point Protocol (RFC 1548 et 1661, 1662) 275 EXERCICE 286
CHAPITRE 10 LE PROTOCOLE IP ET LES UTILITAIRES RSEAUX 289 10.1
Gnralits 289 10.2 La structure du datagramme IP 289 10.3 Le contrle
de la fragmentation sous IP 294
11. XII Rseaux et tlcoms10.4 Les utilitaires de la couche rseau
295 10.4.1 Le protocole ICMP 295 10.4.2 La rsolution dadresses 298
10.4.3 Les utilitaires de conguration 301 10.4.4 Conclusion 30410.5
DIPv4 IPv6 305 10.5.1 Les lacunes dIPv4 305 10.5.2 Le datagramme
IPv6 30510.6 IP et la mobilit 309 10.6.1 Gnralits 309 10.6.2 Le
principe de la mobilit sous IPv4 309 10.6.3 La mobilit dans IPv6
314 10.6.4 Conclusion 31510.7 Lencapsulation GRE 31510.8 Conclusion
316EXERCICE 317CHAPITRE 11 LES PROTOCOLES DE TRANSPORT : TCP ET UDP
31911.1 Gnralits 31911.2 Les mcanismes de base de TCP 320 11.2.1 La
notion de connexion de transport 320 11.2.2 Notion de multiplexage
de connexion de transport 320 11.2.3 Ltablissement de la connexion
de transport 322 11.2.4 Le mcanisme contrle de lchange 323 11.2.5
Le contrle de ux et de congestion 32611.3 Le message TCP et les
mcanismes associs 330 11.3.1 La structure du segment TCP 330 11.3.2
Le contrle derreur 331 11.3.3 La bufferisation des donnes 33211.4
Les options de TCP 332 11.4.1 La taille des segments 333 11.4.2
Loption destampille horaire 333 11.4.3 Le TCP et les rseaux haut
dbit 33411.5 Le mode datagramme (UDP) 33511.6 Conclusion
335EXERCICES 337CHAPITRE 12 TCP/IP ET LES APPLICATIONS 33912.1
Introduction 33912.2 Les notions dannuaire 339 12.2.1 Gnralits
339
12. Table des matires XIII 12.2.2 Le service de noms (DNS) 340
12.2.3 La gnralisation de la notion dannuaire 346 12.3 Le transfert
de chiers 348 12.3.1 TFTP (Trivial File Transfert Protocol) 348
12.3.2 FTP (File Transfert Protocol) 350 12.4 Lmulation de terminal
(Telnet) 351 12.4.1 Principe de Telnet 351 12.4.2 Les commandes et
les modes de fonctionnement 352 12.5 Les notions de Middleware 353
12.5.1 Dnitions 353 12.5.2 Les exemples doutils milddleware dans
TCP/IP 354 12.5.3 Internet et le middleware 357 12.6 Conclusion 358
EXERCICES 360 PARTIE III MISE EN UVRE 361 CHAPITRE 13 INTRODUCTION
AUX RSEAUX DE TRANSPORT 363 13.1 Gnralits 363 13.2 Le plan de
transmission 364 13.2.1 Gnralits 364 13.2.2 La synchronisation des
rseaux 364 13.2.3 La hirarchie plsiochrone (PDH) 368 13.2.4 La
hirarchie synchrone (SDH) 370 13.2.5 La transmission optique 373
13.3 Le plan de service 374 13.3.1 Gnralits 374 13.3.2 Introduction
aux protocoles rseaux 375 13.3.3 Les rseaux doprateurs 381 13.4
Laccs aux rseaux, la boucle locale 383 13.4.1 Dnition 383 Dunod La
photocopie non autorise est un dlit 13.4.2 Organisation de la
distribution des accs 383 13.4.3 Laccs aux rseaux par liaison ddie
(ligne spcialise) 384 13.4.4 La Boucle locale radio (BLR) 387
13.4.5 Les accs hauts dbits 388 13.4.6 Les courants porteurs 393
13.5 Conclusion 394 EXERCICES 395 CHAPITRE 14 LES PROTOCOLES DE CUR
DE RSEAU 397 14.1 Le protocole X.25 397 14.1.1 Gnralits 397
13. XIV Rseaux et tlcoms 14.1.2 Le niveau X.25-1 397 14.1.3 Le
niveau X.25-2 39814.2 Le relais de trame ou Frame relay 411 14.2.1
Gnralits 411 14.2.2 Le format de lunit de donnes 412 14.2.3 Les
mcanismes lmentaires 41214.3 LATM (Asynchronous Transfer Mode) 421
14.3.1 Gnralits 421 14.3.2 La taille des units de donnes ou
cellules 422 14.3.3 Les mcanismes de base et le format de la
cellule ATM 424 14.3.4 Les diffrentes couches du modle 427 14.3.5
La qualit de service dans lATM 431 14.3.6 Le contrle de ux et de
congestion 433 14.3.7 La signalisation et le routage 434 14.3.8
Ladministration des rseaux ATM 43714.4 Conclusion 438EXERCICES
439CHAPITRE 15 MPLS, MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING 44315.1 Gnralits
44315.2 Principe 44315.3 Le rseau MPLS 444 15.3.1 Le commutateur
MPLS 444 15.3.2 Le principe de base dun rseau MPLS 445 15.3.3 Les
mcanismes particuliers 44615.4 MPLS et les infrastructures
existantes 448 15.4.1 Gnralits 448 15.4.2 La gestion du TTL 449
15.4.3 MPLS et ATM 44915.5 La construction des routes dans un rseau
MPLS 451 15.5.1 Gnralits 451 15.5.2 Le protocole LDP (RFC 3036)
45215.6 MPLS et lingnierie de trac 45415.7 Les VPN MPLS 454 15.7.1
Notions de base sur les VPN 454 15.7.2 Principe gnral des VPN MPLS
45715.8 Conclusion 459EXERCICE 460
14. Table des matires XV CHAPITRE 16 LES RSEAUX LOCAUX ET
MTROPOLITAINS 461 16.1 Introduction 461 16.1.1 Dnition 461 16.1.2
Distinction entre rseau local et informatique traditionnelle 462
16.1.3 Les rseaux locaux et laccs aux systmes traditionnels 462
16.1.4 Les constituants dun rseau local 463 16.1.5 Les rseaux
locaux et la normalisation 465 16.2 tude succincte des diffrentes
couches 466 16.2.1 La couche physique 466 16.2.2 La sous-couche MAC
469 16.2.3 La couche liaison (LLC) 473 16.3 tude succincte des
principales implmentations 477 16.3.1 Lanneau jeton, IEEE 802.5 477
16.3.2 Le jeton adress ou Token Bus, IEEE 802.4 480 16.3.3 Le rseau
100 VG AnyLAN, 802.12 482 16.4 Les rseaux locaux ATM 484 16.4.1
Gnralits 484 16.4.2 Classical IP ou IP over ATM 485 16.4.3 LAN
Emulation 487 16.5 Les rseaux mtropolitains 492 16.5.1 Gnralits 492
16.5.2 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 492 16.5.3 DQDB
(Distributed Queue Dual Bus) 494 16.6 Les canaux hauts dbits 496
16.6.1 HiPPI 497 16.6.2 Fibre Channel Standard 497 16.7 Conclusion
498 EXERCICES 499 CHAPITRE 17 ETHERNET ET SES VOLUTIONS SANS FIL
501 17.1 Introduction 501 Dunod La photocopie non autorise est un
dlit 17.2 Les caractristiques gnrales des rseaux Ethernet/802.3 501
17.2.1 Le principe du CSMA/CD 501 17.2.2 La fentre de collision 503
17.2.3 Lalgorithme du BEB 504 17.2.4 Le silence inter-message (IFG,
InterFrame Gap) 505 17.2.5 Le format des trames Ethernet/IEEE 802.3
505 17.2.6 Les erreurs 506 17.3 Les diffrentes versions dEthernet
506 17.3.1 Prsentation 506 17.3.2 LEthernet pais, IEEE 802.3
10Base5 507 17.3.3 LEthernet n, IEEE 802.3 10Base2 508
15. XVI Rseaux et tlcoms 17.3.4 LEthernet sur paires torsades,
IEEE 802.3 10BaseT 509 17.3.5 LEthernet 100 Mbit/s 511 17.3.6 Le
Gigabit Ethernet 513 17.3.7 Le 10 Gigabit Ethernet 517 17.3.8 Le
devenir dEthernet 51817.4 LEthernet sans l 518 17.4.1 Gnralits 518
17.4.2 La problmatique de laccs aux rseaux sans l 519 17.4.3
Larchitecture gnrale des rseaux sans l 520 17.4.4 Les rseaux 802.11
522 17.4.5 Les rseaux IEEE 802.15-1 (Bluetooth) 53617.5 Conclusion
541EXERCICES 542CHAPITRE 18 PONTAGE, COMMUTATION ET VLAN 54518.1
Pont ou commutateur ? 54518.2 Les ponts 546 18.2.1 Gnralits 546
18.2.2 Les diffrents types de ponts 547 18.2.3 Les ponts
transparents 547 18.2.4 Le Spanning Tree Protocol (STP) ou arbre
recouvrant 549 18.2.5 Les ponts routage par la source 553 18.2.6 Le
pontage par translation 55518.3 La commutation dans les LAN 556
18.3.1 Principe de base 556 18.3.2 Notion darchitecture des
commutateurs 557 18.3.3 Les diffrentes techniques de commutation
559 18.3.4 Les diffrents modes de commutation 559 18.3.5 Ethernet
full duplex 560 18.3.6 Pontage, commutation et trac multicast
56018.4 Les rseaux virtuels ou VLAN (Virtual Local Area Network)
562 18.4.1 Principes gnraux des VLAN 562 18.4.2 Les diffrents
niveaux de VLAN 563 18.4.3 Lidentication des VLAN (802.1Q) 56418.5
Conclusion 567EXERCICES 568CHAPITRE 19 INTERCONNEXION DES RSEAUX ET
QUALIT DE SERVICE 57119.1 Linterconnexion des rseaux, gnralits 571
19.1.1 Dnition 571 19.1.2 Les problmes lis linterconnexion 571
19.1.3 Les notions de conversion de service et de protocole 572
19.1.4 Lencapsulation ou tunneling 572
16. Table des matires XVII 19.2 Les lments dinterconnexion
(relais) 576 19.2.1 Dnitions 576 19.2.2 Les rpteurs 577 19.2.3 Les
ponts 578 19.2.4 Les routeurs 579 19.3 Les techniques de routage
582 19.3.1 Gnralits 582 19.3.2 Le routage vecteur-distance, RIP 583
19.3.3 Le routage tat des liens (OSPF) 586 19.3.4 Le routage
inter-domaine 595 19.4 Notions de qualit de service 597 19.4.1
Gnralits 597 19.4.2 Integrated Services 597 19.4.3 Differentiated
Services 598 19.4.4 Mise en uvre dans les rseaux doprateur 602 19.5
Le multicast et le routage multicast 603 19.5.1 Introduction au
multicast 603 19.5.2 Rappel sur ladressage multicast 604 19.5.3 Le
protocole local IGMP (RFC 2236) 605 19.5.4 Les protocoles de
routage multicast 605 19.6 Les fonctions annexes des routeurs 607
19.6.1 Les routeurs multiprotocoles 607 19.6.2 La compression de
donnes 608 19.6.3 Le routage la demande (Dial on Demand) 609 19.6.4
La bande passante la demande (Bandwith on Demand) 609 19.7 Les
passerelles applicatives 610 EXERCICES 611 PARTIE IV LA VOIX DANS
LES RSEAUX 615 Dunod La photocopie non autorise est un dlit
CHAPITRE 20 INTRODUCTION LA TLPHONIE 617 20.1 Principes gnraux de
la tlphonie 617 20.2 Lorganisation du rseau tlphonique 618 20.2.1
Larchitecture traditionnelle 618 20.2.2 La gestion du rseau 619
20.3 Ltablissement dune communication tlphonique 620 20.3.1
Principe dun poste tlphonique 620 20.3.2 Principe du raccordement
dusager 620 20.3.3 La mise en relation Usager/Usager 621 20.3.4 La
numrotation 623 20.3.5 Les modes de signalisation 624
17. XVIII Rseaux et tlcoms20.4 Lvolution de la tlphonie, le
RNIS 625 20.4.1 De laccs analogique laccs numrique 625 20.4.2 Le
concept dintgration de services 626 20.4.3 La structure du rseau
627 20.4.4 Le raccordement dusager 628 20.4.5 Les services du RNIS
630 20.4.6 La signalisation et le rseau RNIS 63220.5 La tlphonie et
la mobilit 643 20.5.1 Principes gnraux 643 20.5.2 La gestion de
labonn et du terminal 645 20.5.3 Linterface radio 646 20.5.4
Description succincte des diffrents systmes en service 649 20.5.5
Le service transport de donnes sur la tlphonie mobile 649 20.5.6 La
mobilit et laccs Internet 650 20.5.7 Lvolution des systmes de
tlphonie mobile, lUMTS 651 20.5.8 La tlphonie satellitaire 65220.6
Conclusion 653EXERCICES 654CHAPITRE 21 INSTALLATION DABONN ET RSEAU
PRIV DE TLPHONIE 65521.1 Les autocommutateurs privs 655 21.1.1
Gnralits 655 21.1.2 Architecture dun PABX 656 21.1.3 Les tlservices
et applications vocales offerts par les PABX 656 21.1.4 PABX et
transmission de donnes 66121.2 Linstallation dabonn 662 21.2.1
Gnralits 662 21.2.2 Le dimensionnement du raccordement au rseau de
loprateur 66321.3 Les rseaux privs de PABX 665 21.3.1 Principes
gnraux 665 21.3.2 La signalisation et type de liens 66721.4
Principes des rseaux voix/donnes 675 21.4.1 Gnralits 675 21.4.2 Les
rseaux de multiplexeurs 675 21.4.3 La voix paqutise 67621.5 La voix
sur ATM 68321.6 La voix sur le Frame Relay 68521.7 La voix et
tlphonie sur IP 687 21.7.1 Gnralits 687 21.7.2 TCP/IP et le
transport de la voix 688 21.7.3 Les terminaux 691 21.7.4 Les
architectures et protocoles de signalisation 693
18. Table des matires XIX 21.8 Conclusion 703 EXERCICES 704
PARTIE V ADMINISTRATION ET INGNIERIE 707 CHAPITRE 22 ADMINISTRATION
DES RSEAUX PRINCIPES GNRAUX 709 22.1 Gnralits 709 22.1.1 Dnition
709 22.1.2 Principe gnral 709 22.1.3 Structure dun systme
dadministration 710 22.2 Ladministration vue par lISO 710 22.2.1
Gnralits 710 22.2.2 Les diffrents modles 711 22.3 Ladministration
dans lenvironnement TCP/IP 714 22.3.1 Principes gnraux 714 22.3.2
Les MIB 715 22.3.3 Le protocole SNMP 717 22.4 SNMP et ISO 719 22.5
Les plates-formes dadministration 719 22.5.1 Les outils
dadministration des couches basses 719 22.5.2 Les hyperviseurs 719
22.5.3 Les systmes intgrs au systme dexploitation 720 22.6
Conclusion 720 EXERCICES 721 CHAPITRE 23 LA SCURIT DES SYSTMES
DINFORMATION 723 23.1 Gnralits 723 23.2 La sret de fonctionnement
723 23.2.1 Principes gnraux de la sret 723 23.2.2 Les systmes
tolrance de panne 723 Dunod La photocopie non autorise est un dlit
23.2.3 La sret environnementale 726 23.2.4 Quantication 728 23.3 La
scurit 730 23.3.1 Gnralits 730 23.3.2 La protection des donnes 730
23.3.3 La protection du rseau 741 23.4 Le commerce lectronique 749
23.4.1 Le paiement off-line (e-cash) 749 23.4.2 Le paiement on-line
749 23.5 Conclusion 750 EXERCICES 751
19. XX Rseaux et tlcomsCHAPITRE 24 NOTIONS DINGNIERIE DES
RSEAUX 75524.1 Gnralits 75524.2 Les services et la tarication
75624.3 Les lments darchitecture rseaux 756 24.3.1 La structure de
base des rseaux 756 24.3.2 La conception du rseau de desserte 757
24.3.3 La conception du rseau dorsal 75924.4 Le dimensionnement et
lvaluation des performances 760 24.4.1 Gnralits 760 24.4.2 Les
rseaux en mode circuit 760 24.4.3 Les rseaux en mode paquet 76324.5
Conclusion 768EXERCICES 769SOLUTIONS DES EXERCICES 773SYNTHSE DES
FONDAMENTAUX 879GLOSSAIRE 885ANNEXES 919A. Normalisation 919B.
Quelques dnitions 921C. Abaques dErlang 922D. Liste des abrviations
et sigles utiliss 924BIBLIOGRAPHIE 931INDEX 933
20. Avant-proposLes tlcommunications recouvrent toutes les
techniques (laires, radio, optiques...) de transfertdinformation
quelle quen soit la nature (symboles, crits, images xes ou animes,
son, ou autres).Ce mot, introduit en 1904 par douard Estauni
(polytechnicien, ingnieur gnral des tlgraphes,1862-1942), fut
consacr en 1932 la confrence de Madrid qui dcida de rebaptiser
lUniontlgraphique internationale en Union internationale des
tlcommunications (UIT). Aujourdhui, avec la dferlante Internet, les
tlcommunications ont dbord les domaines de latlgraphie et de la
tlphonie. Une re nouvelle est ne, celle de la communication. Cette
rvolu-tion na t rendue possible que par une formidable volution des
technologies. Les progrs ralissdans le traitement du signal ont
permis la banalisation des ux de donnes et la convergence
destechniques. Cette convergence implique de la part des
professionnels une adaptation permanente. Cette dernire ne sera
possible que si lingnieur ou le technicien possde une base de
connais-sances sufsamment vaste ; cest lobjectif de cet ouvrage.
partir de linformation et de sa repr-sentation en machine, Rseaux
et Tlcoms conduit le lecteur des techniques de base des
tlcom-munications lingnierie des rseaux. Cette nouvelle dition a
intgr les nouvelles technologies qui mergentes hier sont une
ralitaujourdhui. Abondamment illustr et avec plus de 130 exercices
ou problmes rseau, cet ouvrageconstitue une base de savoir
indispensable aux techniciens rseau et aux tudiants. La premire
partie est consacre ltude des concepts fondamentaux : la
reprsentation desdonnes, les techniques de base de la transmission
de donnes et la mutualisation des ressourcesqui trouve sa
concrtisation dans le concept de rseau, sont tudies en dtail. La
seconde partie formalise ces concepts en dcrivant le principe des
architectures protocolairesde rseaux. Ltude de TCP/IP, de son
volution et dIPv6 y tiennent une place importante. La troisime
partie est consacre la mise en uvre des techniques tudies
prcdemment dansla ralisation de rseaux de transport dinformation
(rseaux longue distance) et de la diffusion decelle-ci (rseaux
locaux). Ltude du protocole X.25 a t maintenue, mais une large
place a toctroye MPLS et au concept de VPN. Les rseaux locaux,
notamment dans la version Ethernet,y sont largement dtaills ainsi
que la mise en uvre des rseaux virtuels (VLAN). Enn, lesnotions
dinterconnexion et de qualit de service concluent cette
partie.
21. XXII Rseaux et tlcoms La quatrime partie est ddie ltude des
rseaux voix et celle de la convergence de la voix,de la donne et
des images. Aprs ltude des solutions de tlphonie traditionnelle,
les rseauxvoix/donnes et en particulier ltude de la voix sur IP
font lobjet dun long dveloppement. Enn, la cinquime partie conclut
cet ouvrage par ltude de ladministration des rseaux, de lascurit et
de lingnierie des rseaux. Ltude thorique de chaque chapitre est
illustre ou complte par de nombreux exercices, pro-blmes ou tudes
de cas qui pour lessentiel sont extraits des sujets dexamen de mes
enseignementsau Conservatoire national des Arts et Mtiers de
Paris.
24. Chapitre 1 Linformation et sa reprsentation dans les
systmes de transmission1.1 GNRALITS1.1.1 Les ux
dinformationLvolution des besoins et des applications informatiques
conduit lacheminement, dans un mmerseau de donnes informatiques
traditionnelles (texte), de la voix et de la vido. Transporter
surun mme systme physique des ux dinformation de natures diffrentes
ncessite que chacundeux ait une reprsentation physique identique et
que le systme de transmission ait la capacit deprendre en compte
les contraintes spciques chaque type de ux (gure 1.1). Vido Donnes
multimdia Voix interactive Sons Rseau de transport Donnes Poste de
travail multimdia Figure 1.1 Le rseau et les diffrents ux
dinformation. An de qualier ces diffrents ux vis--vis du systme de
transmission, nous dnirons suc-cinctement les caractristiques
essentielles dun rseau de transmission1 . Ensuite, nous
examine-rons le mode de reprsentation de ces informations. Enn,
nous appliquerons les rsultats auxdonnes, la voix et limage pour en
dduire les contraintes de transfert spciques chaquetype de ux.1.
Ces diffrentes notions seront revues et approfondies dans la suite
de cet ouvrage.
25. 4 1 Linformation et sa reprsentation dans les systmes de
transmission1.1.2 Les caractristiques des rseaux de
transmissionNotion de dbit binaireLes systmes de traitement de
linformation emploient une logique deux tats dite binaire .Pour y
tre traite, linformation doit tre traduite en symboles
comprhensibles et manipulablespar ces systmes. Selon le type
dinformation transformer, lopration qui consiste transformerles
donnes en lments binaires sappelle le codage ou numrisation. On
appelle dbit binaire (D) le nombre dlments binaires, ou nombre de
bits, mis sur lesupport de transmission pendant une unit de temps.
Le dbit binaire est gnralement la grandeurutilise en premier pour
qualier un systme de transmission ; il sexprime par la relation : V
D= t avec D (dbit) en bits2 par seconde (bit/s), V volume
transmettre exprim en bits, t dure de la transmission en seconde.
Le dbit binaire mesure le nombre dlments binaires transitant sur le
canal de transmissionpendant lunit de temps (gure 1.2). Canal de
transmission Destination Source (Puits) Figure 1.2 La schmatisation
dun systme de transmission.Notion de rapport signal sur bruitDurant
la transmission, les signaux lectriques peuvent tre perturbs par
des phnomnes lec-triques ou lectromagntiques dorigine externe
dsigns sous le terme gnrique de bruit. Lebruit est un phnomne qui
dnature le signal et qui est susceptible dintroduire des erreurs
dinter-prtation du signal reu (gure 1.3). +V S N t t Signal sans
bruit Signal avec bruit Figure 1.3 Le signal pollu par le bruit.2.
Lunit ofcielle de dbit est le bit/s (invariable). Labrviation bps
pouvant tre confondue avec byte par seconde nesera pas utilise dans
cet ouvrage. Rappelons que le terme bit provient de la contraction
des termes binary digit .
26. 1.1 Gnralits 5 Les capacits de transport dinformation
(dbit) sont directement lies au rapport entre la puis- sance du
signal utile et celle du signal de bruit. Ce rapport, appel rapport
signal sur bruit (SNR, Signal Noise Ratio que nous noterons S/N),
sexprime en dB (dcibel3 ), formule dans laquelle S reprsente la
puissance lectrique du signal transmis et N la puissance du signal
parasite ou bruit affectant le canal de transmission : S/N dB = 10
log10 (S/N)(en puissance) Notion derreur et de taux derreur Les
phnomnes parasites (bruit) perturbent le canal de transmission et
peuvent affecter les infor- mations en modiant un ou plusieurs bits
du message transmis, introduisant ainsi des erreurs dans le message
(gure 1.4). "1" "1" "1" "1" "1" +V +V Parasite (Bruit impulsif) "0"
"0" "0" "0" Train de bits mis Train de bits reus Figure 1.4 Leffet
dune erreur sur le train binaire. On appelle taux derreur binaire
(Te ou BER, Bit Error Rate) le rapport du nombre de bits reus en
erreur au nombre de bits total transmis. Nombre de bits en erreur
Te = Nombre de bits transmis Notion de temps de transfert Le temps
de transfert, appel aussi temps de transit ou temps de latence,
mesure le temps entre lmission dun bit, lentre du rseau et sa
rception en sortie de ce dernier. Ce temps prend en compte le temps
de propagation sur le ou les supports et le temps de traitement par
les lments actifs du rseau (nuds). Dunod La photocopie non autorise
est un dlit Dans un rseau, le temps de transfert nest pas une
constante, il varie en fonction de la charge du rseau. Cette
variation est appele gigue ou jitter. Le temps de transfert
conditionne le bon fonctionnement des applications interactives, sa
variation le transfert correct dinformation comme la voix ou la
vido. Notion de spectre du signal Le mathmaticien franais Joseph
Fourier (1768-1830) a montr que tout signal priodique de forme
quelconque pouvait tre dcompos en une somme de signaux lmentaires
sinusodaux 3. Le dcibel ou dB (10e du Bel) est une unit
logarithmique sans dimension. Elle exprime le rapport entre deux
gran- deurs de mme nature. Le rapport signal/bruit peut aussi
sexprimer par le rapport des tensions, la valeur est alors S/N dB =
20 log10 (S/N)(en tension)
27. 6 1 Linformation et sa reprsentation dans les systmes de
transmission(fondamental et harmoniques) superpose une valeur
moyenne (composante continue) qui pou-vait tre nulle. Lensemble de
ces composantes forme le spectre du signal ou bande de
frquenceoccupe par le signal (largeur de bande).1.2 LA
REPRSENTATION DE LINFORMATION1.2.1 Les diffrents types
dinformationLes informations peuvent tre rparties en deux grandes
catgories selon ce quelles reprsententet les transformations
quelles subissent pour tre traites dans les systmes informatiques.
Ondistingue : Les donnes discrtes, linformation correspond
lassemblage dune suite dlments ind- pendants les uns des autres
(suite discontinue de valeurs) et dnombrables (ensemble ni). Par
exemple, un texte est une association de mots eux-mmes composs de
lettres (symboles lmentaires). Les donnes continues ou analogiques
(gure 1.5) rsultent de la variation continue dun phnomne physique :
temprature, voix, image... Un capteur fournit une tension lectrique
qui varie de manire analogue lamplitude du phnomne physique
analyser : signal ana- logique. Dans un intervalle dtermin (bornes)
aussi petit que possible, un signal analogique peut toujours
prendre une innit de valeurs. Par exemple pour passer 10 C 11 C, la
tem- prature prend, entre ces deux valeurs, une innit de valeurs
sans aucune discontinuit entre elles (fonction continue). Capteur
Transducteur (micro) Ligne analogique (haut parleur) Figure 1.5 Le
signal analogique. Pour tre traites par des quipements
informatiques, les informations doivent tre reprsentespar une
valeur binaire (codage la source). Le codage la source est plus
spciquement appelcodage de linformation pour les informations
discrtes et numrisation de linformation pour lesinformations
analogiques.1.2.2 Le codage des informationsDnitionCoder
linformation consiste faire correspondre (bijection) chaque symbole
dun alphabet (l-ment coder) une reprsentation binaire (mot code).
Lensemble des mots codes constitue le code(gure 1.6). Ces
informations peuvent aussi bien tre un ensemble de commandes dune
machineoutil, des caractres alphanumriques... Seuls seront traits
ici les codages alphanumriques utilissdans les systmes de
traitement de donnes. Ces codes peuvent contenir : Des chiffres de
la numrotation usuelle [0..9] ; Des lettres de lalphabet [a..z,
A..Z] ;
28. 1.2 La reprsentation de linformation 7 Des symboles
nationaux [, ,...] ; Des symboles de ponctuation [, ; : . ? ! ...]
; Des symboles semi graphiques [ ]; Des commandes ncessaires au
systme [saut de ligne, saut de page, etc.] Codage B A Symbole coder
mot code 1000001 1000010 1000011 C Alphabet Code Figure 1.6 Le
principe du codage des donnes. Les diffrents types de code Le
codage des diffrents tats dun systme peut senvisager selon deux
approches. La premire, la plus simple, considre que chacun des tats
du systme est quiprobable. La seconde prend en compte la frquence
dapparition dun tat. Ceci nous conduit dnir deux types de code :
les codes de longueur xe et ceux de longueur variable. Les codes de
longueur xe Notion de quantit dinformation