Tome 1 LAN - IEEE 802cnam.toulouse.free.fr/cnam/19339-sri_05_reseaux_locaux_tome1.pdf · Système de communication mettant en relation permanente par des câbles plusieurs équipements

5 5 -- LAN LAN -- IEEE 802 IEEE 802 -- Tome 1 Tome 1 1

CHAPITRE 5 CHAPITRE 5 -- Tome 1Tome 1

LAN - IEEE 802

Standard ANSI/IEEE 802


PLANPLANTravaux du Comité IEEE 802Topologie PhysiqueMéthode d’accèsSérie de standards IEEE 802Architecture IEEE 802Couche physique Couche MACCouche LLC


Travaux du Comité IEEE 802Travaux du Comité IEEE 802

��Quelle est la définition du LAN?Quelle est la définition du LAN?� LAN (Local Area Network) ou (RLE Réseau Local d ’Entreprise )

��Comment se décritComment se décrit--il?il?

��EstEst--il définit par un standard? Comité 802 à l’IEEE il définit par un standard? Comité 802 à l’IEEE � Travaux du groupe

� Construire de réseaux de type multipoint - un coupleur peut atteindre plusieurs coupleurs

� Définir des règles d’interconnexion des équipements qui partagent le même support physique (medium)

- approche en couches (conforme au modèle OSI) : couche 1 et 2

Système de communication mettant en relation permanente par des câbles plusieurs équipements informatiques (stations de travail, minis, micro-ordinateurs,...) desservant un ensemble d’utilisateurs

Par son câblage, sa vitesse, sa méthode d’accès et son logiciel de gestion


Travaux du Comité IEEE 802Travaux du Comité IEEE 802

��StandardsStandards� Techniques de transmission du signal

� numérique ou analogique sur le support physique� Supports physiques pour la transmission du signal

� câbles, connecteurs, répéteurs� Règles pour raccorder les équipements au support

� bus, anneau , étoile, hiérarchisé, longueurs des câbles, nombre de raccordement possible, ….

� Règles pour recevoir ou émettre une trame� méthodes d’accéder au support physique

��Résultats des travauxRésultats des travaux� IEEE 802.XX

� Support physique utilisé & Topologie physique déployée� Topologie logique & Transmission des trames


Attention ! Topologie physique # Topologie logique

Topologie physiqueTopologie physique

��On parle de topologie physique et de topologie logiqueOn parle de topologie physique et de topologie logique

� Topologie physique� Organisation spatiale sur le support physique des équipements

� Topologie logique� Organisation spatiale de la circulation du signal sur le support physique

��Topologie physiqueTopologie physique� 2 modes de connexion

� Liaison point à point (connexion un à un)� Liaison multipoint (connexion 1 à n)

� 3 topologies physiques� Bus, Étoile & Étoile hiérarchique, Anneau



��Topologie BUS : Support multipointTopologie BUS : Support multipoint� Repose sur un câble et des nœuds

� Câble partagé par l ’ensemble des nœuds (signal diffusé sur le câble)� Structure passive

� Seuls les nœuds peuvent générer un signal� Tous les bits envoyés par un nœud se propagent aux autres nœuds � Tous les nœuds voient toutes les trames� La trame est éliminée à la terminaison du bus� Coupure du câble rend indisponible le réseau� Longueur maximale du câble

- atténuation du signal� Exemple d ’utilisation

� Ethernet� Token bus� systèmes wireless



��Topologie Étoile & Étoile hiérarchique : Support point à point Topologie Étoile & Étoile hiérarchique : Support point à point � Repose sur un matériel central

� Tout nœud est raccordé à une entrée du matériel central� Structure active

� Tous les nœuds voient toutes les trames� Le signal est régénéré par le matériel central

- matériel central se comporte comme un répéteur

� Possibilité de créer une structure hiérarchique - nombre limité de niveaux

� Exemple d’utilisation� Ethernet� Token Ring� FDDI



��Topologie Anneau : Support point à point Topologie Anneau : Support point à point � Repose sur une boucle fermée en anneau

� Le signal a un sens de circulation dans la boucle� Structure active

� La boucle peut être construite à partir des nœuds ou de concentrateurs (MAU : Multistation Access Unit)

- MAU matériel passif ou actif• actif permet de refermer l’anneau en cas de problème sur un port

- MAU permet d'insérer un nœud facilement

� Tous les nœuds voient toutes les trames- nœud se comporte comme un répéteur

� Les bits retournent au nœuds qui les a envoyés et sont détruits� Exemple d ’utilisation

� Token-Ring� FDDI


Méthode d’accèsMéthode d’accès

��Règles dRègles d ’accès au support physique’accès au support physique� Accès au médium, transmission sur le médium et libération du médium

��3 méthodes pour l3 méthodes pour l ’accès au réseau’accès au réseau� Polling, Contention, Jeton passant

��Méthode dite du PollingMéthode dite du Polling

� 1 nœud joue le rôle d’administrateur du support� Interroge dans un ordre prédéfini chaque nœud

- demande s’ils ont une trame à transmettre

� Avantages/Inconvénients � accès centralisé� utilise une partie de la bande passante du médium pour émettre des

messages d’avertissement et d’acquittement� Ex : 100VGAnylan

Polling : Un matériel maître du canal interroge dans un ordre pré-déterminé chacun des autres nœuds et leur demande s'ils ont des informations à transmettre.



��Méthode dite de ContentionMéthode dite de Contention

� Nœud émet puis écoute son signal (porteuse) � Si support disponible Alors

� émet la trame� puis écoute et contrôle qu’aucun autre signal perturbe son signal

� Pas d ’arbitrage sur le support� Avantages /Inconvénients

� accès implicite� pas de gestion de priorité � méthode non déterministe� suppose une technique de résolution des conflits en cas d ’accès

simultané� Ex : IEEE 802.3 (Ethernet-CSMA/CD)

Contention: mode d’utilisation d’une voie lorsque deux ou plusieurs équipements peuvent décider d’émettre à n’importe quel moment.



��Méthode dite du Jeton passantMéthode dite du Jeton passant

� Petite trame appelée Jeton circule de nœud en nœud� Si un nœud veut émettre Alors il attend le passage du jeton

� le capture puis émet la trame de données� le noeud destinataire au passage de la trame de données la marque � le noeud émetteur retire la trame de données et remet le jeton� le noeud destinataire au passage de la trame de données la marque � le noeud émetteur retire la trame de données et remet le jeton

� Avantages/Inconvénients � Solution déterministe qui permet un bon contrôle du canal� débit max. réel atteint est supérieur à celui d’Ethernet

� Ex : Token-Ring

Jeton : suite de bits particulière utilisée dans la méthode d’accès à jeton. Ce jeton circule en permanence d’une station à l’autre, toujours dans le même sens. L’état du jeton permet à une station de savoir si elle peut émettre.



��Comparaison Jeton/ContentionComparaison Jeton/Contention� Jeton passant

� Nécessite un mécanisme de gestion du canal � Plus performant quand la charge du réseau est élevée

� Contention� Technique plus adaptée pour des réseaux à faible charge� 11% de collisions = taux max. à ne pas dépasser


Série de standards IEEE 802Série de standards IEEE 802


Série de standards IEEE 802Série de standards IEEE 802� IEEE Std 802 : Overview and Architecture.This standard provides an

overview to the family of IEEE 802 Standards.� IEEE Std 802.1B and 802.1k : LAN/MAN Management. Defines an OSI

management-compatible architecture, and services and protocol elements for use in a LAN/MAN environment for performing remote management.

� IEEE Std 802.1D : Media Access Control (MAC) Bridges. Specifies an architecture and protocol for the interconnection of IEEE 802 LANs below the MAC service boundary.

� IEEE Std 802.1E: System Load Protocol. Specifies a set of services and protocol for those aspects of management concerned with the loading of systems on IEEE 802 LANs.

� IEEE Std 802.1F : Common Definitions and Procedures for IEEE 802 Management Information

� IEEE Std 802.1G : Remote Media Access Control (MAC) Bridging. Specifies extensions for the interconnection, using non-LAN communication technologies, of geographically separated IEEE 802LANs below the level of the logical link control protocol.


Série de standards IEEE 802Série de standards IEEE 802� IEEE Std 802.1H : Media Access Control (MAC) Bridging of Ethernet

V2.0 in Local Area Networks� IEEE Std 802.2 : Logical Link Control.� IEEE Std 802.3 : CSMA/CD Access Method and Physical Layer

Specifications.� IEEE Std 802.4: Token Passing Bus Access Method and Physical Layer

Specifications.� IEEE Std 802.5 : Token Ring Access Method and Physical Layer

Specifications.� IEEE Std 802.6 : Distributed Queue Dual Bus Access Method and

Physical Layer Specifications.� IEEE Std 802.10 : Interoperable LAN/MAN Security.� IEEE Std 802.11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and

Physical Layer Specifications.� IEEE Std 802.12 : Demand Priority Access Method, Physical Layer and

Repeater Specifications.


Série de standards IEEE 802Série de standards IEEE 802� IEEE Std 802.15 : Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical

Layer (PHY). Specifications for: Wireless Personal Area Networks.� IEEE Std 802.16 : Standard Air Interface for Fixed Broadband Wireless

Access Systems. In addition to the family of standards, the following is a recommended practice for a common Physical Layer technology:

� IEEE Std 802.7: IEEE Recommended Practice for Broadband Local Area Networks.


Architecture IEEE 802Architecture IEEE 802

��Procédures de transmission du signal : Couche physiqueProcédures de transmission du signal : Couche physique� Spécifique à chaque support de transmission

� Transforme signal en une information binaire et vice-versa� Informe la couche MAC de l’état du support de transmission

��Procédures de transmission des donnéesProcédures de transmission des données� Couche MAC (Médium Access Control)

� Gère le partage du support de l’état du support remonté par la couche physique

- est spécifique à chaque support de transmission

� Transmet bit à bit la trame à la couche physique� Reconstruit la trame bit à bit et la contrôle

� Couche LLC (Logical Link Control) � Assure l'interface entre la couche réseau et MAC

- transmet la trame à MAC pour la transmission sur le support- remonte une trame reçue par MAC à la couche réseau


Connecteurs

Couche Physique

(PHY)

Couche de contrôle

d ’accès au médium

(MAC)

Couche de contrôle

de la liaison logique

(LLC)

Architecture du modèle IEEE 802Architecture du modèle IEEE 802Couche supérieure

Ges

tion

de ré

seau

Câble de raccordement

Modèle OSIModèle OSI

Application

Présentation

Session

Transport

Réseau

Liaison de données

Physique

Architecture IEEE 802Architecture IEEE 802


�� Interface entre le support physique et la couche MACInterface entre le support physique et la couche MAC��Fonctions :Fonctions :

� codage/décodage l’information binaire� reconnaissance des trames� synchronisation le signal sur le support � connaissant de l’état du support physique

��Techniques de transmissionTechniques de transmission� Bande de base sur câble coaxial ou paire de fils torsadées

� Transmission d’un signal numérique- Atténuation du signal (courte distance de transmission)

� Large bande câble CATV (câble de type antenne TV)� Transmission d’un signal analogique

� Fibre optique multimode ou monomode

Couche PhysiqueCouche Physique


Couche MAC Couche MAC (Médium Access Control )(Médium Access Control )

�� Interface entre la couche physique et la couche LLCInterface entre la couche physique et la couche LLC� Dépend de la couche physique

��Fonctions Fonctions � Contrôle l’émission et la réception de la trame � Recopie et analyse toutes trames reçues

� contrôle la validité de la trame (CRC)� détermine si la trame lui est destinée� extrait les champs de la trame avant de les remettre à LLC

��6 techniques d6 techniques d ’accès dont 3 pour l’accès dont 3 pour l ’accès à des réseaux à jeton’accès à des réseaux à jeton� CSMA/CD : accès à un réseau Ethernet� Jeton sur bus, Jeton sur boucle, Jeton temporisé� Technique d ’accès à un réseau MAN� Technique d ’accès à un câble TV (multiplexe les # utilisateurs du

câbles)


��Adresse MACAdresse MAC� Moyen de reconnaissance du destinataire de la trame� Adresse unique

� Attribuée par le consortium (DEC, INTEL, XEROX)- Distribuée par l ’IEEE aujourd’hui

� Achète l ’adresse MAC au comité 802 de l'IEEE - Groupe 802.1� Structure de l’adresse

� Longueur Adresse = 6 octets � Partie fixe (fixée par IEEE) : 3 premiers octets

- code fabricant (Vendor Code) ou OUI (Organizationally Unique Identifier)

- appellation un peu abusive • fabricant peut acheter plusieurs blocs d'adresses et éventuellement

"donner" ses adresses à un autre constructeur

- Ex : 00-00-0C = CISCO et 00-00-1B = Novell

� Partie libre : 3 derniers octets

Couche MACCouche MAC



��3 champs dans l’Adresse3 champs dans l’Adresse

� Bit G/I (Group/Individual bit)� G/I = 1 � Adresse de groupes de stations (Multicast)

- correspond à des adresses impaires • ex: 09: 00: 2B: 00: 00: 0F, 09: 00: 2B: 01: 00: 00

� G/I = 0 � Adresses individuelles de stations- correspond à des adresses paires

• ex : 08: 00: 20: 09: E3: D8 ou 00: 01: 23: 09: E3: D5

� Bit G/L (Global/Local bit)� G/L = 0 � Adresse locale (à un sens uniquement sur un réseau local)

- adresses différentes à chaque nœud (pas d'adresses identiques)

� G/L = 1 � Adresse globale (universelle et attribuée par IEEE )- utilisée quand le réseau est relié à d'autre réseaux

G/I (1 bit)

G/L(1 bit)

Adresse du nœud(46 bits)



��3 Adresses particulières3 Adresses particulières� Adresse de station ⇒⇒⇒⇒ bit G/I= 0

� Identifie 1seule station dans le monde � Adresse multi-destination (Multicast Group Address) ⇒⇒⇒⇒ bit G/I=1

� Correspond à un groupe de stations qui reçoivent toutes le même paquet en une seule transmission

� Adresse universelle (Broadcast Address) ⇒⇒⇒⇒ FF-FF-FF-FF-FF-FF� Représente toutes les machines du réseau � Permet d ’atteindre toutes stations en 1 seule émission� Adresse transmise à la couche supérieure

- peut provoquer une saturation- certains adaptateurs ont une fonction leur permettant d'ignorer les trames

broadcasts


��Structure générale de la trame (spécifique à chaque MAC)Structure générale de la trame (spécifique à chaque MAC)� Début de trame : Préambule

� composé d’octets spécifiques qui dépendent du protocole d ’accès - Ethernet, tokeng-ring , FDDI, …...

� 2 Adresses Mac � DA = @source du nœud récepteur et SA = @destination du nœud

émetteur� Zone spécifique du protocole MAC (optionnel) : Contrôle1� Données de la couche LLC: Data LLC � Zone spécifique du protocole MAC (optionnel) : Contrôle2� Fin de trame : FCS

� validité de la trame (erreur de transmission de bits)


6 octets 6 octetsDA SA Contrôle1 Data LLC FCSContrôle2Préambule


Utilisateurs de serviceCouche LLC Fournisseur de service

Couche MACMA_DATA.request

(demande)

(indication)

MA_DATA.indication

(indication)

MA_DATA_STATUS.indication


��Primitives de services Primitives de services � Dispose de 3 primitives

� Transmission de trame

� Remise de trame

� Information avant la prochaine demande de transfert



��Transfert de trameTransfert de trame� formulée par une entité de LLC pour 1 homologue ou plusieurs entités

homologues (groupe d ’adresse)� MA_DATA.indication(@dest, @source, routing, m_sdu, priority

service_class) � @dest = adresse MAC émetteur� @source = adresse MAC récepteur� routing = route désirée pour le transfert de trame

- routing = 0 , pas de routage

� m_sdu = unités de données (trame MAC)� priority = priorité désirée pour transporter la trame� service_class = qualité de service demandée



��Remise de trameRemise de trame� Informe une entité ou plusieurs entités (groupe d ’adresse) de LLC

qu ’une donnée est disponible� MA_DATA.request (@dest, @source, routing, m_sdu,

reception_status, priority service_class) � routing = route prise pour le transfert de trame� reception_status = état de la trame reçue

�� Information pour la prochaine demande de transfertInformation pour la prochaine demande de transfert� MA_DATA.request (@dest, @source, transmission_status,

provide_priority, provide_service_class) � transmission_status = état de la transmission� provide_priority= priorité utilisée� provide_service_class = qualité de service utilisée


Couche LLC (Logical Link Control) Couche LLC (Logical Link Control)

�� Interface entre la couche MAC et la couche RéseauInterface entre la couche MAC et la couche Réseau� Indépendante de la couche physique

��Fonctions :Fonctions :� service de transport pour la couche réseau

� établissement, maintien et libération de la connexion� acheminement de la donnée L-SDU

� 3 types de services de transport de données� transport avec connexion � transport sans connexion et sans acquittement � transport sans connexion mais avec acquittement

��2 techniques pour le contrôle de flux2 techniques pour le contrôle de flux� mécanisme Stop et Wait pour les services de transport sans connexion� mécanisme de Fenêtre pour les services de transport avec connexion


��Point dPoint d ’accès au service LLC ’accès au service LLC � LSAP (Link Service Acces Point) ou Connexion

� LLC offre un service de transport des données à la couche Réseau� Service est atteint au travers des LSAP

� Porte d ’accès = DSAP (Destination Service Acces Point) � Point d ’accès au service destination (Couche Réseau ⇒ Couche LLC)

� Porte d ’accès = SSAP (Source Service Acces Point) � Point d ’accès au service source (Couche LLC ⇒ Couche Réseau)

Couche LLCCouche LLC

RESEAU

LLC

MAC

LSDU

LPDU

SSAP

MA-SDU

LSDU

LPDU

DSAP

MA-SDU

Adresse

Source

Adresse

Destination


��Structure générale de la trame LLC Structure générale de la trame LLC � DSAP: Adresse destination� SSAP :Adresse origine� Zone de contrôle pour la numérotation de la trame (modulo 128)� Champs Information � FCS pour le contrôle d'erreurs sur la trame LLC


1 ou 2 octets jusqu’à 8 Moctets 4 octets

zone de contrôle information FCSDSAP

1 octet

Bit de diffusionBit = 1 Adresse multipoint

Bit = 0 Adresse individuelle

SSAP

Bit de P/F P/F =1 Commande

P/F = 0 Réponse

1 octet



��3 Services de transport3 Services de transport� LLC1 : sans connexion et sans acquittement

� Trame envoyée en aveugle - pas de garantie d'acheminement ni de séquenceur

� utilisée avec des liaisons fiables, dans les réseaux locaux� LLC2 : avec connexion

� Avant transmission: établit une connexion logique- garantit l'ordre d'émission- ajoute des mécanismes de reprise (ré-émission)

� utilisée dans les réseaux publics� LLC3 : sans connexion et avec acquittement

� Trame acquittée individuellement sans mécanisme de reprise� utilisée pour des applications de type temps réel



��Primitives de services de LLC1Primitives de services de LLC1� Dispose de 2 primitives

L_DATA.request

(demande)

(indication)

Utilisateurs de serviceCouche Réseau Fournisseur de service

Couche LLC

Utilisateur de serviceCouche Réseau

L_DATA.indication



��Primitives de services de LLC1 Primitives de services de LLC1 � Transport des données

� L_DATA.request(@source, @dest, l_sdu, priority)- @dest = DSAP- @source = SSAP- l_sdu = unités de données (paquet Réseau) - priority = priorité désirée pour le transfert des données- couche Réseau demande l’envoie de la LSDU

� L_DATA.indication (@source, @dest, l_sdu, priority)- @dest = DSAP- @source = SSAP- l_sdu = unités de données (paquet Réseau) - priority = priorité désirée pour le transfert des données- indique à la couche Réseau de l’arrivée d’une LSDU




L_DATA.request

(demande)(indication)


Couche LLC


L_DATA_.indication

(confirmation)L_CONNECT.confirm

L_CONNECTION_FLOWCONTROL.request

(demande)

(confirmation)

L_CONNECTION_FLOWCONTROL.Confirm

L_CONECT.request

(demande)(indication)L_CONNECT.indication

(réponse)L_CONNECT.response



��Primitives de services de LLC2 Primitives de services de LLC2 � Transport des données

� L_DATA.request (@source, @dest, l_sdu)� L_DATA.indication (@source, @dest, l_sdu)

� Établir une connexion� L_CONNECT.request (@source, @dest, priority)

- priority = priorité souhaitée pour la connexion� L_CONNECT.indication (@source, @dest, priority)� L_CONNECT.response (@source, @dest, reception_priority)

- reception_priority = priorité attribuée à la connexion� L_CONNECT.confirm (@source, @dest, reception_priority)

� Libérer une connexion� L_DISCONNECT.request (@source, @dest)� L_DISCONNECT.indication (@source, @dest, raison)

- raison = indique les raisons de la demande



��Primitives de services de LLC2 Primitives de services de LLC2 � Détection d’erreur: permet de purger une connexion

� L_RESET.request (@source, @dest)� L_RESET.indication (@source, @dest, raison)� L_RESET.response (@source, @dest)� L_RESET.confirm (@source, @dest)

� Contrôle de flux : entre la couche LLC et la couche Réseau� L_CONTROL_FLOWCONTROL.request (@source, @dest, amont)� L_CONTROL_FLOWCONTROL.indication (@source, @dest,amont)

- amont = quantité d ’informations qui peut transiter en local entre la couche réseau et la couche LLC




L_DATA_ACK.request

(demande)

(indication)


Couche LLC


L_DATA_ACK.indication

(indication)

L_DATA_ACK_STATUS.indication

L_REPLY_UPDATE.request

(demande)

(indication)

L_REPLY_UPDATE_STATUS.indication



��Primitives de services de LLC3Primitives de services de LLC3�Transport des données avec accusé de réception

� L_DATA_ACK.request (@source, @dest, l_sdu, priority, service_class)

- priority = priorité désirée pour envoyer la donnée- service_class = spécifie avec ou sans accusé de réception

� L_DATA _ACK.indication (@source, @dest, l_sdu, priority, service_class)

- priority = priorité affectée à la donnée

� L_DATA _ACK _STATUS.indication (@source, @dest, priority, service_class, status )

- status = indique si l’opération a été un succès ou un échec- Pour demander le transport d’une donnée que l’on souhaite voir

acquittée- Un temporisateur est démarré au moment de l ’émission de la trame. Il

permet de réémetteur la trame en cas de non acquittement



��Primitives de services de LLC3Primitives de services de LLC3� Transport de données avec confirmation

� L_REPLY.request (@source, @dest, l_sdu, priority, service_class)- priority = priorité désirée pour envoyer la donnée- service_class = spécifie avec ou sans accusé de réception

� L_REPLY.indication (@source, @dest, l_sdu, service_class)- priority = priorité affectée à la donnée

� L_REPLY_STATUS.indication (@source, @dest, l_sdu, service_class, status )

- l_sdu = spécifie que la donnée a été reçue par LLC- status = indique si l’opération a été un succès ou un échec

� Pour des capteurs (monde industriel)� L_REPLY_UPDATE .request (@dest, l_sdu)� L_REPLY_UPDATE .indication (@dest, status )

- demande un acquittement immédiat

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