Objectif : Savoir les caractéristiques et les types des réseaux locaux.
Éléments de contenu:
- Introduction aux réseaux locaux(avantages, problèmes, statistiques)
- Caractéristiques des réseaux locaux
- Normalisation des réseaux locaux
- Topologies des réseaux locaux
- Procédures de liaison dans les réseaux locaux
Définition:
un réseau local est défini comme lensemble des ressources téléinformatiques permettant léchange à haut débit de données entre équipements dans une zone géographique privée (entreprise, hôpital, campus, ).
I. Introduction :
Larrivé des micro-ordinateurs à faible coût a permis de décentraliser dans les entreprises les capacités de traitement.
Avantages :
- Le partage de ressources communes: matériel et logiciel (critère économique).
- Une meilleure fiabilité puisquon dispose de plusieurs machines (redondance).
- Les possibilités d'évolution: ajout de machine en cas de besoin.
- Plus dindépendance vis à vis des constructeurs.
Problèmes : ce type darchitecture est plus complexe à mettre en uvre, les principaux problèmes rencontrés sont:
- Une plus grande difficulté à contrôler lensemble du système notamment pour la gestion des ressources.
- La nécessité des mécanismes qui assurent lintégrité des données et leur confidentialité.
- Les risques dincompatibilité entre matériels.
- Le coût des équipements supplémentaires de communication (câbles, cartes, logiciels, etc.) et des services (formation).
Composants et Statistiques :
Le marché des réseaux locaux subit une croissance annuelle de 35% et se décompose de la façon suivante:
Nuds :
on distingue:
- les ordinateurs qui exécutent les applications accessibles depuis les autres micros (serveurs de stockage, dimpression et de messagerie);
- les serveurs dinterconnexion: ponts, commutateurs, routeurs et passerelles;
- les micro-ordinateurs.
Interfaces Réseaux:
cartes coupleurs permettant la connexion des micros et des stations à un réseau local. Ils assurent la gestion de laccès à la ligne et la transformation des signaux (tendance vers lintégration). On ajoute aussi les répéteurs qui permettent de répéter et damplifier le signal en reliant les différentes parties du réseau.
Les services:
maintenance des équipements de réseau, conseil et formation des utilisateurs.
Les systèmes dexploitation de réseau:
Windows NT, Linux, Netware de Novell, Lan Manager de Microsoft, etc.
Connectiques :
câbles (cat. 5, coaxial, fibre), prises (BNC, RJ45), panneau de brassage, moulures, armoires, etc.
- Autres: imprimantes, équipements audio ou vidéo, etc.
II. Caractéristiques dun réseau local :
* Un réseau local se caractérise par:
- La courte distance entre les nuds (< 10 km)
- Haut Débit (Une vitesse de transmission élevée: 10 Mbit/s à 10 Gbit/s)
- Un faible taux derreur: 10P-8P à 10P-12P
- La nature privée du réseau
- Des équipements diversifiés: connectiques, média, ordinateurs, périphériques, ...
- La Topologie logique de connexion : bus, étoile,
- La méthode de partage des accès : droit de parole
- Format des trames : Plusieurs types dinformations.
Nature des informations :
* Le débit minimum nécessaire est déterminé à partir de la charge du réseau qui dépend du type et du volume de linformation à transmettre ainsi que le nombre dutilisateurs simultanés.
* On distingue plusieurs types dinformations pouvant circuler sur un réseau local:
- Les informations de type bureautique: comme le traitement de texte et la messagerie. Les débits dépassent rarement 100kbit/s.
- Les informations de type informatique: il sagit des fichiers textes, programmes, graphiques ou dimages fixes numérisées dont le volume peut varier de quelques koctets à quelques centaines de Mbit. Le délai dacheminement varie en fonction du débit.
- Les informations de type temps-réel: comme la voix, limage vidéo et la commande dun processus industriel.
Remarques:
- La voix doit être numérisée pour lacheminer sur les réseaux locaux, ceci est obtenu par un échantillonnage à 8khz, soit un échantillon toutes les 125µs codé sur 8 bits, ce qui impose une vitesse de transmission de 64 kbit/s.
- Les signaux dune image vidéo numérisée sont constitués de 500x500=250000 pixels codés sur 16 bits et renouvelée 50 fois par seconde, ce qui correspond à 200 Mbit/s à véhiculer vers la destination!! * Solution: les méthodes de compression dimage qui ramènent le débit moyen à quelques Mbit/s.
- Les signaux de commande dun processus industriel font lobjet de standards particuliers. Parmi les caractéristiques principales, on note le délai dacheminement (<10ms).
III. Normalisation des réseaux locaux :
* En 1980, lIEEE a crée le comité détude 802, chargé de définir des normes pour les réseaux locaux, afin dassurer la compatibilité entre les équipements provenant de différents constructeurs.
* Ce comité a produit 5 normes numérotées de 802.1 à 802.5, elles ont été reprises et complétées par lISO sous la désignation ISO8802, elles correspondent aux couches physique et liaison :
- ISO8802.1: définit larchitecture générale des R.L. et le lien avec larchitecture OSI, en particulier le découpage de la couche liaison en deux sous-couches.
- ISO8802.2: définit la sous-couche LLC (Logical Link Control) de la couche liaison.
- ISO8802.3: définit la sous-couche MAC (Medium Access Control) de la couche liaison ainsi que le niveau physique pour les réseaux en bus avec la méthode CSMA/CD.
- ISO8802.4: définit la sous-couche MAC de la couche liaison ainsi que le niveau physique pour les réseaux en bus avec la méthode du jeton.
- ISO8802.5: définit la sous-couche MAC de la couche liaison ainsi que le niveau physique pour les réseaux en boucle avec la méthode du jeton.
* Autres:
- 802.6 WAN: il offre des services de communication pour la voix, les données et la vidéo au sein dune ville.
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface): définie à lANSI pour des réseaux très rapides (100 Mbit/s) sur fibres optiques.
IV. Topologies des réseaux locaux :
Définition : La topologie dun réseau définit lorganisation logique du réseau, cest à dire la répartition du câblage et des unités. Parmi les diverses topologies, citons: le Bus, lÉtoile, lÉtoile répartie et lAnneau.
1- La topologie en Bus:
La voie est constituée dun support linéaire ou dun ensemble de segments reliés par des répéteurs. Les nuds sont reliés de part et dautre de ce câble.
- Le signal circule sur lensemble du bus et disparaît une fois aux extrémités dans les bouchons.
- Si ce câble unique vient à être défaillant, cest lensemble du réseau qui tombe en panne mais si un hôte tombe en panne, le réseau nest pas affecté
(Exp: Ethernet coaxial).
2- La topologie en Étoile:
Les nuds sont tous connectés à un concentrateur central par lequel transitent toutes les transmissions (Exemples : Hub ou Switch).
- Si un câble ou un nud est défaillant, cela ne touche que cette station, et le reste du réseau nest pas affecté alors que la panne du concentrateur central immobilise tout le réseau.
* La topologie en Étoile répartie: cest une méthode dérivée de la topologie en étoile. On peut relier plusieurs concentrateurs sur un seul câble.
3- La topologie en Anneau:
Le réseau en anneau simple consiste en une boucle continue et fermée qui relie les postes du LAN (Exemple : Token Ring dIBM). Le réseau est bloqué si un nud est en panne. Lutilisation dun double anneau augmente la sécurité (Exemple : FDDI)
V. Les appareils de câblage :
Pour le câblage dun réseau local, plusieurs appareils sont utilisés, voici l'évolution de ces appareils de câblage du point de vue technologique :
1- Le répéteur : il sert à régénérer le signal et permettant dallonger la distance dun réseau.
2- Le Hub : cest un appareil de câblage autonome avec un nombre fixe de ports. Le type de connexions du médium et larchitecture du hub sont déterminés lors de la fabrication.
Exemple : un hub « 10 Base T Ethernet » présente un nombre fixe de connecteurs RJ45 pour un réseau Ethernet.
3- Lunité daccès multistation (MAU) : le MAU est utilisé dans la technologie Token Ring, cest un nud central auquel tout le système de câblage est relié. Un MAU type contient habituellement 8 ports de connexion, en plus de connecteurs dentrée et de sortie pour un autre MAU.
4- Le concentrateur : (hub intelligent) est décrit comme un appareil polyvalent et extensible. Au début, un concentrateur est un boîtier de métal vide doté de fentes dextension. Au fur et à mesure du développement, de la mise sur pied et lamélioration du réseau local, lui ajouter des cartes réseaux pour lui donner de nouvelles fonctionnalités (exemples : un module Ethernet, un module de gestion de réseau tel que le protocole SNMP).
5- Le Hub commutateur (switch) : il a été développé pour améliorer le rendement des réseaux locaux. Les commutateurs sont basés sur les concentrateurs traditionnels auxquels on a ajouté une fonction de commutation.
La commutation permet la transmission de trames aux segments de réseaux locaux spécifiques, afin déviter dinonder le réseau entier comme le font les concentrateurs traditionnels. Cette simple fonction réduit considérablement le trafic sur les segments de réseau, ce qui améliore le rendement.
6- Le « Hub-LAN intégré » : cest un appareil de réseautage très perfectionné qui comprend toutes les fonctionnalités dun serveur et dun hub commutateur. Il offre une gestion complète du réseau et une capacité d'évolution vers un réseau à haut débit tel que : ATM.
Le Hub-LAN intégré permet de condenser plusieurs concentrateurs en un seul appareil de câblage pour former un réseau unique. Un dispositif de commutation à haute vitesse ATM est inclus pour obtenir une vitesse de transmission entre 155Mbit/s et plusieurs Gbit/s.
Des logiciels perfectionnés de surveillance du réseau sont insérés pour évaluer le rendement des réseaux « local » et « étendu ». Ainsi, toute la gestion du réseau est centralisée dans un seul boîtier qui contient toutes les cartes pour assurer le fonctionnement adéquat du Hub-LAN intégré. Les « Hub-LAN intégré » évolués contiennent des modules de serveurs de fichiers, de base de données et dimprimante.
* Critères d'évaluation dun système de câblage :
Critères
Options
Planification
Extensibilité
Ports, réseaux, slots
La plupart des hubs indépendants ne sont pas extensibles. Cependant, des cascades de concentrateurs peuvent être installées. Les concentrateurs peuvent se différencier par le nombre doptions (nombre de ports, etc.)
Architecture du réseau
Ethernet, Token Ring, FDDI, Apple Talk
Certains concentrateurs ne permettent quun type de module de réseau local, le plus fréquemment Ethernet. Avant dacheter le concentrateur, il faut vérifier que le réseau local peut le supporter.
Médium
Paire torsadée, câble coaxial, fibre optique
Chaque médium est connecté au concentrateur avec une interface différente. Il faut vérifier que le port présente la bonne interface pour brancher le médium et que le concentrateur-hub est compatible avec la carte réseau.
Support terminal
Interface :
RJ45,
Est-ce quil peut supporter une connexion directe avec des terminaux asynchrones non intelligents ? type dinterface ?
Réseautage
R.L Û R.L
Ethernet, Token Ring, FDDI, Apple Talk
Les solutions de réseautage sont uniques et fonction des réseaux locaux reliés.
Exemple : le concentrateur intègre un pont qui permet de relier des segments Ethernet et Token Ring.
Inter-réseautage
R.L Û R.E
Linterface aux réseaux : X25
ATM, etc.
Il faut définir les spécifications dinterréseautage et sassurer que le concentrateur puisse assumer linterface vers les réseaux de communications.
Gestion
Différents standards de gestion des hubs
Exemple :
le protocole SNMP
- Gestion individuelle des hubs
- Logiciel de surveillance du réseau
- Evaluation et surveillance, à partir du concentrateur, du rendement sur des segments du réseau local et du réseau étendu
- Degré de sécurité à différents niveaux du système
- Activation et désactivation des ports à distance
- Contrôle du hub-concentrateur de nimporte quel poste de travail
- Possibilité dinclure les fonctions de gestion-surveillance grâce à une interface graphique
- Définition des alarmes pour des seuils de rendement non respectés (treshold)
- Mode de gestion des fautes ou défaillance du système
- Limitation de laccès au port sur une base horaire ou quotidienne
- Système dexploitation du logiciel de gestion de réseau Windows, UNIX,
Fiabilité
- Onduleur intégré
- Blocs dalimentation de relève
- Etc.
VI. Les procédures de liaison:
* Dans les réseaux locaux, on utilise des procédures de liaison qui assurent en plus des fonctions de base (adressage, numérotation, contrôle derreur et de flux), les fonctions de gestion et daccès au médium de communication.
1- Historique :Méthode d'accès aléatoire: Aloha CSMA CSMA/CD
- 1970. Norman Abramson (Université de Hawaï) * ALOHA discrétisé ( slotted ) ou à allocation temporelle (1972)
- Toutes les trames ont une taille fixe
- Le temps est divisé en intervalles permettant la transmission d'une trame
- Les expéditeurs débutent les émissions au début d'u n intervalle de temps (ils sont synchrones)
- Les expéditeurs sont informés de toute collision avant la fin de l'intervalle de temps auquel elle se produit
- Si il y a une collision, elle est détectée avant la fin de l'intervalle de temps en cours: l'expéditeur la retransmet au cours des intervalles de temps suivants
2- Les principales normes IEEE 802 :
- 802.1 High Level Interface, Network Management, Brid ging, Glossary
- 802.2 Logical Link Control
- 802.3 CSMA/CD Ethernet
- 802.4 Token Bus
- 802.5 Token Ring (LAN IBM)
- 802.6 Metropolitan Area Network (DQDB : Double Queue Dual Bus)
- 802.7 Broadband LAN Technical Advisory Group
- 802.8 Fiber Optic Technical Advisory Group
- 802.9 Integrated Service LAN (IsoEthernet), pour iso chrone (temps réel)
- 802.10 LAN Security (SILS : Standard for Interoperab le LAN Security)
- 802.11 Wireless LAN
- 802.12 Demand Priority LAN (100VG - AnyLAN)
- 802.14 Cable TV MAN
- 802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN), bluetooth
- 802.16 Fixed Broadband Wireless Access (sans fil large bande)
3- La fonction de liaison dans les réseaux locaux :
Niveaux supérieurs
Couche Réseau
Couche Liaison (Sous couche LLC)
IEEE802.2
Couche Liaison (Sous couche MAC)
& Couche Physique
IEEE802.3
CSMA/CD
IEEE802.4
Jeton sur Bus
IEEE802.5
Jeton sur Anneau
4- La sous-couche LLC :
Cette sous-couche nest définie que par une seule norme (IEEE802.2 ou ISO8802.2), ce qui assure la compatibilité à ce niveau entre les réseaux locaux.
3 types de services sont définis dans cette couche :
- LLC1: service sans connexion et sans acquittement
- LLC2: service avec connexion et avec acquittement
- LLC3: service sans connexion et avec acquittement
Les fonctions assurées dans cette couche sont:
- Initialisation et fermeture de la connexion
- Emission et réception des trames avec contrôle derreur et contrôle de flux.
Format des trames de la sous-couche LLC:
Les trames utilisées pour le service LLC2 sont:
Nom de trame
Code
Rôle
Information
Receive Ready
Receive not Ready
Reject
SABM extended
Disconnect
Unnumbered Ack
Disconnected Mode
Frame Reject
I
RR
RNR
REJ
SABME
DISC
UA
DM
FRMR
Information + n° de trame + n° acquitte.
Acquittement + n° de la trame attendue
Demande larrêt démission (cont. de flux)
Rejet des trames reçues (erreur)
Initialisation de connexion
Fermeture de connexion
Acquittement sans n° (pour lInit. et Fer.)
Initialisation du mode déconnecté
Rejet de trame reçue (format incorrect)
Remarque : 3 trames seulement sont utilisées pour le service LLC1 (sans connexion, ni acquittement).
5- La sous couche MAC:
Trois techniques daccès au support ont été normalisées pour les réseaux locaux:
- la méthode daccès aléatoire (CSMA/CD)
- le jeton sur bus
- le jeton sur anneau
cours Réseaux informatique locaux appareils câblage normalisation architecture topologies procédures de liaison
Révisé le :01-12-2017 www.technologuepro.com Facebook Twitter RSS