Notes sur le module réseaux et protocoles - 5° partie, Notes de Fondements informatiques
Gabrielle89
Gabrielle899 January 2014

Notes sur le module réseaux et protocoles - 5° partie, Notes de Fondements informatiques

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Notes de fondements informatiques sur le module réseaux et protocoles - 5° partie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Comment fonctionne la commutation de paquets ?, La commutation, Classification des résea...
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CI-3

QL-3-Réseaux et Protocoles

Comment fonctionne la commutation de paquets ?

 La commutation de messages peut être amélioré en découpant le message en unités de données en paquets (taille variable mais ayant un maximum).

 En effet, la même technique (Store & Forward) est utilisée avec deux avantages:

– Effet "pipe line": on peut commencer à transmettre un paquet pendant qu'on reçoit un autre paquet du même message;

Temps d'émission plus réduit: la taille du paquet étant limitée, une meilleure gestion de la file d'attente et un meilleur multiplexage des données est effectué.

 Le problème à résoudre est le réassemblage du message avant de le donner à la couche supérieure.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Commutation de paquets

 Ce type de commutation diminue le temps de transmission car les

paquets sont de taille raisonnable.

 Le coût de communication dans les réseaux utilisant ce type de

commutation est en fonction de la taille des paquets.

 Ce type de commutation nécessite des tampons pour stocker les

paquets avant de les transmettre sur des lignes.

 Par rapport à la C.M, la CP est plus efficace surtout pour au niveau de

la reprise sur erreurs

 La complexité surgit lors du processus de réassemblage de paquets, du

même message, ayant empreintés des chemins différents

QL-3-Réseaux et Protocoles

Commutation CC et CP

Commutation de Circuits = mobilisation de la bande passante

Commutation de Paquets

= partage de la bande passante

QL-3-Réseaux et Protocoles

La commutation : Synthèse

 Permet de recevoir de l‟information d‟un utilisateur quelconque parmi N et de la

redistribuer a un autre utilisateur quelconque

CIRCUITS

 Établissement d‟une liaison durant toute la durée de la communication en fin.

MESSAGE

 Réception, stockage, retransmission de nœud à nœud de volumes

flux importants de données.

PAQUET

 Message de taille réduite, à longueur maximale définie.

 Différences :

 Optimisation de l‟utilisation des ressources

 Conversions au niveau de chaque nœud de commutation (vitesse, codage,…)

 Transparence vis-à-vis de l‟information (contrôle de flux, la vitesse, le codage,..)

 Analogie entre la route et la voie ferrée

QL-3-Réseaux et Protocoles

 Les catégories de réseau

1. Selon l’étendue

PAN

LAN

MAN

WAN

2. Selon le mode de connexion

Connecté

Non connecté

3. Selon la nature du transfert

Circuit

Message

Paquet

 Les types de techniques de transmission

 Diffusion totale

 Diffusion sélective

 Émission point à point

Classification des réseaux

QL-3-Réseaux et Protocoles

Définition

Spectrum des Paradigmes

Unicast Broadcast

Multicast

Envoie

à un seul

Envoie à

tout le monde Envoie à

quelques uns

Point à Point Point à Multi-Point Point à Multi-Point

QL-3-Réseaux et Protocoles

Broadcast

 Action d‟émettre un message vers l‟ensemble des machines

du réseau.

 Utilisation du meme canal de communication par toutes les

machines

 Utilisation d‟une adresse spéciale

• Analogie : Affichage destiné à tous les étudiants de l‟ENSA

Unicast Broadcast

Multicast

Envoie

à un seul

Envoie à

tout le monde Envoie à

quelques uns

Point à Point Point à Multi-Point Point à Multi-Point

QL-3-Réseaux et Protocoles

Multicast

 Action d‟émettre un message vers un sous-ensemble restreint

de machines du réseau.

 Utilisation d‟une adresse spéciale pour la diffusion

 Notion de groupe de diffusion

• Analogie : Affichage destiné aux étudiants de la troisième année

Unicast Broadcast

Multicast

Envoie

à un seul

Envoie à

tout le monde Envoie à

quelques uns

Point à Point Point à Multi-Point Point à Multi-Point

QL-3-Réseaux et Protocoles

Unicast

 Action d‟émettre un message vers une machine destinataire

 Utilisation d‟un canal de communication par connexion point à point

• Analogie : Affichage destiné à l‟étudiant X

Unicast Broadcast

Multicast

Envoie

à un seul

Envoie à

tout le monde Envoie à

quelques uns

Point à Point Point à Multi-Point Point à Multi-Point

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 1

 Définissez les termes suivants :

– le délai de sérialisation

– le délai de propagation

– le délai de transmission

 on considère une source d‟informations connectée à support de

transmission fonctionnant à un débit de 64 kb/s.

– Calculez le temps de sérialisation d‟une information dont le volume

• est 64 kb

• est 640 kB

• est 2 Mbyte

• conclure

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 2

 On souhaite utiliser une fibre optique fonctionnant à un débit D=155MBits/s et

de longueur L=3000km. Sachant que le coefficient de vélocité de la fibre

optique est 0,6.

– Combien de temps faut-il pour qu‟un bit puisse voyager d‟un bout à l‟autre de

cette fibre pour :

– Qu‟appelle t on le temps ainsi calculé

 Calculez le délai de sérialisation de :

– 1 bit

– 1 octet

– 64 bits

– 512 octets

– 2 Mbit

 Calculez le temps de transmission pour chacun des cas précédents

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 3

 On utilise une paire torsadée de 5 Km ayant un débit de

D=2 MBits/s et un coefficient de vélocité 0,77. Calculez

les délais de sérialisation et de propagation pour un

volume d‟information égal à :

– 1 bit

– 1 octet

– 64 bits

– 512 octets

– 2 Mbit

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 4

 On utilise une fibre optique reliée à un ordinateur qui

émet ses données à 155 Mbps.

 Combien d‟octets, de bits, de cellules (une cellule est de

taille 53 octets) sont-ils présents dans la fibre de

longueur :

– L mètres de long

– 100 mètres

– 3000 mètres ?

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 5

 La société Offshoring-QL a mis en place une liaison téléinformatique

mettant en jeu deux ordinateurs échangeant un fichier (via FTP) de

1Mbit de taille. Les deux ordinateurs sont connectés grâce un réseau

composé de 5 routeurs. Chaque routeur possède les caractéristiques

suivantes :

• des mémoires tampons fonctionnant en FIFO (First In First Out) et de

taille 500 octets chacune.

• un processeur est en charge de remplir et vider les files d‟attente. Le

temps de service est de 0,5 ms par mémoire et par opération

(remplissage ou vidage)

FTP FTP

Lien-D kbps

Marrakech

Tanger

Rtr-1

Rtr-5 100 Mb/s

100 Mb/s

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exercice 5

 Combien de buffer FIFO faudra t il pour stocker l‟information au niveau de chaque nœud :

– Dans le cas de la commutation de messages

– Dans le cas de la commutation de paquet utilisant des paquets de taille 100 octets

 Dans le cas d‟utilisation de liens de transmission ayant un débit de 64kb/s et une vélocité de 0,5, calculez, respectivement pour la commutation de messages et de paquets, les valeurs de délai de

– sérialisation,

– propagation,

– traitement,

 en déduire la valeur de délai de bout en bout

 Refaites le calcul dans le cas d‟utilisation de liens à 2Mb/s

– Conclure

 Calculez le délai de bout en bout lorsque le délai de traitement est nul

– Conclure

QL-3-Réseaux et Protocoles

Performance CP

 Soit le réseau ci-dessous.

 Nous supposons que tous les paquets d‟un même message empruntent la

même route.

 Nous admettons que le temps de propagation sur le support et que le temps

de traitement soient nuls

 Soit un message de longueur L (en bits) qui est découpé en p paquets émis sur

les différents supports ayant le même débit D en bit/s. Les en-têtes

protocolaires sont de taille totale égale à H

 Calculer tS (Temps de sérialisation) en fonction de D, L et p

 Calculer le temps nécessaire pour que tous les paquets du message traversent

le réseau, composé de N nœuds, et arrivent à destination

– Sans en-têtes protocolaires

– Avec en-têtes protocolaires

B

A

N1

N2

N3

L4

L1

L2 L3

QL-3-Réseaux et Protocoles

1. Tp = L/pxD

2. Calcul du temps de traversée

1. À l‟instant t0, la paquet 1 est émis sur le lien 1

2. Ce paquet est reçu par le nœud 1 à t0 + tP (tp étant le temps de sérialisation d‟un paquet)

3. En admettant que les temps de traitements sont nuls au niveau du nœud :

 le paquet est donc réémis immédiatement sur le nœud 2 pendant que le paquet 2 est émis sur le lien 1

4. Si N est le nombre de nœuds traversés, le paquet 1 arrive à destination dans : (N+1)xtp

5. Si p est le nombre de paquets, le dernier paquet est émis à : (p-1)xtp

6. Le dernier paquet arrive (ce qui correspond à la fin du transfert) : (p-1)xtp + (N+1)xtp = (p+N)xtp c.a.d que le temps de traversée du réseau est

1. Tp = (p+N)x L/pxD ou encore Tp = L/D x (1+N/p)

2. Avec en-têtes protocolaires : Tp = L+pH/D x (1+N/p)

Performance CP

QL-3-Réseaux et Protocoles

Performance CP

 Le temps de traversée dépend

– Du nombre de nœuds traversés : minimiser le nombre de nœuds et

assurer un maillage du réseau pour trouver les routes directes

– De la taille du sur débit associé aux en-têtes protocolaires

• Utiliser le minimum d‟en-tête (utiliser la compression d‟en-

tête si possible)

– Dépend du débit du lien d‟accès

• Utiliser les liens à haut débit (problème de cout)

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 10

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les architectures protocolaires

 Le besoin pour la transmission de données

– Le développement des puissances de calcul

– Le développement et la multiplicité de solutions réseaux

• Diverses et hétérogènes

 Le besoin de définir une architecture protocolaire réseau

– Modèle complet de communication

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les architectures constructeurs

 Les architectures constructeurs sont nées dans les années 70

– Ces architectures ont en commun une structuration en couches

– Ces architectures diffèrent aux niveaux des approches fonctionnelles

 Une architecture physique

– s‟applique à un réseau spécifique

– Formalise les concepts fondamentaux qui ont conduit à un choix plutôt qu‟un autre

 Exemple :

– SNA d‟IBM en 1975

– DSA de Bull en 1979

– DNA de DEC

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modèle de référence

La normalisation succède à un état de fait

 L‟interconnexion des équipements hétérogènes était devenue complexe

– Par la diversité des approches

– Par la diversité des fonctionnalités

– Par la diversité des problèmes à résoudre

 Les architectures sont incompatibles entre elles et ne permettent pas

l‟interopérabilité des systèmes

– Nécessité de définir une architecture de communication normalisée

1. Assurer l‟accès à des ressources à travers un ou plusieurs

infrastructures réseaux

2. Procurer un service identique que les ressources soient locales ou

distantes

Transparence à l’utilisateur

QL-3-Réseaux et Protocoles

Architecture et transparence

Requêtes

Réponses

Transparence

La transparence : défis

Techniques de connexion compatibles : raccordement, niveau électrique,.

Protocoles d’échanges identiques

Sémantique de l’information compréhensible par les deux partenaires

La transparence : mise en oeuvre

Problèmes d’origines diverses

Réduire la complexité par le découpage en entités fonctionnelles ‘couches’

QL-3-Réseaux et Protocoles

Architecture et transparence

 En informatique, pour régler des problèmes, il faut programmer

– La programmation peut être anarchique ou, mieux, structurée.

– Il en est de même pour l‟organisation des communications

 Pour les communications, structurer n‟est pas suffisant :

– Il faut structurer

– Il faut que les machines communicantes structurent de la même façon

– D‟où la nécessité d‟une normalisation de la façon de régler les différents problèmes

– Naissance du concept de couche

QL-3-Réseaux et Protocoles

Architecture et transparence

 Une couche est un ensemble homogène destiné

– à accomplir une tache

– ou à rendre un service

 L‟approche en couches garantit une évolutivité facile du

système „Ingénierie Modulaire‟

– la prise en compte d‟une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concernée

 Les constructeurs ont opté pour un modèle de référence structuré en couche

 Le modèle a été standardisé par l‟ISO sous l‟acronyme OSI

QL-3-Réseaux et Protocoles

 MODELE CONCEPTUEL

– 7 Couches

– Protocoles

– Services

Open Interconnexion

Systems de Systèmes

Interconnection Ouverts

Le modèle OSI de l’ISO

QL-3-Réseaux et Protocoles

Le modèle OSI

 Signifie Open System Interconnect (norme OSI 7498, publié en 1981)

 Défini par l‟ISO : International Standard Organisation

 But : Définir les fonctions de la communication et les hiérarchiser en

couches logicielles

 Pas de produit mais des spécifications et normes

 Exemple de normes

– ISO 8208 (X25 L3), ISO 7776 (X25 L2), ISO 8802 (V24)

– ISO 8326 (session), ISO 7478 (modèle de référence)

 Sévèrement concurrencé par le monde de l‟Internet (Cf RFC‟s)

QL-3-Réseaux et Protocoles

« Composant Matériel ou Logiciel dont la description Fonctionnelle

et Technique de l‟interface avec son environnement externe

est définie par des normes ou des standards publics et

indépendant d‟un seul fournisseur »

Forum Européen des Systèmes d‟Information Ouverts

Attention aux implémentations propriétaires d’une norme ouverte !

Systèmes Ouverts : Définition

QL-3-Réseaux et Protocoles

 La spécification est

– Publique et gratuite

– Développements multi-fournisseurs

– Non modifiable par un seul

– Implémentations multiples

– Disponible et supportée

 Et a été validée par

– Tests de conformité

– Tests d‟interopérabilité

Systèmes Ouverts : Critères

QL-3-Réseaux et Protocoles

Systèmes d’exploitation : UNIX

Langages : C, Fortran, C++

Graphiques : JPEG, MPEG

Interface utilisateur : MOTIF, X11

Accès aux données : SQL, CLI

Réseaux : OSI, TCP-IP

Sécurité : X402, X509, Kerberos

Administration : CMIS/CMIP, SNMP

Messagerie : X400, SMTP

Systèmes ouverts : Quelques normes et standards

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modèle OSI : Logiciels de réseaux

 Une couche = un niveau d‟abstraction

 Une couche n utilise les services de la couche n-1 et ses

propres moyens pour offrir des services plus appropriés à la

couche n+1.

 Relation entre les couches n et n-1

 n : utilisateur des services.

 n-1 : fournisseur des services.

 Nombre/nom/fonction des couches varie selon le réseau.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Encapsulation OSI

 Dans un modèle à N couches

 Pour communiquer l‟application cliente remet à la couche supérieure (N)

des données à destination de l’application serveur

des instructions définissant le niveau de service souhaité

 La couche N interprète les instructions et fabrique, à destination de la couche N distante, une structure de données :

– Des informations nécessaires à la couche N distante : en-tête niveau N (header) en plus des données applicatifs

– Des instructions destinées à la couche N-1

 N-1 procède de même

 Enfin les données sont émises vers le réseau

 En réception chaque couche i extrait l‟en-tête Hi, l‟interprète et remet les données à la couche i+1

 Les couches procède de même jusqu‟à remise des données à l‟application distante

QL-3-Réseaux et Protocoles

Encapsulation OSI

Transparence

Client

Serveur

H 3

Couche 3

DonnéesI 3

H 3

Couche 2

DonnéesI 2 H 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

H 3

H 2

H 1

H 3

Couche 3

Données

H 3

Couche 2

DonnéesH 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

Données H 3H 1 H 2

Données Instructions

Application cliente Application Serveur

Données

QL-3-Réseaux et Protocoles

Analogie : Service courrier

1. Le cadre dicte le contenu du courrier à envoyer à son assistant (e)

2. L‟assistant (e) dactylographie une lettre avec les conventions du courrier commercial

3. La lettre comporte des références la situant dans la relation inter entreprise

4. Le service courrier de l‟entreprise choisit le mode d‟acheminement et prépare l‟expédition

5. La poste se charge d‟acheminer la lettre à sa destination

6. Les lettres sont regroupées en sacs selon leurs destinations

7. Différents moyens de transport peuvent être utilisés pour l‟acheminement des sacs postaux

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocole et service

Communiquer pouvoir interpréter l‟information échangée  parler le

même langage.

 Langage = syntaxe + sémantique

 Pouvoir envoyer et recevoir des bits sur un réseau ne suffit pas pour

communiquer convenablement.

Les messages envoyés doivent être interprétés correctement par le

récepteur.

 Si les 8 premiers d‟un message contiennent l‟adresse source et celui

qui le reçoit considère les 8 derniers bits comme adresse source  il y

aura un problème…!!!

 Donc pour pouvoir communiquer convenablement, les interlocuteurs

doivent s‟entendre sur les syntaxes et les sémantiques des messages

échangés  on a besoin de PROTOCOLES.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocole et service

 L‟échange OSI se base sur :

– Un dialogue vertical :

• transfert d‟informations d‟une couche N à une autre (couches

adjacentes) de niveau N-1 (ou N+1)

Dialogue local à travers des Primitives de service

La primitive permet à une couche N+1 de demander le

service de la couche N

– Un dialogue horizontal :

• Échange de messages entre une couches N et une couche N

distante à travers le réseau (couches homologues)

Dialogue distant à travers un Protocole de niveau N

Les unités de données de la couche N+1 sont encapsulées

dans le protocole de niveau N

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocole et service

H 3

Couche 3

DonnéesI 3

H 3

Couche 2

DonnéesI 2 H 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

H 3

H 2

H 1

H 3

Couche 3

Données

H 3

Couche 2

DonnéesH 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

Données H 3H 1 H 2

Données Instructions

Application cliente Application Serveur

Données

Protocole N-1

Protocole N

Protocole N+1

P rim

itiv e s

P ri

m it

iv e s

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : primitives de service

 Un service est formellement défini par un ensemble de

primitives (opérations)

 Ces primitives sont utilisées par un utilisateur ou d‟autres

entités pour accéder à des services

– Les primitives

ordonne au service de réaliser telle action

ou de rendre compte à la suite d’une mesure prise

par l’entité homologue

QL-3-Réseaux et Protocoles

Primitives de service OSI

 Les primitives sont catégorisées en quatre grandes classes

1. Request : une entité sollicite un service (ex. connect.request)

à l'initiative de (N), provoque une action (N-1)

2. Indication : une entité est informée d’un événement (ex. connect.indication)

(N-1) provoque une action dans (N)

3. Response : une entité répond à un événement (ex. connect.response)

(N) rend compte à (N-1) du résultat de l'indication

4. Confirm : une entité a bien reçu la réponse à la demande (ex. connect.confirm)

(N-1) rend compte à (N) du résultat de la requête

 Chaque primitive possède des paramètres

 Nommage : X-xxxxxx-type

– X : lettre de couche

– xxxxxx : élément de service

– type : type de requête

• exemple : T-CONNECT-req : requête de connexion de la couche Transport faite par la couche Session

QL-3-Réseaux et Protocoles

Primitives

 Requête : une entité sollicite un service pour réaliser une activité

 Indication : une entité est informée qu‟un événement est arrivé

 Réponse : une entité répond à un événement

 Confirmation : une entité est informée de sa demande de service.

Couche N

Système A

Couche N

Système B

Demande

Indication

Utilisateur

du service

Réponse

Utilisateur

du service

Confirmation

Couches N-1, .. 1

(A et B) + réseau

Fournisseur

du service

(A et B)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Exemple de service : téléphone

couche N

couche N-1

couche N

couche N-1 VOUS

Interlocuteur

1. CONNECT.request : vous composez le No de tél. de votre Interlocuteur

2. CONNECT.indication : le téléphone sonne chez elle/lui

3. CONNECT.response : elle/il décroche le combiné

4. CONNECT.confirm : vous entendez l’arrêt de la sonnerie

5. DATA.request : vous l’invitez pour le goûter

6. DATA.indication : elle/il entend votre invitation

7. DATA.request : elle/il dit qu’elle/il est ravi (e)

8. DATA.indication : vous entendez son acceptation

9. DISCONNECT.request : vous raccrochez

10. DISCONNECT.indication : elle/il l’entend et raccroche également.

QL-3-Réseaux et Protocoles

MODULE Réseaux et Protocoles

1ère Année du Cycle d‟ingénieur

Séance 10

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocoles et services

 Service et protocole : Deux concepts distincts

 Le service

– définit les opérations qu‟une couche est prête à

effectuer pour le compte de ses utilisateurs par le biais

des primitives

– se rapporte à une interface entre deux couches

• La couche inférieure est le fournisseur

• La couche supérieure est l‟utilisateur

QL-3-Réseaux et Protocoles

Communications : Virtuelle et Effective

 Il est important de comprendre la différence entre :

1. Communication virtuelle et

 Les processus pairs de la couche N conçoivent leur

communication de façon horizontale grâce au

protocole de la couche N.

2. Communication effective

 La communication effective se fait avec et vers les

couches inférieures par l‟interface.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocole et service

Peu importe à la couche N+1 de savoir comment le service lui est rendu par la couche N

Pour la couche N, Les niveaux adjacents sont des boites noires :

évolutivité facile du système

Système non propriétaire

H 3

Couche 3

DonnéesI 3

H 3

Couche 2

DonnéesI 2 H 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

H 3

H 2

H 1

H 3

Couche 3

Données

H 3

Couche 2

DonnéesH 2

H 3

Couche 1

DonnéesH 1 H 2

Données H 3H 1 H 2

Données Instructions

Application cliente Application Serveur

Données

Protocole N-1

Protocole N

Protocole N+1

P rim

itiv e s

P ri

m it

iv e s

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocoles et services

 Le protocole

– Un ensemble de règles s‟appliquant au format et à la signification des PDUs

échangées entre entités paires

• décrivant la syntaxe et la sémantique des messages échangés et la façon dont

la transmission se déroule

– Les entités utilisent les protocoles pour implémenter leurs significations de service

 Syntaxe

• Les différents champs qu‟on trouve dans chaque message

• Le nombre de bits occupé par chaque champ.

 Sémantique : la signification de chaque champ.

Protocole =

Format des messages

Taille variable

Longueur fixe

Règles d'échange

Mode de communication

Accès concurrent (multipoint)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : protocoles et services

 Familles de protocoles

 Protocole en mode connecté

– Préalablement à l‟échange de données, nécessité d‟une mise en relation pendant laquelle les couches basses vont se mettre d‟accord sur la manière de travailler

– Ce type de protocole est évolué, complexe, lent et assure un niveau de QoS, de sécurité, ….

 Protocoles en mode non connecté

– Ne nécessite pas de mise en relation préalable lors d‟un échange de données entre deux couches homologues.

– Ce type de protocole est simple, basique : pas de mécanisme d‟acquittement, de contrôle de flux, de numérotation.

La QoS et la sécurité sont faible mais les échanges sont rapides.

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : Service et encapsulation

Protocole en mode connecté

Couche N

Je souhaite échanger des octets,

Ma taille maximum de buffer est de 1024 octets

Et je numérote mes octets à partir de x

D’accord, ma taille maximum de buffer est de 1024 octets

Et je numérote mes octets à partir de y

Je m’attends à recevoir l’octet x+1

Bien reçu, je m’attends à recevoir l’octet y+1

Couche N

ECHANGE DE DONNEES

ACQUITTEMENT

Protocole en mode non connecté

Couche N Couche NECHANGE DE DONNEES

Exemples de connexions

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : Service et encapsulation

N+1 Données

Couche N+1

Unité de données

de la couche N+1

N+1 Données

Couche N

N

N+1 Données

Couche N-1

NN-1

Service N-1

Service N

Utilise

Utilise

Fournit

Fournit

N+1 DonnéesN

Unité de données

de niveau N

Protocole de niveau N

 Le dialogue OSI est un dialogue entre entités homologues distantes.

 L‟identification des services se fait à travers le SAP

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : Unités de données

 Unité de données du service, transférable à travers le S.A.P. et

contenant :

– les données

– et paramètres des primitives

 Les données manipulées par une couche et envoyées à l‟entité

homologue constituent une unité de données (data Unit)

 La couche N+1, qui utilise les services de la Couche N, adresse à la

Couche N, des unités de données de services notées (N)SDU : Service

Data Unit

 Pour la couche N, les données entrantes sont considérées comme

utilisatrices du service (N)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI

P . D . U (N)

Protocol Data Unit

Couche N

S . D . U (N-1)

Service Data Unit

Couche N-1

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : S.A.P

 Point où un service de niveau N est fourni à une entité de niveau N+1

– Une adresse de point d'accès aux services (N) identifie le point particulier d'accès au

service (N) auquel une entité (N+1) est rattachée.

• Quand cette entité (N+1) est détachée du point d'accès aux services (N), l'adresse SAP (N) ne donne plus accès à l'entité (N+1).

• Si le point d'accès aux services (N) est rattaché ensuite à une autre entité (N+1), alors l'adresse SAP (N) identifie la nouvelle entité

(N+1) et non plus l'ancienne.

– Un SAP ne peut etre rattaché qu‟à une seule entité.

– Une meme couche peut mettre en oeuvre plusieurs SAP

S . A . P .identifier

Service Access Point

Exemple :

La fréquence 93,7 est le SAPI de la chaine Radio2M

la SNRT met en œuvre plusieurs SAPI

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI

 Le protocole de niveau N véhicule un «Protocol Data

Unit» ou PDU composé :

• du SDU «Service Data Unit» de la couche N+1,

• d‟un «Protocol Control Information» PCI permettant à la

couche N de gérer ses données (exemple : longueur du SDU),

 Les protocoles et les formats de PDU associés sont définis

par la normalisation

QL-3-Réseaux et Protocoles

Modèle d’encapsulation

(N) PDU

(N)PCI (N) SDU

(N-1)SDU

Data Unit

Insertion

Data de niveau N-1(N-1)PCI

(N-1) PDU

(N) PDU

(N)PCI (N) SDU

(N-1)SDU

Data Unit

Insertion

Data de niveau N-1(N-1)PCI

(N-1) PDU

Protocole (N)

Protocole (N-1)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Encapsulation à l’interface

 Entre chaque paire de couches adjacentes, on trouve une interface.

 L‟interface définit les opérations élémentaires et les

services que la couche inférieur offre à la couche

supérieure.

 Lors de la conception du modèle d‟interconnexion, l‟une des taches

les plus importantes pour les concepteurs est la spécifications

d‟interfaces claires :

– Chaque couche réalise un ensemble de fonctions bien définies

– Les interfaces bien conçues facilitent les changements d‟implémentation

dans une couche

 La couche N ajoute donc des infos pour assurer à sa PDU (N) le

passage à travers l‟interface N/N-1 (assurer l‟accès au service

demandé )

Naissance de l‟unité IDU (Information Data Unit)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : Unités de données

 La couche N ajoute aux données reçues (SDU) des informations de

service nécessaires aux couches basses pour :

– traiter correctement les données

– et les livrer correctement à la couche N+1 distante

 Lors de l‟invocation d‟un service de niveau N, le niveau N+1 fournit un

ensemble d‟informations nécessaires au traitement correct de l‟unité

de données

1. Les infos de protocoles constituent les (N)PCI (Protocol Control

Information) ex :

• L‟adressage

• Le niveau de priorité demandé

2. Infos à usage exclusif par la couche N qui précise le traitement local des

données à travers l‟interface séparant la couche N et la couche N-1 ICI

(Interface Control information).

– Les ICI sont annexées à la SDU pour former la IDU (Interface Data Unit)

QL-3-Réseaux et Protocoles

Terminologie OSI : Unités de données

 Les données sont acheminées via une connexion de niveau N-1

 La couche N distante :

– extrait les infos de contrôle (N)PCI

– interprète (N)PCI

– Délivre les données (N)SDU à la couche N+1

• Ces données deviennent alors la (N+1)PDU

 Chaque couche ajoute (ou extrait) un en-tête, spécifique au protocole

utilisé permettant de traiter au niveau distant les données :

– Identifiant de la connexion

– L‟adresse de destination

– Les compteurs de contrôle de l‟échange

QL-3-Réseaux et Protocoles

Le contrôle de l’interface

(N+1) SDU(N+1) PCI

(N+1) PDU

(N+1) ICI

Niveau N+1

Niveau N

(N+1) PDU(N+1) ICI

(N+1) IDU, Interface data Unit

(N+1) ICI

Extraction des informations nécessaires

au service invoqué

Traitement des

Instructions (N) ICI

Insertion des informations nécessaires

au service invoqué (N) PDU à transmettre

(N) SDU

(N) PCI (N) SDU

(N) PDU(N) ICI

(N) IDU, Interface data Unit

Niveau N-1

Données Instructions

Application cliente

QL-3-Réseaux et Protocoles

Architecture réseau

 L‟ensemble des couches et protocoles mis en jeu : Architecture

Réseau

 Les spécifications de cette architecture doivent contenir suffisamment d‟infos pour permettre pour chaque couche :

– D‟écrire le programme

– De construire le matériel

 Ni les détails de mise en œuvre, ni les spécifications de l‟interface ne font partie de l‟architecture (cachés à l‟intérieur des machines et invisibles à l‟extérieur)

 Les interfaces ne sont pas obligatoirement les mêmes sur toutes les machines à condition que chaque machine puisse utiliser correctement les protocoles.

 L‟ensemble des protocoles utilisés par un système : Pile protocolaire

QL-3-Réseaux et Protocoles

COUCHE :

PROTOCOLE :

SERVICE :

INTERFACE :

Ensemble des moyens permettant à deux entités

communicantes symétriques de même niveau

d‟échanger des unités de données

Règlement des échanges entre entités symétriques

et correspondantes situées dans une même couche

Ensemble des facilités offertes par une couche à

celle immédiatement supérieure La prestation d‟un

service est faite par une entité

Point de passage obligé entre deux couches

adjacentes

Terminologie O.S.I.

QL-3-Réseaux et Protocoles

IDU (Interface Data Unit) :

Unité de données d’interface

ICI (Interface Control Information) :

Information de commande interface

PCI (Protocol Control Information) :

Information de contrôle du protocole

SDU (Service Data Unit) :

Unité de Données du service

SAP (Service Access Point) :

Point d’accès du service

N-PDU (Protocol Data Unit) :

Unité de donnée du protocole

Terminologie OSI

QL-3-Réseaux et Protocoles

OSI : Principe de conception des couches

 La nécessité d‟identifier des fonctions élémentaires distinctes mais

participant au processus de communication

– Étude de la faisabilité d‟un modèle de communication structuré en

couches

 Contraintes de conception

1. Catégories de couches ?

2. Création des couches ?

3. Nombre de couches ?

4. Quel est le rôle de chaque couche ?

 Day et Zimmermann en 1983 : élaboration du modèle OSI

QL-3-Réseaux et Protocoles

OSI : Catégories de couches ?

 Deux fonctions essentielles peuvent être distinguées pour l‟interconnexion

d‟applications informatiques :

– Couches hautes : assurer l‟inter fonctionnement des processus applicatifs

distants : orientées application (dialogue de bout en bout)

• Organiser le dialogue entre applications

– Couches basses : assurer aux couches hautes un service de transport fiable :

orientées transport (dialogue de proche en proche)

• Organiser le transport des flux de données

Couches orientées

Gestion des applications Protocole

Protocole

Couches orientées

Gestion des applications

Couches Hautes

Couches Basses

Support Physique de transmission

Couches orientées

Transport Couches orientées

Transport

Transport de proche en

proche

QL-3-Réseaux et Protocoles

OSI : Création des couches ?

1. Chaque couche exerce des fonctions bien définies

2. Le choix des frontières entre couches doit minimiser le

flux d‟informations aux interfaces

3. Créer une couche chaque fois qu‟une fonction peut être

identifier par un traitement ou une technologie

particulière mise en jeu

4. Créer une couche là où un besoin d‟abstraction de

manipulation des données doit être distingué

5. Ne pas créer plus de couches que nécessaire, pour que le

travail de description et d‟intégration reste simple

– Regrouper les fonctions similaires dans une même couche

QL-3-Réseaux et Protocoles

Le modèle OSI : description

 Pour faire communiquer deux entités :

1. Les relier par un lien physique (matériel ou immatériel)

2. Contrôler qu‟une liaison peut être correctement établie sur ce lien

3. Assurer le bon acheminement des données à travers l‟infrastructure

4. Contrôler, avant de délivrer les données à l‟application, que le transport est réalisé correctement de bout en bout

5. Organiser le dialogue entre toutes les applications, en gérant des session d‟échange

6. Traduire les données selon une syntaxe de présentation aux applications pour que celles-ci soient compréhensibles par les deux entités d‟application

7. Fournir à l‟application utilisateur tous les mécanismes nécessaires à masquer à celle-ci les contraintes de la transmission

QL-3-Réseaux et Protocoles

Data Encapsulation et Interconnexion

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Data

DataH

DataHH

Data

DataH

DataHH

Host Serveur Switch Routeur

Protocole de bout en bout

Protocole de proche en proche

QL-3-Réseaux et Protocoles

Unités de données à travers le modèle OSI

PSDUPPCI

PPDU

P ICI

PIDU

PSDUPPCI

Éléments Binaires

ASDUAPCI

APDU

A ICI

AIDU

ASDUAPCI

APDU

A ICI

AIDU

PSDUPPCI

PPDU

P ICI

PIDU

PSDUPPCI

Éléments Binaires

101011010100

QL-3-Réseaux et Protocoles

Les Communications par couches

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Host A Host B

APDU

PPDU

SPDU

Segment

Packet

Trame

Bit

Unité d’échange

QL-3-Réseaux et Protocoles

Couche Application

 Couche de bout en bout : la couche la plus abstraite du modèle

 Couche application : gère les différentes utilisations possibles des autres couches et elle comprend un grand nombre d‟éléments de services normalisés pouvant s‟utiliser les uns les autres

 Offre aux processus applicatifs le moyen d‟accéder à l‟environnement OSI

 Fournit tous les services directement utilisables par l‟application :

– Le transfert d‟informations

– L‟allocation des ressources

– L‟intégrité et la cohérence des données accédées

– La synchronisation des applications coopérantes

 Ex. Telnet, WWW browser, SMTP, SNMP, FTAM,

QL-3-Réseaux et Protocoles

Couche présentation

 Couche de bout en bout

 Couche présentation : représentation globale et unifiée de

l‟information, interprétation, cryptage, compression de données.

– Gère les problèmes de présentation des données : syntaxe et forme

– Définit la façon dont les deux entités communicantes peuvent se décrire

mutuellement le type de données qu‟elles s‟échangent et l‟encodage

qu‟elles ont adopté pour représenter cette donnée sous forme d‟une

chaîne de bits

 Pour cela :

– négociation d‟une syntaxe de transfert commune ayant une identification unique

– Utilisation d‟un langage de description de données permettant de décrire les données indépendamment de leur encodage

 Ex. ASN.1, TIFF, GIF, JPEG, ASCII, MPEG, MIDI, HTML, BER, EBCDIC,

QuickTime, G.723, H.261, XML

QL-3-Réseaux et Protocoles

La couche présentation

 L‟information transportée pratiquement entre deux entités c'est :

– du texte,

– des nombres

– parfois des structures de données complexes :

• de l‟image

• de la vidéo

• de la voie

 Les couches 1 à 5 transportent des octets bruts sans se

préoccuper de leur signification.

 Le rôle de la couche présentation est donc de convertir entre données

applicatives manipulées par les programmes en chaînes d'octets

effectivement transportées par le réseau.

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