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KARTONO Loïc Principes des réseaux informatiques NFA009

Principes des réseaux informatiques - NFA009 Chapitre 1 : Bases sur les réseaux

1. Transmission à distance

La transmission à distance de données comporte quelques limitent :

� Limitation de la bande passante (bande passante = unité de donnée / unité de temps) � Limitation dans la qualité du réseau (réseau optique > réseau Hertzien > réseau téléphonique)

2. Elément de base d’un réseau

� L’ETTD : Equipement Terminal de Traitement des Données (Ex : modem, ordinateur…) � L’ETCD : Equipement de Terminaison du Circuit de Données (Ex : modem)

ETTD (A) ETTD (B)

ETCD (A) ETCD (B) Support de transmission Technique de transmission

Circuit de données Pratique :

� ETTD (Français) � DTE (Anglais) : Data Terminating Equipement. � ETCD (Français) � DCE (Anglais) : Data Terminating Circuit Equipement.

3. Qualité du circuit de données

a. Taux d’erreur

Une des caractéristiques du circuit de données sera son taux d’erreur. Taux d’erreur : Rapport entre le nombre de bits erronés reçus et le nombre total de bits transmis.


b. Rapidité de modulation

La Rapidité de modulation correspond au nombre de symboles (bits, octets, …) transmis par unité de temps. Elle se calcul par le Débit binaire, dont voici la formule :

� � � . ��

� � 1 � ��

D : durée expérimentale en secondes de l’intervalle le plus court entre 2 symboles successifs. V : Nombre de symboles utilisés. Exemple :

� 100 � 10 � 10 � �� 100� � 2 � 4 � 2 � 2 � �� 4� � 2

4. Caractéristiques du circuit de données

a. La bande passante

La Bande passante est limitée. Elle correspond à la plage de fréquence à l’intérieure de laquelle, la puissance de sortie est supérieur à un seuil donnée. En général, on caractérise un support par sa bande passante à 3 dB. (i.e. Dans la plage de fréquence à l’intérieure de laquelle la puissance de sortie d’un signal est au pire divisé par 2).

b. Bruits et distorsions

Les supports de transmissions déforment les signaux. De la même manière, les bruits perturbent ces derniers, et les distorsions, aussi bien en amplitude qu’en fréquence, viennent également modifier le signal. Exemple : Emission Réception ∆ ∆�


c. La capacité

Elle aussi est limitée. Elle correspond à la quantité d’informations transmises par unité de temps. Théorème de Shannon : (Capacité maximale pour un support)

�� ! . ��" � 1 # $ % �

W : Largeur de la bande passante & ' : Rapport entre la puissance du signal et la puissance du bruit

Exemple : La ligne téléphonique

Soit la bande passante, 3000 Hz, et& ' , 30 dB (=1000)

�� 3000 . �� 1 # 1000 �

~ 3000 . ��2 �2 � � 30000 '*+� �⁄

5. Différents supports

a. La paire torsadée de cuivre

C’est une paire torsadée non blindé, composée de 2 fils de cuivre enroulé de façon hélicoïdale qui permet d’évité les inductions électromagnétiques provenant de l’extérieur.

b. Le câble coaxial

Par rapport à la paire de cuivre torsadé, on réduit les distorsions dû au blindage. Le rapport entre les diamètres des conducteurs est égal à 3,6. Enveloppe Conducteur Isolant Blindage (tresse) Ame


Les connecteurs du câble coaxial : � La prise vampire :

Tige Ame

� Prise en T : Connecteur permettant un débit de l’ordre de 100 Mbits/s.

c. La fibre optique

C’est une fibre faite de silicium, parfois en plastique. Un des avantages de la fibre optique est sa grande bande

passante. Elle peut être composée de 2 sortes :

� Une diode électroluminescente (moins cher et permet le multiplexage fréquentiel) � Un laser (plus cher, plus puissant mais moins robuste et mono-fréquentiel)

Principe de la fibre optique : Emetteur Récepteur Electro-photonique Electro-photonique Source Récepteur Sur une fibre optique, la lumière ne peut aller que dans un sens. Le débit de transfère est de quelques GBits/s. (� la limite étant à peu près de 500 TBits/s). Le poids d’une fibre est de 5 g/Km. Un câble est constitué d’un ensemble de fibre.


Il existe 3 types différents de fibre optique : � Multi mode à saut d’indice (50 MHz. Km) � Multi mode à gardian d’indice (500 MHz. Km) � Mono mode (50 GHz. Km)

Schéma :

Gaine en verre

Cœur en verre

(50-.)

Revêtement protecteur en plastique

Les réseaux « fibre optique » sont en cercle. Cette architecture permet de sécurisé le réseau en cas de coupure. Exemple :


d. Les faisceaux hertziens

Il y a 2 types de transmissions possibles via les faisceaux hertziens :

� Transmission satellitaire (plus puissante) : passe par les pôles pour couvrir un nombre maximum de régions du globe.

Géostationnaire Terre

� Transmission terrestre (directe ou par réflexion) : réflexion � le signal rebondit sur l’atmosphère ATMOSPHERE

Emetteur Chine NC Emetteur T E R R E


Exemple de réseau Hertzien : � Ondes électromagnétiques (Bluetooth, wifi…etc.) � Lumière laser � Infrarouge

6. Caractéristiques de la liaison

a. Type de communication de liaison

A B

� Unidirectionnel (ou simplex) � Satellite météorologique A B

� Bidirectionnel à l’alternat (« half duplex ») � Téléphone A B

� Bidirectionnel (« full duplex ») � Protocole TCP/IP

b. Les différents modes de communications de la liaison

� Le mode point-à-point (bipoint) � Les équipements sont interconnectés directement

A B

C D


� Le mode multipoint � Un réseau local par exemple

c. Multiplexage d’une liaison

Fonction : La fonction du multiplexage est de partager une même liaison entre plusieurs communications simultanées. Les 2 gros types principaux du multiplexage sont :

� Le Multiplexage fréquentiel (FDMA �� Frequency Division Multiple Access) On va faire de la répartition de fréquences (surtout adapter aux transmissions analogiques et numériques) � Les données transmises ne circulent pas sur la même fréquence

� Le Multiplexage Temporel (TDMA � Time Division Multiple Access)

On partage le temps. Il est plus souple et donc plus adaptatif, mais limité aux transmissions numériques.

Exemple :

TRAME

TEMPOREL


Il existe 3 sous-types au temporel :

� Statique : les trames sont fixes. Il y a ce que l’on appel, des réservations de trames. � Dynamique (multiplexage adaptatif) : les intervalles de temps dépendent de la demande � Méthode d’Accès : en fonction que l’information viennent d’un serveur ou d’une source de données

« importante », l’intervalle de temps (IT) changera. (Type plus souple mais nécessitant un control). Type employés par les réseaux locaux.


Principes des réseaux informatiques - NFA009 Chapitre 2 : Techniques de transmissions

1. Introduction

� Les supports de transmissions ne sont pas parfaits. On rencontre par exemple des phénomènes

d’affaiblissement, du déphasage et des bruits. � On va adapter les techniques de transmissions en fonction des supports.

Il y a 2 grandes techniques de transmission :

� Transposition de fréquence : Sur un même support, on utilise plusieurs fréquences � En bande de base : Codage de l’information

2. Affaiblissement

L’affaiblissement correspond à une transformation de l’amplitude du signal. Exemple : V(t) Émis Reçu T

Il y a 2 constantes :

� L’affaiblissement croît plus vite que la distance (ce n’est pas proportionnel) � L’affaiblissement varie en fonction de la fréquence

3. Le déphasage

Le déphasage est une déformation de la phase du signal. Exemple : V(t) Émis Reçu T Le déphasage varie aussi en fonction de la fréquence du signal.


4. Phénomènes perturbateur

� Les bruits blanc : agitation thermique qui provoque une faiblesse du signal et s’attaque à la largeur de

la plage de fréquence. � Les bruits impulsifs : Ce sont des microcoupures ou des phénomènes électromagnétiques.

Ses bruits ont une forte puissance, une durée faible et sont quasiment impossible dans les transmissions numériques.

� La diaphonie : Influence électromagnétiques. Il faut veiller à placer les câbles de manière adéquat, voir les blindés.

� L’écho : C’est une réflexion du signal (impédance inadapté) On utilise une suppression d’écho ou un câblage adapter, comprenant 4 fils au lieur de 2.

5. Modélisation du support de transmission

a. Schéma Bruit impulsif

Bruit blanc

s (t) f ( s (t) ) s’ (t) Filtre

La bande passante correspond à la plage de fréquence ou le support présent les meilleures caractéristiques de transmission.

� Le gain est non-nul. (gain = 1/affaiblissement). On note la bande passante en décibel (dB) et on vérifie que :

& ' � 10 /�� 01& 1' 2 3 4 �'

x 1000 100 10 4 2 1 ½ ¼ 10 log x 30 20 10 6 3 0 -3 -6


b. Les filtres

Il y a 3 types de filtres :

� Le filtre passe bas : (enlève tous les signaux supérieurs à une valeur donnée)

� Le filtre passe haut : (enlève tous les signaux inférieurs à une valeur donnée)

� Le filtre passe bande : (enlève une plage de fréquence donnée)


6. Formule de Shannon

Cette formule sert à obtenir le débit théorique maximum d’un support soumis à un bruit.

5�� 6 . /�� 1 # 1& 1' �

D � '*+� � W � Bande passante (Hz) Exemple : Débit maximal d’une ligne téléphonique La bande passante se situe entre 300 et 3400 Hertz. [300-3400 Hz]

Le rapport entre le signal et le bruit est de 30 dB.

5�� 3400 7 300� /�� 1 # 1000� � 3100 � /�� 1001�

� 3100 � 9,96557 ~ 30 ='*+� �

Pratique :

/��> �?� � /�� ?�/�� @�

7. Elément intervenant dans la transmission

ETTD émetteur d (t) ETCD s (t) s’ (t) ETCD d’ (t) ETTD récepteur Emetteur Récepteur

Support de Transmission

Machine Machine Jonction Jonction

Modem Modem

Circuit de données


a. Fonction de l’ETCD

La fonction de l’ETCD se divise en 2 parties :

� Codage : bit � symbole � Modulation : symbole � signal

Les symboles peuvent être une fonction continue ou une suite de valeur. De plus, une transformation appliquée peut être très simple.

A l’émission :

ETCD émetteur

Suite de bits

100… 1010 … a (t) s (t) Codeur Modulateur

A la réception :

ETCD récepteur

S (t) = f(s(t))+b(t) a’(t) bits Démodulateur Décodeur

b. Modulation

La modulation transforme un signal initial quelconque a(t), en un signal s(t), adapté au support de communication employés. Le signal s(t) est obtenu, en faisant varier les paramètres d’une onde généralement sinusoïdale. (Elle passe toujours par 0 � Cf. graphique ci-dessous).


Période

Fréquence = �

AéCDEFG

Le signal sinusoïdal est centré autour d’une fréquence appelé onde de référence ou porteuse. (Graphique ci-dessus en rouge) Il existe 3 types de modulations par transposition de fréquence :

� Modulation d’amplitude � On agit sur l’amplitude � Modulation de fréquence � On agit sur la fréquence ou la période � Modulation de phase

c. Le codage

Le codeur transforme une suite de bits en une suite codé de symbole. (Généralement ce sont aussi des bits auxquels on aura ajouté de l’information). Le décodeur effectue la fonction inverse. Le but est d’adapter la suite de bit à transmettre aux caractères de la transmission. S’il n’y pas de modulation par transposition en fréquence, le codage est dit « en bande de base ». Dans ce cas là, la plage de fréquence est la même que la suite de bits reçus de l’ETTD.

� Le modulateur, module à partir d’une fonction rectangulaire. Exemple : 10011… 1 1 1

0 0


Exemple 2 : Codage binaire (de valence N = 2)

Exemple 3 : Codage à plusieurs niveaux (de valence N = 4)

Dans cette exemple, on suppose que : � 00 � -3 � 01 � -1 � 10 � 1 � 11 � 3

d. Débit binaire

Le débit binaire D d’une voie de donnée, est le nombre maximum de bits di transmis par seconde sur cette voie.


e. Rapidité de modulation

La rapidité de modulation R (exprimé en bauds), mesure le nombre maximal de symboles transmis par secondes.

Exemple : � Si N = 2 � log2 (2) = 1 � D = R � Si N = 4 � log2 (4) = 2 � D = 2 R

8. Principales qualités d’un code

� La largeur de la plage de fréquence � doit être la plus étroite possible � La répartition fréquentielle de la puissance � peu de puissance sur les fréquences faibles, mais

aucune puissance à la fréquence nulle � Le codage de l’horloge � Synchronisation de l’horloge du récepteur sur le signal reçu

9. Codes usuels utilisés en bande de base

a. Code à 2 niveaux

� Code NRZ (Non Return to Zero), dont la formule est :

� Si (dk = 0) � (ak = [a]) � Si (dk = 1) � (ak = [-a])


� Code NRZI (Non Return to Zero Inverted), dont la formule est : � Si (dk = 0) � (ak = [αk, βk] / [αk ≠ βk] ^ [αk = βk-1]) � Si (dk = 1) � (ak = [αk, βk] / [αk = βk] ^ [αk = βk-1])

� Code Biphase, dont la formule est : � Si (dk = 0) � (ak = [a, -a]) � Si (dk = 1) � (ak = [-a, a])

� Code Biphase différentiel, dont la formule est : � Si (dk = 0) � (ak = [αk, βk] / [αk ≠ βk] ^ [αk ≠ αk-1]) � Si (dk = 1) � (ak = [αk, βk] / [αk ≠ βk] ^ [αk = αk-1])


� Code de Miller, dont la formule est : � Si (dk = 0) � (ak = [αk, βk] / [αk = βk] ^ [αk ≠ αk-1]) � Si (dk = 1) � (ak = [αk, βk] / [αk ≠ βk] ^ [αk = βk-1])

b. Code à 3 niveaux

� Code RZ (Return to Zero), dont la formule est :

� Si (dk = 0) � (ak = [-a, 0]) � Si (dk = 1) � (ak = [a, 0])

� Code Bipolaire (Simple), dont la formule est : � Si (dk = 0) � (ak = 0) � Si (dk = 1) Є d₁m si et seulement si � (ak = [a] / m = 2n+1)

� (ak = [-a] / m = 2n)


� Code Bipolaire entrelacé d’ordre 2, dont la formule est : � Même formule que précédemment � Il s’agit de construire 2 sous-suites à partir de la sous-suite à 1 : la sous-suite des 1 paires, et celle

des 1 impaires. � Chaque sous-suite est indépendamment coder en alternance.

� Codes Bipolaires à haute densité d’ordre n (BHDn), dont la formule est : � Même codage que le codage Bipolaire, avec une transformation des suites de plus de n 0. � Ce codage est basé sur la violation de l’alternance : bit de viol (noté V) � 1. Une suite consécutive de n+1 bits à 0 est codé par [000…00] � [000…0V] � 2. Une suite formé d’un bit de bourrage (noté B), n-1 0, suivie d’un bit de viol permet de créer un

équilibrage (� [000…00] � [B00…0V]) � Pour assurer ce que l’on appel l’équilibrage, on choisi la 1

ère forme si le nombre de bits à 1 suivant

le dernier bit de viol est impaire (les bits de viol sont codé en alternance), la 2ème

sinon.

10. Codes par blocs

On code chaque bloc de K bits par un bloc de n symboles. Ces symboles sont choisis dans un alphabet de taille L (L = 2). Notation :


Exemple : Encodage de symboles FDDI Symboles 0 1 2 3 4

Code 11110 01001 10100 10101 …

Remarque : Si mon bloc de bits à une taille k, ces blocs sont au nombre de 2^k.

11. Conclusion

Le principe du codage est d’adapter l’information à transmettre, au support utilisé. Ne pas confondre le codage de transmission, avec le codage applicatif :

� Embrouillage

� De compression (zip, gzip, …)

� De représentation (ASCII, DBC, …)

� D’authentification


Principes des réseaux informatiques - NFA009 Chapitre 3 : Protection contre les erreurs

1. Introduction

Quelque soit le support, les erreurs de transmissions sont présentent.

a. Détection d’une erreur

� Un émetteur envoi un message initial à un récepteur � L’émetteur va transformer ce message à l’aide d’un calcul spécifique qui va générer une redondance

des informations du message. On obtient un code. � Le récepteur vérifie à l’aide du même procédé, que le message reçu est bien le message envoyé

Exemple : Technique de détection par répétition

Cette technique consiste à doubler les bits. On à k = 1 et n = 2.

� 0 � 00 � 1 � 11

Le message envoyé devient alors � 11 00 11 00 11 11

Si la réception comporte des erreurs, on demande alors une réémission.


� Exemple : Technique de détection par double répétition

Cette technique consiste à tripler les bits. On à k = 1 et n = 3.

� 0 � 000 � 1 � 111

Message envoyé � 111 000 111 000 111 111

b. Principe de correction des erreurs de transmission

� Après détection d’une erreur, on compare le mot (message – code) reçu avec le « dictionnaire du

code ». Si je retrouve un message dans le dictionnaire (mot de code), alors le mot de code est correct, sinon, c’est qu’il y a une erreur détecté.

� Il y a deux possibilités :

� Je ne sais pas corriger l’erreur, je demande alors une retransmission du message. On parlera dans ces cas là, de surcoût dans le protocole.

� Si je sais corriger, alors je corrige avec une forte probabilité de ne pas me tromper. Dans ce cas là, on parle de surcoût du code.

2. Protection contre les erreurs

a. Classification des codes

On aura 2 grandes familles de codes : � Les codes en blocs (linéaires, cycliques, …) � Les codes en treillis (convolutifs, récursifs, …)

b. Définition générale Mot initial Mot codé r bits

K bits n bits

On dira qu’un code (k, n) transforme un bloc initial de k bits en un bloc codé de n bits. Si les k premiers bits correspondent au mot initial, on parlera de codage systématique. Le rendement du code, sera R = k/n.


� Mot de code : Suite de n bits après un codage (k, n). Le nombre n de bits qui compose le mot de code est appelé, longueur du code.

� Poids de Hamming d’un mot binaire : C’est le nombre de bits à « 1 » de ce mot.

� Distance de Hamming entre 2 mots (de même taille) : C’est le nombre de différence entre les bits de chacun d’eux.

� Distance : Correspond à la somme de 2 mots de code.

La capacité de détection (et de correction) d’un code est définit par les configurations erronées qu’il est capable de détecté (et de corrigé). Une erreur simple, affecte une seule position binaire d’un mot. Pour qu’un code ait une capacité de détection des erreurs d’ordre e, il faut que sa distance de Hamming soit supérieure à 1+e. De la même manière, pour qu’un code ait une capacité de correction des erreurs d’ordre e, il faut que sa distance de Hamming soit supérieure à 1+2 e.

K = 1 n = 2

R = 1

On double les bits : n = 2, k = 1 et r = 1. � 0 � 00 � 1 � 11

Quelle est la distance de ce code ? d = 2 � 2 ≥ 1+1

e

� Ce code peut donc détecter une seule erreur

La distance de Hamming d’un code est la plus petite distance entre 2 mots de code.

Exemple 2 : On triple les bits

On triple les bits : n = 3, k = 1 et r = 2. � 0 � 000 � 1 � 111

Quelle est la distance de ce code ? d = 3 � 3 ≥ 1+2

� Ce code peut donc détecter 2 erreurs.


3. Exemple de code par bloc

a. Contrôle de la parité

La parité du mot correspond à la parité de son poids. Ce code sera un code systématique (k, k+1) dans lequel, un bit (dit de parité) est ajouté au mot initial pour que le poids total soit pair. Remarque : Son rendement est faible si k est petit.

Exemple : Codage par parité

(3, 4) � k = 3 et n = 4. Combien de mot de code ? 2^k = 2^3 = 8

000 0000 001 0011 010 0101 011 0110 100 1001 101 1010 110 1100 111 1111

Distance entre les mots de code ? d = 2

b. La parité longitudinale et transversale

Notation :

� LRC (Longitudinal Redondency Check)

� VRC (Vertical Redondency Check)

Principe : Les mots binaires sont placés les uns sous les autres pour former une matrice (de taille k = a*b), et on

appliquera la parité sur chaque ligne et chaque colonnes � on obtient une matrice de taille (a+1) * (b+1).

4. Les codes linéaires

a. Définition

Les codes linéaires sont des codes dont chaque mot de code noté C est obtenu après transformation linéaire des bits du mot initial, noté I. Cette transformation est effectué à partir de la matrice génératrice, G(k, n), tel que :

I . G = C Avec G la matrice génératrice, I le mot initial et C le mot de code.


b. Exemple

1 0 1 1 G = 0 1 0 1 1 1 0 1 Pour ce codage, on va en entrée, coder des mots de 3 bits. Les mots de codes auront une taille de 4 bits en sortie. 1 0 1 1 C = I . G = 0 1 0 . 0 1 0 1 = 0 1 0 1

1 1 0 1

c. Les syndromes

On considère la matrice H�"IJ,"� , appelé matrice de contrôle qui permet de savoir si le mot reçu est un mot

de code. On calcul le syndrome du mot reçu :

� Si le syndrome est nul, alors il s’agit d’un mot de code � Sinon, il y a erreur

4.2 Propriété

Si un code linéaire est systématique, sa matrice s’écrit : K�J,"� = [ IL�J� , M�J,"IJ� ]

D’où, N�"IJ,"� = [ MO �"IJ,J� , IL�",J� ]

a. Exemple

1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 G = 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1

IL�P� M�P,�

H = 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1


On veut émettre ici I = 0 1 0 1 � On obtient ainsi, C = I . G = 0 1 0 1 . C = 0 1 0 1 0 1

1 0 0 1

NO = 1 0

0 1 1 0 0 1 On veut maintenant savoir si le mot de code trouvé (010101), est vraiment un mot de code. On va pour cela

utilisé la transposée de H, notée NO .

� . NO = 0 1 � Ce mot n’est donc pas un mot de code

4.3 Code de Hamming

C’est une famille de codes linéaires auto-correcteurs faciles à corriger.

a. Principe

Propriété sur les dimensions du code. La matrice aura pour taille :

K � 2� – R 7 1, 2� – 1� Exemple :

� Si . � 2, alors, K�1, 3� � Si . � 3, alors, K�4, 7�

b. Propriété

La distance minimale entre les mots de code est égale à 3 au minimum.

c. Exemple

1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 G = 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1

On veut émettre ici I = 0 1 1 0 � On obtient ainsi, C = I . G = 0 1 1 0 . C = 0 1 1 0 0 0 1

1 1 1 0 1 0 0 H = 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1


1 0 1 1 1 0 1 1 1

NO = 0 1 1

1 0 0 0 1 0 0 0 1

On veut maintenant savoir si le mot de code trouvé (0110001), est vraiment un mot de code. On va pour cela

utilisé la transposée de H, notée NO .

� . NO = 0 � Ce mot est un mot de code.

d. Correction par méthode de la transposée de la matrice de contrôle NO

Nous allons reprendre le mot de code de l’exemple précédent en y insérant une erreur : � � 0110001 � � � 0110101 Pour corriger une erreur, nous allons dresser la liste des syndromes ainsi que leurs vecteurs d’erreurs. Liste des syndromes Vecteurs d’erreurs

000 � 0000000 001 � 0000001 010 � 0000010 011 � 0001000 100 � 0000100 101 � 1000000 110 � 0100000 111 � 0010000

Ici, on associe un mot de code de poids le plus faible possible qui représentera le vecteur d’erreur. Et ce vecteur d’erreur sera ajouté à mon mot binaire pour obtenir la correction (éventuelle) de celui-ci.

4.4 Les codes polynomiaux

a. Polynômes

Un polynôme est une fonction. Exemple : b� � � b� # b� ? # b ? # …. # b" ?"

� M� � � 3 # 2 ? # 4 ? c

� M� � � 3 ? � # 0 ?� # 2 ? # 4 ? c


b. Opération sur polynômes

� L’addition : Md� � # Me�f� � Mg�f�

. Md� � � ? # 2 ?c # ? P

. Me� � � 7 # ?c

. Mg� � � 7 # ? # 3 ? c # ? P

� La multiplication : Md� � � Me�f� � Mg�f� . Mg� � � �? # 2 ? c # ? P ��7 # ? c �

� 7 ? # ? h # 14 ? c # 2 ? i # 7 ? P # ? j � 7 ? # 14 ?c # 7 ?P # ? h # 2 ? i # ? j

� La division binaire : M1� � M2� �k � M3� � (Le degrés de M1� � doit être ≥ à M2� �).

. Md� � � ? # ? c # ? P

. Me� � � 1 # ?c

? # ? c # ? P 1 # ? c ? # # # ? P ? # 1 ? # ? # ? c 1 # # # ?c 1 # ? # ?


Principe des réseaux informatiques - NFA009 Chapitre 4 : Architecture générale des réseaux informatiques

1. Introduction

Les réseaux informatiques doivent permettre à des applications informatiques de coopérer sans avoir à tenir compte de l’hétérogénéité des moyens mis en œuvres et des procédés de transmission mis en œuvres. Les réseaux informatiques doivent : � Adapter la technologie de transmission au support de communication � Masquer les phénomènes attirant cette transmission � Maintenir la qualité demandée � Optimiser l’utilisation des ressources � Assurer la pérennité des choix

2. Définir un modèle de réseau

La définition d’un modèle de réseau à pour objectif de réduire la complexité des réseaux informatiques. Les principes sont les suivant : � Démarche analytique � il faut déterminer les fonctions nécessaires au bon fonctionnement � Démarche synthétique � Regrouper les fonctions de même nature � Démarche simplificatrice et constructive � Regroupement en sous-ensemble avec des frontières précises � Introduire une hiérarchie de l’ensemble des mécanismes entre ces sous-ensembles (Couches logiques) Remarque : Le nombre de couche, leur nom et leur fonction varient selon les types de réseaux. Exemple : � Le modèle de référence de l’OSI (Open System Interconnection) a 7 couches � Le LAN a 2+2 couches � L’ATM a 2+1+3 couches � Internet à 3 ou 4 couches

3. Le modèle de référence OSI d’ISO

Nom de la norme :

� ISO : IS7498 � CCITT : X200 � AFNOR : NFZ70.001

Ce modèle est un modèle à 7 couches.

a. Notation de couches, du protocole et du service

� Une couche est spécialisée dans un ensemble de fonction particulière. Elle utilise les fonctionnalités de

la couche inferieure et propose ses fonctionnalités à la couche supérieure.


� Un système est un ensemble de composants formant un tout autonome. � Une entité est un élément actif d’une couche dans un système

On parlera d’entités homogènes (ou paires = entité de même couche située dans 2 systèmes différents.

Modèle de référence OSI (couche réseau) : Système A Système B Couche N+1 Service de la couche N Entité A-N Interface d’accès au service Couche N Protocole de niveau N Entité B-N Service de la couche N-1 Couche N-1

4. Architecture générale du modèle

Il y a 7 couches pour se modèle.


5. Détail de chaque couche

a. Couche physique

Cette couche fournit les moyens mécaniques, optiques, électroniques, fonctionnels et procéduraux nécessaire à l’activation, au maintient et à la désactivation des connexions physiques nécessaires à la transmission des trains de bits. Note : Les supports utilisés plus haut ne font pas partie de la couche physique.

b. Couche Liaison de données

Elle assure la transmission d’informations entre 2 ou plusieurs systèmes immédiatement adjacents. Elle détecte et corrige, dans la mesure du possible, les erreurs issues de la couche inférieure. Les objets échangés, sont appelés trames (« frames » en anglais).

c. Couche Réseau

Achemine les informations à travers un réseau pouvant être constitué de système intermédiaires (routeurs). Les objets échangés sont souvent appelés paquets (« packets » en anglais).

d. Couche transport

Elle va assurée une transmission de bout en bout des données. Maintenir une certaine qualité de la transmission, notamment vis-à-vis de la fiabilité et de l’optimisation des ressources. Les objets échangés sont les messages (« messages » en anglais). On retrouvera cet objet (plus ou moins riche) dans les couches supérieures.

e. Couche Session

Elle fournit aux entités opérantes, les moyens nécessaires pour synchroniser les dialogues, les interrompre ou les reprendre, tout en assurant la cohérence des données.

f. Couche Présentation

Elle se charge de la présentation des informations que les différentes entités s’échangent. Elle masque l’hétérogénéité des techniques de codage utilisées par les différents systèmes.

g. Couche Application

Elle donne aux processus d’application, les moyens d’accéder à l’environnement de communication de l’OSI. Elle comporte de nombreux protocoles adaptés aux différentes classes d’application.


6. Connexion

a. Définition

SAP(N) « service Access point » � Point d’accès au service.

Entité (N+1) Entité (N+1) Entité (N+1)

COUCHE N+1 SAP (N)

SAP (N)

Interface du niveau N

Connexion (N) COUCHE N

Entité (N) Entité (N)

La connexion de niveau (N) est l’association d’entité homologue pour le transport de données. � Entité correspondantes : Entités associées par la même connexion.

Les extrémités de connexion sont les terminaisons d’une connexion (N) à un SAP(N).

� La connexion bipoint : Connexion comportant 2 extrémités. � La connexion multipoint : Connexion comportant plus de 2 extrémités.

b. Mode de communication

On distingue 2 grands modes :

� Communication en mode non connecté (« datagramme ») � Chaque unité de transfert de données est acheminée indépendamment les unes des autres � Les entités communicantes ne mémorisent rien (« Memory less ») � Les messages échangés sont autosuffisant (« self content »)

� Communication en mode connecté (« with Connection »)

Il y a 3 phases dans cette connexion � Phase d’établissement de la connexion � Phase de transfert des données � Phase de libération de la connexion

Il ya un contexte : numéro de paquets par exemple � Les messages échangés comportent des informations utilisables uniquement

grâce à la connaissance du contexte


7. Primitives de service

a. Définitions

Le protocole de niveau N, s’appui sur le service de niveau N-1, donc la description du service est nécessaire à la compréhension du protocole. Il existe 4 types de primitives :

� Request : une entité sollicite un service � Indication : une entité est informée d’une demande de service � Response : une entité rend le service � Confirmation : une entité est informée que le service est rendu

b. Exemples

Service confirmé : Utilisateur du service A Fournisseur du service Utilisateur du service B (Couche N+1) (Couche N) (Couche N+1) N-xxx.req (…) N-xxx.ind (…) N-xxx.resp (…) N-xxx.conf (…)

Service non confirmé : Utilisateur du service A Fournisseur du service Utilisateur du service B (Couche N+1) (Couche N) (Couche N+1) N-xxx.req (…) N-xxx.ind (…) Une erreur se produit

8. Les unités de données

� SDU (N) (Service Data Unit) : Unité de données spécifique au service

L’intégrité de cette unité est préservée d’une extrémité à l’autre de la connexion mais pas forcément entre.

� PDU (N) (Protocol Data Unit) : Unité de données spécifique au protocole (N), adapté à la transmission, constituée par les informations de contrôle du protocole (PCI (N)) et éventuellement par des portions de données issues du SDU.

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