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RÉSEAUX ET TÉLÉCOMMUNICATIONS
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Table des matières
• Classification• Architecture de réseaux• Modèles de références• Examples de réseaux
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Classification
1. Définition
2. Point a point vs. diffusion
3. Fixe vs. mobile / sans fil
4. Distance comme critère
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Définition ...
Réseau: Ensemble de machines (noeuds) autonomes interconnectéesqui échangent des informations utilisant une seule technologie
• Machine au sens large– Ordinateurs– Commutateurs téléphoniques– Autres
• Une seule technologie– Réseau de réseaux
• Internet
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Définition ...
Différence avec les systèmes distribués / répartis• Niveau d abstraction
Hétérogénieté non visible dans systèmes distribués / répartis– Présentation comme système unique et cohérent au programmeur
• Intergiciel “middleware”– Common Object Request Broker Architecture (CORBA)– Services Web
– Utilise en général le réseau
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Définition ...
Différence avec client / serveur• Client / serveur
Machine généralement de puissance faible (client) demandant un service a une autre machine de puissance généralement plus élevée
RequêteRéponse
– Utilise le réseau
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Classification:
Point a point• Message envoyé par une machine recue uniquement par la
machine a laquelle elle est destinée• Transite (éventuellement) par d autres machines
– Routage
Diffusion• Pas de transit
– Diffusion génerale (Broadcast)• Message recu par toutes les autres machines
– Diffusion restreinte (Multicast)Message recu par un sous ensemble de machine
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Classification:
Fixe• Connexion ne permet pas aux machines de bouger
Sans fil / mobile• Machines peuvent bouger
– Rayon dépend du type de réseau
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Classification:
Type Distance entre processeurs• Réseau personnel 1 m• Réseau local 10 m – 1 km (salle, campus)• Réseau métropolitain 10 km (ville)• Réseau longue distance 100 – 1000 km (pays, continent)
Note: Différence entre réseaux et systemes multiprocesseurs ( distance)
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Réseaux personnels :
Personal Area Networks (PANs)Relativement nouveaux (Deuxième moitié des années 90s)
Sans filUtilise des technologies telles que:
Bluetooth (1 – 10Mbit/s)Ultra Wide Band (UWB): 480 Mbit/s
Généralement point a pointExemple
Ordinateur, imprimante, organisateur, portable connectés sans fil
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Réseaux locaux:
Local Area Networks (LANs)Connu depuis les années 70
Généralement avec fil10 Mbit / s – 10 Gbit / s
Généralement a diffusionBus (Ethernet)Anneau (Token ring)Problème de collision
ExempleRéseau d entreprise
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Réseaux locaux:
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Réseaux métropolitains:
Metropolitan Area Networks (MANs)Généralement avec fil
Plusieurs Mbit/sGénéralement point a pointTélévision par cable initialementPar la suite
Accès a InternetTéléphonie IP
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Réseaux métropolitains:
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Réseaux longue distance:
Wide Area Networks (WANs)Avec fil / sans filDébit très variableGénéralement point a pointMachines / réseaux personnels / réseaux locaux interconnectés par un sous
réseauxRouteurs (connus sous le nom de commutateurs en télécommunications)Lignes de transmission
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Réseaux longue distance:
Commutation par paquet vs. commutation par circuitCommutation par paquet (mode différé – store and forward)
Initialement limité aux reseaux informatiquesUtilisé dans les reseaux téléphoniques de troisième génération
Message découpé en paquetsRecu en totalité par chaque routeur, mis en attente et expédié dès qu une ligne
de sortie se libèreCommutation par circuit
Traditionnel mode utilisé en télécommunicationsPas de découpage en paquetsChemin physique réservé du début a la fin de la conversation
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Réseaux longue distance:
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Architecture de réseaux
1. Motifs
2. Definition
3. Principes de conception des couches
4. Services avec connexion / sans connexion
5. Primitives de services
6. Organismes de mormalisation
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Motifs:
Réduction de la complexité du logiciel et du matériel des réseauxModularisationInterfacesConcepts similaires
Types abstraitsEncapsulation
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Définition:
Couches ou niveauxPermet d aller du moins abstrait (ex: cable) au plus abstrait (ex: email)
SuperposéesCouche n-1 fournit des services a couche n via une interface
Détails d implantation de la couche n-1 sont invisibles a la couche Couche pair
Couches de même niveau mais située sur des machines différente
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Definition:
ProtocoleConvention gouvernant l échange de messages entre couches pairs
Syntaxe des messagesSémantique des messages
Pile de protocolesEnsemble de protocoles utilisés par ue machine avec un protocole par
couche
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Definition:
Architecture de réseauCouches + protocoles
Couches: Fournit les servicesProtocoles: Implante les service
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Couches et Protocoles
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Couches et Protocoles
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Principes de conception des couches:
Adressage
Contrôle d erreur
Contrôle de flux
Multiplexage / démultiplexage
Routage
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Service avec ou sans connexion:
Avec connexion: modèle téléphoniqueSans connexion: modèle postalQualité de service
Service fiablePas de perte de donnéesGénéralement implanté avec système de notification / accusé de réceptionExemple: transfert de fichiers
Service non fiablePerte potentielle de données
Contrôle d erreur
Contrôle de flux
Multiplexage / démultiplexage
Routage
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Service avec ou sans connexion:
Service fiable avec connexionFlots de messagesFlots d octets
Service non fiable sans connexionDatagramme
Service fiable sans connexionDatagramme avec quittance
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Service avec ou sans connexion:
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Primitives de services:
LISTEN
CONNECT
RECEIVE
SEND
DISCONNECT
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Primitives de services :
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Organismes de normalisation:
But: Assurer l interopérabilité entre matériel et logiciels fournis pardifférent vendeursProtocolesAccès aux couches
Quelques exemples dans le domaine des réseauxIETFUITIEEEISO
Mode de fonctionement: Exposé a faire par les étudiants (Groupe de 3 a 4)
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Modèles de références
1. Modèle OSI
2. Modèle TCP/IP
3. Autres modèles
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Modèle OSI:
Modèle a 7 couches né au début des années 80sTrès riche conceptuellement, importance surtout historiquePeu déployé pour plusieurs raisons
Moment inopportun (Autres protocoles existaient déjà)Complexité par rapport aux protocoles qui existaientMauvaise implantation et problème d interopérabilité
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Modèle OSI:
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Modèle OSI:
Couches basses (Exemples de fonctionnalités)Physique:
Transmission de bits a l etat brut – Interfaces mécaniques / électriquesLiaison de données
Décomposition en trames de données adéquats pour le support physiqueContrôle accès au cannal partagé dans les réseaux a diffusion
Couche réseauFonctionnement du sous réseau dans les réseaux longue distanceRoutage de la source vers la destination
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36Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Modèle OSI:
Couches hautes (Exemples de fonctionnalités)Transport:
Service bout a boutCommunications programmes a programmes
SessionCommunications utilisateur a utilisateurAssez floue …
PrésentationSyntax et sémantique de données – conversion de donnéesAssez floue
ApplicationProtocoles utilisateursTransfer de fichier, E-mail, access aux Web
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Modèle TCP/IP:
Modèle utilisé dans InternetIntialement utilisé dans ARPAnet, un réseau financé par le département
américain de de défenseFocalisation sur les réseaux longue distance:
But: résoudre les problèmes de vulnérabilitéNoeud hor d usage ne doit pas avoir d impact sur tout le réseau
Peu riche conceptuellement, mais très déployé
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Modèle TCP/IP:
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Modèle TCP/IP:
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Modèle TCP/IP:
Couches basses1 seule
Inter-réseau (internet)Permet a un hôte source sur un réseau A d envoyer un paquet a un hôte
destination sur un réseau B par le biais du sous-réseau1 seule protocole: IP (Internet Protocol)
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41Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Modèle TCP/IP:
Couches hautesTransport
Fonctionalité similaire a la couche transport de OSIDeux protocoles
TCP: Fiable avec connexionUDP: Non fiable sans connexion
ApplicationFonctionalité similaire a la couche application de OSIPlusieurs protocoles
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Modèle TCP/IP:
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Modèle TCP/IP:
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44Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Autre modèles:
Modèle de téléphonie a trois couchesCouche accès:
Permet aux téléphones d accéder au réseauSans fil / avec fil
Couche réseauPermet l établissement d appel téléphonique entre deux personnes
Couche services a valeur ajoutéePermet l accès aux services a valeu ajoutée
Numéro compliceVidéo conférence
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45Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Le modèle a 5 couches de ce cours:
Application
Transport
Réseau
Liaison de données
Support physique
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46Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Exemples de réseaux
1. Réseau téléphonique
2. X.25
3. Internet
4. Ethernet
5. Bluetooth
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47Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Réseau téléphonique:
Plus vieux réseau, fin du 19ème siècleFocalisation sur conversation vocale mais de plus en plus de nouveaux
services:Messagerie Jeux réseauxÉchange de données
Normes UIT initialement, mais de plus en plus de nouvelles normes
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48Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Réseau téléphonique:
Deux composants fondamentauxSignalisation: Établissement d un lien logique entre l appelant et l appelé
Nécesaire pour facturation et autresInitialement même lien physique que la voix (in-band signaling)Lien différent par la suite (out band signaling) –
Signaling system No7 (SS7)Transport de la voix
Initialement analogique, mais digital de nos joursCommutation par circuit initialement, mais commutation par paquet dans le
future
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49Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Réseau téléphonique …
.
Home office/Local exchange
Home office/Local exchange
Toll office / Transit exchange
Toll office / Transit exchange
Trunk
Trunk Trunk
Local loopLocal loop
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50Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Réseau téléphonique ...
.
SignalingEnd Point(SEP)
SignalingEnd Point(SEP)
Signaling Transfer Point (STP)Signaling Transfer Point (STP)
Signaling Transfer Point (STP) Signaling Transfer Point (STP)
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51Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
La pile de protocoles SS7 ...
.Application User part Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data linkPhysical
IP
TCP
MTP level 1
MTP level 2
MTP level 3
SCCP
Network service part
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52Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Établissement/fin d appel
.Home office Toll office Home office
IAM1
IAM2
ACM1
ACM2
ANM1
ANM2
Voice exchange over trunk a and b
REL 1 REL 2
RLC2RLC 1
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53Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
La téléphonie mobile / cellulaire ...Première génération (70s – 80s)• Technologie analogique et commutation de circuit
– Total Access Communications Systems (TACS) – UK– Advanced Mobile Phone Systems (AMPS) – USA/Canada– Nordic Mobile Telephone System (NMT) – Scandinavia
Second Generation (90s – early 00s)• Technologie digitale et commutation de circuit
– GSM – Europe surtout, mais gagne du terrain partout– D-AMPS (Digital version of AMPS)– PDC (Japan)
Troisième génération (early 00s – )– Toujours digitale, mais beaucoup plus de capacité– Basée sur la commutation par paquet– Deux principales normes
• UMTS• CDMA 2000
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54Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
X.25:
Années 70, norme UITPermet l accès normalisé aux premiers réseaux de données tels que
TranspacDatapacTelenetNe spécifie pas les protocoles a l intérieur du réseau, mais utilisé aussi a l
intérieur de certains réseaux tels que TranspacEn voie de disparition a cause d Internet
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55Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
X.25:
Norme pour communication entreÉquipement Terminal de Transmission de Données (ETTD) etÉquipement Terminal de Circuit de Données (ETCD)A travers un réseau de données
Service avec connexionTrois couches
PhysiqueTramePaquet
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Internet:
Histoire: Début des années 50sDésir d avoir un réseau non vulnérable aux destructions de noeuds
Remplacement du réseau téléphonique par un nouveau réseau pour les communications militaires
ARPANET (Advanced Research Project Agency)Interface Message Processor (IMP)56 kbits / s
Norme IETF
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57Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Internet:
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Internet:
Tel que connu aujourd hui: Depuis les années 80sReconnaissance de TCP/IP comme seul modèle de référence
Nombre de plus en croissant de connexions d hotesUtilisation de plus plus importante d applications
Courrier électroniqueConnexion a distanceTransfer de fichierAccess a la toile (WWW) – Début des années 90
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Internet:
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Internet:
Acces a Internet par le réseau téléphonique
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61Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Internet:
Accès par le réseau téléphoniqueModems
2400 bits/s4800 bit/s14400 bit/s33600 bit/s48 000 bit/s56 000 bit/s
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Ethernet:
Réseau local le plus deployéPremier deployment: Début des années 70s
Cable coaxial de 2.5 km avec répéteurs256 machines2. 94 Mb/sDétection de collision
Norme IEEE 802.3Peuvent aller jusqu a 100 Mbit/s – 1000 Mbits / s
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Ethernet:
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64Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Réseaux locaux sans fil:
WIFI (Wireless Fidelity)Norme IEEE
Deux modes de fonctionnementAvec station de baseSans station de base
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Réseaux locaux sans fil:
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Réseaux locaux sans fil:
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67Roch H. Glitho- Ericsson/Concordia University
Références ...1. A. Tanembaum, Réseaux, 4eme édition, Pearson Education 2003 (Chapitre 1)2. R. Moderassi and R. Skoog, Signaling System No7: A Tutorial, IEEE
Communications Magazine, July 1990, available free of charge at:http://www.comsoc.org/livepubs/surveys/public/4q98issue/reprint4q.html
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