ABBACI KAHYA N
Universit Badji Mokhtar Annaba
Dpartement d'informatique
Module rseau
Le module rseau : organisation
18 semaines : 27 cours (x 2h) = 54h
15 sances de 2h de TD = 30h
3 sances de 2h de TP = 6h
Les groupes de TD et TP sont figs ds la 1re sance de TD
Validation de Module: 100% Contrle Continu
Prsences en TD et TP chaque sance est obligatoire
Prsences en TP + comptes-rendus de TP (20%)
Micro interrogation (1h) en TD (30%)
Contrle de fin de module (1h30) en amphi (50%)
En cas dabsence justifie, mapporter le certificat mdical ainsi qu lenseignant de TD/TP
Le module rseau : contenu
1. Introduction aux rseaux : Quest ce quun rseau?, dfinitions, historique, motivation,
2. Transmission physique de linformation: Traitement de signal, signal numrique/analogique, codage, circuit de donne, multiplexage,
3. Fiabilisation de transmission: Contrle derreur, scurit, protocole HDLC
4. Architecture OSI
5. Rseaux locaux: Plan de cblage, topologie, mthode daccs au support de communication
6. Interconnexion de rseau: Les quipement dinterconnexion ( routeurs, commutateurs,)
7. Rseaux grande distance: Technique de commutation, adressage, routage
8. Protocoles TCP/IP
9. Commandes Unix: Pour la configuration et ladministration dun rseau
10. Installation dun serveur web
11. Exemple dapplication: HTTP, MAIL,
ABBACI KAHYA N
Universit Badji Mokhtar Annaba
Dpartement d'informatique
chapitre 1 : Introduction
aux rseaux
Tlinformatique
Tlinformatique = Tlcommunication + informatique.
Tlcommunications = toutes techniques de transfert
dinformation (Communication distance).
Techniques : filaires, radio, optiques, satellites,
Information : symboles, donns, images fixes ou animes, son,
vidos, ...
Informatique = traitement automatique de linformation
ordinateur.
Tlinformatique
Transfert fiable dinformation entre entits communicantes ncessite :
o donnes traduites dans une forme comprhensibles par A et B.
o La dfinition dun mode dchange des donnes.
o support de communication (lien).
o adaptation entit/support.
o une procdure dchange (protocole = ensemble de rgles
suivre pour effectuer un change dinformation).
Les rseaux informatique
Des besoins de communication et de partage de ressources ont incit les gens connecter les ordinateurs entre eux. Ce qui a donn naissance aux rseaux dordinateurs.
Rseau gnral : Ensemble des systmes informatiques
autonomes capables d'changer des informations en
univers htrogne.
Autonomes : Mmoire propre chacun des sites.
indpendant: pas de matre/esclave.
Echanges : Communications entre les systmes
Htrognes : faire fonctionner ensemble des systmes
d'origines diffrentes. les d'changer des informations en
univers htrogne.
Qu'est-ce qu'un rseau?
Millions de priphriques connects :
hosts , end systems (terminaux ).
Faisant tourner des applications rseau
Liens de communication fibre, cuivre,
ondes radio, Satellite
Routeurs: acheminement des donnes
travers le rseau
Qu'est-ce qu'un rseau?
Motivations
Objectifs des rseaux: (apport pour les entreprises) Partager des ressources: imprimantes, disque dur, processeur, etc.
Rduire les cots:
Exemple: au lieu davoir une imprimante pour chaque utilisateur qui sera utilise 1 heure par semaine, on partage cette mme imprimante entre plusieurs utilisateurs.
Remarque: Les grands ordinateurs sont gnralement 10 fois plus rapides et cotent 1000 fois plus chers.
Augmenter la fiabilit: dupliquer les donnes et les traitements sur plusieurs machines. Si une machine tombe en pane une autre prendra la relve.
Fournir un puissant mdia de communication: (e-mail, confrence virtuelle netmeeting , etc.).
Motivations
Objectifs des rseaux: (apports pour les individus) laccs facile et rapide des informations pertinentes: Informations de
type financier: Payement de facture, consultation de solde, etc.
Accs au systme de type Toile (Web): Chercher des informations
de tout genre (sciences, arts, cuisine, sports, etc.)
La communication entre les individus: Vidoconfrence, courrier
lectronique, groupes dintrt (newsgroups), etc. envoyer du texte, du
son et de limage. Il reste lodeur
Jeux interactifs: Toutes sortes de jeux (jeux dchec, de combats, etc.)
Applications rseaux
Applications WEB. Commerce lectronique .
Applications distribues et client-serveur.
Accs des programmes distants: mise- jour de
programmes, gestion et maintenance, utilisation de la capacit
dun gros ordinateur.
Accs des bases de donnes distantes: bases de (oprations
sur comptes bancaires, rservations de billets, bibliothques,
etc.).
Applications rseaux
Moyen de communication: utilisation de linfrastructure
tlinformatique pour lenvoi de courrier lectronique,
pour la communication entre usagers en utilisant les
supports audio et vido.
Systmes industriels: commande en ligne de processus
industriels, installations automatises ou chanes de
production.
Internet
Internet = inter-networks
Cest le plus grand des inter-rseaux
O de trs nombreux rseaux y participent - rseaux d'entreprises - rseaux d'oprateurs de
tlcommunication, de cblo-oprateurs et de fournisseurs d'accs (satellites, filaires,sans-fil, etc.)
- rseaux de particuliers
sa croissance est exponentielle
Classification des rseaux
Parmi les caractristiques importantes dans la classification des rseaux :
La technique de transmission
La taille du rseau.
1. Classification selon la technique de transmission:
La technique de transmission utilise permet de classer les rseaux on deux
classes :
Rseaux diffusion (Broadcast Networks)
Rseaux point point (Point-to-point Networks)
Classification des rseaux (technique de
transmission: diffusion) a) Rseaux diffusion :
Ces rseaux possdent un seul canal de communication que toutes les machines partagent. Lorsque une machine envoie un message, ce dernier est reu par toutes les machines du rseau. Un message contient ladresse de la machine destinataire. la rception, une machine teste cette adresse pour savoir si elle doit traiter ce message ou lignorer.
Un rseau diffusion permet de diffuser un massage vers toutes les machines du rseau. Cest ce quon appelle la diffusion gnrale (Broadcasting).
Quelques rseaux permettent la transmission vers un sous-ensemble de machines, cest ce quon appelle la diffusion restreinte (Multicasting).
Classification des rseaux (technique
de transmission: diffusion)
Quelques topologies possibles : Bus: Les lments partagent un mme support physique sur lequel ils mettent
et reoivent des messages. Seul le destinataire traite le message qui lui est adress
Classification des rseaux (technique
de transmission: diffusion)
Anneau
Dans la topologie en anneau, chaque lment est reli ses voisins
immdiats pour former un cercle.
Classification des rseaux (technique
de transmission: point point)
b) Rseaux point point :
Ces rseaux sont forms dun certain nombre de connexions entre les machines prises deux deux. Pour aller de la source la destination, un message doit passer par une ou plusieurs machines intermdiaires.
Comme il existe en gnral plusieurs routes possibles, un algorithme de routage est utilis pour choisir la meilleure. On gnrale, les rseaux de petites tailles sont des rseaux diffusion alors que les grands rseaux sont du type point point.
Classification des rseaux (technique
de transmission: point point)
Etoile
Un lment constitue le centre de l'toile. Tous les messages
transitant par le rseau passent par le centre.
Classification des rseaux (technique
de transmission: point point)
Maillage
Les lments sont interconnects entre eux compltement ou
partiellement. Un message de A vers B pourra emprunter plusieurs
chemins...
Classification des rseaux (technique
de transmission)
Hybride
Larchitecture hybride correspond un mlange des diffrentes
topologies existantes (toile, bus, anneau, paire paire). Toutes les
configurations possibles
Classification des rseaux (Taille du
rseau) Les rseaux peuvent tre classes selon leur tendue avec diffrents objectifs
PAN (Personal Area Network) : rseau pour une seule personne
LAN (Local Area Network) : rseau d'entreprise dans un btiment ou un campus
MAN (Metropolitan Area Network) : couvre une ville
WAN (Wide Area Network) : couvre un pays, un continent
Classification des rseaux (Taille du
rseau) 1. Rseaux locaux (LAN) :
Les rseaux locaux, quon appelle galement LAN (local Area Network), sont des rseaux privs dont la taille ne dpasse pas quelques kilomtres.
Les LAN se distinguent des autres types de rseaux par trois caractristiques : leur taille, leur technique de transmission et leur topologie.
Les LAN utilisent souvent pour la transmission un simple cble auquel sont relies toutes les machines.
Les LAN traditionnels fonctionnent des dbits variant de 10 100 Mbit/s jusqu 10 Gbits.
Deux topologies (manire dont les machines sont connectes) sont frquemment utilises pour les rseaux LAN: bus et anneau.
Classification des rseaux (Taille du
rseau) 1. Rseaux locaux (LAN) :
a) topologie en Bus
b) topologie en
Anneau
a) topologie en bus :
Sur un LAN de type bus une seule machine est autorise diffuser un instant donn.
Ncessit davoir un mcanisme darbitrage pour viter les conflits survenant lorsque deux machines veulent mettre simultanment. Ce mcanisme peut tre centralis ou rparti.
Exemple de LAN en bus: IEEE 802.3 (Ethernet).
1. Rseaux locaux (LAN) :
a) topologie en anneau :
Les LAN en anneau sont galement des rseaux diffusion puisque les messages envoys font le tour complet de lanneau.
Ici galement on a besoin dun mcanisme darbitrage.
Exemple de LAN en anneau: IEEE 802.5 (lanneau jeton dIBM).
Classification des rseaux (Taille du
rseau)
2. Rseaux mtropolitains (MAN):
Du point de vue de la technologie utilise, un MAN (Metropolitan Area
Networks) est essentiellement un gros LAN.
Il peut couvrir une ville entire.
Il existe une norme spciale permettant de concevoir les rseaux MAN, cest la
norme IEEE 802.6.
Cette norme consiste relier les machines en utilisant deux bus
unidirectionnels.
Pour envoyer un ordinateur situ sa droite, il faut utiliser le bus A; sinon
utiliser sur le bus B.
Classification des rseaux (Taille du rseau)
3. Rseaux longue distance (WAN):
tendu=une rgion un continent.
Composition: plusieurs LANs relis par un sous-rseau de commutation.
Un sous-rseau de commutation: cest un ensemble de commutateurs relis entre eux.
Un commutateur (routeur): cest un ordinateur spcialis qui permet dacheminer des
paquets.
Quelques topologies possibles dun sous-rseau: (a)toile, (b)anneau,
(c)arbre, (d)maillage rgulier,
(e)anneau-interconnect,
(f)maillage irrgulier
Classification des rseaux (Taille du
rseau)
3. Rseaux longue distance (WAN):
Classification des rseaux (Taille du
rseau)
sous-rseau routeur
Importance des topologies
La structure des topologies influence largement la performance
dun rseau :
Chemins les plus courts?
Distribution de la charge dans le rseau par diffrent
cheminements?
Complexit pour calculer les cheminements les plus favorables?
Stratgies de routage?
Importance des topologies
Maillage rgulier : fiable, redondant, cher: beaucoup de
liens et beaucoup dinterfaces par station.
Maillage irrgulier : routage ncessaire, liaisons selon les
besoins, normalement plusieurs liens par station permettant
des cheminements alternatifs.
toile, arbre, rseau hirarchique: nud centrale,
routage simple, cots bas.
Anneau : routage simple, cheminement alternatif restreint.
La structure dun rseau:
Le bord du rseau
Applications et hosts
Le cur du rseau (network core):
routeurs
rseau de rseaux
Rseaux daccs, support
physiques:
liens de communication
Fonctionnement dcrit
par les protocoles
La structure dun rseau:
end systems (hosts):
Faisant tourner des applications
Ex. Web, email
Modle client/serveur
Host client effectue
une demande de service auprs
du serveur (toujours oprationnel).
Ex. Web browser/server; email
client/server, serveur de fichiers,
Le bord du rseau: service non
connect
Mode sans connexion (non connect):
Lorsque lun des cts dune application souhaite envoyer des paquets lautre, le programme denvoi transmet simplement les paquets.
Labsence de toute procdure de mise en prsence avant la transmission de paquets de donnes, permet aux donnes datteindre leur destination plus rapidement.
Source ne sait jamais exactement quels sont les paquets qui sont arrivs destination.
Les changes peuvent tre raliss tout instant sans prcautions particulires (contrle de flux ou de congestion).
Exemples : courrier postal, protocoles IP, UDP, courrier lectronique SMTP .
Mode en connexion (mode connect) :
Le service orient connexion est systmatiquement associ
dautres services, savoir le transfert de donnes fiable, le
contrle de flux et le contrle de congestion
(encombrement).
Les changes sont contrls par des connexions: dlimitation dans
le temps par deux phases douverture et de fermeture de
connexion.
Exemples : tlphone, protocoles PPP, TCP .
Le bord du rseau: service orient
connexion
Le bord du rseau: service orient
connexion Ouverture: Dlimitation de dbut des changes.
1. Dsignation du destinataire atteindre .
2. Ngociation de qualit de service QOS "Quality Of Service".
Paramtres qualitatifs Ex: mode simplex, l'alternat, duplex.
Paramtres quantitatifs Ex : dbit, taux d'erreur rsiduel accept.
Fermeture: Dlimitation finale des changes.
1. Dconnexion abrupte ("Destructive release"): Perte des informations en transit.
2. Dconnexion ordonne ("Orderly release"): Echange des donnes en cours avant fermeture
3. Dconnexion ngocie ("Negociated release"): Fermeture avec l'accord des deux parties.
Le cur du rseau
Ensemble de routeurs
interconnects
La question fondamentale:
comment les donnes sont-elles
achemines travers le rseau?
Commutation de circuit
Commutation de paquet
commutation de messages
Selon la technique employe pour relier deux utilisateurs, on
distingue : commutation de circuits , commutation de
messages ou paquets.
Techniques de transfert
(Commutation de circuits)
Principe : Un chemin permanent (un circuit) est tabli entre
deux entits communicantes et assure un dbit (une bande passante) fixe.
Avantages
Existence d'un canal totalement disponible et indiffrent au type de donnes transfres.
Permet de rserver une capacit nette pour des trafics synchrones ou temps rel: voix, image, donnes chances.
Inconvnients
La capacit mise disposition n'est pas toujours adapte au besoin et peut-tre parfois extrmement mal employe (donnes sporadiques en informatique, voix ou images compresses).
(Commutation de circuits)
un message forme un tout (ligne/page de texte, secteur disque)
le message passe de nud en nud jusqu sa destination
envoy au nud suivant lorsque compltement et correctement reu
par le nud courant (store-and-forward)
temps de transit = somme des temps de transfert :
Ncessite de la mmoire tampon pour la gestion des retransmissions,
le contrle de flux,
Difficult de transmission de trs longs messages
Aprs 1970, remplac progressivement par le transfert de paquets
(commutation de messages)
le message est dcoupe en paquets. Chaque paquet comporte la rfrence
ou l'adresse destination. Un paquet a une taille maximale fixe;
les paquets sont retransmis aprs rception (store-and-forward)
plus il y a de paquets, plus le transfert est efficace compar au transfert de
messages : lorsque le paquet est trs petit (53 octets), il est appele cellule
si les routes emprunts par les paquets sont diffrentes, il faudra le
rassembler pour reformer le message
Internet utilise le routage de paquets (IP)
ATM utilise la commutation de cellules
Commutation de paquet
Transfert de paquets: Efficacit de la reprise sur erreur
supposons qu'en cas d'erreur de transmission le message ou le paquet
soit immdiatement retransmis :
on s'aperoit que le transfert de paquet est bien plus efficace.
Techniques de transfert