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1
Partie 2 Notions de base
Olivier GLUumlCKUniversiteacute LYON 1UFR drsquoInformatique
OlivierGluckens-lyonfrhttpwww710univ-lyon1fr~ogluck
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 2
Copyright
Copyright copy 2005 Olivier Gluumlck all rights reservedCe support de cours est soumis aux droits drsquoauteur et nrsquoest donc pas dans le domaine public Sa reproduction est cependant autoriseacutee agrave condition de respecter les conditions suivantes
Si ce document est reproduit pour les besoins personnels du reproducteur toute forme de reproduction (totale ou partielle) est autoriseacutee agrave la condition de citer lrsquoauteur Si ce document est reproduit dans le but drsquoecirctre distribueacute agrave des tierces personnes il devra ecirctre reproduit dans son inteacutegraliteacute sans aucune modification Cette notice de copyright devra donc ecirctre preacutesente De plus il ne devra pas ecirctre vendu Cependant dans le seul cas drsquoun enseignement gratuit une participation aux frais de reproduction pourra ecirctre demandeacutee mais elle ne pourra ecirctre supeacuterieure au prix du papier et de lrsquoencre composant le document Toute reproduction sortant du cadre preacuteciseacute ci-dessus est interdite sans accord preacutealable eacutecrit de lrsquoauteur
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Remerciements
Certains transparents sont baseacutes sur des supports de cours de
Daniegravele DROMARD (PARIS 6) Andrzej DUDA (INP GrenobleENSIMAG)Shivkumar KALYANARAMAN (RPIECSE)Alain MILLE (LYON 1)CongDuc PHAM (LYON 1)Michel RIVEILL (Universiteacute de NiceESSI)lrsquoInstitut National des Teacuteleacutecommunications (INT)
Des figures sont issues des livres citeacutes en bibliographie
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Bibliographie
laquo Reacuteseaux raquo 4iegraveme eacutedition Andrew Tanenbaum Pearson Education ISBN 2-7440-7001-7
laquo Reacuteseaux et Teacuteleacutecoms raquo Claude Servin Dunod ISBN 2-10-007986-7
laquo Analyse structureacutee des reacuteseaux raquo 2iegraveme eacutedition J Kuroseet K Ross Pearson Education ISBN 2-7440-7000-9
laquo TCPIP Illustrated Volume 1 The Protocols raquo W R Stevens Addison Wesley ISBN 0-201-63346-9
laquo TCPIP Architecture protocoles applications raquo 4iegraveme eacutedition D Comer Dunod ISBN 2-10-008181-0
laquo An Engineering Approach to Computer Networking raquo Addison-Wesley ISBN 0-201-63442-6
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Bibliographie
Internethellip
httpwwwguillnet
httpwwwcourseforgeorgcourses
httpwwwcommentcamarchenetccmdoc
httpwwwprotocolscom
httpdiryahoocomComputers_and_Internet
httpwwwrfc-editororg (documents normatifs dans TCPIP)
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Plan de la partie 2
Quelques eacuteleacutements sur la transmission de lrsquoinformation
Lrsquoinformation et sa repreacutesentationLes techniques de transmissionModeacutelisation drsquoun canal de transmissionLes supports de transmissionLes modes de transmissionLes diffeacuterentes topologies
Les architectures protocolairesArchitecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)Le modegravele TCPIP
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Quelques eacuteleacutements sur la transmission de lrsquoinformation
Lrsquoinformation et sa repreacutesentationLes techniques de transmissionModeacutelisation drsquoun canal de transmissionLes supports de transmissionLes modes de transmissionLes diffeacuterentes topologies
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Deux types drsquoinformation
Donneacutees continuesdonneacutees continues reacutesultant de la variation continue drsquoun pheacutenomegravene physique (voix tempeacuterature image lumiegravere hellip)infiniteacutes de valeurs dans un intervalle borneacuteun capteur fournit une tension eacutelectrique proportionnelle agrave lrsquoamplitude du pheacutenomegravene
Donneacutees discregravetessuite discontinue de valeurs deacutenombrablesun texte est une association de mots eux-mecircmes composeacutes de lettres (symboles eacuteleacutementaires)
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Traitement informatique
Il faut associer une valeur binaire agrave chaque eacuteleacutement drsquoinformation
numeacuterisation de lrsquoinformation pour des donneacutees continues (eacutechantillonnage)codage de lrsquoinformation pour des donneacutees discregravetes (code Baudot code ASCII hellip)
1000001AB
C 1000011
1000010
symboles agravecoder
mots code
Codage
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Du binaire agrave la transmission hellip(1)
Transmission en bande de baseles bits sont directement repreacutesenteacutes par des valeurs de tensionssimpliciteacute du codage mais distances limiteacutees agravequelques kilomegravetres (bande passante rapiditeacute de modulation rapport signalbruit du canal)occupe toute la bande passante (pas de multiplexage)code NRZ code Manchester code Miller hellip
Codeur Deacutecodeur
Signal eacutelectrique codeacuteadapteacute au support
001011 001011
Signal numeacuterique
Signal numeacuterique
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Du binaire agrave la transmission hellip(2)
Transmission large bande ou par modulationutilise les theacuteories de Fourier sur la deacutecomposition drsquoun signal peacuteriodiqueadapteacutee aux longues distances (transposition dans un domaine de freacutequences adapteacute au support protection du bruit)reacutesout le problegraveme du multiplexage
Modem ModemSignal analogique
001011 001011
Signal numeacuterique
Signal numeacuterique
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
ETTD - DTE (Data Terminal Equipement) Equipement Terminal de Traitement de Donneacuteescontrocircle de la communicationsourcecollecteur des donneacutees
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
3
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
ETCD - DCE (Data Communication Equipement)Equipement Terminal de Circuit de Donneacuteesadaptation entre le terminal et le supportfournit au support un signal adapteacute agrave ses caracteacuteristiquesmodifie la nature du signal mais pas sa signification
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Jonction ou interface permet agrave lrsquoETTD de piloter lrsquoETCD pour eacutetablissement et libeacuteration du circuit eacutechange de donneacutees helliputilise un signal numeacuterique
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Support ou ligne de transmission caracteacuteristiques physiques (deacutebit taux drsquoerreurs hellip)transmission drsquoune onde lumineuse acoustique eacutelectromagneacutetique ou eacutelectrique supports optiques aeacuteriens filaires
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Les supports de transmission (1)
paire torsadeacutee teacuteleacutephonie LANlarge infrastructure existantedeacutebit limiteacute (centaine de Mbitss)
cacircble coaxial TV LAN (MAN )plus coucircteux meilleurs deacutebits (1 agrave 2 Gbitss sur 1km)meilleure protection contre les interfeacuterences
fibre optique LAN MAN WANde moins en moins coucircteuse30km sans reacutepeacuteteur fiabiliteacutetregraves haut-deacutebit (50000 Gbitss en theacuteorie)
4 paires de fils
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Les supports de transmission (2)
faisceaux hertziens MAN LANinfrastructure peu coucircteuseerreurs freacutequentes et deacutependantes des conditions climatiques
satellites WANreacutepeacuteteurs dans le cielgrande couverture geacuteographiquebande passante eacuteleveacuteedeacutelais eacuteleveacutes (250 agrave 300 ms de latence)coucirct eacuteleveacute par eacutequipement
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Notion de qualiteacute de service
3 paramegravetres deacutebit (volume)latence (temps de transfert et variation de celui-ci)fiabiliteacute (taux drsquoerreurs)
Chaque flux de donneacutees a ses propres contraintes
voix videacuteo deacutebit constanttransfert de fichiers fiabiliteacute et deacutebit eacuteleveacutes
Le reacuteseau de transport doit srsquoadapter Choix du laquo meilleur raquo chemin Correction des erreurs hellip
4
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ETTD ETCD ETTDETCD
Liaison simplex
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
Liaison half duplex (agrave lalternat)
Liaison full duplex
ou
Les modes de transmissionLrsquoorganisation des eacutechanges
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Les modes de transmission
Le mode de liaisonliaison point agrave pointliaisons multi-points
le support est partageacute par plusieurs terminauxpolitiques drsquoaccegraves au support
le mode maicirctreesclave (pollingselecting)le mode drsquoeacutegal agrave eacutegal (reacuteseaux locaux)
Transmission parallegraveleseacuterietransfert simultaneacute de tous les bits drsquoun mottransfert successif de chacun des bits drsquoun mot
Transmission synchroneasynchroneles horloges sont synchroniseacuteesles horloges deacuterivent (bit de startstop)
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Les diffeacuterentes topologies
Topologie horizontale (en bus)
Topologie en eacutetoile
Topologie en anneau
Topologie mailleacutee
Topologie hieacuterarchique agrave 2 niveaux
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Topologie horizontale (Bus)
Tout le monde parle agrave tout le monde
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Topologie en eacutetoile
Nœud central
Un nœud central eacutemule n liaisons point agrave point
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Topologie en anneau
Adapteacutee aux longues distancesPermet des deacutebits eacuteleveacutes
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Topologie mailleacutee
Exemple de 7 sites entiegraverement mailleacutes 2 agrave 2
Plusieurs chemins pour aller drsquoun nœud agrave un autre
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Topologie hieacuterarchique (2 niveaux)
Meacutelange de la topologie mailleacutee (au cœur) et de la topologie eacutetoile (aux extreacutemiteacutes)
Reacuteduction du nombre de liaisonMeilleure utilisation des ressources
Les architectures protocolaires
Architecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Le modegravele TCPIP
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laquo Architecture protocolaire reacuteseau raquo
Architecture protocolaire reacuteseau un modegravele complet de communicationHistoriquement une architecture par constructeur
SNA (System Network Architecture) drsquoIBMDSA (Distributed System Architecture) de BULL
Besoin drsquoun modegravele normaliseacutecomplexiteacute croissante des besoinsdiversiteacute des solutions adopteacuteesincompatibiliteacute des architectures constructeurs entre ellesneacutecessiteacute de transparence pour lrsquoutilisateur
-gt modegravele de reacutefeacuterence ou modegravele OSI (Open
System Interconnection) deacutefinit par lrsquoISO (International
Standardization Organization)
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laquo hellipprotocolaire hellipraquo
Lrsquoeacutechange drsquoinformation se fait selon un protocole ensemble de regravegles compreacutehensibles par les entiteacutes communicantesIl y a des protocoles pour
les applicationstransporterrouter lrsquoinformationeacutemettre de lrsquoinformation sur un support physique
Ils doivent geacuterer en particulier les erreursla fragmentation et lrsquoassemblage des donneacutees
Ils sont geacuteneacuteralement normaliseacutes pour assurer lrsquointeropeacuterabiliteacute et la transparence
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Protocole
Qursquoest-ce qursquoun protocole Une impleacutementation drsquoun certain serviceUn accord entre les deux parties sur la maniegravere de communiquer Deacutefinition des regravegles amp des formats de donneacuteesRegravegles sans ambiguiumlteacute pour pouvoir ecirctre traduites par des logiciels ou des automates cacircbleacutes
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
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Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
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Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
10
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 55
La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 56
La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 57
La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 58
La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 59
Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 60
Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
11
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 62
Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 63
Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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2
Quelques eacuteleacutements sur la transmission de lrsquoinformation
Lrsquoinformation et sa repreacutesentationLes techniques de transmissionModeacutelisation drsquoun canal de transmissionLes supports de transmissionLes modes de transmissionLes diffeacuterentes topologies
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Deux types drsquoinformation
Donneacutees continuesdonneacutees continues reacutesultant de la variation continue drsquoun pheacutenomegravene physique (voix tempeacuterature image lumiegravere hellip)infiniteacutes de valeurs dans un intervalle borneacuteun capteur fournit une tension eacutelectrique proportionnelle agrave lrsquoamplitude du pheacutenomegravene
Donneacutees discregravetessuite discontinue de valeurs deacutenombrablesun texte est une association de mots eux-mecircmes composeacutes de lettres (symboles eacuteleacutementaires)
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Traitement informatique
Il faut associer une valeur binaire agrave chaque eacuteleacutement drsquoinformation
numeacuterisation de lrsquoinformation pour des donneacutees continues (eacutechantillonnage)codage de lrsquoinformation pour des donneacutees discregravetes (code Baudot code ASCII hellip)
1000001AB
C 1000011
1000010
symboles agravecoder
mots code
Codage
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Du binaire agrave la transmission hellip(1)
Transmission en bande de baseles bits sont directement repreacutesenteacutes par des valeurs de tensionssimpliciteacute du codage mais distances limiteacutees agravequelques kilomegravetres (bande passante rapiditeacute de modulation rapport signalbruit du canal)occupe toute la bande passante (pas de multiplexage)code NRZ code Manchester code Miller hellip
Codeur Deacutecodeur
Signal eacutelectrique codeacuteadapteacute au support
001011 001011
Signal numeacuterique
Signal numeacuterique
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Du binaire agrave la transmission hellip(2)
Transmission large bande ou par modulationutilise les theacuteories de Fourier sur la deacutecomposition drsquoun signal peacuteriodiqueadapteacutee aux longues distances (transposition dans un domaine de freacutequences adapteacute au support protection du bruit)reacutesout le problegraveme du multiplexage
Modem ModemSignal analogique
001011 001011
Signal numeacuterique
Signal numeacuterique
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
ETTD - DTE (Data Terminal Equipement) Equipement Terminal de Traitement de Donneacuteescontrocircle de la communicationsourcecollecteur des donneacutees
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
3
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
ETCD - DCE (Data Communication Equipement)Equipement Terminal de Circuit de Donneacuteesadaptation entre le terminal et le supportfournit au support un signal adapteacute agrave ses caracteacuteristiquesmodifie la nature du signal mais pas sa signification
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Jonction ou interface permet agrave lrsquoETTD de piloter lrsquoETCD pour eacutetablissement et libeacuteration du circuit eacutechange de donneacutees helliputilise un signal numeacuterique
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Support ou ligne de transmission caracteacuteristiques physiques (deacutebit taux drsquoerreurs hellip)transmission drsquoune onde lumineuse acoustique eacutelectromagneacutetique ou eacutelectrique supports optiques aeacuteriens filaires
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Les supports de transmission (1)
paire torsadeacutee teacuteleacutephonie LANlarge infrastructure existantedeacutebit limiteacute (centaine de Mbitss)
cacircble coaxial TV LAN (MAN )plus coucircteux meilleurs deacutebits (1 agrave 2 Gbitss sur 1km)meilleure protection contre les interfeacuterences
fibre optique LAN MAN WANde moins en moins coucircteuse30km sans reacutepeacuteteur fiabiliteacutetregraves haut-deacutebit (50000 Gbitss en theacuteorie)
4 paires de fils
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Les supports de transmission (2)
faisceaux hertziens MAN LANinfrastructure peu coucircteuseerreurs freacutequentes et deacutependantes des conditions climatiques
satellites WANreacutepeacuteteurs dans le cielgrande couverture geacuteographiquebande passante eacuteleveacuteedeacutelais eacuteleveacutes (250 agrave 300 ms de latence)coucirct eacuteleveacute par eacutequipement
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Notion de qualiteacute de service
3 paramegravetres deacutebit (volume)latence (temps de transfert et variation de celui-ci)fiabiliteacute (taux drsquoerreurs)
Chaque flux de donneacutees a ses propres contraintes
voix videacuteo deacutebit constanttransfert de fichiers fiabiliteacute et deacutebit eacuteleveacutes
Le reacuteseau de transport doit srsquoadapter Choix du laquo meilleur raquo chemin Correction des erreurs hellip
4
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ETTD ETCD ETTDETCD
Liaison simplex
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
Liaison half duplex (agrave lalternat)
Liaison full duplex
ou
Les modes de transmissionLrsquoorganisation des eacutechanges
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Les modes de transmission
Le mode de liaisonliaison point agrave pointliaisons multi-points
le support est partageacute par plusieurs terminauxpolitiques drsquoaccegraves au support
le mode maicirctreesclave (pollingselecting)le mode drsquoeacutegal agrave eacutegal (reacuteseaux locaux)
Transmission parallegraveleseacuterietransfert simultaneacute de tous les bits drsquoun mottransfert successif de chacun des bits drsquoun mot
Transmission synchroneasynchroneles horloges sont synchroniseacuteesles horloges deacuterivent (bit de startstop)
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Les diffeacuterentes topologies
Topologie horizontale (en bus)
Topologie en eacutetoile
Topologie en anneau
Topologie mailleacutee
Topologie hieacuterarchique agrave 2 niveaux
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Topologie horizontale (Bus)
Tout le monde parle agrave tout le monde
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Topologie en eacutetoile
Nœud central
Un nœud central eacutemule n liaisons point agrave point
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Topologie en anneau
Adapteacutee aux longues distancesPermet des deacutebits eacuteleveacutes
5
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Topologie mailleacutee
Exemple de 7 sites entiegraverement mailleacutes 2 agrave 2
Plusieurs chemins pour aller drsquoun nœud agrave un autre
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Topologie hieacuterarchique (2 niveaux)
Meacutelange de la topologie mailleacutee (au cœur) et de la topologie eacutetoile (aux extreacutemiteacutes)
Reacuteduction du nombre de liaisonMeilleure utilisation des ressources
Les architectures protocolaires
Architecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Le modegravele TCPIP
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laquo Architecture protocolaire reacuteseau raquo
Architecture protocolaire reacuteseau un modegravele complet de communicationHistoriquement une architecture par constructeur
SNA (System Network Architecture) drsquoIBMDSA (Distributed System Architecture) de BULL
Besoin drsquoun modegravele normaliseacutecomplexiteacute croissante des besoinsdiversiteacute des solutions adopteacuteesincompatibiliteacute des architectures constructeurs entre ellesneacutecessiteacute de transparence pour lrsquoutilisateur
-gt modegravele de reacutefeacuterence ou modegravele OSI (Open
System Interconnection) deacutefinit par lrsquoISO (International
Standardization Organization)
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laquo hellipprotocolaire hellipraquo
Lrsquoeacutechange drsquoinformation se fait selon un protocole ensemble de regravegles compreacutehensibles par les entiteacutes communicantesIl y a des protocoles pour
les applicationstransporterrouter lrsquoinformationeacutemettre de lrsquoinformation sur un support physique
Ils doivent geacuterer en particulier les erreursla fragmentation et lrsquoassemblage des donneacutees
Ils sont geacuteneacuteralement normaliseacutes pour assurer lrsquointeropeacuterabiliteacute et la transparence
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Protocole
Qursquoest-ce qursquoun protocole Une impleacutementation drsquoun certain serviceUn accord entre les deux parties sur la maniegravere de communiquer Deacutefinition des regravegles amp des formats de donneacuteesRegravegles sans ambiguiumlteacute pour pouvoir ecirctre traduites par des logiciels ou des automates cacircbleacutes
6
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
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Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
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Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
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Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 43
Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
9
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
10
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 55
La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 59
Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 62
Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 63
Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
ETCD - DCE (Data Communication Equipement)Equipement Terminal de Circuit de Donneacuteesadaptation entre le terminal et le supportfournit au support un signal adapteacute agrave ses caracteacuteristiquesmodifie la nature du signal mais pas sa signification
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Jonction ou interface permet agrave lrsquoETTD de piloter lrsquoETCD pour eacutetablissement et libeacuteration du circuit eacutechange de donneacutees helliputilise un signal numeacuterique
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Modegravele geacuteneacuteral drsquoun canal de transmission
Support ou ligne de transmission caracteacuteristiques physiques (deacutebit taux drsquoerreurs hellip)transmission drsquoune onde lumineuse acoustique eacutelectromagneacutetique ou eacutelectrique supports optiques aeacuteriens filaires
ETTD ETCD ETTDETCD
Ligne de transmissionJonction
Circuit de donneacutees
Liaison de donneacutees
Modem ou codeur Modem ou codeur
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Les supports de transmission (1)
paire torsadeacutee teacuteleacutephonie LANlarge infrastructure existantedeacutebit limiteacute (centaine de Mbitss)
cacircble coaxial TV LAN (MAN )plus coucircteux meilleurs deacutebits (1 agrave 2 Gbitss sur 1km)meilleure protection contre les interfeacuterences
fibre optique LAN MAN WANde moins en moins coucircteuse30km sans reacutepeacuteteur fiabiliteacutetregraves haut-deacutebit (50000 Gbitss en theacuteorie)
4 paires de fils
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Les supports de transmission (2)
faisceaux hertziens MAN LANinfrastructure peu coucircteuseerreurs freacutequentes et deacutependantes des conditions climatiques
satellites WANreacutepeacuteteurs dans le cielgrande couverture geacuteographiquebande passante eacuteleveacuteedeacutelais eacuteleveacutes (250 agrave 300 ms de latence)coucirct eacuteleveacute par eacutequipement
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Notion de qualiteacute de service
3 paramegravetres deacutebit (volume)latence (temps de transfert et variation de celui-ci)fiabiliteacute (taux drsquoerreurs)
Chaque flux de donneacutees a ses propres contraintes
voix videacuteo deacutebit constanttransfert de fichiers fiabiliteacute et deacutebit eacuteleveacutes
Le reacuteseau de transport doit srsquoadapter Choix du laquo meilleur raquo chemin Correction des erreurs hellip
4
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ETTD ETCD ETTDETCD
Liaison simplex
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
Liaison half duplex (agrave lalternat)
Liaison full duplex
ou
Les modes de transmissionLrsquoorganisation des eacutechanges
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Les modes de transmission
Le mode de liaisonliaison point agrave pointliaisons multi-points
le support est partageacute par plusieurs terminauxpolitiques drsquoaccegraves au support
le mode maicirctreesclave (pollingselecting)le mode drsquoeacutegal agrave eacutegal (reacuteseaux locaux)
Transmission parallegraveleseacuterietransfert simultaneacute de tous les bits drsquoun mottransfert successif de chacun des bits drsquoun mot
Transmission synchroneasynchroneles horloges sont synchroniseacuteesles horloges deacuterivent (bit de startstop)
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Les diffeacuterentes topologies
Topologie horizontale (en bus)
Topologie en eacutetoile
Topologie en anneau
Topologie mailleacutee
Topologie hieacuterarchique agrave 2 niveaux
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Topologie horizontale (Bus)
Tout le monde parle agrave tout le monde
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Topologie en eacutetoile
Nœud central
Un nœud central eacutemule n liaisons point agrave point
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Topologie en anneau
Adapteacutee aux longues distancesPermet des deacutebits eacuteleveacutes
5
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Topologie mailleacutee
Exemple de 7 sites entiegraverement mailleacutes 2 agrave 2
Plusieurs chemins pour aller drsquoun nœud agrave un autre
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Topologie hieacuterarchique (2 niveaux)
Meacutelange de la topologie mailleacutee (au cœur) et de la topologie eacutetoile (aux extreacutemiteacutes)
Reacuteduction du nombre de liaisonMeilleure utilisation des ressources
Les architectures protocolaires
Architecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Le modegravele TCPIP
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laquo Architecture protocolaire reacuteseau raquo
Architecture protocolaire reacuteseau un modegravele complet de communicationHistoriquement une architecture par constructeur
SNA (System Network Architecture) drsquoIBMDSA (Distributed System Architecture) de BULL
Besoin drsquoun modegravele normaliseacutecomplexiteacute croissante des besoinsdiversiteacute des solutions adopteacuteesincompatibiliteacute des architectures constructeurs entre ellesneacutecessiteacute de transparence pour lrsquoutilisateur
-gt modegravele de reacutefeacuterence ou modegravele OSI (Open
System Interconnection) deacutefinit par lrsquoISO (International
Standardization Organization)
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laquo hellipprotocolaire hellipraquo
Lrsquoeacutechange drsquoinformation se fait selon un protocole ensemble de regravegles compreacutehensibles par les entiteacutes communicantesIl y a des protocoles pour
les applicationstransporterrouter lrsquoinformationeacutemettre de lrsquoinformation sur un support physique
Ils doivent geacuterer en particulier les erreursla fragmentation et lrsquoassemblage des donneacutees
Ils sont geacuteneacuteralement normaliseacutes pour assurer lrsquointeropeacuterabiliteacute et la transparence
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Protocole
Qursquoest-ce qursquoun protocole Une impleacutementation drsquoun certain serviceUn accord entre les deux parties sur la maniegravere de communiquer Deacutefinition des regravegles amp des formats de donneacuteesRegravegles sans ambiguiumlteacute pour pouvoir ecirctre traduites par des logiciels ou des automates cacircbleacutes
6
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
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Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
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Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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4
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ETTD ETCD ETTDETCD
Liaison simplex
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
ETTD ETCD ETTDETCD
Modem ou codeur Modem ou codeur
Liaison half duplex (agrave lalternat)
Liaison full duplex
ou
Les modes de transmissionLrsquoorganisation des eacutechanges
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Les modes de transmission
Le mode de liaisonliaison point agrave pointliaisons multi-points
le support est partageacute par plusieurs terminauxpolitiques drsquoaccegraves au support
le mode maicirctreesclave (pollingselecting)le mode drsquoeacutegal agrave eacutegal (reacuteseaux locaux)
Transmission parallegraveleseacuterietransfert simultaneacute de tous les bits drsquoun mottransfert successif de chacun des bits drsquoun mot
Transmission synchroneasynchroneles horloges sont synchroniseacuteesles horloges deacuterivent (bit de startstop)
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Les diffeacuterentes topologies
Topologie horizontale (en bus)
Topologie en eacutetoile
Topologie en anneau
Topologie mailleacutee
Topologie hieacuterarchique agrave 2 niveaux
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Topologie horizontale (Bus)
Tout le monde parle agrave tout le monde
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Topologie en eacutetoile
Nœud central
Un nœud central eacutemule n liaisons point agrave point
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Topologie en anneau
Adapteacutee aux longues distancesPermet des deacutebits eacuteleveacutes
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Topologie mailleacutee
Exemple de 7 sites entiegraverement mailleacutes 2 agrave 2
Plusieurs chemins pour aller drsquoun nœud agrave un autre
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Topologie hieacuterarchique (2 niveaux)
Meacutelange de la topologie mailleacutee (au cœur) et de la topologie eacutetoile (aux extreacutemiteacutes)
Reacuteduction du nombre de liaisonMeilleure utilisation des ressources
Les architectures protocolaires
Architecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Le modegravele TCPIP
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laquo Architecture protocolaire reacuteseau raquo
Architecture protocolaire reacuteseau un modegravele complet de communicationHistoriquement une architecture par constructeur
SNA (System Network Architecture) drsquoIBMDSA (Distributed System Architecture) de BULL
Besoin drsquoun modegravele normaliseacutecomplexiteacute croissante des besoinsdiversiteacute des solutions adopteacuteesincompatibiliteacute des architectures constructeurs entre ellesneacutecessiteacute de transparence pour lrsquoutilisateur
-gt modegravele de reacutefeacuterence ou modegravele OSI (Open
System Interconnection) deacutefinit par lrsquoISO (International
Standardization Organization)
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laquo hellipprotocolaire hellipraquo
Lrsquoeacutechange drsquoinformation se fait selon un protocole ensemble de regravegles compreacutehensibles par les entiteacutes communicantesIl y a des protocoles pour
les applicationstransporterrouter lrsquoinformationeacutemettre de lrsquoinformation sur un support physique
Ils doivent geacuterer en particulier les erreursla fragmentation et lrsquoassemblage des donneacutees
Ils sont geacuteneacuteralement normaliseacutes pour assurer lrsquointeropeacuterabiliteacute et la transparence
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Protocole
Qursquoest-ce qursquoun protocole Une impleacutementation drsquoun certain serviceUn accord entre les deux parties sur la maniegravere de communiquer Deacutefinition des regravegles amp des formats de donneacuteesRegravegles sans ambiguiumlteacute pour pouvoir ecirctre traduites par des logiciels ou des automates cacircbleacutes
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
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Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
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Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
7
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
8
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
9
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
10
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
11
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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5
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Topologie mailleacutee
Exemple de 7 sites entiegraverement mailleacutes 2 agrave 2
Plusieurs chemins pour aller drsquoun nœud agrave un autre
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Topologie hieacuterarchique (2 niveaux)
Meacutelange de la topologie mailleacutee (au cœur) et de la topologie eacutetoile (aux extreacutemiteacutes)
Reacuteduction du nombre de liaisonMeilleure utilisation des ressources
Les architectures protocolaires
Architecture en couches et encapsulationLe modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Le modegravele TCPIP
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laquo Architecture protocolaire reacuteseau raquo
Architecture protocolaire reacuteseau un modegravele complet de communicationHistoriquement une architecture par constructeur
SNA (System Network Architecture) drsquoIBMDSA (Distributed System Architecture) de BULL
Besoin drsquoun modegravele normaliseacutecomplexiteacute croissante des besoinsdiversiteacute des solutions adopteacuteesincompatibiliteacute des architectures constructeurs entre ellesneacutecessiteacute de transparence pour lrsquoutilisateur
-gt modegravele de reacutefeacuterence ou modegravele OSI (Open
System Interconnection) deacutefinit par lrsquoISO (International
Standardization Organization)
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laquo hellipprotocolaire hellipraquo
Lrsquoeacutechange drsquoinformation se fait selon un protocole ensemble de regravegles compreacutehensibles par les entiteacutes communicantesIl y a des protocoles pour
les applicationstransporterrouter lrsquoinformationeacutemettre de lrsquoinformation sur un support physique
Ils doivent geacuterer en particulier les erreursla fragmentation et lrsquoassemblage des donneacutees
Ils sont geacuteneacuteralement normaliseacutes pour assurer lrsquointeropeacuterabiliteacute et la transparence
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Protocole
Qursquoest-ce qursquoun protocole Une impleacutementation drsquoun certain serviceUn accord entre les deux parties sur la maniegravere de communiquer Deacutefinition des regravegles amp des formats de donneacuteesRegravegles sans ambiguiumlteacute pour pouvoir ecirctre traduites par des logiciels ou des automates cacircbleacutes
6
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 33
Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
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Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
10
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 60
Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 61
Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 63
Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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6
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Besoin de transparence hellip
hellipagrave diffeacuterents niveaux
les services applicatifsles protocoles drsquoeacutechangela seacutemantique de lrsquoinformationles techniques de connexion
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
IBM
MACINTOSH
Xerox
Fax
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
Requecircte
Reacuteponse
-gt protocoles normaliseacutes-gt architecture en couches
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Architecture en couches
laquo une couche raquo un ensemble homogegravene destineacute agrave accomplir une tacircche ou agrave rendre un serviceLe deacutecoupage en couches permet de
dissocier des problegravemes de natures diffeacuterentesHTTPTCPIP peut utiliser DNS ARP DHCP RIP OSPF BGP PPP ICMP hellip
rendre eacutevolutive lrsquoarchitecture une nouvelle technologie ne remet en cause que la couche concerneacuteemasquer les deacutetails drsquoimpleacutementation une couche fournie certains servicesfaire de la reacuteutilisation de service
sockets DNS hellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 33
Exemple 1 le courrier postal
Client 1 Client 2
Postier franccedilais Postier italien
France Italie
Train avion voiture
Reacuteseau postal
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 34
Un modegravele simplifieacute agrave 3 couches
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Support physique de transmission
Reacuteseau de transport
Protocole applicatif
Protocole de transport
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Principe drsquoune architecture en couches
H3
H2
H1
I2
I3 Donneacutees
Application cliente
Instructions Donneacutees
Couche 3
H3
H3
Couche 2
H2 H3 Donneacutees
H2
Couche 1
H2 H3 Donneacutees
H1
H1
H2H3Donneacutees H1
Donneacutees
Application serveur
Donneacutees
Couche 3 H3
Couche 2
H3Donneacutees
H2
Couche 1
H2H3Donneacutees
H1
Uniteacute de donneacuteesde niveau 3
- service attendu- acheminement
protocole de niveau 3
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Encore un exemple
7
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 38
Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 39
Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 41
Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
8
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 43
Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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Protocole et service (1)
2 types de dialogue dialogue vertical agrave lrsquoaide de primitives de service
request send sonnerie de teacuteleacutephone deacutecrocher raccrocher poster une lettre
dialogue horizontal entre couches homologues agravelrsquoaide du protocole de niveau N
Service fonctionnaliteacute offerte par le reacuteseaucommunication fiable de bout en bout cryptage des donneacutees envoi lettre recommandeacutee avec accuseacute de reacuteception
Protocole impleacutementation drsquoun service (format des paquets eacutechanges des messages hellip)
dire laquo ALLO raquo et laquo AU REVOIR raquo maniegravere de deacutecrocher ou raccrocher faire signer le destinataire avec piegravece drsquoidentiteacutehellip
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Protocole et service (2)
La couche N+1 demande un service agrave la couche N agrave lrsquoaide d rsquoune primitive de service de niveau NLes donneacutees de la couche N+1 sont encapsuleacutees dans une uniteacute de donneacutees de niveau N (en-tecircte couche N et donneacutees N+1)
lrsquoen-tecircte contient les infos neacutecessaires au traitement distant sur la couche homologue (identifiant du service adresse du destinataire compteurs de controcircle de lrsquoeacutechange hellip)
La couche N rend le service de niveau N agrave la couche N+1 agrave lrsquoaide du protocole de niveau N
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Exemple de protocole
Echange drsquoun fichier sur un reacuteseau sans perte FIFO qui corrompt les paquetsLe service fournir un transfert fiable de fichierUn protocole simple
envoyer le fichier en une succession de paquetsenvoyer un laquo checksum raquocontrocircler le checksum sur le reacutecepteur et renvoyer un message OK ou Not-OK agrave lrsquoeacutemetteurlrsquoeacutemetteur attend le message OK avant de clore la connexionSi pas de reacuteponse au bout de N sec renvoyer le fichier entier
Ce protocole a besoin drsquoun protocole de transfert de paquets -gt architecture en couches
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Un protocole doit speacutecifier hellip
La syntaxe de chaque messageque contient-il format des paquets
La seacutemantique de chaque messageque signifie tel message un message laquo Not-OK raquo veut dire que le reacutecepteur a un fichier corrompu
Les actions agrave entreprendre lors de la reacuteception drsquoun message
retransmettre le fichier en cas de reacuteception drsquoun message laquo Not-OK raquo
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Protocole bout-en-boutpoint-agrave-point
Gestion delapplication
Gestion delapplication
Fonction detransport
Fonction detransport
Voiture
Protocole de bout en bout
Protocole depoint agrave point
Fonction detransport
Fonction detransport
Fonction detransport
Train Avion
Voiture
Reacuteseau de transport
point agrave point transport de lrsquoinformationcontrocircle du lien controcirclereprise sur erreur adressage acheminement
bout en bout veacuterifier inteacutegriteacute et organiser le dialogue applicatif
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (1)
Un standard permettant de connecter des systegravemes ouverts
OSI Open System Interconnectionsystegraveme ouvert qui impleacutemente des protocoles ouvertsprotocole ouvert la description du protocole et ses modifications sont publiques
Architecture protocolaire en couchescouches laquo hautes raquo orienteacutees applicationcouches laquo basses raquo orienteacutees transport
Deacutecrit formellement ce qursquoest une couche un service un point drsquoaccegraves hellip
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (2)
7-APPLICATIONProtocole de bout en bout
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Support physique detransmission
Support physique detransmission
Systegraveme relais
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (3)Physique relier les systegravemes par un lien physique transmission en seacuterie des bits de la trameLiaison controcircler qursquoune liaison peut ecirctre correctement eacutetablie sur ce lien transmission des donneacutees sans erreurReacuteseau assurer lrsquoacheminement vers le bon destinataire (via un relais eacuteventuel)Transport controcircler que le transport srsquoest reacutealiseacutecorrectement de bout en boutSession organiser le dialogue entre toutes les applications en geacuterant des sessions drsquoeacutechangePreacutesentation traduire les donneacutees selon une syntaxe de preacutesentation aux applications afin qursquoelles soient compreacutehensibles par les deux entiteacutesApplication masquer agrave lrsquoapplication les contraintes de la transmission
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (4)
La couche n ajoute lrsquoen-tecircte Hn (encapsulation)La couche liaison ajoute un champ suppleacutementaire T2 pour le controcircle de la transmission (FCS Frame Check Sequence)
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Message
Trame
Paquet
DONNEESH7
H2
H3
H4
H5
H6 DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
DONNEES
Train de bits agrave eacutemettre ou recevoir
DONNEES
T2
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Le modegravele de reacutefeacuterence - OSI (5)
Meacutecanismes pouvant ecirctre mis en œuvre dans une couche
Lrsquoadaptation de la taille des uniteacutes de donneacuteesLe multiplexage et lrsquoeacuteclatement des connexionsLe controcircle de fluxLe maintien en seacutequenceLrsquoaccuseacute de reacuteceptionLa reacuteinitialisationLes donneacutees expregravesLa deacutetection correction notification drsquoerreurLa qualiteacute de service
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Les primitives de service (1)
Mode connecteacute communication teacuteleacutephoniquephase drsquoeacutetablissement de connexionpermet une neacutegociation du servicepreacuteserve en geacuteneacuteral lrsquoordre des paquets et la fiabiliteacute
Requecircte Confirmation Reacuteponse Indication
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 4 3 2
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Les primitives de service (2)
Entiteacute de protocole Entiteacute de protocole
1 2
Requecircte Indication
Mode non connecteacute envoi drsquoune lettre postalepermet lrsquoenvoi de donneacutees sans lrsquoeacutetablissement drsquoune connexion au preacutealablechaque paquet est indeacutependant des autres et peut suivre plusieurs chemins diffeacuterentson peut avoir un mode non-connecteacute avec accuseacute de reacuteception (ex lettre recommandeacutee)
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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La couche laquo Physique raquo (1)
Transfert de bits sur le canal physiquesynchroneasynchrone
simplexhaf-duplexfull-duplex
sur une liaison point agrave point ou multipoints
Deacutefinition des supports et des moyens drsquoaccegravesspeacutecifications meacutecaniques (connecteur)
speacutecifications eacutelectriques (niveau de tension)
speacutecifications fonctionnelles des eacuteleacutements de raccordement (eacutetablissement maintien libeacuteration de la ligne) et des moyens drsquoadaptation
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La couche laquo Physique raquo (2)
Services fournis agrave la couche liaison (niveau 2)
eacutetablissementlibeacuteration de la connexion physique
transmission seacuterie ou de n bits
identification des extreacutemiteacutes de la connexion physique
identification drsquoun circuit de donneacutees
horloge et reacutecupeacuteration drsquohorloge pour la synchro
notification de deacuterangement
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La couche laquo Liaison de donneacutees raquo
Service de transfert de trames entre 2 systegravemes adjacentsServices fournis aux entiteacutes de la couche Reacuteseau
eacutetablissement maintien libeacuteration de la connexiondeacutelimitation et transfert des trames
maintien de lrsquoordre seacutequentieldeacutetection et correction de certaines erreursnotification drsquoerreurs non corrigeacuteescontrocircle de fluxreconnaissance drsquoune seacutequence binaire
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La couche laquo Reacuteseau raquo
Assure lrsquoacheminement des paquets agrave travers les diffeacuterents nœuds du reacuteseau (systegravemes relais)
Reacutealise le routage le controcircle de congestion lrsquoadaptation de la taille des blocs de donneacutees au capaciteacute du sous reacuteseau physique utiliseacute
Segmentation et reacuteassemblage des paquets
Correctiondeacutetection drsquoerreurs controcircle de flux
Service de facturation de la prestation fournie par le sous-reacuteseau de transport
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La couche laquo Transport raquo (1)
Assure aux couches supeacuterieures un transfert fiable quelle que soit la qualiteacute du sous-reacuteseau de transport utiliseacuteControcircle du transfert de bout en bout des messages entre les 2 systegravemes drsquoextreacutemiteacutes
eacutetablissementlibeacuteration des connexions de transportdeacutetection et correction drsquoerreurs de bout en boutcontrocircle de flux de bout en boutmultiplexage de plusieurs applications sur une mecircme connexion de niveau 3
Derniegravere couche orienteacutee transport de controcircle de lrsquoinformation
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La couche laquo Transport raquo (2)
Classification des reacuteseaux selonle taux drsquoerreurs signaleacutees (deacutetecteacutees par la couche reacuteseau mais non corrigeacutees)le taux drsquoerreurs reacutesiduelles (non signaleacutees)-gt types A B C selon QoS
Le protocole de transport doit compenser la deacuteficience de QoS du reacuteseau sous-jacent
-gt 5 classes de protocoles de transportclasse 0 service minimumclasse 1 + reprise sur erreur signaleacutee gel de reacutefeacuterencehellip
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 59
Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
Olivier Gluumlck M1 ENS Lyon - Module Reacuteseaux 64
Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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La couche laquo Session raquo (1)
Gegravere lrsquoeacutechange des donneacutees entre les applications distantes (couche Preacutesentation transparente)
synchronisation des eacutechangesdeacutefinition de points de reprise (ou point de synchronisation)
Notion drsquoactiviteacuteun transfert autonome de donneacutees (transfert drsquoun fichier)une connexion de session = plusieurs activiteacutesune activiteacute est deacutecoupeacutee en uniteacutes de dialogue seacutepareacutees par des points de synchronisation majeure (si donneacutees preacuteceacutedentes transmises correctement)
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La couche laquo Session raquo (2)
Notion de jetondisponible ou indisponiblesi indisponible service associeacute inutilisablesi full-duplex usage du jeton non exclusif
4 jetons de donneacutees controcircle lrsquoaccegraves au transfert de donneacutees lors drsquoun eacutechange agrave lrsquoalternatde terminaison autorise le deacutetenteur agrave libeacuterer la connexionde synchronisation mineure pose de point de synchronisation mineurede synchronisation majeure et drsquoactiviteacute point de synchronisation majeure ou deacutebutfin drsquoune activiteacute
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La couche laquo Preacutesentation raquo
Assure la mise en forme des donneacutees les conversions de code neacutecessaires pour deacutelivrer agravela couche supeacuterieure un message dans une syntaxe compreacutehensiblePeut reacutealiser des transformations speacuteciales comme la compression ou le cryptage des donneacuteesInterface entre les couches qui assurent lrsquoeacutechange et celle qui les manipule (couche application)
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La couche laquo Application raquo
Fournit au programme utilisateur un ensemble
de fonctions permettant le bon deacuteroulement des
programmes communicants
transfert de fichiers
courrier eacutelectronique
ouverture drsquoun terminal distant
hellip
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Quid du modegravele de reacutefeacuterence (OSI)
Pas de veacuteritables impleacutementations du modegravelelenteur des travaux de normalisation
complexiteacute des solutions adopteacutees
non conformiteacute aux exigences des nouvelles applications
OSI deacutecrit tous les concepts et meacutecanismes neacutecessaires au deacuteveloppement drsquoune architecture de communication
reste la reacutefeacuterence pour preacutesenter une architecture
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Une version simplifieacutee du modegravele OSI
Les protocoles de lrsquoInternet
Application FTP WWW telnet SMTP hellip
Transport TCP UDP (entre 2 processus)
Reacuteseau IP (routage)
Transmission entre 2 sites pas de protocole
speacutecifique
TCP Transport Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
IP Internet Protocol
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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Architecture TCPIP
7-APPLICATION
1-PHYSIQUE
2-LIAISON
3-RESEAU
4-TRANSPORT
5-SESSION
6-PRESENTATION
Architecture OSI
Trames
Architecture TCPIP
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage Datagrammes
Segments TCP Datagrammes UDP
Messages
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Interconnexion dans TCPIP
Station 1
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Station 2
NFS
XDR
RPC
FTP TelnetSMTP HTTP
TCP ou UDP
IP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routageIP
802X HDLC PPP SLIP
PHYSIQUE
ICMP
ARPRARP
Protocolesde routage
Routeur
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Exemple drsquoune requecircte HTTP
HTTP DNS
TCP
IP
Ethernet
PHYSIQUE
UDP
Netscape
Application
Systegravemedexploitation
CarteEthernet
localisation de wwwuniv-lyon1fr DNS 134214100218appel dune proceacutedure HTTP-GETaffiche le contenu de lobjet reccedilu
Port 53Port 80
ouverture dune connexion TCP vers134214100218 sur le port 80envoyer GET|wwwuniv-lyon1fr|HTTP 10reacuteception de la reacuteponse
envoi dune demande de connexion reccediloit lacceptationenvoi des donneacutees reccediloit des acquittementsreccediloit les donneacutees envoi des acquittements
envoi de paquets agrave destination de 134214100218 versle premier routeur dans une trame Ethernetreccediloit des paquets
encode une trame en bits puis en signaux et lenvoie surle cacircblereccediloit et deacutecode les trames en retour
httpwwwuniv-lyon1fr
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Conclusion modegraveles OSI et TCPIP
OSI
geacuteneacuterique mais trop complexe agrave implanter
des inconsistances et des redondances
normalisation tregraves lente lieacutee agrave un type de reacuteseau
TCPIP
protocoles existants mais deacutedieacutes agrave lrsquoInternet
Recherche de simpliciteacute interopeacuterabiliteacute eacutevolutiviteacutedans la conception initiale
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