Interconnexion de r seaux
locaux
Introduction
q Interconnexion de sous-r seaux locaux entre eux au moyen dune unit dinter-
fonctionnement IWU ( Inter-Working Unit ) : passerelle gateway
q Les sous-r seaux peuvent tre sur un m me site ou sur des sites distants (LS,
MAN, WAN).
q IWU doit r aliser certaines op rations dadaptations :
conversions
routage
R p teur
q Un r p teur agit au niveau physique aucune interpr tation des donn es nest
effectu e.
q sans configuration
q Fonction lectronique sur le signal : remise en forme, r amplification
q Int r t :
q interconnecter deux supports de types diff rents
q tendre le r seau (support de longueur limit e)
q Dans le cas de CSMA/CD, le r p teur doit tre capable de d tecter et de propager
une collision. De plus le r p teur introduit un retard dont il faut tenir compte au
niveau de la tranche canal.
q Un r p teur sutilise entre des segments ayant un m me d bit
q Un r p teur distant est constitu de deux demi-r p teurs reli s par un c ble
q Des quipements tels que les concentrateurs (HUB) ou commutateurs peuvent
r aliser la fonction de r p tition.
q Un r p teur na pas besoin d tre configur .
Pont
q agit au niveau liaison
q Un pont peut interconnecter deux RL identiques ou de types diff rents.
q Homog ne :
c les deux r seaux tant de type identique :
les formats des trames sont compatibles.
les adresses sont compatibles
c simple : une seule entit de la sous-couche MAC est n cessaire dans le pont.
q H t rog ne :
c le pont fonctionne comme un translateur (traducteur) :
de formats de trames (longueur max. des trames ?)
de services (niveau de priorit ?)
q L'interconnexion peut tre directe ou indirecte.
q Indirecte :
c le r seau interm diaire fonctionne en tunnelling.
c les trames originelles sont encapsul es dans les trames du r seau interm diaire.
Pont : Exemple
N. Ben Azzouna
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Pont
q Il r alise des op rations de pontage (filtrage) de fa on viter la retransmission
dune trame vers un sous-r seau o le destinataire ne figure pas.
q Dans un r seau Ethernet, le pont permet de r duire le taux de collision.
q Il est possible deffectuer plusieurs transmissions en m me temps (une
transmission par sous-r seau).
q meilleur contr le du trafic
c limite les effets dune panne un sous-r seau
c prot ge les sous-r seaux entre eux contre les coutes malveillantes.
q Rem dier aux limites, de point de vue taille du r seau, impos es par certains
r seaux (Ethernet : 2500 m).
Pont : Propri t s
q La transmission travers lun des ports (interface LAN) dun pont seffectue
suivant la m thode dacc s au support de transmission (auquel est connect le
port).
q La retransmission dune trame nest pas imm diate
c Le pont doit analyser lent te de la trame
c et, selon la m thode dacc s, attendre un certain d lai pour pouvoir acc der au
support de transmission
dispose dune m moire tampon.
q Un pont na pas besoin dune adresse MAC,
c on peut lui associer une adresse MAC (par interface LAN) utile pour la fonction de
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filtrage.
c peut disposer dune adresse r seau utile pour des fonctions dadministration du pont.
q Un pont peut interconnecter deux ou plusieurs sous-r seaux.
q Un pont distant est constitu de deux demi-ponts reli s par une liaison (exp.
HDLC)
q Lorsquun pont est capable de fonctionner sans aucune configuration pr alable, le
pont est dit transparent.
Ponts filtrants
q Il existe deux types de fonctionnement : les ponts simples et les
ponts filtrants.
q Pont simple :
c R met toutes les trames re ues d'un r seau sur l'ensemble des autres
r seaux.
c Tr s peu utilis .
q Pont filtrant : Agit alors comme un routeur
En fonction de l' adresse de destination .
Conna t le sous-r seau sur lequel est connect e chaque station.
Seules sont r mises les trames dont on sait qu'elles sont destination
d'une station connect e un autre sous-r seau que le sous-r seau de la
station mettrice.
Les transmissions locales restent locales : le trafic est optimis .
A chaque interface du pont est associ e une table qui maintient
lensemble des adresses MAC sources des trames observ es sur cette
interface.
Ponts filtrants : Exemple
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S paration des domaines de collision
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Pont : Transparent bridging (1)
q Utilis g n ralement pour Ethernet
q Principe :
c auto-apprentissage
c diffusion par d faut
c optimisation par caching
q Fonctionne en mode promiscuous :
c le pont traite toutes les trames circulant sur les sous-r seaux auxquels il est
connect .
c le pont doit tre puissant.
c le pont est un point critique de s curit .
q Adressage : sur 8 octets
c 2 octets : priorit (0= +prioritaire), gestion de la redondance par
l'administrateur
c 6 octets : @IEEE 802
Transparent bridging : Lalgorithme
Lorsque le pont re oit une trame :
q Si une entr e valide dans sa table de pontage correspond adresse de destination
de la trame
q alors / la table de pontage contient l'adresse de destination /
c si le sous-r seau associ cette entr e est diff rent du sous-r seau dont est issue la
trame,
c alors / la trame doit tre pont e /
la trame (inchang e) est r mise sur ce sous-r seau.
q sinon / la table de pontage ne contient pas l'adresse /
c la trame est diffus e vers tous les sous-r seaux sauf le sous-r seau do elle provient.
q Si aucune entr e valide dans sa table de pontage correspond adresse d mission
de la trame
q alors / la table de pontage ne contient pas l'adresse d mission /
c une entr e est cr e dans la table de pontage associant l'adresse et le sous-r seau do
est issue la trame.
q sinon / la table de pontage contient d j l'adresse /
c si le sous-r seau dont est issue la trame et celui de lentr e sont diff rents
c alors
lentr e est modifi e en cons quence
Transparent bridging : cons quences
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q Le nombre d'adresses peut tre grand :
c grand espace de stockage !
c le temps de recherche est important :
c r cup ration des entr es les moins utilis es (LRU : Least recently used)
q Utilisation d'un temporisateur :
c d tection des entr es inactives ( environ 20 secondes)
c suppression des entr es p rim es ( d placement ou disparition des stations)
q Par d faut l'algorithme fonctionne :
c par inondation totale
c robuste mais peu efficace
q Un ensemble des sous-r seaux peuvent tre interconnect es par
plusieurs ponts :
c Assure une certaine redondance (volontaire ou par m garde).
c Le r seau peut pr senter alors des cycles :
Une m me trame peut tre recopi e et re ue ind finiment !
Pont : Spanning tree
q Solution au probl me pos par les boucles
q Principe :
cD terminer un arbre recouvrant le r seau. Les noeuds de larbre
repr sentent les ponts et les ar tes repr sentent les sous-
r seaux.
cLes ponts ne peuvent ainsi router qu travers les ar tes de
larbre.
q Algorithme d crit dans la sp cification IEEE 802.1,
ca t retenu pour linterconnexion des r seaux IEEE 802.3 et des
r seaux IEEE 802.4.
Spanning tree : Construction de larbre (1)
q Lalgorithme sex cute sur les diff rents ponts du r seau.
q A chaque pont est attribu un identificateur ( niveau de priorit (2 oct.) +
adresse MAC) unique dans le r seau.
q Le pont, ayant la plus petite identification, est lu racine de larbre.
q Initialement chaque pont se consid re comme tant la racine de larbre.
q Chaque port (interface) dun pont sera identifi par un num ro.
q Le co t dune route est comptabilis en nombre de ponts travers s par
cette route.
Spanning tree : Construction de larbre (2)
q Au niveau de chaque pont et lors de la d termination dune route
vers la racine,
q le choix de la route se fait en retenant le plus court chemin.
q Si plusieurs routes de m me co t route choisie est celle qui
passe par le pont de plus faible identit .
q Si en plus plusieurs meilleures routes passent par un m me pont
route choisie est celle qui passe par le port de plus faible num ro.
Spanning tree : Construction de larbre (3)
q Les ponts changent entre eux des messages de configuration
traduisant des propositions de routes vers une racine suppos e
(pouvant diff rer dun pont un autre).
q Ces messages comportent les informations suivantes:
clidentit suppos e de la racine,
cle co t de la route vers la racine,
clidentit du pont ayant mis le message,
cle num ro du port travers lequel le message est mis.
Spanning tree : Construction de larbre (4)
q Chaque pont maintient la meilleure configuration trouv e (CONFIG). Celle-ci est
d crite comme suit :
CONFIG = [ identit suppos e de la racine,
co t de la route vers cette racine,
identit du pont local,
num ro du port vers la racine ]
q A chaque port est associ e un meilleur message de configuration observ sur ce
port. Soient C=(c1,c2,c3,c4) et D=(d1,d2,d3,d4) deux messages de configuration, le
message C est meilleur que D si : ou [(c1=d1) et (c2<d2)] ou [(c1=d1) et
(c2=d2) et (c3<d3)] ou [(c1=d1) et (c2=d2) et (c3=d3) et (c4<d4))].
q Un port, mis part celui menant vers la racine, ayant une meilleure configuration
(et si celle-ci correspond un message envoy par un pont voisin et non le pont
local) que CONFIG est d sactiv (une fois que le meilleur message associ au port
a t d j pris en compte dans le calcul de CONFIG).
q P riodiquement et chaque modification de CONFIG, un message de
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configuration est envoy travers les diff rents ports.
Spanning Tree : R les des ports
q Il existe quatre r les distincts pour lesquels les ports des ponts sont
automatiquement configur s durant le processus darbre recouvrant :
c Port racine
Existe sur les ponts non racine
Port offrant le meilleur chemin vers le pont racine
Acheminer le trafic vers le pont racine
Un seul port racine par pont
c Port d sign
Sur les ponts racine : tous les ports sont des ports d sign s
Sur les ponts non racine : un port d sign est le port qui re oit et
transmet les trames vers le pont racine (Un seul port d sign par
segment)
c Port non d sign
Port bloqu
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Spanning Tree : critiques
q Facilit dinstallation gr ce au fonctionnement transparent des
ponts.
cLes stations ninterviennent pas dans lex cution de lalgorithme
de routage.
q Sous utilisation du r seau : les routes alternatives ne sont pas
utilis es
q Les ponts les plus proches de la racine risque d tre des goulots
d tranglement.
q Lalgorithme est mal adapt pour les r seaux de grandes tailles,
cle temps de calcul de larbre devient important.
cUn partitionnement du r seau est alors n cessaire.
Pont : Source routing (1)
q Cet algorithme a t retenu par le comit 802.5.
q le choix de la route vers une destination est laiss la charge de la source
q La source envoie une trame dexploration en diffusion afin dexplorer toutes les
routes All Path Explorer .
q A chaque passage par un pont, celui-ci rajoute son identification ainsi que
lidentification du sous-r seau source (en conservant lordre de passage par les
diff rents ponts d j travers s).
q Par la suite, le pont retransmet la trame sur tous ses ports sauf do est
parvenue la trame.
Pont : Source routing (2)
q Si une trame dexploration revient un pont, elle est limin e. Le
destinataire r pond chacune de ces trames dexploration par une
autre trame qui suit la m me route que la trame dexploration mais
en sens inverse.
q La source choisit une route.
q Elle ins re dans une trame de donn e la route retenue.
q Le choix dune route peut seffectuer suivant diff rents crit res, par
exemple :
c la route indiqu e par la premi re trame en r ponse,
c la route la plus courte,
c alternance des routes.
Pont : Source Routing (3)
q Les routes sont recalcul es p riodiquement.
q Lalgorithme optimise les routes dynamiquement et a la possibilit
dexploiter plusieurs chemins alternatifs.
q Lalgorithme est non transparent, les stations doivent participer
lex cution de lalgorithme de routage.
q Le traitement des pannes est aussi pris en charge par les stations.
q Un en-t te suppl mentaire se rajoute au niveau de chaque trame.
Source Routing : Format de trame (4)
Source Routing : Exemple
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Relayage des trames travers les points dacc s
q Lors de lassociation, un AP maintient la table des associations ainsi la
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table des correspondances adresses MAC/ port (1=Ethernet, 2=PC
card/Slot-A, 3=PC card/Slot-B, 4-15=WDS ports)
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Relayage des trames travers les points dacc s
Cas dun BSS
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Relayage des trames travers les points dacc s
Cas dun ESS
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Relayage des trames travers les points dacc s
Cas dun WDS
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INTERCONNEXION : Routeur (1)
q agit au niveau r seau, il permet dacheminer des paquets en fonction de ladresse
r seau du destinataire.
q Deux types de routeurs, ceux orient s connexion et ceux non orient s connexion.
q Les adaptations de protocoles peuvent se faire par concat nation ou par
encapsulation.
q Il est possible dinterconnecter diff rents sous-r seaux locaux entre eux travers
un routeur sabstraire des op rations dadaptation effectuer au niveau MAC
entre des r seaux de types diff rents.
q dispose de plusieurs ports LAN et / ou WAN. Chaque port LAN lui est associ une
adresse MAC.
INTERCONNEXION : Routeur (2)
q Un pont-routeur ( Bridge_router ou B_router ) agit au niveau
de la couche r seau tant quil reconna t les protocoles de ce niveau,
il se comporte comme un pont dans le cas contraire.
q Avantages:
c Tr s bon filtre:
Ne laisse pas passer les trames inutiles, les collisions, les broadcasts
Possibilit de g rer des tables de filtrage au niveau 3
c S pare proprement 2 administrations (deux entit s)
c Performances
q Inconv nients :
c Co t
c Configuration pas toujours ais e
INTERCONNEXION : Routeur (3)
q Un routeur peut supporter diff rents protocoles de routage (RIP,
EGP, OSPF&),
c le protocole tant fix au moment de la configuration.
c Un pont-routeur peut supporter diff rents protocoles de filtrage ( Source
Routing , Spanning Tree ).
q Il existe des routeurs multi-protocoles prenant en charge diff rents protocoles : IP,
X25 (ISO), &
q Un routeur a besoin dune m moire tampon pour le stockage temporaire des
messages en transit.
q Certains routeurs permettent de g rer des priorit s entre les diff rents protocoles
de niveau r seau.
INTERCONNEXION : Passerelle
qConnu sous le nom de Gateway
qTraduction d'un protocole dans un autre
qTout ce qui n'est pas un r p teur, un pont ou un
routeur et qui permet l'interconnexion de r seaux
qTravaille sur les couches >= 3
qPermet 2 mondes de communiquer
cSouvent avec des l g res pertes de fonctionnalit s
cOn ne peut pas sen passer