PLAN  ○ Emplacement dans le modèle OSI  ○ Rôle de la couche liaison  ○ Organisation de la couche liaison : LLC, MAC  ○ Exemple de protocole de la couche liaison : Ethernet (réseau local)  ○ Service tramage  ○ Adressage MAC  ○ Service contrôle de flux  ○ Service accès canal  2  ARCHITECTURE ET PROTOCOLES RÉSEAUX  Chapitre 4: Les réseaux locaux: le protocole Ethernet  Dr. Nejla OUESLATI 

1. U: 2018-2019 

12/04/2019 1  RÉSEAU LOCAL  ○ LAN: Local Area Network – Réseaux d’entreprise – Connectent les DTE (stations, PC, imprimantes et serveurs,...) d’une entreprise – Taille jusqu’à quelques kilomètres – Quelques Mb/s jusqu’à quelques Gb/s  ○ La gestion du transfert des données dans les LAN ( uniquement couche 1 et 2 du modèle OSI) est contrôlée par les normes IEEE 802.  ○ la norme IEEE 802 comprend plusieurs standards comme IEEE 802.3 pour les réseaux locaux filaires (LAN) ou Ethernet.  3  "VOUS ÊTES ICI"  4  12/04/2019 2  LA COUCHE LIAISON DE DONNÉES  ○ Unité d’échanges : la trame (un ensemble de bits regroupés pour être transportés.  ○ Equipements:   pont (bridge): interconnecte des LAN (équipements réseau  actifs) ,  commutateurs (switch): interconnecte des équipements  d’extrémité (ordinateurs par exemple)...  5  DES SOUS-COUCHES POUR LA COUCHE LIAISON  ○ MAC (Medium Access Control): Contrôle d'Accès au Medium :   Gestion de l’accès au média physique  Dépend du médium physique  ○ LLC (Logical Link Control): Contrôle Logique de la Liaison  6  12/04/2019 3  SOUS COUCHE MAC : RÔLES 

1. Tramage : 

○ Adressage physique (adresse MAC)  ○ Encapsulation des données   Assemblage des trames avant transmission  Décodage des trames à la réception 2. Contrôle d’intégrité: Détection/Correction d'erreurs de type modification: la séquence de bits reçus est différente de celle émise 3. la gestion des accès au canal partagé Adaptation et accès au canal   gestion des collisions (-Si deux stations émettent simultanément)  taille maximale de trame La couche MAC est centrale, son rôle est l’optimisation de  7 l'utilisation du canal  LA SOUS-COUCHE LLC : RÔLES  ○ La couche LLC n'est pas toujours obligatoire, certains protocoles de niveau 3 l'utilisent, d'autre pas.  ○ Par exemple IP, sur Ethernet, n'emploie pas, par défaut, la couche LLC (mais peut le faire, le choix se fait par paramétrage au niveau du système d'exploitation).  ○ Dans sa version complète, la sous-couche LLC gère:   les connexions (Contrôle de la vitesse de transmission, Gestion des Ack)  le contrôle de flux (Élimination de trames dupliquées,...)  les erreurs de type omissions: la séquence de bits envoyée n'est pas  reçue  8  12/04/2019 4  SERVICE DE LA COUCHE LLC  ○ trois types de services LLC fournis à la couche réseau existent :   LLC1 : service sans gestion de connexion et sans  gestion d’acquittement  LLC2 : service avec gestion de connexion et avec  gestion d’acquittement  LLC3 : service sans gestion de connexion et avec  gestion d’acquittement  9  SERVICE TRAMAGE: NOTION DE TRAME  ○ Découpage du train de bits venant de la couche physique en trames  ○ Une trame est une suite structurée de bits  ○ Elle est composée de plusieurs champs de tailles différentes  ○ Les champs et leurs tailles sont définis par les protocoles utilisés  10  12/04/2019 5  SERVICE TRAMAGE: DÉLIMITEURS ET SYNCHRONISATION  Une trame est caractérisée par début, longueur et fin Il existe quatre techniques pour caractériser le début et la fin d’une trame:  ○ Comptage de caractères (ex. ATM)  ○ Utilisation des caractères spéciaux  ○ Utilisation des fanions (ex. HDLC, PPP) (=> transparence)  ○ Reporter le problème à la couche physique (ex. Token Ring et les codes interdits de Manchester Différentiel)  Problème de transparence: Les données peuvent contenir les délimiteurs de trames  11  DÉLIMITEURS DE TRAME: COMPTAGE DES CARACTÈRES  ○ Utiliser un champ dans l’entête de la trame qui indique le nombre de caractères qu’elle contient  ○ Lorsque la couche liaison à la réception lit ce champ elle connait le nombre de caractères de la trame  ○ Exemple:  ☹ Problème de synchronisation si la valeur du champ ajouté est modifiée au cours de la transmission.  12  12/04/2019 6  DÉLIMITEURS DE TRAME: MÉTHODE DES CARACTÈRES SPÉCIAUX  ○ Délimiter chaque trame par les séquences de caractères spéciaux:  DLE STX (Data Link Escape Start of TeXt) Placé au début de la trame  DLE ETX (Data Link Escape End of TeXt) Placé en fin de trame  ○ Si la station de destination perd la synchronisation, il lui suffit de chercher les séquences DLE STX et DLE ETX pour retrouver la délimitation des trames  ○ L’émetteur ajoute un caractère de transparence DLE devant tous les DLE de données.  ○ Le récepteur retire tous les caractères DLE ajoutés par l’émetteur Caractères de transparence  13  DÉLIMITEURS DE TRAME: LES FANIONS  ○ Distinguer le début et la fin de la trame par une séquence particulière de bits appelée fanion ou flag.  ○ Des bits de transparence sont ajoutés dans la trame données pour qu’une séquence binaire dans la trame ne corresponde accidentellement au fanion.  ○ Exemple pour la trame HDLC (High Level Data Link Control), le caractère fanion est 01111110,  ○ A l’émission: on insère un bit de transparence 0 après 5 bits 1 consécutifs dans le contenu.  ○ A la réception: le 0 qui succède a 5 bits 1 consécutifs est supprimé. On interdit donc l’émission de plus de 5 éléments binaires de valeur 1 sauf pour la délimitation de trames. ☺permettre la transmission de trames de longueur variable, sans limitation  Données:  14  Trame délimitée  12/04/2019 7  LE STANDARD ETHERNET  ○ Les normes Ethernet définissent à la fois les protocoles de la couche 2 et les technologies de la couche 1  ○ Initialement conçu par Xerox sur un canal partagé  ○ Normalisé en 1981 comme IEEE 802.3  ○ Deux variantes incompatibles   Ethernet-II  IEEE 802.3  15  MODES PARTAGÉ ET COMMUTÉS  12/04/2019 8  ○ mode partagé: Ethernet classique (10 base 2)  ○ utilisant des concentrateurs sur étoile ou répéteurs sur bus)  Pag e 16  ○ Mode commuté: Ethernet commuté (XbaseT ou XbaseF)  ○ Utilisation des switchs au lieu des concentrateurs  ○ Plus cher  12/04/2019 8  12/04/2019 8  12/04/2019 8  12/04/2019 8  12/04/2019 8  12/04/2019 8  ○ fonctionne en broadcast half-duplex sur des câbles coaxiaux à un débit de 10 Mbit/s – Possibilité de collisions – Mauvaises performances en cas de charge élevée – Temps de transmission non déterministe – Contraintes de la taille maximale du réseau  ○ fonctionne en point à point full-duplex sur des paires torsadées ou fibres optiques à un débit allant jusqu’à 1Gbit/s – Sans collisions – Débit de transmission dédié – Temps de transmission déterministe – Chaque terminal est directement connecté à un commutateur  12/04/2019 8  12/04/2019 8  SNAP  type>= 1536 (0x0600) Ethernet II  type<= 1500 (0x05DC) IEEE802.3  IEEE802.3  LES 2 TYPES DE TRAMES ETHERNET  6 bytes 6 bytes 2 bytes 46-1500 bytes 4 bytes  S.MAC  Length  LLC  Data FCS  Deux types de formats de trame existent pour les réseaux Ethernet selon la valeur en hexa du champ « type » indiquant le protocole de la couche réseau : Ethernet II et Ethernet IEEE 802.3 la norme Ethernet II représentent la majorité de toutes les trames des réseaux Ethernet  TRAME ETHERNET II  17  12/04/2019 9  12/04/2019 9  Source MAC address.  Longueur max des données  Destination MAC address.  IP 2048 (0x0800)  0x0800  0x0800  12/04/2019 9  12/04/2019 9  12/04/2019 9  12/04/2019 9  12/04/2019 9  ARP 2054 (0x0806) 

• Le type de trame Ethernet II est associé aux protocoles avec une 

valeur du champ « Type » supérieure à 1536 (0x600).  0x0806 

• FCS (Frame Check Sequence ): séquence de contrôle d’intégrité 

18  Host A Host B    Ethernet II  D.MAC  (Frame Check Sequence ): séquence de contrôle d’intégrité  S.MAC  Data  FCS  LA SIGNIFICATION DES DIFFÉRENTS CHAMPS 

• La taille de toute la trame (sans préambule ni délimiteur) varie entre 64 et 1518 octets 
• La taille du champ donnée varie entre 46 et 1500 

19  ○ Préambule : 56 bits = 7 X (1010101010), permet la ‘synchronisation de la communication entre émetteur et récepteur.  ○ Délimiteur de début de trame (Start Frame Delimiter) : 8 bits = 10101011; permet la ‘synchronisation trame/caractère’.  ○ Adresse (6octets) individuelle/multicast/broadcast :adresse MAC fixée par le constructeur de la carte et elle est unique  ○ Type: 2 octets représentés sous la forme hexadécimale qui indiquent le type de protocole (de la couche réseau) véhiculé dans la trame :XX-YY ou XXYY. Exemple:   0800 protocole IP,  6DD protocole IPv6,  0806 protocole ARP,  0835 protocole RARP  20  12/04/2019 10  LES CHAMPS D’UNE TRAME ETHERNET IEEE 802.3  ○ Longueur du champ de données : valeur comprise entre 1 et 1500, indique le nombre d'octets des données  ○ Padding : contenu sans signification complétant une trame dont la longueur des données est inférieure à 46 octets.  ○ FCS : Frame Check Sequence : séquence de contrôle basée sur un CRC polynomial de degré 32.  ○ La trame Ethernet ne contient pas de fanion de fin car elle est suivie d’un signal obligatoire (intervalle inter-trames IFG égal à 9,6 ms) et que sa longueur est codée dans le champ longueur.  21  TRAME IEEE802.3 

• Pas trop utilisée 

6 bytes 6 bytes 2 bytes 38-1492 bytes 4 bytes  22  12/04/2019 11  12/04/2019 11  12/04/2019 11  0x03 3 (0x03) 

• Le type de trame IEEE 802.3 est associé à des protocoles 

avec une valeur de type inférieure à 1500 (0x05DC) 

• Les réseaux locaux multi-accès basés sur Ethernet utilisent un 

adressage MAC (Media Access Control) pour distinguer et  communiquer les hôtes.  23  TRANSMISSION DE LA TRAME  D.MAC      télécharger gratuitement cours de Les réseaux locaux : le protocole Ethernet