Institut national des sciences appliquees de lyon

INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON





DEPARTEMENT INFORMATIQUE


TELEINFORMATIQUE
Tome 1
BASES TECHNIQUES POUR LES RESEAUX

1995-1996 G.Beuchot


Sommaire

TRANSPORT D'INFORMATION SUR UN RESEAU 11

1. SPECIFICATIONS OPERATIONNELLES 11

1.1. L'information 12

1.2. Transfert, distance et temps utile. 12

1.3. Fiabilité 15

1.4 Transparence 15

1.5. Sûreté 16

1.6. Economie 16

1.7. Convivialité 17

2. SPECIFICATIONS FONCTIONNELLES 18

2.1. Avant-propos : activités et composants 18

2.2. Activités de base 19

2.2.1. Pour une liaison directe fiable entre systèmes homogènes 19

2.2.2 Pour une liaison par un réseau entre systèmes homogènes 20

22

2.2.3 Pour négocier les options de la communication : Connexion - Libération ou Association-Rupture 22

2.2.2.4 Pour assurer la transparence entre systèmes hétérogènes 23

2.3 Activités d'optimisation 24

Optimiser la fiabilité 24

. Optimiser les performances 26

Optimiser les coûts : Multiplexage - Démultiplexage 27

. Optimiser la convivialité 27

. Assurer la sûreté des communications 28

. Administrer le réseau (informatique) 30

3. ARCHITECTURE (LOGICIELLE) DE RESEAU 32

3.1. Architecture en couches : Services et Protocoles 32

3.1.1. Définitions 32

3.1.2. Organisation des activités 33

3.2. Modèle de Référence pour l'Interconnexion des 34

Systèmes Ouverts de l'OSI 34

3.2.1. Normalisation - Principe d'architecture 34

3.2.2. Services OSI 37

3.3. Services Application 39

3.3.1 Courrier électronique : X400 (SMTP) 39

3.3.2 Gestion de fichiers répartis : FTAM (FTP) 42

3.3.3 Systèmes Transactionnels : TP 44

3.3.4 Accès aux données distantes : RDA 45

3.3.5 Traitement à distance : RPC 45

3.3.6 Travail à distance : VTP (Telnet) 46

3.3.7 Applications industrielles : MMS 48

3.3.8 Service d'annuaires : X500 50

3.3.9 Services d'Administration de Réseaux : CMIP (SNMP) 51

3.3.10. Services communs : ACSE, ROSE, RTSE, CCR 55

3.4. Service Présentation 58

3.5. Service Session 58

3.6. Service Transport 59

3.7. Service Réseau 59

3.8. Service Liaison de Données 60

3.9. Service Physique 60

4. FONCTIONNEMENT DU MODELE DE REFERENCE 61

4.1. Services et Interfaces entre couches : 61

4.2. Structures de données 63

4.3. Etablissement de connexion 66

4.4. Etablissement d'Association avec groupage 68

ARCHITECTURES PRE-OSI : TCP/IP et SNA 71

1 INTRODUCTION à TCP/IP 71

2 ARCHITECTURE 72

1.2 SERVICES RESEAU 74

1.2.1 Service IP 74

Service ICMP 76

Services ARP et RARP 76

1.2 SERVICES TRANSPORT 77

1.3.1 Service TCP 77

Service UDP 78

1.3 SERVICES APPLICATION 79

Service FTP 79

Service TELNET 79

Service SMTP 81

Service SNMP 83

3 INTRODUCTION à S.N.A. 85

4 COMPOSANTS et SESSIONS SNA 85

Sessions LU-LU 86

Autres sessions 86

Nœuds du réseau 87

5 UNITES PHYSIQUES 87

PU type 5 87

PU type 4 88

PU type 2 88

PU type 1 88

Liaisons de données entre nœuds 88

6 UNITES LOGIQUES 88

LU type 1 89

LU type 2 89

LU type 3 89

LU type 7 89

LU type 4 89

LU type 0 89

LU type 6 89

7 ARCHITECTURE FONCTIONNELLE 90

2.4.1 Service DLC : Data Link Control 90

2.4.2 Service PC : Path Control 90

Services TC : Transmission Control 91

Service DLC : Data Flow Control 91

Services FMD : Fonction Management Data 92

Service NAU SM : NAU service Manager 93

Services utilisateurs 93

8 RELATIONS SNA -OSI 94

INTRODUCTION à la SPECIFICATION FORMELLE 95

95

1 Description par graphe 95

4 2 Description par table ou liste de transitions 99

3 Description par langage algorithmique 100

3.1 Objet 100

3.2 Langage Estelle 101

3.3 Exemples de codage algorithmique d'un automate 102

Exemple de codage Estelle 104

LIAISON DE DONNEES 108

LIAISON PHYSIQUE 110

1 Modes de transmission 110

1.1 Introduction 110

1.2 Transmission arythmique 110

Séparation entre caractères 110

Codage des caractères 111

 Horloge de réception 111

1.2  Transmission synchrone 112

 Principe 112

 Horloges 113

1.3  Transmission isochrone 113

2 Jonction V24 114

2.1 Introduction 114

2.2  Architecture et fonctionnement d'un ETCD 114

2.3 Connexions 118

2.4 Nature des signaux sur l'interface 119

2.5  Utilisation de la jonction V24 pour une liaison ETTD - ETTD 120

2.6 Coupleurs de communication 122

3 Couche 1/OSI : Service Physique : Jonctions X21, X21bis, X20, X20bis 134

3.1 Recommandation X21 134

interface physique 134

Service fourni 135

Extensions pour nouveaux services 135

3.2 Etablissement d'une liaison 136

Notation 136

Liaison spécialisée 137

Liaison commutée 137

Diagrammes temporels 139

Contenu de l'information fournie par l'ETCD 141

4 Interface X20 142

4.1 Présentation. Interface physique. 142

4.2 Libération et rupture de connexion 142

Automates 142

Informations fournies par l'ETCD 144

5 Interfaces X21bis et X20bis 144

5.1 Liaison synchrone : X21bis 144

Circuits de jonction V24 utilisés 144

Utilisation des circuits de commande 145

Maintenance : bouclages et localisation des dérangements 146

4.1 103 = 104 = 1 147

5.2 Liaison arythmique : X20bis 149

Niveau 2/OSI: Services LIAISON de DONNEES 151

1 Le service Liaison de données 151

1.1 Rôle 151

1.2 Service Physique requis 153

1.3 Service fourni 153

2 Protection contre les erreurs 154

2.1 Caractérisation des erreurs 154

2.2 Puissance d'un code . Distance de Hamming. 155

2.3 Codes cycliques 156

Représentation polynomiale de l'information 156

Codage par multiplication (principe) 157

Codage par division 158

2.4 Autre codage 160

2.5 Mise en oeuvre 161

Choix du code 161

modes d'utilisation 161

3 PROTOCOLES de type B.S.C. 164

3.1 Service physique requis. 164

3.2 Service fourni 165

3.3 Alphabet de référence 165

Introduction 165

Fonctions et caractères spéciaux associés 166

Transparence en code 167

3.4 Etude fonctionnelle 167

Synchronisation 167

Scrutations 168

Transfert de données 169

Déconnexion 169

3.5 Protocole ( exemple ) 170

3.6 Mode transparent 174

5 PROTOCOLE H.D.L.C : High-Level Data Link Control 176

4.1 Normes et réalisations . 176

4.2 Service physique requis . 176

4.3 Service fourni 176

4.3.1 Caractéristiques principales 176

4.3.2 Versions - Sous-ensembles 177

4.3.2.1 Mode dissymétrique : 177

4.4 Structures de données 177

4.4.1 Structure de trame 178

4.4.2 Remplissage entre trames 178

4.4.3 Types de trames 178

4.4.4 Délimitation de trame. Transparence en code 179

4.5 Fonctions 181

4..5.1 Transfert d'information 181

4.5.2 Adressage 181

4.5.3 Sécurité : séquencement, correction des erreurs 182

4.5.4 Connexion - déconnexion - réinitialisation 182

4.6.5 Test - identification des stations secondaires 184

4.6.7 Contrôle de flux 184

4.6.8 Répétition des trames non reçues par Rejet 185

185

4.6.9 Invitation à émettre; suspension 187

4.6.10 Pointage de vérification 188

4.6.11 Signalisation des défauts 188

4.7 ANNEXE : 189

4.7.1Liste des trames 189

. Trames de base en mode dissymétrique 189

Trames de base en mode symétrique (ex:LAPB) 189

Trames optionnelles 190

Options 190

4..7.2. Automates simplifiés 192

4.7.2.2 Connexion -Libération 193

4.7.2.4 Transfert de données en mode dissymétrique normal (SNRM) : Scrutation 196

RESEAUX LOCAUX 197

1 Définitions. Domaines d'application 197

1.1 Définitions 197

1.2. Domaines d'application - Contraintes 197

2 Place dans le modèle d'interconnexion des systèmes ouverts 199

3. Caractéristiques physiques 200

3.1 Ordre de grandeur du débit recherché. 200

200

3.2 Contraintes physiques. 201

3.2.1 .Retard de propagation : 201

3.2.2.Réflexions multiples : 201

3.2.3.Déformation du signal due aux pertes Joule. 203

3.2.4 Utilisation des fibres optiques. 204

3.3 Paramètres physiques 205

3.3.1.Topologies : 206

3.3.2 Supports: 210

3.3.3 Prises : 212

3.3.4 Signal : 214

4. Méthodes d'accès au médium 217

4.1. Accès au médium par méthodes déterministes : 217

4.1.1.AMRT : Accès multiple à répartition dans le temps. 217

4.1.2."slot" ou "conteneur" (insertion de registre). 217

4.1.3.Jeton. 217

4.2. Accès au réseau par méthode à compétition. 218

4.3 Méthode d'accès mixte. 219

CSMA/DCR : Determinist Collision Resolution 219

4.4. Comparaison des principales méthodes d'accès. 219

5. Liaison logique : modes de fonctionnement 220

5.1. Modes de connexion . 221

5.1.1. Sans connexion : mode LLC1 et LLC3 221

5.1.2. Avec connexion : mode LLC2 221

5.2. Modes de diffusion 221

6. Structures de données 221

6.1 Sous-couche "Liaison logique" : LLC 222

6.1.1.Modes sans connexion : 222

6.1.2.Mode avec connexion 223

6.2 Sous-couche "Accès au Médium" : MAC. 224

6.2.1.Interactions à l'interface LLC/MAC 224

6.2.2 Unités de données de protocole : MA_PDU 224

7. PROTOCOLE 8802.3 . 226

7.1 Profil : 226

7.2. Unités de données de protocole (MA_PDU) : 227

7.3. Accès au médium. Gestion des collisions. 228

8. PROTOCOLE 8802.4 . 228

8.1 Profil : 228

8.2. Unités de données de protocole (MA_PDU) : 229

8.3 Service et interactions avec la sous-couche LLC : 230

8.4 Eléments de protocole : 231

9.PROTOCOLE 8802.5 233

9.1 Profil : 233

b. 9.2. Unités de données pour le protocole 8802.5 : 233

9.3 Service et Interactions avec la sous-couche LLC : 235

9.4 Eléments de protocole 235

237

10 . RESEAU LOCAL AU SENS LARGE : COUCHES SUPERIEURES. 237

237

10.1 MAP 237

10.2 TOP 239

10.3 Projet FIP 239

10.4 Réalisations pratiques . 241

11. INTERCONNEXION DE RESEAUX . PASSERELLES. 242

11.1 Interconnexion de réseaux identiques : répéteurs. 242

11.2 Niveaux d'interconnexion : ponts et routeurs. 243

11.2.1 Utilisateurs homogènes. Réseaux offrant le même service. 244

11.2.2 Utilisateurs homogènes. Réseaux offrant des services différents. 245

11.2.3 Utilisateurs hétérogènes. 246

12 ANNEXE : RESEAUX LOCAUX EN PRODUCTIQUE 248

12.1 Architecture hiérarchisée en Productique 248

12.2 Spécification des réseaux locaux industriels. 250

12.2.1 Contraintes pour les communications 250

12.2.2 Hiérarchie des réseaux 251

12.2.2.1 Réseaux de niveau 1 : Réseau de terrain, "Field bus" 252

12.2.2.2 Réseau de niveau 2 : Réseau d'atelier, Réseau d'automates 252

12.2.2.3 Réseaux de niveau 3 : Réseau principal (Département, usine) 253

13 CONCLUSION 253

RESEAUX à TRES HAUT DEBIT 254

1 Présentation 254

2 Technologie numérique synchrone 255

3 FDDI-1 256

4 ETHERNET 100 Mb/s 258

3 DQDB : 258

4 TTA (ATM) 260

Routage des cellules : liaison virtuelle, voie virtuel (VCI) et faisceau virtuel (VPI) 261

262

ATM pour réseaux locaux et réseaux étendus 262

TRANSPORT D'INFORMATION SUR UN RESEAU

Spécifications opérationnelles et fonctionnelles

Architecture

Depuis trente ans environ des systèmes informatiques (ou informatisés) échangent des données à travers des réseaux de télécommunications. La maigre qualité de ces réseaux a conduit dès l'origine les concepteurs de ces moyens de communications entre ordinateurs ou ordinateurs et terminaux à se poser le problème de la sécurisation de ces systèmes. Durant très longtemps le terme de sécurité a été équivalent à "fiabilité des données transportées"; les seuls problèmes envisagés (du moins dans les applications civiles ...) étaient dus à la dégradation des signaux, supports de l'information transmise.

Plus récemment les utilisateurs (et les concepteurs) se sont aussi souciés des agressions volontaires commises à l'encontre des données transportées: vol ou destruction. Les techniques de sécurisation ont donc dues être étendues à ces nouvelles difficultés (sûreté), au moment où les progrès technologiques permettaient des moyens de télécommunications offrant une fiabilité accrue pour l'information.
En fait les concepteurs et les fournisseurs de moyens de communication ont d'abord essayé de fournir des systèmes de qualité suffisante pour en développer l'usage, puis de leur adjoindre des fonctionnalités supplémentaires au fur et à mesure que les usages faisaient apparaître des besoins suffisants.
Nous allons exprimer de manière synthétique les besoins des utilisateurs (spécifications opérationnelles), puis décrire les fonctions et activités nécessaires pour répondre à ces besoins (spécifications fonctionnelles) et les architectures standards permettant d'organiser et d'implanter ces activités.