Introduction : les 7 couches Rappel analogique / numérique Analogique : continu

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Introduction : les 7 couches


Rappel analogique / numérique

  • Analogique : continu

  • Numérique, digital : discret

  • Exemples :

    • Téléphone sur grande distance
      • Analogique : le signal sonore est transformé en signal électrique transporté dans les câbles de cuivre
      • Numérique : la voix est numérisée dans le central téléphonique avant d’être transportée.
    • Support musicaux
      • Analogique : Le son est gravé dans les sillons
      • Numérique : des suites de bits sont gravés sur le CD


Des exemples

  • Pour comprendre l’étendue des connaissances à acquérir, quelques besoins simples avec un matériel courant

    • Un ordinateur connecté à un réseau local
      • edit F:\readme.txt
    • Un ordinateur connecté à un modem
      • ping asi.insa-rouen.fr


Ordinateur sur réseau local (BNC)



Ordinateur sur réseau local (RJ45)



Ordinateur connecté à un modem



Dévoilement rapide de Internet



Qui transporte les messages sur Internet

  • Organisation hiérarchique

  • Au cœur : “tier-1” ISPs (e.g., UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), couverture national/international

    • treat each other as equals


Tier-1 ISP: e.g., Sprint



Internet : INTERconnexion of NETwork

  • “Tier-2” ISPs: ISPs régionaux

    • Connexion à 1 ou plus ISPs tier-1,
    • Eventuellement interconnexion entre ISPs tier-2 (via des NAPs)


structure hiérachique d’Internet



Internet structure: network of networks

  • Un paquet traverse de nombreux réseau !



Intro aux couches de Protocole

  • Les réseaux sont complexes !

  • Beaucoup d’éléments différents:

    • serveurs
    • routeurs
    • Liaison avec des media divers (Fibre Optique, câble Ethernet)
    • applications
    • protocoles
    • matériel, logiciel


Complexité

  • Pourquoi décrire/modéliser les réseaux informatiques ?

    • Interconnection des équipements et inter-opérabilité des systèmes.
    • Interchangeabilité
    • Modularité
  • Modèles proposés

    • OSI (Open System Interconnect)
    • DoD (Department of Defense) ou IP




Exemple de fonctions

  • Couche 1

    • le signal électrique est bien véhiculé dans le média
  • Couche 2

    • Assurer que la trame arrive au nœud adjacent
  • Couche 3

    • Assurer que le paquet arrive au nœud destinataire
  • Couche 4

    • Assurer que la datagramme arrive à l’entité destinataire
  • Couche 5,6,7

    • Assurer que le message arrive à l’application destinataire


PDU[N] = PCI[N] + SDU[N]

  • basé sur 7 couches:

    • la plus haute= programmes d’applications
    • la plus basse= électronique de modulation
  • chaque couche N :

    • En réception, récupère un PDU[N] de la couche de niveau N-1, élimine le PCI[N] et envoie le SDU[N] (ou PDU[N+1]) au niveau N+1.
    • En émission, récupère un PDU[N+1] de la couche de niveau N+1, ajoute le PCI[N] et envoie un PDU[N] à la couche inférieure.


Encapsulation des protocoles



Exemple d’en-tête (PCI)

  • Exemple d’info ajoutées dans les en-têtes par différentes couches:

  • Transport => port 80

  • Réseau => 192.168.0.1

  • Liaison => MAC : 00-90-31-81-08-A0

  • Physique => signal de brouillage



Les couches et les matériels

  • Un matériel de couche N est un nœud capable de d’interpréter des messages jusqu’à la couche N (il peut extraire le SDU[N]):



Exemple de matériel

  • Pour transmettre les données

    • Répéteur (couche 1) sur une ligne Ethernet
    • Routeur (couche 3)
  • Pour les traduire

    • Pont (couche 2) d’interconnexion d’un réseau Ethernet avec un réseau CPL
  • Contre-exemple

    • Adaptateur : USB -> Ethernet
    • Joint Ethernet (~ matériel de couche 0)


Couche 1 et nœud de niveau 0



Exemple de fonction de couche 2

  • Adresse MAC

    • Elle permet d’assurer l’acheminement du paquet d’un nœud émetteur vers un nœud destinataire adjacent.


Modèle OSI : Pile de protocoles



Formalisme : piles de protocoles



Modèle du DoD



Qu’est-ce qu’un protocole?

  • protocole humain: protocole réseau :



Qu’est-ce qu’un protocole?

  • protocoles humains:

  • Obtenir heure

    • “quelle heure est-il?”
  • Poser une question dans la rue

    • “bonjour”
    • “je vous pris de m’excuser”
    • “j’ai une question”
  • … messages specifiques envoyés

  • … actions spécifiques prises en réponses aux messages reçus ou évènements



Les 7 couches

  • Couche 7 : application (message)

  • Couche 6 : présentation (message)

  • Couche 5 : session (message)

  • Couche 4 : transport (datagramme)

  • Couche 3 : réseau (paquets)

  • Couche 2 : liaison de données (trame)

  • Couche 1 : physique (signal)



Analogie

  • Vous voulez souhaitez l’anniversaire de votre ami(e) dans un pays lointain:

  • Analysons ces solutions sous l’angle des 7 couches



Le réseau Rose Réelle : départ

  • Application : cueillir la rose

  • Présentation : mettre la rose dans une boîte

  • Session : se présenter au guichet, payer

  • Transport : Inscrire l’adresse sur le paquet

  • Réseau : Déposer sur palette départ

  • Liaison : Transporter palette départ

  • Physique : Conduire le fenwick



Le réseau Rose Réelle : réseau

  • Application

  • Présentation

  • Session

  • Transport : Réunir avec les autres paquets

  • Réseau : Déposer sur quai camion

  • Liaison : Transporter palette départ

  • Physique : Conduire le fenwick



Le réseau Rose Réelle : arrivée

  • Application : sentir la rose

  • Présentation : sortir la rose de la boîte

  • Session : appeler destinataire, se présenter au guichet, présenter papier identité

  • Transport : Lire destinataire sur le paquet

  • Réseau : Déposer dans l’épicerie

  • Liaison : Déplacer sac colis

  • Physique : Conduire à dos d’âne



Le réseau Rose Virtuelle : départ

  • Application : attacher image à un courriel

  • Présentation : coder image en MIME

  • Session : établir comm. avec serveur SMTP, …

  • Transport : découper fichier en paquet

  • Réseau : assurer chemin au serveur SMTP

  • Liaison : envoyer trame au nœud suivant

  • Physique : produire signal sur câble



Synthèse



Wide Area Network

  • communication au travers de longues distances (> 1 km)

  • en général sur un médium de transmission appartenant à un opérateur télécom (France Telecom, BT, ...) pour des raisons:



WAN:

  • Un WAN est une inter-connexion de plusieurs LAN au travers de nœuds de connection (ou routeurs)



Importance de la standardisation

  • peu de domaines ont autant besoin de standards

    • la communication est un domaine complexe: besoin de spécifications précises
    • communication entre diverses machines
    • communication entre divers constructeurs informatiques
  • plusieurs types de standards:

    • standards propriétaires: parfois non public, réservé à un constructeur: SNA d’IBM, NetWare de Novell, DECnet de Digital, ...
    • standards ouverts de jure: OSI de l’ISO, IEEE 802.*, X.25, ...
    • standards ouverts de facto: TCP/IP, Ethernet, ...


Organismes de standardisations

  • International Standards Organisation

  • American National Standardization Institute

  • Institute of Electrical and Electronical Engineers

  • Commité Consultatif International pour le Télégraphe et le Téléphone devenu International Telecommunication Union

  • Internet Engineering Task Force

  • ...




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