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

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

• “Tier-3” ISPs and ISPs locaux

• Grand public et PME : last hop (“access”) network

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:

• Soit en envoyant une rose virtuelle par Internet
• Soit en envoyant une rose réelle par courrier postal

• 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:

• légales: monopole dans certains cas
• économiques: coût de la pose d’un câble

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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