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Introduction aux réseaux informatiques ____ B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I 1 Chapitre 1 : Introduction aux réseaux informatiques /home/kouna/d01/adp/bcousin/REPR/Cours/1.fm - 15 Janvier 1998 11:43 Plan . Introduction . Structure des réseaux . Les supports de communication . Caractéristiques de la transmission . Grandeurs caractéristiques . Conclusion Bibliographie - A.Tanenbaum, Réseaux, InterEditions, 1997. - H. Nussbaumer, Téléinformatique - tome 1, Presses polytechniques romandes, 1987.

Intro Au Réseau Informatique

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un petit cours sur le reseau informatique. c'est de niveau debutant, mais il y a certaines choses qu'il est bon de rappeller.

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Page 1: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

1

informatiques

1/adp/bcousin/REPR/Cours/1.fm - 15 Janvier 1998 11:43

olytechniques romandes, 1987.

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

Chapitre 1 : Introduction aux réseaux

/home/kouna/d0

Plan

. Introduction

. Structure des réseaux

. Les supports de communication

. Caractéristiques de la transmission

. Grandeurs caractéristiques

. Conclusion

Bibliographie

- A.Tanenbaum, Réseaux, InterEditions, 1997.

- H. Nussbaumer, Téléinformatique - tome 1, Presses p

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Introduction aux réseaux informatiques

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hniques, des équipements permettant informatiques.

s nécessairement informatiques : traite-

et des techniques de transmission sont

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

1. Introduction

1.1. Définition

La téléinformatique est la science des méthodes, des tecl’échange d’informations numériques entre plusieurs systèmes

• des méthodes

• des techniques

• des équipements

• transmission d’informations numériques

• entre plusieurs systèmes informatiques

≠ Télécommunication :

• domaine où les systèmes communicants ne sont pament du signal, transmission analogique, etc.

≠ Applications informatiques réparties

• domaine où les caractéristiques des équipements ignorées.

Page 3: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

3

aux, liaisons physiques, lignes de

nts, passerelles, etc.)urs, périphériques, machines hôtes,

H6

H5

H7

8

Stations

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

2. Structure des réseaux

2.1. La structuration physique

Trois types d’éléments :- les supports de communication(câbles, fibres, faisce

transmission, médium, etc.)- les équipements d’interconnexion(noeuds, routeurs, po- leséquipements terminaux(ordinateurs, stations, serve

stations, etc.)

X4

X5X1

X3

H1

HH4

H2

H3

Routeurs

Supports de comm.

Le réseau

X2

Page 4: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

4

les !

Linéaire

Maillée

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

2.2. Quelques topologies d’interconnexion

Toutes les combinaisons sont possib

Annulaire

Etoilée

Arborescente

Page 5: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

5

res optiques, ...

uses,...

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

3. Les supports de communication

Trois types d’agents de communication (physique) :

- l’électron

- les ondes électromagnétiques

- le photon

Deux grandes classes de supports de transmission :

- lessupports à guide physique

. les paires torsadées, les câbles coaxiaux, les fib

- lessupports sans guide physique

. les ondes hertziennes, radio-électriques, lumine

Les supports :

- la paire métallique

- le câble coaxial

- la fibre optique

- les faisceaux hertziens (et autres)

Page 6: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

6

un isolant (plastique).

ètre (sur le∅) !

s (atténuation, diaphonie).

signal

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

3.1. La paire métallique

- Une paire de conducteurs (alliage de Cu) entourés d’

- diamètres courants du conducteur :

. 0,4; 0,6; 0,8; 1 mm

. les distorsions croissent en sens inverse du diam

- en paire :

. différence de potentiel

- torsadés :

. diminution des phénomènes électromagnétique

- (pupinisés [Pupin]) :

. des inductances luttent contre les distorsions du

- isolée de l’environnement : blindée /fil ou /câble

câble isolant conducteur

Page 7: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

7

le

ande passante sur 100m.

orie 5 : 100Mhz.

L120)

lded twisted pair”), 16 Mbit/s; type 3 :elded twisted pair”) équivalent de la à conducteurs multibrins.

n système de colorisation de l’isolantu,..., noir/rouge, noir/bleu,...)

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

Il existe plusieurs qualités de paires métalliques :

- plus l’impédance est élevée plus l’atténuation est faib

- 100Ω (normalisé EIA/TIA 586A et IEC/ISO 11801), b

. catégorie 3 : 16Mhz; catégorie 4 : 20 Mhz; catég

- 120Ω (normalisé par France Télécom et DT : COREL

- 150Ω (IBM) :

. type 1 : 2 paires torsadées blindées (STP: “shie4 paires torsadées non blindées (UTP : “unshicatégorie 3; type 2 : type1+type3, type 6 : type 1

Les câbles téléphoniques:. constitués de multiples paires torsadées,

. paires identifiables grâce à la mise en place d’ude chaque fil de la paire. (blanc/rouge, blanc/ble

Caractéristiques principales :

- débit : <1 Mbit/s sur une longueur d’environ un km.

- prix : faible

- diamètre : > qq mm

Page 8: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

8

sse)enveloppe

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

3.2. Le câble coaxial

Deux conducteurs ayant le même axe.

- réduit les distorsions électromagnétiques

- rapport entre les∅ des 2 conducteurs≈ 3,6.

Diamètres courants :

- 2,6/9,5 ou 1,2/4,4 mm.

conducteursisolants

blindage (tre

âme

Un câble coaxial

Page 9: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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eVision)

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

Connecteurs :

- prise vampire ;

. perce le câble

- prise en T :

. nécessite la coupure du câble (prise BNC)

Caractéristiques :

- impédance :

. 50Ω - type Ethernet,

. 75Ω - type TV (CATV : Community Antenna Tel

- débit : qq 100 Mbit/s

- encombrant ∅ > 1cm, et peu flexible

- coût plus élevé

prise en Tprise vampirele câble

vers la station

Page 10: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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mono fréquentiel)

ur photo-électronique

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

3.3. La fibre optique

Fibre de silicium (ou plastique !)

- très grande largeur de bande

Emission optique : 850, 1280 ou 1550 nm

- diode électroluminescente (en AsGa)

- laser (+ puissant, coût + élevé, + faible durée de vie,

Principe d’émission/réception

Caractéristiques :

- débit : qq Gbit/s par km

- encombrement d’une fibre : <100µm, <5g/km

- les fibres sont rassemblées au sein d’un câble

émetteur électro-photonique récepte

Fibre optique

Page 11: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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o-chromatique:

rayon(µm)

ins suivis parueurs d’onde

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

Trois types de fibres (bande passante):

- multimode à saut d’indice (50 Mhz.km)

- multimode à gradient d’indice(500 Mhz.km) - 65/125µm

- monomode(50 Ghz.km)

- dispersion : défaut d’alignement + émission non mon

indice

5 100

α fibre optiqueaxe de la fibre

axe de la lumière

écart entre les chem les différentes long

Page 12: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

12

e : 50 à 1000km

ent, hauteur : 36000 ou 800 km)

Iridium (Motorola)

satellitegéostationnaire

défilement

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

3.4. Les faisceaux hertziens

Deux types d’utilisations :

- transmission terrestre (direct ou par réflection) - porté

- transmission satellitaire - (géostationnaire ou à défilem

. VSAT (very small apperture terminal)

. LEO (low earth orbit), ex : système de satellites

Visibilité directe :

- perturbation atmosphérique

Guide d’onde :

- modulation par transposition en fréquence

- très grande largeur de bande : plusieurs Ghz

Diffusion naturelle.Autres longueurs d’ondes : infrarouge (+ directionnel)

terreterre pylone

satellites à

Page 13: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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ication : un dans chaque sens, chacun 2 paires métalliques).

A B

temps

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

4. Caractéristiques de la transmission

4.1. Type de communication de la liaison

Unidirectionnelle (simplex)

Bidirectionnelle à l’alternat (half duplex)

Bidirectionnelle (full duplex)

La plupart des liaisons utilisent deux supports de commundes supports étant utilisé unidirectionnellement (par exemple :

A B

temps

A B

temps

Page 14: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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interconnectés directement via un

ite des équipements intermédiaires

tés directement via un même et unique

çues par tous les autres équipements

e

D

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

4.2. Le mode de connexion

mode point-à-point (bi-point): les deux équipements sontmême et unique support de communication.

- l’interconnexion de plus de deux équipements nécess

mode multipoint : plusieurs équipements sont interconnecsupport

- les informations envoyées par un équipement sont re

- conflit d’accès au support, identification du destinatair

- exemple : les réseaux locaux

station A station B

support decommunication

A B

C X

Page 15: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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ieurs communications simultanées.

ss”) :

tempstemps

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

4.3. Multiplexage

Fonction :

- Partage d’une même ligne de transmission entre plus

Deux types de multiplexage :

- Fréquentiel (FDMA : “Frequency division multiple acce

. répartition en fréquence,

. adapté aux transmissions analogiques.

- Temporel (TDMA : “Time division multiple access”):

. répartition en temps,

. plus souple/adaptatif,

. uniquement pour les données numériques.

fréquence

temps

canal 1

canal 2

canal 3

canal 4

fréquence trame

bandesde garde

larg

eur

de la

ban

de p

asss

ante

IT : intervalle de

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Introduction aux réseaux informatiques

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périodiquement réservé pour chaque

chacun des canaux

demande (peut être nul !),

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

Multiplexage temporel

- Statique

. accès réservé - périodique.

. un intervalle de temps (IT) est implicitement et canal

. une trame est formée d’IT. Un IT au moins pour

. ex : MIC (modulation par impulsions codées)

. . une trame de 30+2 octets toutes les 125µs

. . canal = 1 octet toutes les 125µs 64 Kbit/s

- Dynamique

. multiplexage adaptatif,

. le nombre d’IT attribués à un canal dépend de la

. l’identification IT/canal est souvent explicite.

- (Méthode d’accès ?)

. + souple : contrôle a priori ou a posteriori,

. risque de collisions !

. employée par les réseaux locaux.

Page 17: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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on emprunte successivement plusieurs (entrante) à une autre liaison (sortante)

é de commutation) :

ur une communication est réservé à

Une liaison n’est utilisée par une com-ission de ces messages. D’autres mes-euvent utiliser les mêmes liaisons lors

succession de paquets dont la taille est

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

4.4. Techniques de commutation

La commutation est nécessaire lorsqu’une communicatiliaisons. Les équipements intermédiaires associent une liaisonparmi celles disponibles.

Trois grandes techniques de commutation (définit par l’unit

- commutation de circuits (procédé analogique) :

. l’ensemble des liaisons (le circuit) utilisées pocette communication pendant toute sa durée.

- commutation de messages (procédé numérique) :

. la communication est constituée de messages. munication que pendant les périodes de transmsages appartenant à d’autres communications pde cette communication.

- commutation de paquets (procédé numérique) :

. Même principe.

. Cependant les messages sont constitués d’uneparfaitement adaptée à la transmission.

Page 18: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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équipements intermédiaires

s

r Xmutateur Y

Récepteur

Gaintemps

Récepteur

Y

1

2

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

- Optimisation :

. parallélisation du traitement grâce aux différents

. dépend du nombre d’équipements intermédiaire

message

1 message / 2 paquets

commutateucom

Emetteurcommutateur Xcommutateur Y

Emetteur Récepteur

Emetteur Récepteur

X YEmetteur

X

1

1

2

2

paquet

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Introduction aux réseaux informatiques

19

rut)

de la liaison

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

5. Grandeurs caractéristiques

5.1. Débit

Unité : bit/s

Débit nominal : vitesse de transmission du support (débit b

Débit utile : débit nominal moins le débit affecté au contrôle

Evolution actuelle : Kbit/s Gbit/s

Exemples :

- RTC (+modem) : 9.6, 19.2 Kbit/s 38.4 Kbit/s

- Ethernet : 10 Mbit/s 100 Mbit/s

- Token Ring : 1, 4, 16 Mbit/s

- FDDI : 100 Mbit/s

- ATM : 25, 155 Mbit/s 620 Mbit/s

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Introduction aux réseaux informatiques

20

iaires, vitesse de propagation

ents) *2 !

seaux internationaux

propagation

du traitement du récepteur

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

5.2. Délai

Unité : s

Délai de propagation : éloignement, équipements interméd

Durée de transmission : quantité de données, débit

Temps d’aller-retour≈ (transmission + propagation + traitem

Exemples :≈1 ms sur les réseaux locaux,≈100 ms sur les ré

délai de

temps d’aller-retour

durée de transmission

temps

station A station B

paquet

durée

durée du traitement de l’émetteur

acquittement

Page 21: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

21

on

seau, etc.

rès bonne qualité.

ilure”)

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

5.3. Taux d’erreurs

Unité : BER (“Bit error rate”)

- probabilité qu’un bit soit erroné pendant la transmissi

Dépend de la qualité de la transmission, de la charge du ré

Exemples :

- 10-3 = mauvaise liaison

- 10-13 = réseau de faible étendue avec un support de t

Autres taux d’erreurs :

- taux d’erreurs du message

- taux d’établissement de la connexion

- taux de disponibilité : MTBF (“Mean Time Between Fa

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Introduction aux réseaux informatiques

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volution des techniques les fait pro-

al, Metropolitan, and Wide area

Réseaud’interconnexion

ationalinternational)

par paquetséquipement inter-édiaire)

série

≈ 10000 Km

100 Kbit/s

100 ms

10-6

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

5.4. Différents types de réseaux

• Ces valeurs ne sont données qu’à titre indicatif, l’égresser tous les jours

• Quelques acronymes : LAN, MAN & WAN (Locnetworks)

Critères Bus interne Réseau local

Utilisation personnelle(machine)

entreprise(bâtiment)

n(

Mode de commutationsans sans

(m

Type de transmission parallèle série

Etendue ≈ 10 m ≈ 1 km

Débit ≈ 1 Gbit/s ≈ 10 Mbit/s ≈

Délai ≈ 1ns ≈ 1 ms ≈

Taux d’erreurs (BER) ≈ 10-10 ≈

Page 23: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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tiques de la communication : la topolo-, l’hétérogénéité des stations et celle des

éristiques physiques de la communica-mmunication de données : fiabilité, co-

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

6. Conclusion

Le but de la téléinformatique est de masquer les caractérisgie, les équipements intermédiaires, les limitations des liaisonsapplications, etc.

La téléinformatique ne se limite pas uniquement aux caracttion, elle propose des services de traitements répartis et de cohérence, chiffrage (cryptage), authentification, intégrité, etc.

Quelques problèmes à résoudre :

. adaptation du signal au support

. contrôle des erreurs de transmission

. mécanisme d’accès au support

. mécanisme de contrôle de flux

. technique de routage

. préservation de l’ordre

. contrôle de congestion

. représentation des informations

. etc.

Page 24: Intro Au Réseau Informatique

Introduction aux réseaux informatiques

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n de paquets - 2,4 Kbit/s à 2 Mbit/s,

nées informatiques + téléphone numé-me (HDLC) LAB-D [durée]

faitaire]

[forfaitaire]

) [durée]

s !!

e

____B.Cousin et C. Viho- © IFSIC -Université Rennes I

7. Quelques infrastructures françaises de télécommunication

• Transpac (78) : réseau de données à commutationorme X25. [quantité de données]

• Numéris (90) : réseau à intégration de service (donrique) - T0 : 2 canaux B64 Kbit/s (+1 canal D16 Kbit/s), nor

• Transfix : liaisons numériques (jusqu’à 2 Mbit/s) [for

• LS : liaisons (analogiques) spécialisées + modem !

• Réseaux téléphoniques + modem (jusqu’à 38 Kbit/s

• ATM, Frame Relay, Internet : des technologies !

• FranceTelecom (Transpac), AT&T : des fournisseur

réseau téléphoniquTranspac

réseau local

A B

C D