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Réseaux et systèmes embarqués Philippe LEFEBVRE

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Réseaux et systèmes embarqués

Philippe LEFEBVRE

Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Plan

Introduction Les couches basses Routage et transport des informations La programmation d'une application client/serveur embar-

quée sur une plate-forme TINI.

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Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Bibliographie

Designing Embeded Internet Devices – Eisenreich & De Muth Les réseaux locaux – P Rollin Les réseaux – A Tanenbaum Linux Embarqué – P Ficheux Internetworking with TCP/IP - D. Comer www.ensicaen.ismra.fr/~lefebvre

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Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Les réseaux sont classés en 4 catégories en fonction de leur grandeur :

● PAN (Personnal Area Network), par exemple Bluetooth, réseau sans fil entre un téléphone mobile et son oreillette.● LAN (Local Area Network), par exemple Ethernet pour le réseau d'une entreprise.● MAN (Metropolitan Area Network), comme Vickman, le ré-seau d'interconnexion de l'enseignement supérieur en Basse-Normandie.● WAN ( Wide Area Network ), comme le réseau Internet, bien sûr...

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Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Quelques volumes de données échangées :

● demande d'une page web par un navigateur : 50 octets● courrier électronique : 2 ko● document traitement de texte : 50 ko● photo numérique (2 megapixels) : 900 ko● 3 minutes de musique au format MPEG3 : 3 Mo● 1h30 heure de film au format Divix : 700 Mo● 1h de vidéo au format MPEG 1 : 13 Go

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Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Quelques débits nécessaires à la réception en temps réel :

● voix codée en LPC (GSM) : 9 kbps● voix non codée (PCM) : 64 kbps● HI-FI codée en MPEG3 : 128 kbps● HI-FI au format CD : 706 kbps● vidéo au format MPEG2 : 9 Mbps

Délai maximum d'acheminement garantissant un bon confort d'interactivité perceptible par l'homme : 50 ms

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Réseaux et systèmes embarqués

Introduction

Les contraintes que doivent satisfaire les réseaux :● coûts ● débits ● délai d'acheminement● sécurité ● confiance ● temps réel

Celles-ci sont différentes selon les applications : bureautique, multimédia (vidéo, téléphonie...), bases de données, robo-tique ou informatique industrielle.

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8

Site web Fournisseur d'accès à internet Domicile

Modem ADSL

PC

Switch Ethernet

DNS

Serveur Web

Routeur

INTERNETR.T.C.

Routeur FAI

Concentrateur

lia ison té léphone ana logique

lia ison num érique E1 2M bps

lia ison ethernet 1000baseT

lia ison ethernet 1000baseT

lia ison ATM 622 M bps

lia

iso

n n

um

ériq

ue

E1

2M

bp

s

l ia ison U SB

Un exemple de communication : consultation d'un site web

Réseaux et systèmes embarqués

ch1 - Introduction

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Exemple de problèmes à résoudre : (découpage selon le modèle OSI)

Couche 1 (physique) Quels niveaux de tension sur la ligne ? Codage NRZ ou Manchester différentiel ? Quelle cadence ? Quelle forme de connecteur ?

Couche 2 (liaison) Comment s'assurer du début d'un envoi d'information ? Comment se synchroniser ? Comment être sûr qu'il n'y a pas eu d'erreurs de transmission ? L'USB 2.0 émet à 400 Mbps, l'ADSL à 128 kbps. Comment éviter l'en-gorgement au niveau du modem ? Le serveur web et la machine DNS peuvent vouloir parler en même temps. Comment gérer le tour de parole ? Comment faire pour envoyer les informations du serveur web au rou-teur et non au DNS ? Puis-je multiplexer mes données sur plusieurs liaisons physiques ?

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 - Introduction

Exemple de problèmes à résoudre (suite) :

Couche 3 (réseau) Comment aller du routeur au routeur du FAI ? Par quel chemin ? Je peux joindre tout le monde. Comment gérer l'unicité des

adresses ? Y a-t-il un centre de tri qui connaît toutes les adresses de tout l'inter-

net ? Et si un second message arrive avant un premier, comment les re-

mettre dans l'ordre ? Et si mon message pendant son voyage arrive sur un support qui

n'accepte que des petits messages ! Comment segmenter ? Et si un message ne trouve pas son destinataire ?

Couche 4 (transport) Le message arrive enfin sur ma machine ! Pourquoi est-il acheminé

sur mon navigateur et pas sur mon logiciel de peer2peer ? Au fait, après avoir traversé autant de supports physiques différents,

le message a-t-il été altéré ? Comment être sûr que le message soit arrivé ? Comment initier et rompre proprement le dialogue ? Comment faire patienter le l'émetteur ?

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Réseaux et systèmes embarqués

ch1 - Introduction

Exemple de problèmes à résoudre (suite) :

Couche 5 (session) Comment m'assurer de l'identité de l'utilisateur ? Suis-je capable de reprendre correctement une session brutalement

interrompue ?

Couche 6 (présentation) Et si j'envoie le mot «Été » sera-t-il bien transmis ? Et les nombres entiers du destinataire : 16 bits ou 32 bits ? Et si je lui envoie une image, quel format ?

Couche 7 (application) Le courrier électronique, le partage de fichier, la vidéo-conférence,

un jeu, un annuaire... 11

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 -Introduction

Modem ADSL

PC

Switch Ethernet

DNS

Serveur Web

Routeur

INTERNETR.T.C.

Routeur FAI

Concentrateur

lia ison té léphone a na lo gique

lia ison n um érique E 1 2M bp s

lia ison eth ern et 1 000b aseT

lia ison e thernet 10 00ba seT

lia iso n A TM 622 M b ps

lia

iso

n n

um

ériq

ue E

1 2

Mb

ps

l ia ison U SB

- 4, 5, 6, 7-

- 1, 2 -

- 3 -

- 3 -

- 3 -

- 1, 2 -

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Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 -Introduction

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Le modèle OSI de l'ISO

Modèle Open System Interconnection de l' International Standards Organization

Organismes classiques de normalisation: - International Organization for Standardization (ISO). ex : OSI - American National Standards Institute (ANSI). ex : FDDI - Electronic Industries Association (EIA). ex : RS 232C - Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE). ex : 802.3 - International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). ex : X25 - Internet Activities Board (IAB). ex : RFC, TCP/IP.

Élaboré en 1984 ; idée : Compatibilité entre tous les systèmes !

Différents niveaux de communication : bits, octets, trames, fichiers... => modèle en couches.

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 -Introduction

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Le modèle OSI de l'ISO

No nom Rôle Exemplede PDU

exemple deprotocole

7 Application

Applications s'appuyant sur le réseau : transfert de fichiers,émulation de terminal, messagerie, partage de fichiers, web…

fichier telnet, HTTP,mail, NFS, FTP

6 Présen-tation

Conversion des données numériques propres au réseau dansleur version finale ou abstraite compréhensible par leprogramme. Cette couche est souvent associée à un langagepossédant des règles lexicales (les mots), syntaxiques (lagrammaire) et sémantique (le sens).

chaîne decaractères

ASN1...

5 Session Gestion d'une session : ouverture, mots de passe, reprise encas d'erreur, fermeture.

Netbios

4 Transport Multiplexage/démultiplexage des paquets, segmentation,contrôle de flux, correction des erreurs. Service de bout enbout.

paquet ~TCP

3 Réseau Service point à point. Assure le routage, l'adressage. trame ~IP2 Logique Délimitation d'une trame, contrôle et correction d'erreurs,

contrôle de flux, règle d'accès au médium. Service point àpoint.

trame HDLC

1 Physique Conversion des signaux électriques en bits. Définition descaractéristiques électriques et mécaniques du support detransmission.

bits ~ethernet

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 -Introduction

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Le modèle OSI de l'ISO

Les trames sont encapsulées : une trame de couche N est contenue dans une trame de couche N-1.

PDU : Protocol data unit. Elément de base du protocole qui dépend du niveau dans le modèle.

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 -Introduction

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Quelques notions sur les services

Service connecté : Il s'agit d'un service où les 2 machines numérotent leurs trames afin que le récepteur puisse les remettre dans l'ordre et envoyer l'acquittement de bonne réception d'une trame ou de pouvoir demander la ré-émission d'une trame er-ronée. De plus ce service commence et se termine par des trames spéciales dites trames de connexion et de déconnexion afin de s'assurer que les 2 machines ont bien reçu toutes les trames qui leur étaient destinées.

Service de segmentation (et ré-assemblage) : Utilisé pour découper en PDU plus pe-tites des PDU venant de la couche supérieure. Cela est utile dans le cas où il existe une taille maximum de trames. Par exemple, un fichier est découpé en trames de 4 Ko avant d'être émis.

Service de multiplexage (et démultiplexage) : Utilisé pour transporter dans une même PDU des PDU venant de couches supérieures.

Service point à point : service assuré entre 2 machines sans intermédiaire de même niveau. Ex : 2 modems.

Service de bout en bout : service assuré entre 2 machines, l'émetteur et le récep-teur, séparées ou non par des machines de même niveau. Ex : 2 ordinateurs séparés par un routeur.

Service de contrôle de flux : Utilisé pour connecter 2 machines qui ne traitent pas l'-information à la même vitesse. La plus lente envoie des trames de contrôles pour aver-tir l'autre afin de diminuer le débit. Ce service est aussi utilisé pour garantir un débit minimum ou maximum, ainsi qu'un délai minimum entre 2 trames dans des protocoles évolués.

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 – les couches basses

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Les couches basses

PLAN

1 – Topologie

2 – Les liaisons point à point série

3 – Ethernet2.1 protocole2.2 haut débit2.3 sans fils

4 – Réseaux de terrain3.1 bus HPIB / GPIB3.2 bus CAN3.3 MODBUS / JBUS

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 – les couches basses

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Topologie

2 types de topologie: Physique: la forme du maillage physique (câbles à l'intérieur d'un bâtiment)Logique: la forme "que voit le protocole".

Topologie en bussimplediffusion naturelle des tramesmaislocalisation des pannes difficilecollisions de trames

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 – les couches basses

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Topologie

Topologie en étoile

Pannes faciles à détecterAdministration centraliséemaisNécessite souvent un pré-câblage

Topologie en anneau 

régénération du signal électriqueprotocole simple à jeton : pas de collisions

Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 – les couches basses

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Les liaisons point à point série

Rappels

RS 232C ou V24 : NRZ entre +15V (0) et -15V (1). Dmax 115 kbps. Lmax = 15m.

RS 422A : NRZ différentiel entre -6V et +6V (plus résistant aux perturbations). Dmax qq Mbps. Full-duplex. Lmax = 1000m.

RS 485 : idem RS 422A mais en multipoint . Nécessite un maître contrôlant l'activité

d'un fil busy sur le bus.

Boucle de courant : utilisé dans les environnements perturbés. Le 1 est représenté par la circulation d'un courant de 20mA et le 0 par l'absence de courant. Dmax = qq kbps.

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ch 1 – les couches basses

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RS 485

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ch 1 – les couches basses

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Ethernet

Introduction

Inventé par Xérox dans les années 70 puis normalisé en 83.

Norme IEEE 802.3

Topologie logique : Bus  à diffusion naturelle

Topologie physique : Bus, mais aussi étoile.

Débit : 10 Mbps théorique, mais plus faible dans la pratique à cause des collisions.

Codage : 10 MHz, Manchester Différentiel.

Évoltion vers les hauts débits avec fast ethernet et gigabit ethernet.

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Ethernet - Méthode d'accès

CSMA / CD : Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection.

Protocole :

Chaque machine qui veut émettre attend jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'émissions sur le bus.

Elle peut alors émettre : le message arrive à toutes les machines via le bus.

Si une autre machine émet en même temps : collision des deux messages. La pre-mière qui s'en aperçoit (car elle écoute ce qu'elle émet) émet un grondement de pro-testation (jam) pour en informer les autres.

Les 2 protagonistes attendent un temps aléatoire avant de réémettre.

Puisque l'émetteur doit se rendre compte de la collision il faut une longueur mini-mum de trame égale à 2 fois le nombre de bits transmis pendant le temps de propa-gation sur le plus grand réseau ethernet (2500 m) ; soit 64 octets.

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Ethernet - Description des trames :

Synchro @ destinataire @ source taille/typeprotocole

données CRC

8 octets

1010...1010

6 octets 6 octets 2 octets 38 min

1500 max

4 octets

Format des adresses :

les 3 premiers octets pour le n° de vendeur de l'interface sauf les 2 premiers bits : le premier bit : @ individuelle (0) ou d'un groupe de stations (1)

le deuxième bit : @ globale (0) ou locale (1)

les 3 autres bits : n° de l'interface attribuée par le vendeur, sauf FFFFFF, @ de diffusion globale.

Les adresses sont donc uniques.

Taille / type de protocole :

Taille des données si norme IEEE 802.3

Type de protocole transporté si Ethernet II (le plus répandu) : ex : 0800 pou IP.

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Ethernet - matériel

CâblageDénomination IEEE pour de la paire torsadée, du câble coaxial ou de la fibre optique :

débit, type de transmission, type de câble ou longueur max. ●Débit : en Mbps ●type de transmission : modulation large bande ou bande de base ●type de câble : T pour Twisted pair, F pour Fiber ou T4 pour 4 paires torsadées●Longueur max : longueur maximale en centaine de mètre entre 2 éléments actifs sur un câble coaxial.

Exemple : 100baseT ou 10base2

Connecteurs : RJ45, BNC, ST...

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Ethernet – Haut débitFast Ethernet

Dénomination : 100 base T (IEEE 802.14)

Topologie physique uniquement en étoile (Hub)

Méthode d'accès : CSMA/CD : débit réel » 40 à 60 Mbps

- 3 supports :

- Base TX : câble UTP catégorie 5 : seulement 2 fils utilisés sur les 8 d'une prise RJ45 : l'installation doit être minutieuse.

- Base T4 : moins contraignant car le débit est réparti sur les 4 paires torsadées d'un câble UTP catégorie 3. Réutilisation possible d'installations anciennes.

- Base Fx : Fibre optique. Utilisée pour raccorder des équipements distants.

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Fast ethernet (suite)

Optimisation du débit réel : Assuré par l'utilisation de concentrateurs commutés

(switched Hub). Deux techniques sont utilisées. La plus simple qui permet une

commutation de paquets très rapide s'appelle "cut through". Une trame qui arrive

sur le commutateur est dirigée directement sur le port destination dès le décodage

d'adresse effectué. L'autre technique appelée "store and forward" consiste à

recevoir entièrement la trame avant de la réémettre de façon à vérifier son intégrité et éviter ainsi de réémettre une trame erronée.

Les commutateurs actuels sont dits "at wire speed" c'est à dire qu'ils commutent à 100 Mbps soit 144000 trames par secondes et par port. Pour cela ils utilisent une commutation de type "Fragment free", c'est à dire "cut through" en général mais repassant en "store and forward" (donc plus lent) s'il y a trop d'erreurs.

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Fast Ethernet (suite)

La trame Fast Ethernet diffère un peu de la trame Ethernet. Le codage est de type 4B/5B comme

FDDI, c'est à dire que 5 bits codent uniquement 4 bits de données. On peut donc créer 4 symboles

J, K, R et T permettant de repérer le début et la fin d'une trame.

début deflux

Synchro début detrame

@destinataire

@source

type /longueur

données FCS fin de flux

JK...JK1 octet

7 octets1010...1010

1 octet 6 octets 6 octets 2 octets 46 min1500 max

4 octets RT..RT

Puisque le cable coaxial n'est pas utilisé, on peut émettre en full duplex : une paire de fils enémission et une paire en réception. Dans ce cas le contrôle de flux utilisé n'est plus CSMA/CD, mais

"backpressure flow control". Le récepteur informe la source que ses buffers sont pleins en

émettant une trame de congestion. C'est le noeud supérieur qui sert de tampon jusqu'à ce qu'il soit

saturé. Il émet alors à son tour une trame de congestion au nœud supérieur et ainsi de suite jusqu'à lasource. Il existe un protocole d'auto-négociation entre DTE (Data Terminal Equipment) et DCE(Data Control Equipment) afin de déterminer la compatibilité avec le mode Full Duplex.

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Gigabit Ethernet. (802.3z)

Mêmes rêgles que Fast Ethernet ;débit de 1 Gbps ;Si le contrôle de flux est "CSMA/CD-1/2 duplex" :

Trame minimum : 512 octets ;Longueur maximale du réseau : 200 m ;En 1000baseCX (les 4 paires torsadées du RJ45 sont utilisées) la distance max DTE/DCE est de 25m.

En full-duplex en revanche, on peut obtenir des distances de 5000m avec de la fibre monomode en 1000baseLX.

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Hub ou Switch

Hub

Appareil actif permettant de raccorder plusieurs machines en étoile. Simule un bus en répétant sur chaque port ce qui a été émis par une machine.

Switch

Comme un hub mais le switch ne répète la trame émise que sur les ports concernés. Plusieurs machines peuvent parler en même temps.Apprend la topologie du réseau ;Full duplex ;Protocole STP (Spanning Tree Protocol) permettant d'éviter les boucles dans le ré-seau en cas de maillage de plusieurs hubs ;Mécanisme de VLAN (Virtual LAN) permettant de simuler plusieurs LAN comme s'ils étaient séparés physiquement.

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Réseaux sans fils

Beaucoup de technologies sont nées ces dernières années. Elles sont le fruit de que-

relles entre les états, les opérateurs et les constructeurs. En fonction de la distance, elles pourront être rangées dans la famille des PAN, LAN ou MAN.

Mis à part les technologies à commutation de circuit (dérivée du téléphone comme le

GSM, GPRS ou l'UMTS) toutes partagent la bande passante entre tous les termi-

naux. La sécurité entre les terminaux est assurée par différents algorithmes de chif-frement tels que WEP. L'utilisation d'une clé de longueur supérieure à 128 bits est vivement recommandée.

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Réseaux sans fils

Les distances d'émission peuvent être augmentées par l'utilisation d'antennes direc-

tionnelles de gain plus important que les antennes isotropes.

Les débits typiques sont à diviser par 2 ou 3 en utilisation réelle. De plus, les débits

sont adaptés à la distance et diminuent en fonction de celle-ci.

Il faut remarquer aussi que les liaisons sans fils sont beaucoup sujettes aux inter-

férences. Ci dessous le diagramme d'émission d'un four à micro onde. La puissance

d'émission isotrope équivalente est de 1W dans la bande 2400 Mhz. La fréquence de résonance de l'eau se situe à 2450 Mhz (+/- 25 Mhz).

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Réseaux et systèmes embarqués

ch 1 – les couches basses

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Débit Distance Nb de noeuds Bande de fréquence Produitsexistants

802.11b (Wi-Fi)

802.11g

11 Mbps

20 à 54 Mbps

100 m 20 à 200 2,400 à 2,4835 GHz oui

802.11a Wlan 54 Mbps 100 m De 5150 à 5350 Mhz en 200 mW Oui

HiperLan 23,5 Mbps 5,15 à 5,3 GHz en FSK Oui enEurope

Bluetooth 720 kbps 10 m 2,45 Ghz (FSK) oui

HomeRF 2 (DECTamélioré + 802.11b)

De 1,6 Mbps à10 Mbps

50m 8 oui

DECT N x 64 kbps 100 à 300m

10 terminaux etjusqu'à 100 000utilisateurs / km2

1880-1900 Mhz (10 mW) oui

GSM 9,6 kbps 5 km d'uneborne

50 Mhz autour de 900 Mhz ou 1800Mhz

oui

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Débit Distance Nb denoeuds

Bande de fréquence Produitsexistants

HSCSD 57,6 kbps 5 km d'une borne 50 Mhz autour de 900 Mhzou 1800 Mhz

oui

GPRS 170 kbps 5 km d'une borne 50 Mhz autour de 900 Mhzou 1800 Mhz

oui

UMTS De 384 kbps à 2 Mbpsselon les zones et lavitesse de déplacement

5 km d'une borne 256 1920-1980 MHz et 2110-2170 MHz

non

Boucle LocaleRadio version 1

2 Mbps 4 km 8 / hub PMP/MMDS (1,9 GHz, 3,5GHz, 10,5 GHz, 26 GHz)

LMDS (26 GHz, 28 GHz,31 GHz, 40 GHz)

oui

802.16a et 802.16b(WMAN ou BoucleLocale Radio)

4 x 14 Mbps 20 km 30 / hub 3,4 à 3,6 Ghz à 2 W ouquelques bandes au delà de10 Ghz

oui

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WIFI ou RLANFréquences : 14 canaux de 5 MHz sont disponibles dans la bande des 2400-

24835 MHz. En pratique seuls 3 canaux sont utilisés : 1, 6 et 11, car un

canal a besoin d'un bande passante de 25 MHz pour fonctionner. Ceci évite les chevauchements :

Réseaux et systèmes embarqués

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WIFI ou RLAN

Puisque 3 canaux seulement sont utilisables, il faut faire attention à leur affectation

lorsque plusieurs réseaux Wifi distincts sont adjacents. Le déploiement est assez

aisé dans le plan comme le montre la figure. Il est par contre difficile dans le cas de bâtiments à plusieurs étages.

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WIFI ou RLAN

Aux US et au Japon et normalement en Europe, la totalité de la bande est utilisable

(peu ou prou) avec une puissance de 100mW. En France la bande entière est utilisable

avec une puissance de 10 mW. Elle peut cependant être de 100 mW dans la bande

2,4465 à 2,4835 Ghz soit les canaux 10 et 13 réellement exploitables (avec un peu de chevauchement cependant). Toute émission en extérieur doit faire l'objet d'une de-

mande préalable à l' Autorité de Régulation des Télécommunications (ART).

L'adressage local est le même que pour Ethernet et se fait avec des adresses de type MAC.

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L'accès au média

Celui-ci se fait par la méthode de CSMA-CA :

Une station a le droit d'émettre si elle n'entend rien sur le canal (pas de détection de por-teuse). Si le canal est occupé, les machines voulant émettre doivent attendre la fin de l'émission puis attendre un temps aléatoire (0<ta<Tmax)Au bout de ce temps aléatoire, si le canal est de nouveau occupé alors on attend de nou-veau.Il se peut qu'il y ait des collisions ; dans le cas où il y en a trop, Tmax est doublé.

Pour l'accès à un réseau local câblé, on utilise un point d'accès (PA). Ce dernier permet de

raccorder l'infrastructure du LAN de l'entreprise au RLAN. Ce mode s'appelle le mode infra­structure. Dans le cas où il n'y a pas de point d'accès le mode s'appelle ad­hoc.

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Problème de la station cachée

Soit 2 stations A et B qui ne peuvent s'entendre car trop éloignées, mais elles peuvent dialo-

guer avec le PA. Il existe alors un autre protocole d'accès. Le PA se rend compte des colli-sions (par un seuil à fixer à la configuration du PA) et informe du passage dans ce mode. B qui veut parler envoie alors une trame RTS (request to send). Le PA renvoie une trame CTS (clear to send) à tout le réseau, autorisant la station B à émettre. Tout le réseau se tait alors, sauf B qui envoie ses données. Le PA acquitte les données de B par une trame d'acquittement.

Réseaux et systèmes embarqués

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Identification: L'accès au PA se fait, à la connexion de la station, par échange du SSID (Ser­vice Set Identitiy ) en clair, qui est une chaîne de caractères identifiant le PA. Une liste d'accès basée sur les adresses MAC peut aussi être installée sur le PA.

Chiffrement: il se fait grâce au mécanisme WEP (Wired Encryption Privacy) sur 64 bit (54 utiles) ou 128 bits (112 utiles). Ce mécanisme est basé sur RC4, chiffrement à partage de clé secrète avec laquelle il faut configurer les PA et les stations. Ce dernier n'est pas répu-té pour être fiable, et on s'achemine vers la norme 802.11i (WPA2) qui sera plus fiable.

Déplacement (roaming) : rendre le déplacement (à faible vitesse) possible sans interruption

du service en passant d'un PA à un autre. Ce service repose sur le mécanisme du handover : le terminal mesure les différences de puissance entre les différents PA joignables, puis se déconnecte et se reconnecte automatiquement au PA le plus adéquat. Ceci est géré par la norme 802.11f.

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Réseaux locaux industriels

Contraintes différentes d'un RLE : haute disponibilité, temps réel.

L'adressage se fait surtout en fonction des variables circulant sur le réseau. Les relations sont

du type producteur / consommateur, le tout géré par un maître.

Le bus HP-IB (Hewlett Packard Interface Bus)

Connu aussi sous le nom de GP-IB ou IEEE 488. Conçu par Hewlett Packard pour interfacer un ordinateur à des instruments. Ressemble au bus interne d'un ordinateur : 8 fils de données, 8 fils de contrôle. Débit de 500 kbps, longueur maximale entre appareils de 20m avec un maximum de 15 appareils. C'est une architecture maître / esclave où un appareil ne peut « parler » qu'après l'accepta-tion de sa requête par le maître. Un fil est maintenu à l'état actif pendant toute la transmis-sion.

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Le bus CAN (Controller Area Network )

Utilisé dans les réseaux embarqués car plus fiable qu' ethernet.

Inventé par Bosh pour l'automobile.

Débit de 1Mbps, trames de 8 octets au maximum, longueur maxi de 40m. Le débit décroit

si la longueur augmente.Media : paire torsadée, fibre, infrarouge. Méthode d'accès au média : CSMA / CA : collision avoidance. CSMA / CA : 1 bit permet de couvrir la capacité du réseau. Les liaisons sont du type « wi-red-AND ». Si une machine A émet 001 et une machine B émet 011, on retrouve sur le ré-seau 001. B ne lit pas sur le réseau ce qu'il a émit et arrête donc d'émettre. A n' est pas per-turbé et continu à émettre. Ceci rend CSMA/CA plus efficace que CSMA/CD d'ethernet. Contrairement à ce dernier, le débit d'un réseau CAN ne s'écroule pas si le nombre de connexions augmente.

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MODBUS / JBUS

Protocole souvent présent sur les automates industriels (API).Protocole souvent transporté par des liaisons série.

Ce protocole est un protocole de dialogue créant une structure hiérarchisée (un maître et plusieurs esclaves).Ce protocole permet d’interroger depuis le maître, un ou plusieurs esclaves intelligents.Une liaison multipoint relie entre eux maître et esclaves (ex : RS 485).Deux types de dialogue sont possibles entre maître et esclaves :

– le maître parle à un esclave et attend sa réponse,– le maître parle à l’ensemble des esclaves sans attendre de réponse (principe de la dif-fusion générale).

Le numéro d'esclave varie de 1 à 31 et le numéro 0 est réservé pour la diffusion.