RES401 - Comprendre les Réseaux

• RES401 - Comprendre les Réseaux
  • Contenu du Module
  • Présentation des Réseaux
  • Classification des Réseaux
    • Classification par Mode de Transmission
    • Classification par Topologie
      • La Topologie Physique
      • La Topologie en Ligne
      • La Topologie en Bus
      • La Topologie en Étoile
      • La Topologie en Anneau
      • La Topologie en Arbre
      • La Topologie Maillée
    • Classification par Étendue
    • Les Types de LAN
      • Réseau à Serveur Dédié
      • Réseau Poste-à-Poste
  • Le Modèle Client/Serveur
  • Modèles de Communication
    • Le modèle OSI
      • Les Couches
      • Les Protocoles
      • Les Interfaces
      • Protocol Data Units
      • Encapsulation et Désencapsulation
    • Spécification NDIS et le Modèle ODI
    • Le modèle TCP/IP
  • Les Raccordements
    • Les Modes de Transmission
    • Les Câbles
      • Le Câble Coaxial
      • Le Câble Paire Torsadée
      • Catégories de Blindage
      • La Prise RJ45
      • Channel Link et Basic Link
      • La Fibre Optique
    • Les Réseaux sans Fils
    • Le Courant Porteur en Ligne
  • Technologies
    • Ethernet
    • Token-Ring
  • Périphériques Réseaux Spéciaux
    • Les Concentrateurs
    • Les Répéteurs
    • Les Ponts
      • Le Pont de Base
      • Le Pont en Cascade
      • Le Pont en Dorsale
    • Les Commutateurs
    • Les Routeurs
    • Les Passerelles

La définition d'un réseau peut être résumé ainsi :

• un ensemble d'Equipements (systèmes et périphériques) communiquant entre eux,
• une entité destinée au transport de données dans différents environnements.

Pour que la communication soit efficace, elle doit respecter les critères suivants :

• présenter des informations compréhensibles par tous les participants,
• être compatible avec un maximum d'interlocuteurs différents (dans le cas d'un réseau, les interlocuteurs sont des équipements : imprimantes, ordinateurs, clients, serveurs, téléphones…),
• si l'interlocuteur n'est pas disponible, les informations ne doivent pas se perdre,
• permettre une réduction des coûts (par ex. interconnexion à bas coût),
• permettre une productivité accrue (par ex. interconnexion à haut débit),
• être sécurisée si les informations à transmettre sont dites sensibles,
• garantir l'unicité et de l'universalité de l'accès à l'information.

On peut distinguer deux familles d'Equipements - les Eléments Passifs et les Eléments Actifs.

Les Eléments Passifs transmettent le signal d'un point à un autre :

• Les Infrastructures ou Supports - des câbles, de l'atmosphère ou des fibres optiques permettant de relier physiquement des équipements,
• La Topologie - l'architecture d'un réseau définissant les connexions entre les Equipements et, éventuellement, la hiérarchie entre eux.

Les Eléments Actifs sont des équipements qui consomment de l'énergie en traitant ou en interprétant le signal. Les Equipements sont classés selon leurs fonctions :

• Equipement de Distribution Interne au Réseau - Répartiteur (Hub, Switch, Commutateur etc.), Borne d'accès (Hotspot), Convertisseur de signal (Transciever), Amplificateur (Répéteur) …,
• Equipement d'Interconnexion de Réseaux - Routeurs, Ponts …,
• Nœuds et Interfaces Réseaux - postes informatiques, équipements en réseau ….

Un Nœud est une extrémité de connexion qui peut être une intersection de plusieurs connexions ou de plusieurs Equipements.

Une Interface Réseau est une prise ou élément d'un Equipement Actif faisant la connexion vers d'autres Equipements réseaux et qui reçoit et émet des données.

Tous les Equipements connectés au même support doivent respecter un ensemble de règles appelé une Protocole de Communication.

Les Protocoles de Communication définissent de façon formelle et interopérable la manière dont les informations sont échangées entre les Equipements.

Des Logiciels, dédiés à la gestion de ces Protocoles de Communication, sont installés sur des Equipements d'Interconnexion afin de fournir des fonctions de contrôle permettant une communication entre les Equipements.

Se basant sur des Protocoles de Communication, des Services fournissent des fonctionnalités accessibles aux utilisateurs ou d'autres programmes.

L'ensemble des Equipements, Logiciels et Protocoles de Communication constitue l'Architecture Réseau.

Les réseaux peuvent être classifiés de trois façon différentes :

• par Mode de Transmission,
• par Topologie,
• par Étendue.

Il existe deux Classes de réseaux dans cette classification :

• les Réseaux en Mode de Diffusion,
  • utilise un seul support de transmission,
  • le message est envoyé sur tout le réseau à l'adresse d'un destinataire,

• les Réseaux en Mode Point à Point,
  • une seule liaison entre deux équipements,
  • les nœuds permettent de choisir la route en fonction de l'adresse du destinataire,
  • quand deux nœuds non directement connectés entre eux veulent communiquer ils le font par l'intermédiaire des autres noeuds du réseau.

Il existe 6 topologies physiques de réseau :

• La Topologie en Ligne,
• La Topologie en Bus,
• La Topologie en Etoile,
• La Topologie en Anneau,
• La Topologie en Arbre,
• La Topologie Maillée.

Tous les nœuds sont connectés à un seul support. L'inconvénient de cette topologie est que dans le cas d'une défaillance d'une station, le réseau se trouve coupé en deux sous-réseaux.

Tous les nœuds sont connectés à un seul support (un câble BNC en T) avec des bouchons à chaque extrémité. La longueur du bus est limitée à 185m. Le nombre de stations de travail est limité à 30. Les Stations sont reliées au Bus par des 'T'. Les bouchons sont des terminateurs qui sont des résistances de 50 Ohms. Quand le support tombe en panne, le réseau ne fonctionne plus. Quand une station tombe en panne, elle ne perturbe pas le fonctionnement de l'ensemble du réseau. Les Stations étant reliés à un suel support, ce type de topologie necessite un Protocole d'Accès pour gérer le tour de parole des Stations afin d'éviter des conflits.

Chaque nœud est connecté à un périphérique central appelé un Hub (Concentrateur) ou un Switch (Commutateur). Un Hub ou un Switch est prévu pour 4, 8, 16, 32 … stations. En cas d'un réseau d'un plus grand nombre de stations, plusieurs Hubs ou Switches sont connectés ensemble. Quand une station tombe en panne, elle ne perturbe pas le fonctionnement de l'ensemble du réseau. Le point faible de cette topologie est l'équipement central.

Chaque nœud est relié directement à ses deux voisins dans une topologie logique de cercle ininterrompu et une topologie physique en étoile car les stations sont reliées à un type de hub spécial, appelé un Multistation Access Unit (MAU).

Les stations sont reliées à la MAU par un câble 'IBM' munie d'une prise AUI du côté de la carte et une prise Hermaphrodite du coté de la MAU. Les données sont échangées dans un sens unidirectionnel. Une trame, appelée un jeton, circule en permanence. Si l'anneau est brisé, l'ensemble du réseau s'arrête. Pour cette raison, il est courant de voir deux anneaux contre-rotatifs.

La Topologie en Arbre est utilisée dans un réseau hierarchique où le sommet, aussi appelé la racine, est connecté à plusieurs noeuds de niveau inférieur. Ces neouds peuvent à leur tour être connectés à d'autres noeuds inférieurs. L'ensemble forme une arborescence. Le point faible de cette topologie est sa racine. En cas de défaillance, le réseau est coupé en deux.

Cette Topologie est utilisée pour des grands réseaux de distribution tels Internet ou le WIFI. Chaque noeud à tous les autres via des liaisons point à point. Le nombre de liaisons devient très rapidement important en cas d'un grand nombre de noeuds. Par exemple dans le cas de 100 Stations (N), le nombre de liaisons est obtenu par la formule suivante :

N(N-1)/2 = 100(100-1)/2 = 4 950

La classification par étendue nous fournit 4 réseaux principaux :

Cependant, d'autres classification existent :

Il existe deux types de LAN :

• le réseau à serveur dédié,
• le réseau poste à poste.

Le réseau à serveur dédié est caractérisé par le fait que toutes les ressources ( imprimantes, applications, lecteurs etc. ) sont gérées par le serveur. Les autres micro-ordinateurs ne jouent le rôle de client.

Des exemples des systèmes d'exploitation du réseau à serveur dédié sont :

• Windows NT Server,
• Windows 2000 Server,
• Windows 2003 Server,
• Windows 2008 Server,
• Linux,
• Unix.

Le réseau poste à poste est caractérisé par le fait que tous les ordinateurs peuvent jouer le rôle de client et de serveur :

• Windows 95,
• Windows 98,
• Windows NT Workstation.

Le modèle Client/Serveur est une des modalités des architectures informatiques distribuées. Dans ce modèle un serveur est tout Logiciel fournissant un Service.

Le serveur est aussi :

• passif, c'est-à-dire en attente permenante d'une demande, appelée une requête d'un client,
• capable de traiter plusieurs requêtes simultanément en utilisant le multi-threading,
• garant de l'intégrité globale.

Le client est, par contre actif, étant à l'origine des requêtes.

Il existe trois types de modèle client/serveur :

• Plat - tous les clients communiques avec un seul serveur,
• Hiérarchique - les clients n'ont de contact qu'avec les serveurs de plus haut niveau qu'eux,
• Peer-to-Peer - les équipements sont à la fois client et serveur en même temps.

Les réseaux sont bâtis sur des technologies et des modèles. Le modèle théorique le plus important est le modèle Open System Interconnection créé par l'International Organization for Standardization tandis que le modèle pratique le plus important est le modèle TCP/IP.

Le modèle OSI qui a été proposé par l'ISO est devenu le standard en termes de modèle pour décrire l'échange de données entre ordinateurs. Cette norme se repose sur sept couches, de la une - la Couche Physique, à la sept - la Couche d'Application, appelés des services. La communication entre les différentes couches est synchronisée entre le poste émetteur et le poste récepteur grâce à ce que l'on appelle un protocole.

Ce modèle repose sur trois termes :

• Les Couches,
• Les Protocoles,
• Les Interfaces.

Des sept couches :

• Les couches 1 à 3 sont les Couches Basses orientées Transmission,
• La couche 4 est la Couche Charnière entre les Couches Basses et les Couches Hautes,
• Les couches 5 à 7 sont les Couches Hautes orientées Traitement.

La couche du même niveau du système A parle avec son homologue du système B.

• La Couche Physique ( Couche 1 ) est responsable :
  • du transfert de données binaires sur le câble physique ou virtuel
  • de la définition de tout aspect physique allant du connecteur jusqu'au câble en passant par la carte réseau, y compris l'organisation même du réseau
  • de la définition des tensions électriques sur le câble pour obtenir le 0 et le 1 binaires

• La Couche de Liaison ( Couche 2 ) est responsable :
  • de la réception des données de la couche physique
  • de l'organisation des données en fragments, appelés des trames qui ont un format différent selon s'il s'agit d'un réseau basé sur la technologie Ethernet ou la technologie Token-Ring
  • de la préparation, émission et réception des trames
  • de la gestion de l'accès au réseau
  • de la communication nœud à nœud
  • de la gestion des erreurs
    • avant la transmission, le nœud émetteur calcule un code appelé un CRC et l'incorpore dans les données envoyées
    • le nœud récepteur recalcule un CRC en fonction du contenu de la trame reçue et le compare à celui incorporé avec l'envoi
    • en cas de deux CRC identique, le nœud récepteur envoie un accusé de réception au nœud émetteur
  • de la réception de l'accusé de réception
  • éventuellement de le ré-émission des données
  • En prenant ce modèle, l'IEEE ( Institute of Electrical and Eletronics Engineers ) l'a étendu avec le Modèle IEEE ( 802 ).
    • Dans ce modèle la Couche de Liaison est divisée en deux sous-couches importantes :
      • La Sous-Couche LLC ( Logical Link Control ) qui :
        • gère les accusés de réception
        • gère le flux de trames
      • La Sous-Couche MAC ( Media Access Control ) qui :
        • gère la méthode d'accès au réseau
        • le CSMA/CD dans un réseau basé sur la technologie Ethernet
        • l'accès au jeton dans un réseau basé sur la technologie Token-Ring
        • gère les erreurs

• La Couche de Réseau ( Couche 3 ) est responsable de la gestion de la bonne distribution des différentes informations aux bonnes adresses en :
  • identifiant le chemin à emprunter d'un nœud donné à un autre
  • appliquant une conversion des adresses logiques ( des noms ) en adresses physiques
  • ajoutant des information adressage aux envois
  • détectant des paquets trop volumineux avant l'envoi et en les divisant en trames de données de tailles autorisées

• La Couche de Transport ( Couche 4 ) est responsable de veiller à ce que les données soient envoyées correctement en :
  • constituant des paquets de données corrects
  • les envoyant dans le bon ordre
  • vérifiant que les données sont traités dans le même ordre que l'ordre d'émission
  • permettant à un processus sur un nœud de communiquer avec un autre nœud et d'échanger des messages avec lui

• La Couche de Session ( Couche 5 ) est responsable :
  • de l'établissement, du maintien, et de la mise à fin de la communication entre deux noeuds distants, c'est-à-dire, de la session
  • de la conversation entre deux processus de vérification de la réception des messages envoyés en séquences, c'est-à-dire, le point de contrôle

• de la sécurité lors de l'ouverture de la session, c'est-à-dire, les droits d'utilisateurs etc.

• La Couche de Présentation ( Couche 6 ) est responsable :
  • du formatage et de la mise en forme des données
  • des conversions de données telles le cryptage/décryptage

• La Couche d'Application ( Couche 7 ) est responsable :
  • du dialogue homme/machine via des messages affichés
  • du partage des ressources
  • de la messagerie

Un protocole est un langage commun utilisé par dexu entités en communication pour pouvoir se comprendre. La nature du Protocole dépends directement de la nature de la communication. Cette bature dépend du paradigme de communication que l'application nécessite. Le paradigme est un modèle abstrait d'un problème ou d'une situation. Dans le paradigme de la diffusion, l'émetteur envoie dans informations au récepteur sans se soucier de ce que le récepteur va en faire. C'est la responsabilité du récepteur de comprendre et d'utiliser les informations.

Chaque couche rend des services à la couche immédiatement supérieure et utilise les services de la couche immédiatement inférieure. L'ensemble des services s'appelle une Interface. Les services sont composés de Service Data Units et sont disponibles par un Sservice Access Point.

L'Unité de Données ou Protocol Data Unit pour chaque couche comporte un nom spécifique :

• Application Protocol Data Units pour la couche Application,
• Présentation Protocol Data Units pour la couche Présentation,
• Session Protocol Data Units pour la couche Session,
• Transport Protocol Data Units pour la couche Transport.

Or, pour les Couches Basses on parle de :

• Paquets pour la couche Réseau,
• Trames pour la couche Liaison,
• Bits pouyr la couche Physique.

Lorque les données sont communiqueés par le système A au système B, celles-ci commencent au niveau de la couche d'Application. Le couche d'Application ajoute une en-tête à l'unité de données qui contient des informations de contrôle du protocole. Au passage de chaque couche, celle-ci ajoute sa propre en-tête. De cette façon, lors de sa descente vers la couche physique, les données et l'entête de la couche supérieure sont encapulsulées :

Lors de son voyage de la couche Physique vers la couche Application dans le système B, les en-têtes sont supprimées par chaque couche correspondante. On parle alors de désencapsulation :

La spécification NDIS ( Network Driver Interface Specification ) a été introduite conjointement par les sociétés Microsoft et 3Com. Cette spécification ainsi que son homologue, le modèle ODI ( Open Datalink Interface ) introduit conjointement par les sociétés Novell et Apple à la même époque, définit des standards pour les pilotes de cartes réseau afin qu'ils puissent être indépendants des protocoles utilisées et les systèmes d'exploitation sur les machines. Des deux 'standards', la spécification NDIS est le plus répandu, intervenant a niveau de la sous-couche MAC et l a couche de liaison. Elle spécifie :

• l'interface pilote-matériel
• l'interface pilote-protocole
• l'interface pilote - système d'exploitation

La suite des protocoles TCP/IP ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol ) est issu de la DOD ( Dept. Américain de la Défense ) et le travail de l'ARPA ( Advanced Research Project Agency ).

• La suite des protocoles TCP/IP
  • a été introduite en 1974
  • a été utilisée dans l'ARPAnet en 1975
  • permet la communication entre des réseaux à base de systèmes d'exploitation, architectures et technologies différents
  • est très proche du modèle OSI en termes d'architecture et se place au niveau de la couche d'Application jusqu'à la couche Réseau.
  • est, en réalité, une suite de protocoles et de services :
    • IP ( Internet Protocol )
      • le protocole IP s'intègre dans la couche Réseau du modèle OSI en assurant la communication entre les systèmes. Bien qu'il puisse découper des messages en fragments ou datagrammes et les reconstituer dans le bon ordre à l'arrivée, il ne garantit pas la réception.
    • ICMP ( Internet Control Message Protocol )
      • le protocole ICMP produit des messages de contrôle aidant à synchroniser le réseau. Un exemple de ceci est la commande ping.
    • TCP ( Transmission Control Protocol )
      • le protocole TCP se trouve au niveau de la couche de Transport du modèle OSI et s'occupe de la transmission des données entre noeuds.
    • UDP ( User Datagram Protocol )
      • le protocole UDP n'est pas orienté connexion. Il est utilisé pour la transmission rapide de messages entre nœuds sans garantir leur acheminement.
    • Telnet
      • le protocole Telnet est utilisé pour établir une connexion de terminal à distance. Il se trouve dans la couche d'Application du modèle OSI.
    • Ftp ( File Transfer Protocol )
      • le protocole ftp est utilisé pour le transfert de fichiers. Il se trouve dans la couche d'Application du modèle OSI.
    • SMTP ( Simple Message Transfer Protocol )
      • le service SMTP est utilisé pour le transfert de courrier électronique. Il se trouve dans la couche d'Application du modèle OSI.
    • DNS ( Domain Name Service )
      • le service DNS est utilisé pour le résolution de noms en adresses IP. Il se trouve dans la couche d'Application du modèle OSI.
    • SNMP ( Simple Network Management Protocol )
      • le protocole SNMP est composé d'un agent et un gestionnaire. L'agent SNMP collecte des informations sur les périphériques, les configurations et les performances tandis que le gestionnaire SNMP reçois ses informations et réagit en conséquence.
    • NFS ( Network File System )
      • le NFS a été mis au point par Sun Microsystems
      • le NFS génère un lien virtuel entre les lecteurs et les disques durs permettant de monter dans un disque virtuel local un disque distant
    • et aussi POP3, NNTP, IMAP etc …

Le modèle TCP/IP est composé de 4 couches :

• La couche d'Accès Réseau
  • Cette couche spécifie la forme sous laquelle les données doivent être acheminées, quelque soit le type de réseau utilisé.
• La couche Internet
  • Cette couche est chargée de fournir le paquet de données.
• La couche de Transport
  • Cette couche assure l'acheminement des données et se charge des mécanismes permettant de connaître l'état de la transmission.
• La couche d'Application
  • Cette couche englobe les applications standards de réseau telles ftp, telnet, ssh, etc..

Les noms des Unités de Données sont différents selon le protocole utilisé et la couche du modèle TCP/IP :

On peut distinguer 3 modes de transmission :

• La Liaison Simplex,
  • Les données ne circulent que dans un seul sens de l'émetteur ver le récepteur,
  • La liaison nécessite deux canaux de transmissions,
• La Liaison Half-Duplex aussi appelée la Liaison à l'Alternat ou encore la Liaison Semi-Duplex,
  • Les données circulent dans un sens ou l'autre mais jamais dans les deux sens en même temps. Chaque extrémité émet donc à son tour,
  • La liaison permet d'avoir une liaison bi-directionnelle qui utilise la totalité de la banse passante,
• La Liaison Full-Duplex dans les deux sens en même temps. Chaque extrémité peut émettre et recevoir simultanément,
  • La liaison est caractérisée par une bande passante divisée par deux pour chaque sens des émissions.

En partant de l'extérieur, le câble coaxial est composé :

• d'une Gaine en caoutchouc, PVC ou Téflon pour protéger le câble,
• d'un Blindage en métal pour diminuer le bruit du aux parasites,
• d'un Isolant (diélectrique) pour éviter le contact entre le blindage et l'âme et ainsi éviter des courts-circuits,
• d'un Âme en cuivre ou torsadés pour transporter les données.

Avantages :

• Peux coûteux,
• Facilement manipulable,
• Peut être utilisé pour de longues distances,
• A un débit de 10 Mbit/s dans un LAN et 100 Mbit/s dans un WAN.

Inconvénients :

• Fragile,
• Instable,
• Vulnérable aux interférences,
• Half-Duplex.

Ce câble existe sous deux formes selon son utilisation :

• Monobrin pour du câblage horizontal (Capillaire),
  • chaque fil est composé d'un seul conducteur en cuivre,
  • la distance ne doit pas dépassée 90m.

• Multibrin pour des cordons de brassage :
  • chaque fil est composé de plusieurs brins en cuivre,
  • câble souple.

Avantages :

• Un débit de 10 Mbit/s à 10 GBit/s,
• A une bande passante plus large,
• Pas d'interruption par coupure du câble,
• Permet le câblage universel (téléphonie, fax, données …),
• Full-Duplex.

Inconvénients :

• Nombre de câbles > câble coaxial,
• Plus cher,
• Plus encombrant dans les gaines techniques.

Il existe trois catagories de blindage :

• Twisted ou Torsadé,
• Foiled ou Entouré,
• Shielded ou Avec Ecran.

De ce fait, il existe 5 catagories de câbles Paire Torsadée :

Nom anglais ^ Appelation Ancienne ^ Nouvelle Appelation ^

Ces catégories donnent lieu à des Classes :

Une prise RJ45 comporte 8 broches. Un câble peut être droit quand la broche 1 d'une extremité est connectée à la broche 1 de la prise RJ45 à l'autre extrémité, la broche 2 d'une extremité est connectée à la broche 2 de la prise RJ45 à l'autre extrémité et ainsi de suite ou bien croisé quand le brochage est inversé.

Les câbles croisés sont utilisés lors du branchement de deux équipements identiques (PC à PC, Hub à Hub, Routeur à Routeur).

Le Channel Link ou Canal est l'ensemble du Basic Link ou Lien de base et les cordons de brassage et de raccordement des équipements qui sont limités en distance à 10m.

Le Basic Link est le lien entre la prise RJ45 murale et la baie de brassage. Il est limité à 90m en classe 5D.

La Fibre Optique est un fil de Silice permettant le transfert de la lumière. De ce fait elle est caractérisée par :

• des meilleures performances que le cuivre,
• de plus de communications simultanément,
• de la capacité de relier de plus grandes distances,
• une insensibilité aux perturbations,
• une résistance à la corrosion.

Qui plus est, elle ne produit aucune perturbation.

Elle est composée :

• d'un coeur de 10, de 50/125 ou de 62.50 micron,
• d'une gaine de 125 micron,
• d'une protection de 230 micron.

Il existe deux types de fibres, la Fibre Monomode et la Fibre Multimodes.

La Fibre Monomode :

• a un coeur de 8 à 10 Microns,
• est divisée en sous-catégories de distance,
  • 10 Km,
  • 15 Km,
  • 20 Km,
  • 50 Km,
  • 80 Km,
  • 100 Km.

La Fibre Multimode :

• a un coeur de 62,50 micron ou de 50/125 micron avec une gaine orange,
• permet plusieurs trajets lumineux appelés modes en même temps en Full Duplex,
• est utilisée pour de bas débits ou de courtes distances,
  • 2 Km pour 100 Mbit/s,
  • 500 m pour 1 Gbit/s.

Les réseaux sans fils sans basés sur une liaison qui utilise des ondes radio-électriques (radio et infra-rouges).

Il existe des technologies différentes en fonction de la fréquence utilisée et de la portée des transmissions :

• Réseaux Personnels sans Fils - Bluetooth, HomeRF,
• Réseaux Locaux sans Fils - LiFI, WiFI,
• Réseaux Métropolitains sans Fil - wImax,
• Réseaux Etendus sans Fils - GSM, GPRS, UMTS.

Les principales ondes utilisées pour la transmission des données sont :

• Ondes GSM - Ondes Hertziennes repeosant sur des micro-ondes à basse fréquence avec une portée d'une dizaine de kilomètres,
• Ondes Wi-Fi - Ondes Hertziennes reposant sur des micro-ondes à haute fréquence avec une portée de 20 à 50 mètres,
• Ondes Satellitaires - Ondes Hertziennes longues portées.

Le CPL utilise le réseau électrique domestique, le réseau moyenne et basse tension pour transmettre des informations numériques.

Le CPL superpose un signal à plus haute fréquence au signal électrique.

Seuls donc, les fils conducteurs transportent les signaux CPL.

Le coupleur intégré en entrée des boîtiers CPL élimine les composants basses fréquences pour isoler le signal CPL.

Le CPL utilise la phase électrique et le neutre. De ce fait, une installation triphasée fournit 3 réseaux CPL différents.

Le signal CPL ne s'arrête pas necéssairement aux limites de l'installation électrique. En effet en cas de compteurs non-numériques le signal les traversent.

Les normes CPL sont :

Il existe plusieurs technologies de réseau :

• Ethernet,
• Token-Ring,
• ARCnet,
• etc..

Nous détaillerons ici les deux technologies les plus répandues, à savoir Ethernet et Token-Ring.

La technologie Ethernet se repose sur :

• une topologie logique de bus,
• une topologie physique de bus ou étoile.

L'accès au bus utilise le CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (Accès Multiple à Détection de Porteuse / Détection de Collisions).

Il faut noter que :

• les données sont transmises à chaque nœud - c'est la méthode d'accès multiple,
• chaque nœud qui veut émettre écoute le réseau - c'est la détection de porteuse,
• quand le réseau est silencieux une trame est émise dans laquelle se trouvent les données ainsi que l'adresse du destinataire,
• le système est dit donc aléatoire ou non-déterministe,
• quand deux nœuds émettent en même temps, il y a collision de données,
• les deux nœuds vont donc cesser d'émettre, se mettant en attente jusqu'à ce qu'ils commencent à émettre de nouveau.

La technologie Token-Ring se repose sur :

• une topologie logique en anneau,
• une topologie physique en étoile.

Token-Ring se traduit par Anneau à Jeton. Il n'est pas aussi répandu que l'Ethernet pour des raisons de coûts. En effet le rajout d'un nœud en Token-Ring peut coûter jusqu'à 4 fois plus cher qu'en Ethernet.

Il faut noter que :

• les données sont transmises dans le réseau par un système appelé méthode de passage de jeton,
• le jeton est une trame numérique vide de données qui tourne en permanence dans l'anneau,
• quand un nœud souhaite émettre, il saisit le jeton, y dépose des données avec l'adresse du destinataire et ensuite laisse poursuivre son chemin jusqu'à sa destination,
• pendant son voyage, aucun autre nœud ne peut émettre,
• une fois arrivé à sa destination, le jeton dépose ses données et retourne à l'émetteur pour confirmer la livraison,
• ce système est appelé déterministe.

L'intérêt de la technologie Token-Ring se trouve dans le fait :

• qu'il évite des collisions,
• qu'il est possible de déterminer avec exactitude le temps que prenne l'acheminement des données.

La technologie Token-Ring est donc idéale, voire obligatoire, dans des installations où chaque nœud doit disposer d'une opportunité à intervalle fixe d'émettre des données.

En plus du câblage, les périphériques de réseau spéciaux sont des éléments primordiaux tant au niveau de la topologie physique que la topologie logique.

Les périphériques de réseau spéciaux sont :

• les Concentrateurs ou Hubs,
• les Répéteurs ou Repeaters,
• les Ponts ou Bridges,
• les Commutateurs ou Switches,
• les Routeurs ou Routers,
• les Passerelles ou Gateways.

L'objectif ici est de vous permettre de comprendre le rôle de chaque périphérique.

Les Concentrateurs permettent une connectivité entre les nœuds en topologie en étoile. Selon leur configuration, la topologie logique peut être en étoile, en bus ou en anneau. Il existe de multiples types de Concentrateurs allant du plus simple au Concentrateur intelligent.

• Le Concentrateur Simple
  • est une boîte de raccordement centrale,
  • joue le rôle de récepteur et du réémetteur des signaux sans accélération ni gestion de ceux-ci,
  • est un périphérique utilisé pour des groupes de travail.

• Le Concentrateur Évolué
  • est un Concentrateur simple qui offre en plus l'amplification des signaux, la gestion du type de topologie logique grâce à des capacités d'être configurés à l'aide d'un logiciel ainsi que l'homogénéisation du réseau en offrant des ports pour un câblage différent. Par exemple, 8 ports en paire torsadée non-blindée et un port BNC.

• Le Concentrateur Intelligent
  • est un Concentrateur évolué qui offre en plus la détection automatique des pannes, la connectique avec un Pont ou un Routeur ainsi que le diagnostic et la génération de rapports.

Un Répéteur est un périphérique réseau simple. Il est utilisé pour amplifier le signal quand :

• la longueur du câble dépasse la limite autorisée,
• le câble passe par une zone ou les interférences sont importantes.

Éventuellement, et uniquement dans le cas où le Répéteur serait muni d'une telle fonction, celui-ci peut être utiliser pour connecter deux réseaux ayant un câblage différent.

Un Pont est Répéteur intelligent. Outre sa capacité d'amplifier les signaux, le Pont analyse le trafic qui passe par lui et met à jour une liste d'adresses des cartes réseau, appelée une table de routage, n'autorisant que les transmissions destinées à d'autres segments du réseau.

Les diffusions sont néanmoins autorisées.

Comme un Pont doit être intelligent, on utilise souvent un micro-ordinateur comme Pont. Forcément équipé de 2 cartes réseau, le Pont peut également jouer le rôle de serveur de fichiers.

Le Pont sert donc à isoler des segments du réseau pour des raisons de :

• sécurité afin d'éviter à ce que des données sensibles soient propagées sur tout le réseau,
• performance afin qu'une partie du réseau trop chargée ralentisse le réseau entier,
• fiabilité afin par exemple qu'une carte en panne ne gène pas le reste du réseau avec une diffusion.

Il existe trois types de configuration de Ponts

Le Pont de Base est utilisé très rarement pour isoler deux segments.

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Le Pont en Cascade est à éviter car les données en provenance d'un segment doivent passer par plusieurs Ponts. Ceci a pour conséquence de ralentir la transmission des données, voire même de créer un trafic superflu en cas de rémission par le nœud

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Le Pont en Dorsale coûte plus chère que la configuration précédente car il faut un nombre de Ponts équivalent au nombre de segments + 1. Par contre elle réduit les problèmes précédemment cités puisque les données ne transitent que par deux Ponts.

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Un Commutateur peut être considéré comme un Concentrateur intelligent et un Pont. Ils sont gérés souvent par des logiciels. La topologie physique d'un réseau commuté est en étoile. Par contre la topologie logique est spéciale, elle s'appelle une topologie commutée.

Lors de la communication de données entre deux nœuds, le Commutateur ouvre une connexion temporaire virtuelle en fermant les autres ports. De cette façon la bande passante totale est disponible pour cette transmission et les risques de collision sont minimisés.

Certains Commutateurs haut de gamme sont équipés d'un système anti-catastrophe qui leur permet d'isoler une partie d'un réseau en panne afin que les autres parties puissent continuer à fonctionner sans problème.

Un Routeur est un Pont sophistiqué capable :

• d'assurer l'interconnexion entre des segments,
• de filtrer le trafic,
• d’isoler une partie du réseau,
• d’ explorer les informations d'adressage pour trouver le chemin le plus approprié et le plus rentable pour la transmission des données.

Les Routeurs utilisent une table de routage pour stocker les informations sur :

• les adresses du réseau,
• les solutions de connexion vers d'autres réseaux,
• l'efficacité des différentes routes.

Il existe deux types de Routeur :

• le Routeur Statique
  • la table de routage est éditer manuellement,
  • les routes empruntées pour la transmission des données sont toujours les mêmes,
  • il n'y a pas de recherche d'efficacité.

• le Routeur Dynamique
  • découvre automatiquement les routes à emprunter dans un réseau.

Ce périphérique, souvent un logiciel, sert à faire une conversion de données :

• entre deux technologies différentes ( Ethernet - Token-Ring ),
• entre deux protocoles différents,
• entre des formats de données différents.

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