Les R

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Les Réseaux Informatiques
DEUST AMMILoR

• Couche Liaison
• Protocole Ethernet

Laurent JEANPIERRE 2002 - 2003
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Rôle de la couche Liaison

• Couche liaison de données
• Allocation du canal
• Données ? Trame
• Trame ? bits ? trame
• Adressage physique
• Qui est concerné ?
• Gestion des erreurs
• Détection ?
• Correction ?

LLC
MAC
Couche Physique
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Historique dEthernet

• 1980 Première version Blue Book
• Digital, Intel, et Xerox
• 10 Mbit/s
• Bus en 10Base5
• 1982 Seconde version
• 1985 Norme IEEE 802.3
• 1993 Norme IEEE 802.3u
• ? 100 Mbit/s

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Objectifs du protocole

• Liaison de données à 10 Mbit/s
• Faible coût
• Réseau égalitaire
• Pas de priorité
• Pas de censure
• Erreur souhaitée lt 1E-8

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Principes de fonctionnement

• Topologie en bus, Pas de boucle
• Communication en bande de base
• Pas de modulation ? Simplicité
• 1 baud 1 bit/s
• Transfert par diffusion passive
• Circulation autonome des données
• Chaque station reçoit toutes les données
• Pas de trames simultanées

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Adressage MAC

• Chaque station reçoit toutes les données
• Emetteur dune trame ?
• Destinataire dune trame ?
• Ajout dun bordereau denvoi
• Entête de trame
• Adresse destination
• Adresse source
• Notion de trame structurée

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Trame de données
Données
_at_ Source
_at_ Destination
8
Reconnaissance des trames

• Comment reconnaître le début de trame ?
• Présence de signaux transitoires
• Synchronisation du récepteur
• Nécessité dun préambule
• Ensemble doctets connus
• Permet de synchroniser les horloges
• Ne transmet pas dinformation? perte non gênante

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Trame de données
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
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Le préambule, bis

• Réception du préambule en cours de route
• Déjà commencé
• Depuis quand ?
• Nécessité de marquer la fin du préambule
• Insertion dun Start Frame Delimitor
• Caractère spécial
• Suit le préambule
• Précède les données

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Trame de données
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
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Reconnaissance des trames 2

• Comment reconnaître la fin de trame ?
• Plus de données ?
• Selon le code utilisé, pas toujours possible
• Marqueur de fin
• SONET / SDH
• Longueur de trame
• Norme 802.3

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Trame de données
Norme 802.3
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Long
Norme Ethernet
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Type
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Gestion des erreurs

• Ajout de bruit au signal
• Réductible, mais Inévitable
• Possibilité de modifier les données
• ? Ajout de redondance avant émission
• Code détecteur derreur
• Recalcul à la réception
• Différence ? modification données
• ? destruction de la trame endommagée
• ? Silence inter trames de 9,6 ms
• Impossible de mélanger deux trames

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Trame de données
Norme 802.3
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Long
CRC
Norme Ethernet
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Type
CRC
16
Préambule

• 7 octets
• 10101010
• Donnée régulière ? synchronisation horloges

Start Frame Delimitor

• 1 octet
• 10101011
• Fin du préambule, début des données

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Adresses MAC

• Norme 802.3
• 6 octets
• 3 octets constructeur
• 3 octets numéro de série
• ? chaque adresse est UNIQUE au monde
• 1 Adresse de Broadcast
• FF-FF-FF-FF-FF-FF

18
Trame de données
Norme 802.3
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Long
CRC
7 octets
1
6
6
2
4
Norme Ethernet
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Type
CRC
19
Bilan

• La couche 3 envoie un paquet de données
• La couche MAC crée une trame avec
• Adresse Destination
• Adresse Source
• Type/Longueur des données
• Les données
• Calcul du CRC
• Ajout Préambule, SFD et CRC à la trame
• Envoi à la couche physique

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Acquisition du canal

• Le problème
• Chaque machine peut utiliser le canal
• Pas darbitre donnant la parole
• Comment ne pas tous parler simultanément ?
• La solution
• CSMA Carrier Sensing Multiple Access
• On ninterrompt pas une communication
• On écoute, on attend la fin, et on enchaîne
• Conversation civilisée

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Collision, vous avez dit collision ?
DTE1
DTE2

• Collision !
• DTE2 voit la collision
• DTE1 ne voit rien !

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Comment Faire ?

• Méthode CSMA / CD
• CSMA with Collision Detection
• Chaque station vérifie son message
• Si collision
• Arrêt démission
• Attente aléatoire
• Ré-émission
• Runts
• Visible dans Domino
• Trame très courte résultant dune collision
  lointaine

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Collision inaperçue

• Dans lexemple
• DTE2 voit la collision
• DTE1 ne voit rien
• DTE2 ré-émet sa trame, puisque collision
• DTE1 en reçoit une deuxième copie !!!
• ? Eviter à tout prix les collisions discrètes
• Eviter les trames trop courtes
• Limiter la longueur du réseau

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La solution Ethernet

• La norme impose
• Round-Trip-Delay lt 50 ms.
• A 10 Mbit/s, 50 ms ? 62,5 octets
• gt64 octets ? Détection de collision garantie
• Toute trame doit contenir au moins 72 octets
• 26 octets de protocole
• 46 octets de données minimum
• Si moins de 46 octets à envoyer
• Padding (ajout doctets de bourrage)
• Ex requête ARP 28 octets 18 padding

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Temps de réponse

• Le problème des applications interactives
• Un utilisateur transfère de gros fichiers
• Un autre utilisateur effectue un telnet .
• Chaque touche est envoyée au serveur
• Le serveur renvoie une réponse (écho à lécran)
• Une trame sur le réseau à chaque instant !
• ? Il faut attendre !
• Les maths
• Temps moyen ½ (taille trame / débit réseau)

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Le MTU

• La norme IP impose
• Maximum Transfer Unit octets par paquets.
• Le MTU dépend du réseau
• Internet 576 octets
• Ethernet 1500 octets
• SLIP 296 octets
• Définition dun MTU de chemin
• Le minimum des MTU de chaque segment traversé

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Trame de données finale
Norme 802.3
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Long
CRC
7 octets
1
6
6
2
4
46 ? 1500
Norme Ethernet
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Type
CRC
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802.3 Vs Ethernet

• Les deux protocoles sont compatibles
• Adresses aux mêmes endroits
• Le type de la trame Ethernet nest pas
  compatible avec une longueur de trame 802.3 ?
  Confusion impossible
• 0800 Datagramme IP ( 2048 octets)
• 0806 Protocole ARP ( 2054 octets)
• 8035 Protocole RARP (32821 octets)

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Services de couche 1 utilisés

• Transmission en bande de base
• La couche physique offre des services
• Envoi dun bit
• Réception dun bit
• Canal libre ?
• Collision ?

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Evolution vers 100 Mbit/s et

• Le Round-Trip-Delay est réduit à 5 ms
• Problèmes
• Mélange de stations de vitesses différentes
• Plus débit augmente, plus efficacité diminue
• ? Augmenter le MTU
• Ehernet MTU1500
• IPv4 supporte les MTUlt64K
• Jumbo Frames MTU9000
• Décembre 95 IPv6, Jumbograms gt 64K

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Quelques Références sur le Web

• RFCs
• www.rfc-editor.org
• Cours de lUREC (CNRS)
• www.urec.cnrs.fr/cours/
• Institut Copernic
• www.institut-copernic.com/cours/réseau/
• IUT Bezier
• cb.iutbeziers.univ-montp2.fr/Cb/Cours/Reseaux/
• NETS
• www.scd.ucar.edu/nets/presentations/
• INFOCOM
• infocom.cqu.edu.au/Courses/2002/T3/COIT13146/Resso
  urces/Lectures