Compilation Architecture BDD Réseau

M1

Topologie des réseaux

Un noeud peut transmettre ou recevoir. La trame (le paquet) représente les données. En TCP/IP, la trame fait au minimum 64 octets et au maximum 1512.

Chaque noeud a une adresse physique. Chaque machine possède une adresse MAC, unique au monde.

La topologie physique, ou câblage, représente la manière dont sont connectés les postes de travail. Pour relier les systèmes entre eux, on parle de

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  • Topolgie bus
  • Topolgie anneau
  • Topologie étoile
  • Topologie arborescente
  • Topologie maillée

Topologie en bus

La résistance permet d'absorber le signal pour éviter que le signal ne rebondisse.

Puisque le bus est commun, la trame passe par chaque noeud. La trame contient l'adresse du récepteur et l'adresse de l'émetteur. Si le noeud est attaché à l'adresse du récepteur, la trame est lue. Il s'agit d'une trame unicaste. Les multicastes distribuent les paquets à plusieurs stations (i.e. broadcast).

Topologie en anneau

Il y a un sens de propagation et un jeton pour déterminer qui peut insérer / recevoir des données. Le jeton sera transformé en trame. L'avantage est qu'il n'y a pas de collision.

La bande passante correspond à la gamme des fréquences que peut transmettre le câble. Elle détermine la longueur de la voie.

Les paquets sont transmis soit :

Transmission en bande de base :

Tous les bits sont découpés / envoyés par rapport à un signal d'horloge (H).

Transmission en large bande (modulation du signal)

La modulation du signal se fait soit :

Plus la distance entre l'émetteur et le récepteur est grande, plus il peut y avoir affaiblissement ou retard du signal. Le signal dépend aussi de la capacité du canal de transmission.

Calcul de la valeur de l'affaiblissement :

Adb = |x1 / x2|

  +---+  x1                 x2  +---+
  | E |-------------------------| R |
  +---+                         +---+

Calcul du retard :

φ = φ1 - φ2

Où φ1 et φ2 sont respectivement le déphasage en entrée et le déphasage en sortie.

Pour ramener le retard à une valeur temporelle :

φ(f) = dφ(f) / 2πdf

Capacité d'un canal

C = w × log2(1 + S/N)

Avec :

Le temps de traversée d'un canal :

TT = Tp + Tt

Avec :

En plus de ces éléments, il faut vérifier que l'information n'a pas été modifiée lors de sa transmission.

Il nous faut, des deux côtés, des algorithmes de détection des erreurs de transmissions. On introduit donc la transmission d'une clef pour vérifier l'intégrité du paquet. Il y aura re-transmission en cas d'erreur.

4 techniques sont employées pour détecter / corriger les erreurs :

Par clé calculée

1ère méthode : Bit de parité

       +---+---+---+---+---+---+---+---+
       |   | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
       +---+---+---+---+---+---+---+---+
         ^
  Bit de parité

2ème méthode : le code LRC

LRC = longitudinal redundancy check

Cette technique fonctionne par bloc entier de data (e.g. phrase, fichier, etc.). On rajoute un bloc LRC au bloc de données.

Par exemple :

  +---+---+---+---+---+
  | H | E | L | L | O |    5 caractères
  +---+---+---+---+---+

  H   = 00010010 (code ASCII) 21 en héxadecimal
  E   = 10100011
  L   = 00110011
  O   = 11110011
  LRC = 01000010

Pour calculer le LRC, pour chaque colonne / rang, on calcul le bit de parité pour avoir le LRC.

3ème méthode : le code CRC

CRC = Cyclic Redundency Code

On transforme le message en polynôme P(x).

  P(x) | G(x)   <---- Diviseur normalisé
       |----
  R(x) |
       |

Si le reste de la division est nul, alors la transmission est sans erreurs. S'il n'est pas nul, alors il y a une erreur.

Exercice

On cherche à effectuer un câblage d'un réseau local dans un immeuble contenant 5 étages identiques de 7 bureaux. Dans chaque bureau, une prise réseau est prévue. Chaque bureau a un côté de 5m et une hauteur de 3m.

Un ordinateur se trouve dans le 4ème bureau du 3ème étage.

Quelle sera la longueur du câble nécessaire pour les différentes configurations ci-dessous sans tenir compte des contraintes techniques et d'installation.

  1. Pour un réseau en bus.
  2. Pour un réseau en anneau.
  3. Pour un réseau en étoile.
     +---+---+---+---+---+---+
     |   |   |   |   |   |   |
     +---+---+---+---+---+---+
     |   |   |   |   |   |   |
     +---+---+---$---+---+---+
     |   |   |   |   |   |   |
   - +---+---+---+---+---+---+
3m | |   |   |   |   |   |   |
   - +---+---+---+---+---+---+
     |---|
      5m

$ = Prise de l'ordinateur central

Bus = (3 × 4 × 7) + (5 × 6) = 114m

Anneau = √(122 + 302) + bus ≈ 146,3m

Etoile = (√(32 + 52) + √(32 + 102) + √(32 + 152) +
          √(62 + 52) + √(62 + 102) + √(62 + 152) ) × 4
         + (5 + 10 + 15 + 3 + 6) × 2
       = 346,76m

Les supports physiques

Plusieurs critères entrent en jeu :

Câble coaxial

Le 10 représente 10Mbit/s ; 2 et 5 représentent le nombre de centaines de mètres.

La fibre optique

La fibre optique est constituée d'une gaine isolante extérieure et d'une âme intérieure en verre ou en plastique. Il ne s'agit pas d'un signal électrique mais d'un signal lumineux.

Exercice

Un fichier est transmis par bloc de 1000 caractères codés en ASCII avec un bit de parité (7 + 1), en mode synchrone, soit une liaison à 9 600 bits/s. On suppose, en outre, que la transmission est effectuée en mode semi-duplexe et la demande de retransmission instantanée.

Calculer :

  1. Le taux de transfert des informations (TTI) ou débit effectif.
  2. Le TTI avec erreur si on suppose Te = 10-4.

1) Le débit effectif = débit réel × μ (μ = efficacité)

Efficacité = Nb de bits utils / nb total de bits transmis

Débit effectif = 9600 × 7000 / 8000 = 8400 bits / s

2) Si Te est la probabilité d'avoir 1 bit erroné, la probabilité d'avoir un bit correct est de 1 - Te.

Pour un bloc de N bits, la probabilité est de (1 - Te)N.

TTIavec erreur = TTI × P = 8400 × (1 - 0,0001)8000

TTIavec erreur = 3770 bits / s