Comment faire communiquer des quipements informatiques pour quils

Comment faire communiquer des équipements informatiques pour qu’ils échangent des informations Thierry Schanen Les réseaux

Thierry Schanen Sommaire 1. Problématiques de la communication de la l’information 2. Un besoin de communiquer en réseau 3. Modèles de couches 4. Adressage des stations 5. Circulation des données 6. Protocoles 7. Structure et topologie des réseaux 8. Aspect matériel

1 - Problématiques de la communication de l’information Thierry Schanen De nouveaux besoins…

Communiquer l’information Convergence de plusieurs problématiques : Thierry Schanen 1. Les systèmes comportent de plus en plus de capteurs. 2. Les données sont de plus en plus riches (moins d’infos Tout ou Rien et plus d’informations analogiques ou numériques). Un flux de données de plus en plus volumineux entre le système physique et son organe de commande.

Communiquer l’information Thierry Schanen Convergence de plusieurs problématiques : 3. Décentralisation, éloignement de la commande. Risque de perte de qualité dans la transmission de l’information. Complexité et coût du câblage : « une information = un fil » n’est plus possible.

Communiquer l’information Convergence de plusieurs problématiques : 4. Traitement des informations de plus en plus complexe. Thierry Schanen Traitement numérique de l’information prédominant.

Communiquer l’information Convergence de plusieurs problématiques : 5. Mutualisation des ressources, échange de données, supervision à distance. Thierry Schanen Nécessité d’un dialogue entre les appareils.

Communiquer l’information Convergence de plusieurs problématiques : Thierry Schanen 6. Offre de plus en plus vaste quant aux appareils, marques, types … Transparence pour l’utilisateur. Compatibilité. Standardisation des connexions.

Communiquer l’information Thierry Schanen Exemple dans l’automobile : Les nouvelles normes (antipollution, sécurité…) et les demandes de confort croissantes entraînent une augmentation des fonctions électroniques et donc des capteurs et des traitements (climatisation, ABS, aide à la navigation …) Sur un véhicule haut de gamme, le câblage de l’ensemble des éléments représente un faisceau d’environ : • 2 km, Problèmes de coût, • 40 kg, encombrement, fiabilité, • 1800 connections. diagnostique.

Communiquer l’information Thierry Schanen Exemple dans l’automobile : Doc PSA

Thierry Schanen Conséquences 1. Nécessité d’une mise en réseau des ressources : du capteur et du préactionneur à l’ordinateur (du bus de terrain à Internet). 2. La communication par liaison de type série (USB, firewire, Ethernet, CAN…) s’impose au détriment des liaisons parallèles (CENTRONIC, cartes E/S API…). 3. Suite de protocoles communs à tous les appareils rendant la communication « transparente » pour l’utilisateur et les appareils interchangeables. 4. Fédéralisation des réseaux locaux.

Thierry Schanen Exemple dans l’automobile Doc Mercedes

Le réseau… Un réseau est un groupe d’ordinateurs, de périphériques et d’autres appareils reliés entre-eux pour échanger et partager : • des informations, Thierry Schanen • des ressources, • des périphériques.

2 - Un besoin de communiquer …en réseau Thierry Schanen Des solutions : OSI, TCP-IP…

Pour une bonne communication Thierry Schanen 1. Présentation 2. Analogie

Pour une bonne communication Pour qu’une communication d’informations fonctionne il faut établir quelques règles simples. Dans une conversation, par exemple, il convient de ne pas parler en même temps, de parler la même langue, de parler du même sujet… Ok ok ! Connaissance Sujet Bla bla Thierry Schanen Compréhension Règles Langue (vocabulaire et grammaire) Règles Support Parole (prononciation et articulation) Support Médium (voix)

Pour une bonne communication Les principes ainsi définis constituent un ensemble • de couches (connaissance, règles, support), • et de protocoles (sujet, langue, parole). Connaissance Sujet Thierry Schanen Compréhension Connaissance Compréhension Règles Langue (vocabulaire et grammaire) Règles Support Parole (prononciation et articulation) Support Médium (voix)

Analogie Attention ! Ce qui suit est une analogie pour mettre en place les connaissances utiles pour la suite. Thierry Schanen Elle ne correspond pas à la réalité des échanges entre ordinateurs.

Analogie Thierry Schanen Vous souhaitez jouer à un jeu de cartes par un réseau comprenant plusieurs ordinateurs. Lorsque vous jouez une carte, la machine de votre adversaire doit savoir quelle carte vous avez jouée afin de l’afficher sur son écran. Admettons que vous jouez le roi de cœur :

Analogie On décide que la représentation de cette carte pour la machine sera “RC”, et le fait de jouer la carte se notera “j”. Thierry Schanen Donc, il faut faire parvenir l’information “j. RC” à l’ordinateur de l’adversaire. j. RC

Analogie Thierry Schanen Il est probable que sur l’ordinateur de votre adversaire, d’autres applications soient en service et connectées sur le réseau. Il faut donc préciser pour l’ordinateur qui recevra l’information quel est le programme qui utilise cette information. On va donc ajouter l’information “j 1” pour dire “jeu de cartes, fenêtre 1”. Les informations seront rajoutées devant les données. Ce qui donne “j 1 j. RC”. j 1 j. RC

Analogie On va maintenant préciser quel codage a été utilisé pour représenter cette chaîne de caractères, par exemple l’ASCII, noté “a”. Thierry Schanen On aura donc “aj 1 j. RC”. a j 1 j. RC

Analogie Il n’est pas possible d’envoyer l’information “aj 1 j. RC” directement sur le réseau car les autres machines du réseau ne vont pas comprendre le sens du message. Il faut donc donner l’adresse du destinataire qui peut se présenter sous la forme du nom de l’utilisateur. Si votre adversaire s’appelle Paul, ceci donne “Paulaj 1 j. RC”. Thierry Schanen Ainsi, seule la machine qui répond à l’adresse Paul va récupérer le message et le processus va se dérouler à l’envers jusqu’à ce que l’application visée affiche la carte jouée. Paul a j 1 j. RC

Analogie Le message complet comporte les données avec leur codage pour chaque étape du processus. Chaque paquet est « encapsulé » dans un paquet plus grand. Thierry Schanen Paul a j 1 j. RC Le protocole permet, pour chaque niveau, de définir comment les informations vont être écrites. Le modèle de couches permet de dire dans quel ordre ces protocoles doivent être utilisés.

3 - Modèles de couches Thierry Schanen Des besoins de standardisation naissent des modèles de structures de communication

Pour une bonne communication Thierry Schanen 1. Modèles OSI et TCP-IP 2. Le modèle OSI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Couche physique Couche liaison de données Couche réseau Couche transport Couche session Couche présentation Couche application 3. Le modèle TCP-IP

Modèles OSI et TCP-IP La communication sur réseau fonctionne sur le même principe. Afin de rendre les logiciels indépendants du matériel, l’ensemble du processus de communication est découpé en couches, chacune : Thierry Schanen • assurant une fonction précise, • utilisant un protocole de communication parfaitement codifié.

Modèles OSI et TCP-IP Entre deux appareils reliés, les couches doivent être les mêmes et pouvoir communiquer avec le même protocole. Thierry Schanen Les premiers réseaux étaient développés autour de structures et protocoles propriétaires (IBM, DEC…) et ne pouvaient pas, de ce fait, être connectés.

Modèles OSI et TCP-IP L’ISO (International Standards Organisation) a développé le modèle OSI (Open Systems Interconnection), modèle théorique qui doit permettre l’interconnexion avec des systèmes hétérogènes. Thierry Schanen Il se décompose en 7 couches, chacune en charge d’un aspect de la communication. TCP-IP est un modèle fonctionnel à-même de communiquer sur Internet et qui s’appuie en partie sur le modèle OSI.

Le modèle OSI Thierry Schanen Le modèle OSI est organisé autour d’un empilage de 7 couches : Lorsque les données sont transférées dans le réseau, elles parcourent toutes les couches de 7 à 1 en étant enrichies de nouvelles informations à chaque couche traversée. Lorsqu’elles atteignent le destinataire, le processus est inversé et chaque couche peut diriger l’information vers le bon protocole amont. 7 application protocole application 6 présentation protocole 5 session protocole session 4 transport protocole transport 3 réseau protocole réseau 2 liaison de données protocole liaison de données 1 physique informations physique Hôte A présentation Hôte B

Thierry Schanen Couche application 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Interface entre l’utilisateur et le réseau : • courrier électronique, • transfert de fichier, • affichage de pages web, • … message

Thierry Schanen Couche présentation 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Convertit les informations d’un format à un autre (ex. ASCII) afin d’assurer l’indépendance entre l’utilisateur et le transport. Conversion, cryptage, compression… message

Thierry Schanen Couche session 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Fiabilise la communication entre les ordinateurs ou périphériques. Gère les tours de parole entre les applications qui doivent coopérer. Synchronise la communication. message

Thierry Schanen Couche session 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique port C’est au niveau de la couche session que sont ouverts les ports de communication (sockets sous Windows). Le lien avec l’extérieur dépend donc de cette couche. message

Thierry Schanen 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique TRAITEMENT Traitement des messages L’ensemble des trois couches assure la collecte des données au niveau de l’utilisateur et leur mise en forme afin d’assurer leur transmission à l’application de destination. message

Thierry Schanen Couche transport 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Gère l’ensemble du processus de connexion. Corrige les erreurs de transmission et vérifie le bon acheminement des données. Optimise l’utilisation de la couche réseau. message

Thierry Schanen Couche réseau 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Identifie les ordinateurs connectés au réseau et détermine comment les informations doivent être dirigées. Service de routages déterminant un chemin à l’intérieur du réseau maillé. Contrôle du flux pour ne pas saturer le réseau. L’unité d’information est le paquet. message

Thierry Schanen Couche liaison de données 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Assure une liaison fiable par une bonne synchronisation et une détection d’erreurs. Responsable des transferts sans erreurs des trames, ce qui nécessite l’implantation de code de détection et de correction d’erreurs. Contrôle de flux afin d’éviter l’engorgement. Séquence les informations (numérotation des trames). message

Thierry Schanen Couche physique 7 application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Transmet les bits de façon brute et sûre. Définit les caractéristiques électriques du signal, et mécaniques des connecteurs… Se situe donc au niveau du signal électrique. Aspect matériel : modem, carte réseau, câbles et connexion… message

Communication de base application 6 présentation 5 session 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique TRANSPORT Thierry Schanen 7 L’ensemble de ces 4 couches permet le transport physique du message dans le respect d’un certain nombre de règles de « bonne conduite » sur le réseau. message

Thierry Schanen Le modèle TCP-IP 5 application 4 transport 3 réseau 2 liaison de données 1 physique Le modèle TCP-IP, adapté à la communication sur Internet n’utilise que 5 couches.

4 - Adressage des stations Thierry Schanen L’information est mise en forme, les données sont fragmentées, les trames sont constituées, les bits circulent dans les fils… Mais comment trouver le destinataire ?

Adressage 1. Présentation 2. Adressage physique (Ethernet, MAC) 3. Adressage logique (IP) 1. Adresses IP particulières 4. Classes de réseaux 1. Classe A 2. Classe B 3. Classe C Thierry Schanen 5. Attribution des adresses IP 1. Adresses réservées 6. Masques de sous-réseau 7. Acheminement des données

Adressage Thierry Schanen Afin de diriger les informations vers le bon destinataire, il est nécessaire d’affecter une adresse différente dans le réseau à chaque ordinateur ou périphérique. Les appareils sont identifiés par un numéro ou une adresse et les données qui circulent sont accompagnées de ce « numéro adresse » pour que seul l’appareil concerné les réceptionne.

Adressage physique Sur un réseau chaque élément est affecté d’un numéro unique l’identifiant physiquement. Cette adresse physique (adresse MAC – Media Access Control) est représentée par une suite de 6 octets. 0. 80. 91. 79. 40. 202 (hexa : 00. 5 B. 4 F. 28. CA) Thierry Schanen Les bits de poids fort indiquent le constructeur. Les bits de poids faible indiquent le numéro de série ou un identifiant unique de la carte.

Adressage physique et logique L’adresse MAC permet à tous les coups d’identifier la machine. Thierry Schanen Cependant les applications doivent éviter d’utiliser cette adresse car il faudrait la changer dés lors qu’on change un ordinateur ou une carte dans le réseau. Aussi, les applications travaillent avec une adresse logique, immuable, et maintiennent à jour une table de correspondance entre adresses physiques (MAC) et adresses logiques (IP).

Adressage logique - IP Sur un réseau de type Ethernet, les ordinateurs communiquent entre eux grâce au protocole TCPIP qui utilise des adresses de 32 bits, que l'on écrit sous forme de 4 nombres : Thierry Schanen a. b. c. d où chaque nombre représente un nombre entre 0 et 255. Il ne doit pas exister deux ordinateurs sur le même réseau ayant la même adresse IP.

Déchiffrage d’une adresse IP • Une partie des nombres à gauche désigne le réseau (on l'appelle net-ID). • Les nombres restant à droite désignent les ordinateurs de ce réseau (on l'appelle host. ID) 192. 168. 20. 2 Thierry Schanen Net-ID Host-ID

Déchiffrage d’une adresse IP Exemple Internet est représenté ci-dessus par deux petits réseaux. Le réseau de gauche est identifié par le net-ID 194. 28. 12 et il contient les ordinateurs : 194. 28. 12. 1 à 194. 28. 12. 4. Celui de droite a le net-ID 178. 12. 77 et comprend les ordinateurs : 178. 12. 77. 1 à 178. 12. 77. 4 8. 1 2 17 . 77 . 3 . 2 8. 1 2 17 . 77 . 1 . 4 4. 2 8 19 . 12 . 3 . 2 19 4. 2 8 . 12 . 1. 12 4. 2 8 19 Thierry Schanen internet

Adresses IP particulières Lorsque l’host-ID est à 0, on obtient l'adresse réseau : 194. 28. 12. 0 est une adresse réseau et on ne peut donc pas l'attribuer à un des ordinateurs du réseau. Thierry Schanen Lorsque tous les bits de la partie host-ID sont à 1, on obtient ce que l'on appelle l'adresse de diffusion (broadcast), c'est-à-dire une adresse qui permettra d'envoyer le message à toutes les machines situées sur le réseau spécifié par le net-ID. Ainsi, sur le réseau 192, les adresses 192. 0. 0. 0 et 192. 255 sont réservées. L'adresse 127. 0. 0. 1 est appelée adresse de boucle locale (en anglais localhost), car elle désigne la machine locale.

Les classes de réseau Thierry Schanen Les adresses IP sont réparties en classes, selon le nombre d'octets qui représentent le réseau (taille du net. ID).

Les classes de réseau Classe A Le premier octet représente le réseau et son bit de poids fort est à zéro, ce qui signifie qu'il y a 27 possibilités de réseaux (0000 à 01111111). Le réseau 0 (0000) n'existe pas et le nombre 127 est réservé pour désigner la machine locale. Les réseaux disponibles en classe A sont donc les réseaux allant de 1. 0. 0. 0 à 126. 0. 0. 0 Thierry Schanen Les trois octets de droite représentent les ordinateurs du réseaux, le réseau peut donc contenir: 224 -2 = 16777214 ordinateurs. Une adresse IP de classe A, en binaire, ressemble à ceci: 0 xxxxxxxx. xxxx Réseaux Ordinateurs

Les classes de réseau Classe B Les deux premiers octets représentent le réseau avec les premiers bits valant 1 et 0, ce qui signifie qu'il y a 214 possibilités de réseaux (10000000 à 10111111 ) c’est à dire 16384. Les réseaux disponibles en classe B sont donc les réseaux allant de 128. 0. 0. 0 à 191. 255. 0. 0 Thierry Schanen Les deux octets de droite représentent les ordinateurs du réseaux, le réseau peut donc contenir : 216 -2 = 65534 ordinateurs. Une adresse IP de classe B, en binaire, ressemble à ceci : 10 xxxxxxxx. xxxx Réseaux Ordinateurs

Les classes de réseau Classe C Les trois premiers octets représentent le réseau avec les premiers bits valant 1, 1 et 0, ce qui signifie qu'il y a 221 possibilités de réseaux c’est à dire 2 097 152. Les réseaux disponibles en classe C sont donc les réseaux allant de 192. 0. 0. 0 à 223. 255. 0 Thierry Schanen L’octet de droite représente les ordinateurs du réseaux, le réseau peut donc contenir : 28 -2 = 254 ordinateurs. Une adresse IP de classe C, en binaire, ressemble à ceci : 10 xxxxxxxx. xxxx Réseaux Ordinateurs

Thierry Schanen Attribution des adresses IP Le but de la division des adresses IP en trois classes A, B et C est de faciliter la recherche d'un ordinateur sur le réseau. En effet, avec cette notation, il est possible de recher dans un premier temps le réseau que l'on désire atteindre puis de cher un ordinateur sur celui-ci. Ainsi l'attribution des adresses IP se fait selon la taille du réseau. Les adresses de classe A sont réservées aux très grands réseaux, tandis que l'on attribuera les adresses de classe C à des petits réseaux.

Thierry Schanen Adresses réservées Si un réseau est connecté à Internet, l’attribution de l’adresse IP des machines reliées à l’extérieur ne peut se faire sans prendre en compte toutes les adresses déjà occupées. Il est possible d’obtenir auprès de l’Internic une adresse fixe, libre. Tous les autres ordinateurs du réseau ayant cependant besoin d’une adresse IP, l’Internic a défini une série d’adresses IP à utiliser dans les réseaux locaux qui n’interfèreront pas avec les adresses réservées au WEB. • 10. 0. 0. 1 à 10. 255. 254 • 172. 16. 0. 1 à 172. 31. 255. 254 • 192. 168. 0. 1 à 192. 168. 255. 254 Aucune autre adresse ne doit être utilisée dés lors que la machine est connectée à Internet

Masque de sous réseau Un masque réseau se présente comme une adresse IP, il comprend (dans sa notation binaire) des zéros aux niveaux des bits du host-ID et des 1 au niveau de ceux du net-ID. Thierry Schanen Le masque permet de connaître le réseau associé à une adresse IP.

Masque de sous réseau Exemple : pour connaître l'adresse du réseau associé à l'adresse IP 34. 56. 123. 12 (classe A) on applique un masque dont le premier octet ne comporte que des 1, puis des 0 sur les octets suivants. Le masque est 1111. 00000000 donc 255. 0. 0. 0 Thierry Schanen La valeur binaire de 34. 208. 123. 12 est : 0010. 11010000. 01111011. 00001100 Un ET entre et donne 0010. 11010000. 01111011. 00001100 1111. 00000000 0010. 00000000 C'est-à-dire 34. 0. 0. 0

Masque de sous réseau En généralisant, on obtient les masques suivants pour chaque classe : Pour une adresse de Classe A, le masque est 255. 0. 0. 0 Thierry Schanen Pour une adresse de Classe B, le masque est 255. 0. 0 Pour une adresse de Classe C, le masque est 255. 0

Acheminement des données Les ordinateurs du réseaux ont tous une passerelle par défaut. C’est à elle qu’ils s’adressent quand il ne savent pas où envoyer les données. . . Pour envoyer une donnée sur le réseau, l’ordinateur commence par demander à ses voisins s’ils sont concernés. Si ce n’est pas le cas, il envoie les données à sa passerelle qui est généralement le routeur le plus proche. Le routeur regarde l’adresse IP et la compare avec celles qu’il connaît. S’il ne la trouve pas, il l’envoie vers sa propre passerelle qui est un autre routeur plus important. Thierry Schanen Le routeur est capable d’analyser une partie de l’adresse. Par exemple, si l’adresse est 180. 155. 1. 200 et qu’il ne la connaît pas, peut-être a t’il une information sur 180. 155. x. x ou 180. x. x. x et saura donc où envoyer la trame. Ainsi, de routeurs en routeurs, les trames se baladent jusqu’à destination.

5 - Circulation des données Émetteurs et récepteurs sont identifiés, le réseau se construit, Thierry Schanen mais comment circulent les informations ?

La trame Ethernet Thierry Schanen Les informations qui circulent sur le réseau Ethernet sont regroupées par trames : 00 00 14 67 77 50 3 c 01 68 61 bf 00 08 69 62 4 f c 7 00 6 a 63 28 00 36 6 b 64 ca 00 5 c 6 c 65 00 80 02 6 d 66 d 0 01 00 6 e 67 59 91 15 6 f 68 9 c f 6 00 70 69 2 f c 0 61 71 97 00 62 72 08 14 63 73 00 02 64 74 45 c 0 65 75 00 00 66 76

La trame Ethernet Les trames Ethernet respectent toutes la même structure. • Les 14 premiers octets constituent l’entête de la trame. Thierry Schanen • Tous les octets suivants (de 46 à 1500) sont les données véhiculées par la trame. 00 00 14 67 77 50 3 c 01 68 61 bf 00 08 69 62 4 f c 7 00 6 a 63 28 00 36 6 b 64 ca 00 5 c 6 c 65 00 80 02 6 d 66 d 0 01 00 6 e 67 59 91 15 6 f 68 9 c f 6 00 70 69 2 f c 0 61 71 97 00 62 72 08 14 63 73 00 02 64 74 45 c 0 65 75 00 00 66 76

La trame Ethernet Adresse MAC de destination Adresse MAC Entête de la source 6 octets Données Protocole Données encapsulées dans la trame Ethernet 2 oct. (46 à 1500 octets) Thierry Schanen Entête Ethernet (14 octets) 00 00 00 14 67 77 50 50 3 c 01 68 61 bf bf 00 08 69 62 4 f 4 f c 7 00 6 a 63 28 28 00 36 6 b 64 ca ca 00 5 c 6 c 65 00 00 80 02 6 d 66 d 0 01 00 6 e 67 59 59 91 15 6 f 68 9 c 9 c f 6 00 70 69 2 f 2 f c 0 61 71 97 97 00 62 72 08 14 63 73 00 02 64 74 45 c 0 65 75 00 00 66 76

Thierry Schanen 6 - Les protocoles La communication est organisée et les données structurées en trames, mais elle n’est possible que si émetteur et récepteur se comprennent. Quelles règles pour chaque couche ?

Les protocoles Thierry Schanen 1. 2. 3. 4. 5. Définitions Les protocoles TCP-IP Protocole TCP Protocoles HTTP, FTP, SMTP, DNS

Les protocoles Un protocole est une méthode standard qui permet la communication entre deux machines, c'est-à-dire un ensemble de règles et de procédures à respecter pour émettre et recevoir des données sur un réseau. Thierry Schanen Il en existe plusieurs selon ce que l'on attend de la communication. Certains protocoles seront spécialisés dans l'échange de fichiers, d'autres pourront servir à gérer simplement l'état de la transmission et des erreurs…

Thierry Schanen Les protocoles TCP-IP HTTP FTP SMTP DNS 5 application 4 transport 3 réseau IP 2 liaison de données Ethernet 1 physique TCP MAC signal électrique Sur Internet, les protocoles utilisés font partie d'une suite de protocoles, c'est-à-dire un ensemble de protocoles reliés entre-eux. Cette suite de protocole s'appelle TCP-IP.

Le protocole IP IP = Internet Protocol Le protocole IP permet l'élaboration et le transport des datagrammes IP (les paquets de données) sans toutefois en assurer la « livraison » . Thierry Schanen Les datagrammes sont des données encapsulées, c'est-à-dire des données auxquelles on a ajouté une en-tête correspondant à des informations sur leur transport (telle que l’adresse IP de destination). Le protocole IP traite les datagrammes IP indépendamment les uns des autres en définissant leur représentation, leur routage et leur expédition.

Le protocole IP IP est identifié par le code protocole 08 00. Les octets de données sont répartis en 7 champs : 1 - Paramétrage (infos sur le protocole lui même). 2 - Durée de vie (nombre de routeurs maximum autorisé). 3 - Protocole qui a servi à créer le paquet de données 4 - Checksum de l’entête. 5 - Adresse IP de la source. 6 - Adresse IP de destination. 7 - Données. données Thierry Schanen MAC cible MAC source Prot. 08 00 45 00 00 3 c 00 c 7 00 00 vie P C. sum IP source IP cible Données

Le protocole IP Exemple d’un datagramme IP. 1 - Les adresse Ethernet sont connues… 2 - La durée de vie est fixée à 80 (hexadécimal). 3 - Le protocole qui a servi à créer le datagramme est ICMP 4 - Checksum de l’entête. 5 - Adresse IP de la source. 6 - Adresse IP de destination. 7 - Données issues du protocole ICMP… données Thierry Schanen 00 50 MAC bfcible 4 f 28 ca 00 d 0 MAC 59 source 9 c 2 f 97 Prot. 08 00 45 00 00 3 c 00 c 7 00 00 vie 80 91 f 6 01 P C. sum c 0 IP 00 source 14 02 c 0 IP 00 cible 14 01 08 00 36 5 c Données 02 00 15 00 61 62…

Le protocole TCP = Transmission Control Protocol = protocole de contrôle de transmission TCP est un des principaux protocoles de la couche transport du modèle TCP-IP. Thierry Schanen Il permet, au niveau des applications, de gérer les données en provenance (ou à destination) de la couche IP. TCP permet à deux machines qui communiquent de contrôler l'état de la transmission.

Le protocole TCP Grâce au système d'accusés de réception du protocole TCP, les applications peuvent communiquer de façon sûre, indépendamment des couches inférieures. Cela signifie que les routeurs ont pour seul rôle d'acheminer les données sans se préoccuper de leur contrôle. Thierry Schanen Lors d'une communication à travers le protocole TCP, les deux machines doivent établir une connexion. La machine émettrice est appelée « client » , tandis que la machine réceptrice est appelée « serveur » . On dit qu'on est alors dans un environnement « client-serveur » . Les machines dans un tel environnement communiquent en full-duplex, c'est-à-dire que la communication se fait dans les deux sens.

D’autres protocoles… Il existe un grand nombre d’autres protocoles dans la suite TCP-IP. Parmi les plus courants on rencontre : HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) Transfert de fichiers contenant les codes de création de pages web. FTP (File Transfer Protocol) Transfert de fichiers. Thierry Schanen SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Transfert de courrier électronique. DNS (Domain Name Service) Conversion d’un nom d’hôte web en adresse IP.

7 - Structure et topologie des réseaux Tout est en place pour communiquer ! Thierry Schanen Mais concrètement…

Positionnement des principaux réseaux et bus Thierry Schanen Pilotage de machine Pilotage de processus Réseaux informatiques (Data Bus) Réseaux locaux industriels (Field Bus) Bus de terrain (Device Bus) Bus capteurs actionneurs (Sensor Bus) CANopen FIPWAY FIPIO Ethernet Modbus Plus TCP/IP Profibus-DP Modbus Device. Net Interbus Modbus AS-i Simples Evolués Ethernet TCP/IP FTP HTTP

Structure et topologie des réseaux 1. Types de réseaux Thierry Schanen 1. 2. 3. 4. 5. SAN PAN LAN ou RLE MAN WAN Topologie bus Topologie anneau Topologie étoile Caractéristiques des réseaux

Types de réseaux SAN (Short Area Network) : structure d’interconnexion. Très haut débit et fiabilité maximum. Thierry Schanen • Bus de terrain : réseaux organisés autour d’un API et d’îlots de capteurs et préactioneurs (exemples : CAN, profibus…) • Réseaux de très courte distance fédérant les périphériques d’un ordinateur (IDE, SCSI, USB…)

Types de réseaux PAN (Personnal Area Network) Thierry Schanen • Interconnexion des équipements personnels (ordinateur portable, PDA, web-cam…)

Types de réseaux LAN (Local Area Network) RLE (Réseau Local d’Entreprise) • Réseau local qui relie des ordinateurs ou des périphériques proches les uns des autres. Thierry Schanen • Nombre d’ordinateurs limité.

Types de réseaux MAN (Metropolitan Area Network) Thierry Schanen • Réseau interconnectant quelques bâtiments à l’échelle d’une ville

Types de réseaux WAN (Wide Area Network) • Réseau étendu reliant les LAN et MAN répartis dans le monde entier (Internet, Transpac par exemple). Thierry Schanen • Dans cette catégorie, on retrouve le réseau terrestre et le réseau satellitaire.

Types de réseaux WAN (Wide Area Network) LAN 1 Routeurs MAN 1 WEB Thierry Schanen LAN 2

Topologie des réseaux Bus (parfois appelé épine dorsale) Thierry Schanen Les ordinateurs sont tous reliés au même câble. Les informations parcourent l’ensemble du câble et un seul ordinateur peut transférer des données à la fois.

Topologie des réseaux Bus (parfois appelé épine dorsale) • Lorsqu’une connexion est défaillante (carte, câble…), l’ensemble du réseau est affecté. Thierry Schanen • Chaque extrémité du câble doit disposer d’un bouchon de terminaison qui empêchent les signaux d’être ré-émis dans l’autre sens afin de libérer la parole pour une autre machine.

Topologie des réseaux Anneau Thierry Schanen Les ordinateurs sont reliés par un même câble circulaire ininterrompu. Les informations parcourent l’anneau dans un seul sens jusqu’à atteindre leur cible.

Topologie des réseaux Thierry Schanen Anneau En cas de défaillance d’un nœud, tous les ordinateurs situés avant le secteur en panne peuvent continuer à communiquer (dans un seul sens et dans le cas où il n’y a pas besoin de retour d’information). Ce problème est en partie réglé par les structures en double boucle où les données circulent dans un sens dans une boucle et dans l’autre dans le seconde boucle.

Topologie des réseaux Etoile Thierry Schanen Les ordinateurs sont tous reliés à un point central (hub ou switch). Les informations transitent toutes par ce point central. La taille du réseau est limitée par le nombre de ports disponibles.

Topologie des réseaux Etoile Thierry Schanen Lorsqu’un câble ou un ordinateur est défaillant, il n’affecte pas le fonctionnement du réseau. Par contre, lorsque le concentrateur est défaillant, tout le réseau est bloqué.

secrétariat gestion compta Structure d’un réseau industriel WEB Thierry Schanen Réseau d’entreprise (Ethernet) programmation contrôle supervision cao cfao routeur robot Réseau d’atelier et interautomates (Ethernet) API Bus de terrain (ASI, CAN, Profibus…) capteur actionneur automatisme

Caractéristiques Débit Nombre de bits transportés par seconde exprimé en millions de bits par secondes (Mbps ou Mbits/s). Thierry Schanen Actuellement, les vitesses de transmission traditionnelles vont de 10 à 100 Mbps en liaison filaire et 11 à 54 Mbps en liaison sans fil. En liaison Gigabit Ethernet, on atteint 1000 Mbps.