LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Dr Mohamad KHALIL Universit

LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS Dr. Mohamad KHALIL Université Libanaise Faculté de génie - Branche 1 5 eme année Informatique Industrielle Les Réseaux Locaux 1

LES RESEAUX LOCAUX 1 - Introduction 2 – Le modèle OSI 3 – La couche physique 4 – La sous couche MAC 5 – La sous couche LLC 6 – Les stations d’interconnections 7 – La couche réseau 8 – La couche transport Les Réseaux Locaux 2

La pyramide C. I. M. Les Réseaux Locaux 3

Classification des réseaux Emplois Appellation Informatique Databus Automatique Les Réseaux Locaux Appellation Française. Offre commerciale. bus informatique Ethernet, . . . Fieldbus inter unité de traitement World. FIP, Profibus, Modbus+. . . Devicebus de périphérie d'automatisme Device. Net, World. FIP, Profitbus , modbus+. . . Sensorbus de capteur actionneur ASi, bitbus, batibus, 4

Le Modèle OSI N ° 3 2 1 Nom Fonctions de la couche Réseau Elle réalise l'acheminement et le routage (choix d'un chemin) des informations au travers du réseau. Liaison Elle permet le transfert fiable de données entre systèmes adjacents (directement connectés). Elle détecte et corrige des erreurs de transmission. Elle contrôle et régule le flux d'information sur la liaison. Physique Les Réseaux Locaux Elle décrit les interfaces mécaniques et électriques et les protocoles d'échange des bits. Par exemple elle définit les modalités de transmission (half ou full duplex), le type de liaison (parallèle ou série), le codage des informations, le fonctionnement des interfaces électriques, etc. 5

Le Modèle OSI N° Nom Fonctions de la couche 7 Application Elle définit les mécanismes communs aux applications et la signification des informations échangées. 6 5 4 Présentation Elle se préoccupe de la syntaxe, compression, cryptage. Session Transport Les Réseaux Locaux Elle fournit les outils de synchronisation et de gestion du dialogue entre les entités communicantes. Elle fournit les moyens de transport d'information d'un bout à l'autre d'un réseau entre deux utilisateurs situés dans des systèmes différents, indépendamment des caractéristiques du réseau réellement utilisé et de la présentation des données. 6

I. S. O. et BUS DE TERRAIN • Le Modèle I. S. O. Le modèle d ’Interconnexion des Systèmes Ouverts (I. S. O) de l ’Organisation de Standardisation Internationale (O. S. I)sert de référence à tous les systèmes de communication. Les Réseaux Locaux Interface avec l ’application 7 APPLICATION 6 PRESENTATION Représentation des données 5 SESSION Synchronisation du dialogue 4 TRANSPORT 3 RESEAU Routage=Acheminement des paquets 2 LIAISON Construction des trames + Détection des erreurs 1 PHYSIQUE Connexion entre les 2 hôtes distants Codage des bits + Caractéristiques électriques 7

Encapsulation Information Transmission des données 7 Application 6 Présentation Adaptation 5 Session Transaction Message 4 Transport Fragment 3 Réseau Paquet 2 Liaison Trame 1 Physique Les Réseaux Locaux Bits 8

I. S. O. et BUS DE TERRAIN • Le Modèle I. S. O. possède 7 couches – Couches de 1 à 4: couches basses chargées d ’assurer un transpor optimal des données – Couches 5 à 7: couches hautes chargées du traitement des donnée SERVICE 7 APPLICATION 6 PRESENTATION 5 SESSION 4 TRANSPORT 3 RESEAU PAQUETS RESEAU 2 LIAISON TRAMES LIAISON 1 PHYSIQUE APPLICATION PROTOCOLE PRESENTATION MESSAGES SESSION TRANSPORT BITS PHYSIQUE SUPPORT PHYSIQUE Les Réseaux Locaux 9

I. S. O. et BUS DE TERRAIN • Le Bus de Terrain Le bus de Terrain est basé sur la restriction du modèle I. S. O. à 3 couches. 7 APPLICATION 6 Les couches 3 à 6 sont vides: 5 Pas d ’interconnexion avec un autre réseau 4 3 2 LIAISON 1 PHYSIQUE Couche Liaison = L. C. : Logical Link Control M. A. C. : Medium Access Control Les Réseaux Locaux 10

I. S. O. et BUS DE TERRAIN COUCHE LIAISON : L. L. C. : Logical Link Control • Filtrage des messages 7 APPLICATION • Recouvrement des erreurs bit/trame • Notification de surcharge M. A. C. : Medium Access Control LLC 2 MAC • Mise en trame: émission/réception • Détection et signalisation du bit erreur • Arbitrage: gestion de l ’accès au médium 1 Les Réseaux Locaux PHYSIQUE 11

Voie de transmission Capacité d’un canal q. Débit binaire q. Capacité maximale d’un canal q. Rapidité de modulation q. Rapidité maximale de modulation Les Réseaux Locaux 12

Les Supports des voies de transmission q Conducteur métalliques q Fibre optiques q Hertzien Les Réseaux Locaux 13

Conducteur métalliques Paires torsadées • Des paires torsadées non blindées (UTP : Unshielded Twisted Pair) • Des paires torsadées blindées (STP: Shielded Twisted Pair) • Des paires torsadées avec écran. Les Réseaux Locaux 14

Conducteur métalliques Paires torsadées q. Catégorie 1 et 2 voix et données à vitesses réduites. q. Catégorie 3 voix/données jusqu’à 10 Mbits/s. q. Catégorie 4 voix/données jusqu'à 16 Mbits/s. q. Catégorie 5 voix/données jusqu'à 100 Mbits/s ou 155 Mbits/s q. Catégorie 6 250 Mbits/s q. Catégorie 7 750 Mbits/s Les Réseaux Locaux 15

Conducteur métalliques câbles coaxiaux Les Réseaux Locaux 16

câble RG 58 Les Réseaux Locaux 17

Conducteur métalliques câbles coaxiaux Les Réseaux Locaux 18

Conducteur métalliques câbles coaxiaux Les Réseaux Locaux 19

F. O. La Réfraction Les Réseaux Locaux 20

Fibres optiques multimodes Gaine 125 m Cœur 50 m Largeur de bande 50 MHz. km Atténuation 3 d. B/km Portée max. 10 km Les Réseaux Locaux 21

Fibres optiques à gradient d’indice Gaine 125 m Cœur 50 m Largeur de bande 1 GHz. km Atténuation 0, 7 d. B/km Portée max. 30 km Les Réseaux Locaux 22

Fibres optiques monomode Gaine 125 m Cœur 5 à 8 m Largeur de bande 50 GHz. km Atténuation 0, 4 d. B/km Portée max. 50 km Les Réseaux Locaux 23

Composants FO Les Réseaux Locaux 24

Composants FO Les Réseaux Locaux 25

Topologie des réseaux Les Réseaux Locaux 26

Topologie - ETOILE Les Réseaux Locaux 27

Topologie BUS Les Réseaux Locaux 28

Topologie BUS Les Réseaux Locaux 29

Topologie Anneau ou Boucle Les Réseaux Locaux 30

Topologie Arbre (Bus) Les Réseaux Locaux 31

LES RESEAUX LOCAUX La sous couche MAC Les Réseaux Locaux 32

Classification des méthodes d’accès q Compétition. – Accès aléatoire (Type CSMA: Carrier sense multiple access ) q Multiplexage. – Temporel. ü Synchrone. ü Asynchrone. q Consultation. – Gestion centralisée (du type Maître Esclave) – Scrutation centralisée. – Scrutation décentralisée. – Gestion décentralisée (Circulation d’un Jeton) Les Réseaux Locaux 33

Time Division Multiple Access TDMA Les Réseaux Locaux 34

Accès aléatoires Collision sur un BUS Les Réseaux Locaux 35

Format des trames 802. 3 Champs PRE SFD DA SA LEN LLC DATA PAD FCS Taille (octets) 7 1 6 6 2 < 1519 < 64 4 Les Réseaux Locaux 36

Format des trames 802. 3 PRE : Préambule : Séquence 1010 pour l’auto synchronisation des récepteurs. SFD : Start Frame Delimiter (délimiteur de début) 10101011 DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LEN : Longueur des données. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous niveau LLC. PAD : Bourrage - données sans signification, insérées uniquement si le champ de données a une longueur insuffisante. FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame, obtenu par un CRC de degré 32. [1] Les Réseaux Locaux 37

Format des adresses 16 bits I / G 48 bits I / G I/G U/L Adresse (15 bits) U / L Adresse (46 bits) 0 Adresse Individuelle. 1 Adresse de Groupe. 0 Adresse Universelle créée à la fabrication. 1 Adresse Locale propre au réseau Les Réseaux Locaux 38

Les accès contrôlés q La gestion centralisée : – Maître Esclaves q La gestion décentralisée : – Jeton sur bus – Jeton sur boucle Les Réseaux Locaux 39

Jeton sur BUS: Format des trames 802. 4 Champs PRE SFD FC DA SA Taille (octets) 1 ou + 1 1 2 ou 6 Les Réseaux Locaux LLC DATA FCS 0 à 8191 4 ED 1 40

Format des trames 802. 4 PRE : Préambule au moins 1 octet pour l’auto synchronisation des récepteurs durée mini 2 s SFD : Start Frame Delimiter (délimiteur de début) NN 000 (N=Non Data) FC : Frame Control - Type de trame. DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous-niveau LLC. FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame, obtenu par un CRC de degré 32. ED : Délimiteur de fin NN 1 IE - N Non data - I est un indicateur pour indiquer si cette trame est la dernière (I=0) ou bien qu’une autre va suivre (I=1). E est un indicateur d’erreur dont la valeur du bit peut être modifiée par un répéteur. Les Réseaux Locaux 41

Jeton sur anneau Les Réseaux Locaux 42

Format des trames 802. 5 Champs SD AC FC DA Taille (octets) 1 1 1 2 ou 6 Les Réseaux Locaux SA LLC DATA 2 ou 6 0 à 4027 FCS ED FS 4 1 1 43

Format des trames 802. 5 SD : Start Delimiter (délimiteur de début) JK 000 AC : Access Control - contrôle d’accès - PPPTMRRR FC : Frame Control - Type de trame. DA : Destination Adress - adresse du destinataire de la trame. SA : Source Adress - adresse de l’émetteur. LLC DATA : Données échangées entre entités du sous niveau LLC FCS : Frame Check Sequence - séquence de vérification de la trame. Obtenu par un CRC de degré 32. ED : Délimiteur de fin JK 1 IE - N Non data I est un indicateur de dernière trame (I=0) E est un indicateur d’erreur. FS : Frame Status (état de la trame) ACRR où A = adresse reconnue, C = Copié, R = bit réservé, non affecté Les Réseaux Locaux 44

Le champ AC - 802. 5 111 la plus élevée PPP Priorité du jeton T Jeton (token) 0=libre - 1=occupé M moniteur : mis à 0 par l’émetteur, et à 1 par le moniteur RRR réservation : permet de demander l’accroissement de la priorité Les Réseaux Locaux 000 la plus faible 45

Les trames 802. 5 q Trame jeton – (3 octets) SD AC ED q Trame de données. q Trame de supervision de la boucle : Test d’adresse, Alarme, Demande du jeton, Purge, Moniteur présent, Moniteur potentiel. Les Réseaux Locaux 46

LES RESEAUX LOCAUX Les Stations d’interconnexion Les Réseaux Locaux 47

Les Stations d'interconnexion q Le répéteur q Les ponts q Les routeurs q Les passerelles Les Réseaux Locaux 48

Le répeteur Les Réseaux Locaux 49

Le pont Les Réseaux Locaux 50

Le pont simple Conversion du format des trames Filtrage d'adresse Gestion des bits de contrôle des trames Les Réseaux Locaux 51

Le pont routeur Construction des tables de routage Contrôle de flux Filtrage du trafic local Les Réseaux Locaux 52

Le routeur Les Réseaux Locaux 53

La passerelle Les Réseaux Locaux 54