1 les réseaux locaux les reseaux locaux industriels dr. mohamad khalil université libanaise...

1 Les Réseaux Locaux

LES RESEAUX LOCAUX LES RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELSINDUSTRIELS

Dr. Mohamad KHALIL

Université LibanaiseFaculté de génie - Branche 1

5 eme année Informatique Industrielle


LES RESEAUX LOCAUXLES RESEAUX LOCAUX1 - Introduction

2 – Le modèle OSI

3 – La couche physique

4 – La sous couche MAC

5 – La sous couche LLC

6 – Les stations d’interconnections

8 – La couche transport

7 – La couche réseau


La pyramide C.I.M.La pyramide C.I.M.

niveau 0 : les constituantscommander et protéger :les pré-actionneurs

Actionner et mesurer : les capteurs et actionneurs

niveau 1: la commandeTraitement et dialogue : la commande

Configuration et diagnostic : la maintenance

niveau 2 : la supervisionConduite, optimisation et surveillance

Niveau 3 : la gestion de productionOrdonnancement et suivi de production

Contrôle qualité et suivi des moyens

niveau 4 : le système d'informationde l'entreprise

Gestion globale de l'entreprise

Aut

omat

ism

e

Info

rmat

ique


Classification des réseaux Classification des réseaux

EmploisAppellati

onAppellation

Française.Offre

commerciale.

Informatique

Databus bus informatique Ethernet,...

Fieldbusbus inter unité de

traitementWorldFIP, Profibus,

Modbus+...

Automatique

Devicebusbus de périphérie

d'automatisme

DeviceNet, WorldFIP, Profitbus , modbus+...

Sensorbusbus de capteur

actionneurASi, bitbus, batibus,


Le Modèle OSILe Modèle OSI

N°

Nom Fonctions de la couche

3 Réseau Elle réalise l'acheminement et le routage (choix d'un chemin) des informations au travers du réseau.

2 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.

1 Physique

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.


Le Modèle OSI Le Modèle OSI

N° Nom Fonctions de la couche

7 ApplicationElle définit les mécanismes communs aux

applications et la signification des informations échangées.

6 PrésentationElle se préoccupe de la syntaxe, compression,

cryptage.

5 SessionElle fournit les outils de synchronisation et de

gestion du dialogue entre les entités communicantes.

4 Transport

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.


I.S.O. et BUS DE TERRAIN 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.

APPLICATION7

6

5

4

3

2

1

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

RESEAU

LIAISON

PHYSIQUE

Interface avec l ’application

Représentation des données

Synchronisation du dialogue

Connexion entre les 2 hôtes distants

Routage=Acheminement des paquets

Construction des trames + Détection des erreurs

Codage des bits + Caractéristiques électriques


EncapsulationEncapsulation

Bits

Trame

Paquet

Fragment

Message

Transaction5 Session

6 Présentation

4 Transport

3 Réseau

2 Liaison

1 Physique

7 Application

Adaptation

Transmission des données

Information


I.S.O. et BUS DE TERRAIN 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 transport optimal des données

– Couches 5 à 7: couches hautes chargées du traitement des donnéesAPPLICATION7

6

5

4

3

2

1

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

RESEAU

LIAISON

PHYSIQUE

APPLICATION

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

RESEAU

LIAISON

PHYSIQUE

SUPPORT PHYSIQUE

BITS

TRAMES

PAQUETS

MESSAGES

PROTOCOLE

SERVICE


I.S.O. et BUS DE TERRAIN 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.

APPLICATION7

6

5

4

3

2

1

LIAISON

PHYSIQUE

Les couches 3 à 6 sont vides:

Pas d ’interconnexion avec un autre réseau

Couche Liaison =

L..L.C. : Logical Link Control

M.A.C. : Medium Access Control


I.S.O. et BUS DE TERRAIN I.S.O. et BUS DE TERRAIN

APPLICATION7

2

1 PHYSIQUE

L.L.C. : Logical Link Control

•Filtrage des messages

•Recouvrement des erreurs bit/trame

•Notification de surcharge

M.A.C. : Medium Access Control

•Mise en trame: émission/réception

•Détection et signalisation du bit erreur

•Arbitrage: gestion de l ’accès au médium

COUCHE LIAISON :

LLC

MAC


Voie de transmissionVoie de transmissionCapacité d’un canalCapacité d’un canal

Débit binaire

Capacité maximale d’un canal

Rapidité de modulation

Rapidité maximale de modulation


Les Supports des voies Les Supports des voies de transmissionde transmission

Conducteur métalliques

Fibre optiques

Hertzien


Conducteur métalliquesConducteur métalliquesPaires torsadéesPaires torsadées

• Des paires torsadées non blindées (UTP :Unshielded Twisted Pair)

• Des paires torsadées blindées (STP: Shielded Twisted Pair)

• Des paires torsadées avec écran.


Conducteur métalliquesConducteur métalliquesPaires torsadéesPaires torsadées

Catégorie 1 et 2 voix et données à vitesses réduites.

Catégorie 3 voix/données jusqu’à 10 Mbits/s.Catégorie 4 voix/données jusqu'à 16 Mbits/s.Catégorie 5 voix/données jusqu'à 100 Mbits/s

ou 155 Mbits/sCatégorie 6 250 Mbits/sCatégorie 7 750 Mbits/s


Conducteur métalliquesConducteur métalliquescâbles coaxiauxcâbles coaxiaux

Conducteur

DiélectriqueBlindageGaine

d

D


câble RG58câble RG58



Con

duct

eur

Dié

lect

rique

Gai

ne

d

D

Blin

dage

4

Blin

dage

3

Blin

dage

2

Blin

dage

1


F.O. La RéfractionF.O. La Réfraction


Fibres optiques Fibres optiques multimodesmultimodes

Coeur

Gaine

100

m50

m

n0

n1

n2

Gaine 125 mCœur 50 mLargeur de bande 50MHz.kmAtténuation 3 dB/kmPortée max. 10 km


Fibres optiques à gradient Fibres optiques à gradient d’indiced’indice

Coeur

Gaine

100m

50m

n0

n1

n2

Gaine 125 mCœur 50 mLargeur de bande 1GHz.kmAtténuation 0,7 dB/kmPortée max. 30 km


Fibres optiques Fibres optiques monomodemonomode

Coeur

Gaine

100m

5m

n0

n1

n2

Gaine 125 mCœur 5 à 8 mLargeur de bande 50 GHz.kmAtténuation 0,4 dB/kmPortée max. 50 km


Composants FOComposants FO


Topologie des réseauxTopologie des réseaux


Topologie - ETOILETopologie - ETOILE

Station centrale

Poste de travailA

Poste de travailB

Poste de travailC

Poste de travailD


Topologie BUSTopologie BUS

Terminaison Zo Raccordement

Station A Station B Station C Station D

Terminaison Zo


Topologie BUSTopologie BUS


Station E Station F

I


Topologie Anneau ou Topologie Anneau ou BoucleBoucle

Station A

Station B

Station C

Station D


Topologie Arbre (Bus)Topologie Arbre (Bus)

A B C

HUB-1

D E F

HUB-2

G H I

HUB-3

HUB-4 HUB-5

HUB-6

Détail d'unHUB

Tête del'étoile


LES RESEAUX LOCAUXLES RESEAUX LOCAUX

La sous couche MAC


Classification des Classification des méthodes d’accèsméthodes d’accès

Compétition.– Accès aléatoire (Type CSMA: Carrier sense

multiple access ) Multiplexage.

– Temporel.Synchrone.Asynchrone.

Consultation.– Gestion centralisée (du type Maître Esclave)– Scrutation centralisée.– Scrutation décentralisée.– Gestion décentralisée (Circulation d’un Jeton)


Time Division Multiple Time Division Multiple AccessAccess TDMA TDMA

Station 1 Station 2 Station 1 Station 2 Station 3Station 3 t


Accès aléatoiresAccès aléatoiresCollision sur un BUSCollision sur un BUS



Format des trames 802.3Format des trames 802.3

Champs PRE SFD DA SA LENLLC DATA

PAD FCS

Taille(octets) 7 1 6 6 2 < 1519

< 64

4


Format des trames 802.3Format des trames 802.3PRE : Préambule : Séquence 10101010 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]

[1] 32 26 23 22 16 12 11 10 8 7 5 4 2( ) 1g x x x x x x x x x x x x x x x


Format des adressesFormat des adresses

16 bits

I / G Adresse (15 bits)

48 bits

I / G U / L Adresse (46 bits)

I / G 0 Adresse Individuelle.

1 Adresse de Groupe.

U / L 0 Adresse Universelle créée à la fabrication.

1 Adresse Locale propre au réseau


Les accès contrôlésLes accès contrôlés

La gestion centralisée :– Maître Esclaves

La gestion décentralisée :– Jeton sur bus– Jeton sur boucle


Jeton sur BUS: Format Jeton sur BUS: Format des trames 802.4des trames 802.4

Champs PRE SFD FC DA SALLC DATA

FCS

ED

Taille(octets)

1 ou + 1 1 2 ou 62 ou

60 à 8191 4 1


Format des trames 802.4Format des trames 802.4PRE : Préambule au moins 1 octet pour l’auto synchronisation des

récepteurs durée mini 2 s

SFD : Start Frame Delimiter (délimiteur de début) NN0NN000 (N=Non Data)

FC : Frame Control - Type de trame.



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 NN1NN1IE - 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.


Jeton sur anneauJeton sur anneau

Station A

Station B

Station C

Station D

La t rame émis e par Aes t récupéré par AJ


Format des trames 802.5Format des trames 802.5

Champs SD AC FC DA SALLC

DATAFCS ED

FS

Taille(octets)

1 1 1 2 ou 62 ou

60 à 4027

4 1 1


Format des trames 802.5Format des trames 802.5SD : Start Delimiter (délimiteur de début) JK0JK000

AC : Access Control - contrôle d’accès - PPPTMRRR

FC : Frame Control - Type de trame.



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 JK1JK1IE - N Non dataI est un indicateur de dernière trame (I=0)E est un indicateur d’erreur.

FS : Frame Status (état de la trame) ACRRACRR où A = adresse reconnue,C = Copié,R = bit réservé, non affecté


Le champ AC - 802.5Le champ AC - 802.5

PPP Priorité du jeton111 la plus élevée

000 la plus faible

T Jeton (token) 0=libre - 1=occupé

Mmoniteur : mis à 0 par l’émetteur, et à 1 par le

moniteur

RRRréservation : permet de demander l’accroissement de

la priorité


Les trames 802.5Les trames 802.5

Trame jeton – (3 octets) SD AC ED

Trame de données.

Trame de supervision de la boucle :Test d’adresse, Alarme, Demande

du jeton, Purge, Moniteur présent, Moniteur potentiel.


LES RESEAUX LOCAUXLES RESEAUX LOCAUX

Les Stations d’interconnexionLes Stations d’interconnexion


Les Stations Les Stations d'interconnexiond'interconnexion

Le répéteur

Les ponts

Les routeurs

Les passerelles


Le répeteurLe répeteur

R

R

StationStation

Station Station

R

Station Station

Segment 1

Segment 2Segment 3

R : Répéteur

Segm

ent 4


Le pontLe pont

MAC1 MAC2

PHY1 PHY2

Réseau 1 Réseau 2

MAC1

PHY1

MAC2

PHY2

LLCLLC

RESEAU RESEAU


Le pont simpleLe pont simpleConversion du format des trames

Filtrage d'adresse

Gestion des bits de contrôle des trames


Le pont routeurLe pont routeur

Construction des tables de routage

Contrôle de flux

Filtrage du trafic local


Le routeurLe routeur

MAC1 MAC2

PHY1 PHY2

Réseau 1 Réseau 2

MAC1

PHY1

MAC2

PHY2

LLC 2LLC 1

RESEAU RESEAU

LLC 1 LLC 2


La passerelleLa passerelle

Réseau 1 Réseau 2

LIASON

PHYSIQUE

RESEAU

TRANSPORT

SESSION

PRESENTATION

APPLICATION

LIASON

PHYSIQUE

RESEAU

TRANSPORT

SESSION

PRESENTATION

APPLICATION

LIASON

PHYSIQUE

RESEAU

TRANSPORT

SESSION

PRESENTATION

LIASON

PHYSIQUE

RESEAU

TRANSPORT

SESSION

PRESENTATION

APPLICATION

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