c2 réseaux : medias - equipements

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Concepts de base - Unité de mesures – Terminologie - Convention

Différents types de média : Cuivre - Fibre Optique – Hertzien

Equipements des différentes couches : répéteur, commutateur, routeur, passerelle d’application

Topologies – Classification des réseaux selon leur topologie

Couche physiqueMédias et équipements

Année 2014 - 2015

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Introduction

� La couche physique gère la connexion physique d’un équipementsur le réseau ainsi que la constitution des signaux électriques.

� Elle définit :� La connectique c'est-à-dire le raccordement de l’équipement sur le média ;

� La forme des signaux et le codage utilisé ;

� Le média lui-même.

� Les notions importantes� Unité de mesures

� La topologie, le mode (ou type) de transmission

� La transmission du signal

� Le média.

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Concepts de base : Unité de mesures

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Concepts de base : Mode d’émission des bits

� Liaison parallèle : les bits d’un même caractère sont transmis en même temps sur plusieurs canaux (fils) différents

� Liaison série : les bits sont transmis les uns à la suite des autres.

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Interface

parallèle

Interface

parallèle

Interface

série

Interface

série


Concepts de base : types de liaison

� La liaison parallèle est :� plus "rapide" ; plus chère, plus encombrante (plus de fils) ;

� très mauvaise sur de longue distance (le déphasage entre les différents signaux dumême câble entraîne souvent une désynchronisation).

� La liaison série est :� présente un encombrement plus faible ;

� n’a pas les mêmes problèmes de gestion d’horloge (problème de décalage) que laliaison parallèle ; présente un coût un inférieur ;

� La transmission série est donc utilisée pour les longues distances

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Concepts de base : les différents types de connexion

� Mode simplex� La transmission ne peut se faire que de A vers B,

� Exemple : radio, télévision.

� Mode semi-duplex (half duplex)� La transmission peut se faire dans les deux sens, mais alternativement,

� Exemple : CB, talkie-walkie, Wi-Fi.

� Mode duplex intégral (full Duplex)� La transmission se fait dans les deux sens simultanément ;

� Exemple: téléphone filaire, Ethernet commuté

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Full Duplex

Half Duplex

Simplex


Concepts de base : Liaison de données� Système source

� DTE (Data Equipment Terminal).

� Adaptateur� DCE (Data Communication Equipment).

� Ex : Modem pour la transmission analogique à partir d’un signal numérique. (Modulateur Large bande).

� Ex : Transcodeur (Émetteur – Récepteur en Bande De Base) pour la transmission numérique.

� On appelle « jonction » la partie qui relie DCE et DTE.

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DTE DCESystème de

transmission DCE DTE

Jonction

Liaison de données

Circuit de données

Adaptation à la ligneBande de base, ou large bande

MAU L’unité d’interface physiqueETTD (DTE) équipement terminalETCD (ou DCE) : adapter réseau, équipement réseau


Concepts de base : Transmission du signal

� Signal� Tension électrique souhaitée

� Modèle d’impulsions lumineuses

� Onde électromagnétique modulée

� Problèmes rencontrés� Problème de synchronisation entre stations

� Problème de reconnaissance du signal

� Problème d’atténuation du signal

� 2 possibilités de transmission� Codage en Bande de Base (sans modulation)

� Codage en Large Bande (modulation)

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Concepts de base : Transmission du signal

� Codage en Bande de Base � Signaux carrés ; composante continue

� Deux ou plusieurs niveaux de tensions

� Distance relativement courte

� Réseaux locaux

� Codage en Large Bande� Modulateur : modulation en amplitude, modulation en phase, en fréquence

� Utilisation d’une fréquence de base (porteuse)

� Fréquence relativement faible (signal peu atténué)

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Couche physique – Bande passante

� Bande passante : on appelle bande passante ou spectre de fréquenced'un signal, l'intervalle de fréquence transmis par ce signal.

� L'intervalle de fréquence de 300 à 3400 Hz définit la bande passante du réseautéléphonique.

� La largeur de la bande passante (Bandwith) est la différence des deux fréquencesd'extrémité qui la définissent

� Débit : Le débit indique le nombre de bits que le média transmet pendantl'intervalle de temps considéré. Le débit s'exprime en bits/s

� Attention : bande passante et débit d'un réseau sont deux notionsdifférentes mais étroitement liées : ces notions sont utilisées l'une pourl'autre par abus de langage.

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Transmission du signal

� Facteurs pouvant affecter une transmission� Type de données transmises

� Topologie du réseau

� Nombre d’utilisateurs

� Coupures d’électricité et autres pannes

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Média et équipements : Types de média

� Les différents types de média� Cuivre

� Fibre Optique

� Hertzien

� Préambule : un réseau peut avoir les meilleurs équipements decommunication (Switch, routeur, modem etc…), les cartes réseaux les plusrapides et les technologies les plus récentes, sans un câblage structuré,solide et de qualité, cela est totalement dénue de sens.

Jusqu’à 50% des problèmes réseaux sont causés

par une infrastructure de câblage inadéquate et sous performante.

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Types de média

� Les connecteurs RJ45 des câbles à paires torsadées� Câble croisé : connexion d’équipements identiques

Exemple : deux ordinateurs

� Câble droit : connexion d’équipements différents

Exemple : Un ordinateur et un Switch réseau

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Câble croisé RJ45 Câble droit RJ45


Types de média

� Représentation des câbles UTP / FTP / STP

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Montage de connecteur RJ45 sur câble multibrin de Catégorie 6

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Types de média

� Média optique� Le fibre optique est un fil de silice (verre très pur) qui permet de transmettre la

lumière.

� Avantages de la fibre optique� Par rapport au cuivre, il possède de bien meilleures performances, car la

bande passante intrinsèque à la fibre optique est nettement supérieure à celledu cuivre.

� Cette technologie est utile dans des environnements difficiles et agressifsriches en perturbations électromagnétiques comme les milieux industriels quisont susceptibles de générer des erreurs de transmission sur des liaisonsRJ45.

� La fibre optique est insensible aux perturbations et elle n’en produit pas. Ellene peut pas provoquer des étincelles et sa technologie de faisant pas intervenirde métal elle résiste à la corrosion.

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Types de média� Média optique

� Vitesse : Gbits/s

� Longueur max. : 10 km en monomode à 10 Gbits/s

� Raccordement : Connecteur multi modes ou monomode

� Coût : Cher

� Connectique� ST (Straight Tip)

� SC (Subscriber Connector) : le plus employé actuellement

� Monomode ou multi modes� Multi modes : Transporte plusieurs modes (trajets lumineux) simultanément.

Fibres utilisées uniquement pour des bas débits et courtes distances.Inconvénient : débit et distance moins important que le monomode.

� Monomode : Technologiquement plus avancées car plus fines, utilisées pourde longues distances et/ou de plus hauts débits. Plus cher que le fibremultimodes, car les diodes générant les signaux sont des diodes laser plusonéreuses.

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Types de média

� Média optique : exemple Monomode

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Cœur (verre)

Isolant (verre)Indice de réfraction inférieur à celui du Cœur pour empêcher le rayon lumineux de quitter celui-ci

Revêtement en plastique


Illustration – Câblage réseau d’un bâtiment

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Illustration – Réseaux en boucle

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Les réseaux locaux en boucle ont connu leur heure de gloire avec le Token-Ring d’IBM, à 16 puis 100 Mbit/s, etFDDI (Fiber Distributed Data Interface). Même s’il existe encore de telles structures dans les entreprises, elles sonten voie de disparition au profit des réseaux en bus et en étoile.


Contraintes d’installation

� Contraintes d’installation à respecter� La distance entre les équipements,

� La séparation des réseaux courant fort, tel le secteur électrique, et courantfaible, comme l’informatique ou

� De nombreux procédés existent pour la pose des câbles :� Les plinthes, très utilisées dans l’environnement domestique pour les fils

électriques, offrent une grande souplesse d’utilisation et d’installation desprises.

� Les faux plafonds, disposés à quelques dizaines de centimètres du plafondréel, permettent le passage des câbles et de la ventilation. Les câbles arriventdu faux plafond au poste de travail par des conduits verticaux, appeléspotelets.

� Les faux planchers, ou planchers techniques, disposés à quelques dizaines decentimètres du sol, ont la même fonction que les faux plafonds

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Ce qu’il ne faut pas faire !

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Ce qu’il faut faire !

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Les équipements en fonction des couches

� Chaque équipement opère sur des couches spécifiques

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Répéteur, hub

Pont (ou Bridge en anglais)Commutateur (ou Switch en anglais)

Routeur

Passerelle applicative


Les équipements en fonction des couches : définition

� Domaine de diffusion : le domaine de diffusion désigne la partiedu réseau dans laquelle les trames de broadcast sont vues partous les équipements. Le domaine de diffusion est constitué desrépéteurs, des hubs et des commutateurs mais il est délimité parles routeurs .

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� Répéteur� Équipement analogique, opère au niveau de la couche physique

� Régénère (amplification) et resynchronise le signal

� Étend la portée du signal

� Concentrateur� Opère au niveau de la couche physique, sans amplification contrairement au répéteur

� Les trames arrivant sur un lignes sont diffusées sur toutes les autres lignes

� Lorsque deux trames arrivent en même temps, il y a une collision.

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� Pont� Opère au niveau de la couche liaison de données

� Interconnecte 2 ou plusieurs LAN de types différents (Wi-Fi et Ethernet)

� Lorsqu’une trame arrive sur le pont, il extrait l’adresse destination qui se trouvedans l’en-tête de la trame, et recherche une entrée correspondante dans satable pour savoir où envoyer la trame.

� Chaque ligne d’un pont représente un domaine de collision di stinct

� Commutateur� Opère au niveau de la couche liaison de données

� Comme le pont, il achemine le trafic en se basant sur les adresses des trames

� La principale différence avec le pont est que le commutateur interconnecte deséquipements d’extrémité (ordinateurs par exemple), contrairement au pont quilui interconnecte des LAN (équipements réseau actifs).

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� Routeur� Opère au niveau de la couche réseau et ne ressemble à aucun des équipements vus

précédemment. L’en-tête et la fin de la trame sont éliminés et le paquet situé dans lechamp de données est passé au logiciel de routage. Ce dernier s’appuie sur l’en-têtedu paquet pour choisir la ligne en sortie.

� Passerelle d’application� Est capable de comprendre le contenu des données et traduisent les messages d’un

format à un autre.

Exemple : Une passerelle de courrier électronique peut par exemple traduire desmessages provenant d’Internet en messages SMS destinés à des téléphonesportables.

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Concepts de base : topologies des réseaux

� La topologie définit la manière dont sont interconnectés physiquement les équipements.

� 3 topologies sont utilisables dans un réseau local : le Bus, l’étoile, l’anneau

� Leurs performances varient selon : � L’existence d’un point critique (SPOF : Single Point Of Failure) – cad, un

équipement actif dont la panne entraîne une interruption de service

� La mode s’insertion (Scalability) dont l’ajout ou le retrait d’un équipement actif entraine ou non une interruption de service

� La capacité à localiser les pannes

� Le mode de transmission en mode diffusion ou en mode point à point

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Concepts de base : topologies des réseaux - Etoile

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Topologie Point critique Insertion / Retrait d’équipement

Localisation des pannes

Mode de transmission

ETOILE Uniquement l’équipement

centrale

Sans coupure Directe Diffusion ou point à point

(commutation)

Etoile


Concepts de base : topologies des réseaux - Anneau

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Topologie Point critique Insertion / Retrait d’équipement

Localisation des pannes

Mode de transmission

ANNEAU Toutes les équipements

Avec coupure du réseau

Directe Diffusion


Topologie en ANNEAU

� Panne critique (dysfonctionnement) : � Deux évènements peuvent bloquer le réseau dans son intégralité :

� (1) Une panne de l’un des MAU actifs� (2) ou une rupture de câble en un point quelconque de l’anneau .

� Dans le cas (1), le fonctionnement partiel du réseau peut-être assuré en court-circuitant leMAU en cause – pour reconstituer l’anneau avec un MAU de moins

� Dans le cas (2) , le réseau est bloqué. D’où l’utilisation d’un double anneau.

Le réseau de fibre optique FDDI utilise respectivement les topologies en anneau et doubleanneaux.


Topologie en ANNEAUIllustration d’un MAN FDDI (Fibre Optique) en anneau au niveau des hôpitaux de Marseille


Concepts de base : topologies des réseaux

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Réseau hiérarchiqueRéseau en étoile étendue


La couche sous-réseau

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Pause-réflexion

Avez-vous des questions ?

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Résumé du module

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Unités de mesuresUnités de mesures

Topologies des réseauxTopologies des réseaux

Équipements actifs du réseauet leur fonction

respective

Équipements actifs du réseauet leur fonction

respective

Différents type de medias

Différents type de medias

Concepts de base

Concepts de base

Infrastructure de câblage réseau

Infrastructure de câblage réseau


FIN DU MODULE

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PRONETIS©2014 - Philippe Prestigiacomo - Droits d'utilisation ou de reproduction réservés39

Entourez le(s) domaine(s) de diffusion dans les topologies suivantes,

laissez vide si il n’y a pas de domaine de diffusion :


Entourez le(s) domaine(s) de diffusion dans les topologies suivantes,

laissez vide si il n’y a pas de domaine de diffusion :


Enoncez le type de topologie :

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