Download - Partie 4 Protocole de Liaison Donnees
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Partie 4 : Protocoles de liaison de donnes
Olivier GLCK Universit LYON 1 / Dpartement Informatique
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Remerciements
Certains transparents sont bass sur des supports de cours de : Danile DROMARD (PARIS 6) Andrzej DUDA (INP Grenoble/ENSIMAG) Shivkumar KALYANARAMAN (RPI/ECSE) Alain MILLE (LYON 1) CongDuc PHAM (LYON 1) Michel RIVEILL (Universit de Nice/ESSI) lInstitut National des Tlcommunications (INT)
Des figures sont issues des livres cits en bibliographie
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Bibliographie
Rseaux , 4ime dition, Andrew Tanenbaum, Pearson Education, ISBN 2-7440-7001-7
Rseaux et Tlcoms , Claude Servin, Dunod, ISBN 2-10-007986-7
Analyse structure des rseaux , 2ime dition, J. Kurose et K. Ross, Pearson Education, ISBN 2-7440-7000-9
TCP/IP Illustrated Volume 1, The Protocols , W. R. Stevens, Addison Wesley, ISBN 0-201-63346-9
TCP/IP, Architecture, protocoles, applications , 4ime dition, D. Comer, Dunod, ISBN 2-10-008181-0
An Engineering Approach to Computer Networking , Addison-Wesley, ISBN 0-201-63442-6
Internet http://www.guill.net/ http://www.courseforge.org/courses/ http://www.commentcamarche.net/ccmdoc/ http://www.rfc-editor.org/ (documents normatifs dans TCP/IP)
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Plan de la partie 4
Le protocole HDLC
Le protocole PPP
Le protocole SLIP
Le protocole HDLC
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Le protocole HDLC
HDLC - High Level Data Link Control Protocole de niveau 2 OSI orient bits Premier protocole moderne, normalis en 1976
par le CCITT (UIT-T) utilis par exemple dans le GSM entre le mobile et le
rseau
Ncessite une liaison physique synchrone full-duplex (possibilit sur half-duplex mais avec des restrictions de service)
Liaison de donnes point point symtrique ou dissymtrique multipoint dissymtrique (polling/selecting)
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Statut des stations
Systme commande centralise DISSYMETRIQUE Multipoint Point point
Primaire
Secondaire Secondaire Secondaire
Rponse Commande
Primaire
Secondaire
Rponse Commande
Adresse vhicule dans les deux sens = celle du secondaire
Pas besoin de vhiculer une adresse !!
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Statut des stations
Systme commande centralise SYMETRIQUE (point point)
Adresse : FONCTION SECONDAIRE (par ex.)
Rponse Commande
Primaire
Secondaire Fonction
Fonction Secondaire
Fonction
Primaire Fonction Rponse Commande
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Les diffrentes modes de HDLC
Le mode normal ou synchrone NRM - Normal Response Mode ou LAP - Link Access Protocol relation matre/esclave (le primaire invite le secondaire parler) liaison multipoint dissymtrique
Le mode asynchrone symtrique
ABM - Asynchronous Balanced Mode chaque extrmit est primaire en mission et secondaire en
rception (mode quilibr) liaison point point uniquement
full duplex (LAP Balanced - RNIS) half duplex (LAP X - tltex)
Dissymtrique point point ou multipoint ARM - Asynchronous Response Mode Le secondaire peut mettre sans y tre autoris
un seul secondaire actif la fois algorithme de rsolution des collisions
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Le protocole HDLC
L'unit de transfert est la trame (Frame) Chaque trame est dlimite par un fanion - le
seul caractre "spcial" utilis par le protocole En l'absence de donnes, le fanion est envoy
pour maintenir la synchronisation entre les trames
Contrle d'erreur trs efficace par CRC avec reprise sur erreur
Utilise du contrle de flux, de lanticipation et du piggybacking
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Le protocole HDLC
L'entit est dite primaire si elle initie la communication Le fanion est reprsent par la squence "01111110" 3 types de trames - signalisation dans la bande
trame I - trame d'information (change de donnes) trame S - trame de supervision (supervision de l'change) trame U - trame non numrotes (supervision de la liaison)
FFFFF/trame/ trame/FFF/trame/FFFFFFFFF
01111110
Entitprimaire
Entitsecondaire
01111110INFORMATIONS
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Structure de la trame HDLC
Le fanion de queue peut faire office de fanion de tte de la trame suivante
La transparence est assure par la technique du bit de bourrage
Un seul champ adresse (mode matre/esclave) Champ commande sur 1 ou 2 octets selon que
les compteurs Ns/Nr sont stocks sur 3 ou 7 bits FCS = CRC relatif Adresse/Commande/Infos
1 octet
Fanion deb Adresse Commande INFORMATIONS FCS Fanion fin
1 octet 1 ou 2 octets 2 octets 1 octet
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Le champ adresse
Il stocke l'adresse du secondaire
adresse du destinataire pour les trames de commande
adresse de l'metteur pour les trames de rponse
Si liaison point point, le champ nest pas lu !
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Types de trames
Trames I Information ; transfert de la SDU Sytem Data Unit
Trames S Supervision squence - pas de champ information :
Contrle de flux : RR, RNR Contrle d'erreurs : REJ (Go-Back-N), SREJ
Trames U Supervision non squence - pas de champ information :
Connexion, Libration Anomalies, Rinitialisation Test, Identification Donnes non squences (datagrammes)
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Le champ "commande"
Ns - compteur des trames I mises Nr - compteur des trames I reues
Nr contient le numro de la prochaine trame attendue Nr = x acquitte les (x-1) trames prcdentes
Les bits S et U permettent d'identifier la commande
bit0
0NsNr P/F
bit1bit2bit3bit4bit5bit6bit7
P/F
P/F
1
11
0SS
UUUUU
Nr
trame I
trame S
trame U
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Le champ "commande"
Le bit P/F - bit de contrle il est appel P dans une trame de commande, F dans une
trame de rponse P (Poll) = demande de rponse explicite ou non mise
par une station primaire F (Final) = indication de rponse explicite mise par une
station secondaire, suite une demande explicite mise par un primaire
P=1 - sollicite une rponse explicite du secondaire (par ex. car fentre dmission bientt pleine)
Rponse P=1 par F=1 - le secondaire rpond par un acquittement
Une station qui reoit une trame de commande avec le bit P/F=1 doit rpondre avec P/F=1
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Le champ "commande"
Trames de supervision RR - Receive Ready Prt recevoir ou accus de rception si pas de trame I
envoyer par le rcepteur RNR - Receive Not Ready Non prt recevoir ; le rcepteur demande l'metteur
d'arrter les missions et acquitte les trames jusqu' Nr-1 REJ - Reject Rejet simple ; demande la retransmission partir de Nr SREJ - Selective Reject Rejet slectif ; demande la retransmission de Nr
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Le champ "commande"
Trames non numrotes de commande (primaire vers secondaire) SNRM - Set Normal Response Mode multipoint dissymtrique, matre/esclave (polling/selecting) SARM - Set Asynchronous Response Mode le secondaire peut mettre sans invitation SABM - Set Asynchronous Balanced Mode point point symtrique, chaque station peut mettre sans
autorisation (primaire et secondaire simultanment) SABME - Set Asynchronous Balanced Mode Extended idem SABM mais mode tendu (compteurs sur 7 bits) DISC - Disconnect l'un des terminaux dcide de rompre la liaison
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Le champ "commande"
Trames non numrotes de rponse (du secondaire vers le primaire) UA - Unnumbered Acknowledge acquittement d'une trame non numrote FRMR - Frame Reject ou CMDR - Command Reject une trame ou une commande vient d'tre rejete (indication de la raison dans le champ information) DM - Disconnect Mode indique que le terminal est dconnect RM - Request Disconnect quivalent de DISC pour le secondaire
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Rcapitulatif des principales commandes
P 1111000
P/F 1011 SREJNr
bit0
0NsNr P/F
bit1bit2bit3bit4bit5bit6bit7
P/F
F
1
11
000
10001
Nr
trame I
RR
P/F 1010Nr
P/F 1001Nr
P 1111100
P 1111110
P 1100010
F 1100110
F 1111000
RNR
REJ
SABM
SABME
DISC
UA
CMDR/FRMR
DM
SARM
P 1100001 SNRM
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Connexion et libration
Primaire
4 1
CONCnf+ CONReq
Secondaire
2 3
CONInd CONRsp+
SABM SNRM UA ou DM
Secondaire
2 3
Primaire
4 1
UA DISC
LIBCnf LIBReq LIBInd LIBRsp
CONCnf+ CONSecInd
Primaire
2 3
CONReq
6
CONSecReq CONInd CONRsp+
Secondaire
4 1 5
DM SNRM UA
Connexion la mise sous tension des quipements
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Rgles de reprise
Dbordement (contrle de flux) la station qui ne peut plus recevoir de trames I met
un RNR dont le Nr indique la premire trame non accepte
elle met une trame RR quand elle est de nouveau prte recevoir de nouvelles trames
Erreur de transmission toute trame dont l'analyse du FCS indique une erreur
de transmission est ignore aucune autre action n'est entreprise
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Rgles de reprise
Erreur de numro de squence Ns (version 1) la trame dont le Ns n'est pas celui attendu est ignore
ainsi que les suivantes la station recevant cette trame met une trame REJ dont
le numro Nr indique la trame attendue
Erreur de numro de squence Ns (version 2) la trame dont le Ns n'est pas celui attendu est conserve la station recevant cette trame met une trame SREJ
pour demander la retransmission de la trame Nr
Rejet de commande la rception d'une trame CMDR/FRMR, la liaison est
considre comme rompue
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Rgles de reprise
Deux temporisateurs temporisateur de retransmission (T1) initialis par
l'metteur chaque trame mise temporisateur d'acquittement (T2) correspondant au dlai
maximum au bout duquel le rcepteur doit, s'il n'a pas de donnes mettre, envoyer un acquittement
Reprise sur time-out la station qui ne reoit aucun acquittement des trames
d'information mises reprend, au bout d'un temps T1, l'mission de la premire trame non acquitte en positionnant le bit P/F 1
la station peut poursuivre normalement l'mission des autres trames I ds la rception d'un acquittement portant le bit P/F 1
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Exemple d'change de donnes
A, W=7 B, W=7
CrditVrVs CrditVrVs
(I) Ns=0 , P=0 , Nr=0
700
(I) Ns=1 , P=0 , Nr=0
(I) Ns=2 , P=0 , Nr=0
(I) Ns=3 , P=0 , Nr=0
(I) Ns=0 , P=0 , Nr=4
(I) Ns=4 , P=0 , Nr=1
(I) Ns=2 , P=1 , Nr=1
(I) Ns=1 , P=0 , Nr=1
(I) Ns=0 , P=0 , Nr=1
(I) Ns=7 , P=0 , Nr=1
(I) Ns=6 , P=0 , Nr=1
(I) Ns=5 , P=0 , Nr=1
(S) RR F=1 , Nr=3
(I) Ns=3 , P=0 , Nr=1
601
502
403
304
714
615
516
417
310
211
112
013
713
612
700
710
720
730
740
641
751
761
771
701
711
721
731
731
741
(1) (1)
(2)(3) (4)
(Aprs mission) (Aprs rception)
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 27
Exemple de gestion d'erreurs
A, W=7 B, W=7
CrditVrVs CrditVrVs
(I) Ns=0 , P=0 , Nr=0
700
(I) Ns=1 , P=0 , Nr=0
(I) Ns=2, P=0 , Nr=0
(I) Ns=3 , P=0 , Nr=0
(S) REJ F=0 , Nr=2
(I) Ns=2 , P=0 , Nr=0
(I) Ns=3 , P=0 , Nr=0
601
502
403
304
504
504
504
700
710
720
720
720
730
740
(1) (1)
(2)(3) (4)
(Aprs mission) (Aprs rception)
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 28
Exemple de gestion du contrle de flux
A B(I) Ns=0 , P=0, Nr=0
(I) Ns=1 , P=0, Nr=0
(I) Ns=2 , P=0, Nr=0
(S) RNR F=0, Nr=2
(S) RR P=1, Nr=0
(I) Ns=3 , P=0, Nr=0
(I) Ns=2 , P=0, Nr=0
trame rejetebuffer plein
(S) RR P=1, Nr=0
(S) RR F=1 , Nr=2
T1
T1
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 29
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4
Gestion sautante de la fentre
EXEMPLE W=3 on peut mettre 0, 1, 2 on reoit trame RR
demandant 3 on peut mettre 3, 4, 5 on reoit trame RR
demandant 6 on peut mettre 6, 7,0 on reoit trame RR
demandant 1 on peut mettre 1,2,3 etc ...
Cours 4 (suite)
Les protocoles SLIP et PPP
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Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 31
Les protocoles SLIP et PPP (1)
SLIP et PPP sont des protocoles de niveau liaison pour les rseaux Internet SLIP : Serial Line Internet Protocol PPP : Point to Point Protocol
SLIP et PPP ne sont pas normaliss SLIP : RFC 1055 PPP : RFC 1661
Ils sont utiliss pour assurer des connexions IP sur des liaisons srie des connexions Internet par modem des connexions point point entre deux ordinateurs
directement connects l'un l'autre (i.e. pas besoin de carte Ethernet)
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Les protocoles SLIP et PPP (2)
Fournisseur d'accs (FAI)
Paquets IP
Ordinateur dot d'IP Noeud de connexion(Point of Presence)
Modem
Modem
IP
PPP/SLIP
Paquets IP
IP
PPP/SLIP
Paquets IP
InternetLigne tlphonique
Ordinateur dot d'IP
IP
PPP/SLIP
Paquets IP
Ordinateur dot d'IP
IP
PPP/SLIP
Paquets IP
Lien srie
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 33
Le protocole SLIP (1)
Protocole asynchrone orient caractre Fonctionnalits restreintes
pas de ngociation l'ouverture de la connexion (adresses IP, informations DNS, mode de SLIP utilis fixs manuellement avant le dmarrage de SLIP)
ne fonctionne quavec IPv4 (IPv6 et X.25 ne sont pas pris en charge)
pour des adresses fixes connues lavance pas de dtection ou correction derreurs (ces
fonctions doivent tre fournies par les couches suprieures)
trop de versions existent, il ny a donc pas de standard de lInternet Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 34
Le protocole SLIP (2)
Dlimitation des paquets IP par insertion du caractre de contrle END avant et aprs chaque paquet
Transparence assure par la technique du character stuffing 3 caractres spciaux supplmentaires (ESC,
ESC_END et ESC_ESC) ct mission :
si le caractre END apparat dans les donnes, SLIP le remplace par la squence ESC - ESC_END
si le caractre ESC apparat dans les donnes, SLIP le remplace par la squence ESC - ESC_ESC
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 35
Le protocole SLIP (3)
Transparence assure par la technique du character stuffing ct rception :
si le caractre ESC apparat, le caractre suivant doit tre ESC_END ou ESC_ESC ; dans ce cas, le caractre ESC est supprim et le caractre suivant est remplac par ESC ou END
si le caractre END apparat, il s'agit de la fin du paquet IP ; celui-ci est alors dlivr la couche IP suprieure
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 36
Le protocole SLIP (4)
Octet 1
ESC
END
Octet N
En-tteIP
En-tteTCP/UDP
Donnes
Paquet IP Paquet IP sous formed'une squence d'octets
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Octet 1
ESC
ESC_END
Octet N
.
.
.
.
.
.
.
.
.
END
ESC_ESC
ESC
END
Flux d'octets SLIP
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Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 37
Le protocole PPP (1)
PPP, contrairement HDLC par exemple, est multi-protocoles un champ spcifique dans la trame PPP permet de
distinguer le protocole utilis par les donnes transportes (le protocole X ou Y est encapsul dans la trame PPP)
Application 1
Application 2
Application 3
Application 1
Application 2
Application 3
Protocole X
Protocole Y
Protocole de liaison
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 38
Le protocole PPP (2)
Utilis sur des liaisons point point synchrones ou asynchrones
Format de la trame dlimitation des trames par le fanion 0x7E champ adresse inutile (point point) -> 0xFF champ contrle identique celui de HDLC champ protocole sur 2 octets identifie le protocole de
niveau suprieur (IP, IPX, IPv6, ) champ FCS identique celui de HDLC
Fanion0x7E
AdresseOxFF Commande Protocole Donnes FCS
Fanion0x7E
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 39
Le protocole PPP (3)
Transparence technique du bit de bourrage (insertion d'un 0 tous les
5 bits 1) sur liaison synchrone sur une liaison asynchrone
le fanion dans les donnes est remplac par la squence ESC, ESC_FLAG
le caractre d'chappement est remplac par la squence ESC, ESC_ESC
pour viter que les modems ne considrent comme une commande les caractres ASCII dont la valeur est infrieure 32, des caractres de transparence ESC_Commande sont ajouts (les caractres dont la transparence doit tre assure sont ngocis la connexion)
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 40
Le protocole PPP (4)
PPP utilise un ensemble de sous protocoles pour la ngociation de paramtres et la scurisation des changes LCP (Link Control Protocol) - ngociation des
paramtres de l'change PAP (PPP Authentification Protocol) - authentification
de l'utilisateur par mot de passe avant le transfert de donnes
CHAP (Challenge Authentification Protocol) - authentification scurise de l'utilisateur (cryptage)
NCP (Network Control Protocol) - ngociation des paramtres rseau : affectation d'adresses IP, compression d'en-tte
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Comparaisons SLIP et PPP (1)
SLIP beaucoup plus ancien que PPP
SLIP n'est pas un standard de l'Internet (beaucoup de versions diffrentes de SLIP) alors que PPP est un standard de l'IETF
SLIP ne fonctionne que sur des liaisons asynchrones
Les fonctionnalits de PPP sont plus nombreuses (dtection d'erreurs, authentification de l'metteur, attribution d'adresses IP)
Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 42
Comparaisons SLIP et PPP (2)
Compatibilit SLIP est uniquement compatible IPv4
PPP est compatible IPv4, IPv6, X.25,
Compression des donnes utiles des paquets IP permet d'amliorer l'exploitation des liaisons lentes
par modem
SLIP : compression des en-ttes des paquets IP uniquement (mode CSLIP)
PPP : compression possible des donnes utiles des paquets IP