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1)

Le Modèle OSI

Hichem BAALA

UNIVERSITÉ DE REIMS CHAMPAGNE–ARDENNE

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1)Plan

IntroductionCouche PhysiqueCouche liaison de donnéesCouche RéseauCouche Présentation

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1)Introduction

RappelsRESEAU : Ensemble d’objets –hétérogènes– autonomes

interconnectés au moyen d’une technologie[Tan03]. (Ordinateurs,câble en cuivre, fibre optique, ondes. . .)Caractérisation

technologie de transmissiontailletopologie

Mode de fonctionnementconnecténon connecté

Mode de commutationcircuitsmessagespaquetscellules

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1)Rappels

La transmission se fait selon deux types de technologies :diffusion : un seul canal de transmission partagé par tous les

équipements (appel dans une classe d’école)... générale (broadcast),... restreinte (multicast)... individuelle (unicast)

taille restreintepoint–à–point : grand nombre de connexions

connexion entre paires de machinesplusieurs routes différentes entres les paires

sans restriction de taille

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1)Rappels (suite)

Taille d’un réseaupersonnel (PAN) : qlq mlocal (LAN) : de qlq dizaines m à qlq Kmmétropolitain (MAN) : qlq dizaines de Kmlongue distance (WAN) : jusuq’à qlq milliers de KmINTERNET (WWW) : échelle planétaire

Topologies :bus,anneau,étoile,maillage régulier ou irrégulier,satellite...

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1)Rappels (suite)

Mode de fonctionnementLe mode connecté : nécessité d’établir un circuit virtuel dans le

réseau (figé)datagrammes suivent des routes différentes

Mode de commutationC. de circuits : création d’un circuit particulier reliant les paires.C. de messages : le message doit être transmis dans sa totalité

d’un commutateur intermédiare au commutateur suivant et ceci debout en boutC. de paquets : un message est découpé en plusieurs paquets...C. de cellules : paquets particuliers de 53 octets (ATM) et C. de

circuits.

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1)Le modèle OSI

années 70 : solutions réseau (SNA d’IBM, DECnet de DEC, DSA deBull, TCP/IP du DoD,. . .)Impossibilité d’interconnexion s’il n’y a pas de norme internationale !↪→ modèle proposé par l’International Standard Organization (ISO) :Modèle OSI (Open System Interconnction).Modèle en sept couches :

couches basses

PhysiqueLiaison de donnéesRéseauTransport

couches hautes

SessionPrésentationApplication

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1)Le modèle de référence OSI

Hote B

Application

Présentation

Session

Physique

Transport

Support physiqueSupport physique

Physique Physique Physique

LiaisonLiaison Liaison

RéseauRéseauRéseau

Transport

Session

Présentation

Application

Hote A

sous−réseau

Protocole d’Application

Protocole de Session

Protocole de Présentation

Protocole de Transport

Interface

Signal

Bit

Trame

Paquet

TPDU

SPDU

PPDU

APDU

Réseau

Liaison

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1)Le modèle OSI : la couche physique

Définition 1 La couche physique fournit les moyens mécaniques,électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l’activation, aumaintien et à la désactivation des connexions physiques destinées àla transmission de bits entre deux entités de liaison de données.

bit à l’état brutémission de «1» ... réception de «1»type de signaux (modulation, puissance, portée,...)nature et caractéristiques des supports (câble, fibre optique,

onde...)les sens de transmission (simplex, half–duplex et full–duplex)

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1)Le modèle OSI : la couche liaison

Définition 2 La couche liaison de données fournit les moyensfonctionnels et procéduraux nécessaires à l’établissement, aumaintien et à la libération des connexions de liaison de données entreentités du réseau. Elle détecte et corrige, si possible, les erreurs dûesau support physique et signale à la couche réseau les erreursirrécupérables. Elle supervise le fonctionnement de la transmission etdéfinit la structure syntaxique des messages, la manière d’enchaînerles échanges selon un protocole normalisé ou non.

concerne deux machines adjacentes !

Detection et correction d’erreurs (1/0 ou 0/1)Protocole de liaison de données

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1)Le modèle OSI : la couche réseau

Définition 3 La couche réseau assure toute les fonctionnalités derelai et d’amélioration de services entre entités de réseau, à savoir :l’adressage, le routage, le contrôle de flux et la détection et correctiond’erreurs nonréglées par la couche 2.

les modes de connexion : avec ou sans connexionla norme X25

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1)Le modèle OSI : la couche transport

Définition 4 La couche transport assure un transfert de donnéestransparent entre entités de session et en les déchargeant des détailsd’exécution. Elle a pour rôle d’optimiser des services de réseaudisponibles afin d’assurer au moindre coût les performances requisespar la couche session.

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1)Le modèle OSI : la couche session

Définition 5 La couche session fournit aux entités de la coucheprésentation les moyens d’organiser et synchroniser les dialogues etles échanges de données.

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1)Le modèle OSI : la couche présentation

Définition 6 La couche présentation s’occupe de la syntaxe et de lasémantique des informations transportées en se chargeantnotamment de la représentation des données.

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1)Le modèle OSI : la couche application

Définition 7 La couche application donne au processus d’applicationle moyen d’accéder à l’environnement OSI et fournit tous les servicesdirectement utilisables par l’application, à savoir :

le transfert d’informations,l’allocation de ressources,l’intégrité et la cohérence des données accédées,la synchronisation des application coopérantes.

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1)Le support physique

La bande magnétique (au format ultrium) !200 Go/bande ; soit 1,6Pbits/boîte 60×60×60 cm3.transport en 24h : bande passante 18,5Gbit/s.transport en 1h : bande passante 444Gbit/scoût (bande utilisée 10×) : ; 3cents/Go !

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1)Le support physique

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1)Le support physique

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1)Le support physique

le câble coaxial

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1)Le support physique

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1)Le support physique

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1)Le support physique

Le support de transmission : caractéristiques physiquesLe signal : codage des données (bits)

période Tfréquence f : 1/T Hertz (Hz)Bande passante (Hz) : caractérise tout support de transmission,

c’est la bande de fréquence dans laquelle les signaux sontcorrectement reçus : B = fmaximale − fminimale

Oreille : 20 à 20 000HzHaut parleur Hi–Fi : 30 à 18 000HzTéléphone : 300 à 3400Hz

puissance (Pe, Pr : puissance du signal émis, reçu)rapport de la puissance du signal : N = 10 log Pe

Pr

en dB.rapport en grandeur réelle : Pe/Pr

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1)Le support physique

Pour un signal binaire, on définit :Le débit binaire D : nombre de bits transmis par unité de temps (s)

un bit par période T : D = 1T

bit/s ou bpsl’Intervalle significatif ∆ : intervalle de temps dans lequel on sait

reconnaître une valeur du signal.La valence du signal V : nombre de valeurs différentes par

intervalle de temps significatifLa rapidité de modulation R est le nombre de valeurs différentes

du signal par seconde : R = 1∆

bauds

1 10 0

∆Τ

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1)Le support physique

d’une manière générale :pour un signal {T, ∆, V } : R = 1

∆bauds et D = R log2 V bps

! dépend de la distance !Atténuation : perte d’énergie pendant la propagation (dB/Km),Distorsion : les valeurs du signal tendent à se modifier (inverser)Bruit : signal parasite qui vient s’ajouter au signal

Shannon (voie bruitée) : fonction directe de la bande passante B

pour obtenir le D maximum d’une liaison D = W log2(1 + SN

) oùS et N sont les puissances respectives du signal et du bruit.Ex : ligne téléphonique :W=3100Hz, S/N=1000 ⇒D'30 900bps.Nyquist (voie non bruitée) :

R 6 2BD 6 2B log2 V

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1)La couche physique

Transmission en bande de base : envoyer la suite de bitsdirectement sur le support à l’aide d’un signal carré.

11000

1500

T=

1 10 0

+5V

0V

Le signal : périodique ; modèle mathématique : série de Fourier.

g(t) =

+∞∑

k=−∞

Cke2iπfkt avec Ck =1

T

∫ T

0

g(t)e−2iπ kt

T dt

décomposé en une infinité d’harmoniques d’ordre k

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1)La couche physique

comme le signal vaut 1 sur [0, T/2[ et vaut 0 sur [T/2, T [, on obtientd’abord

k = 0, C0 =1

2

∀k > 0, Ck =1

T

∫ T

2

0

e−2iπ kt

T dt;

∀k < 0, C−k =1

T

∫ T

2

0

e2iπ kt

T dt;

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1)La couche physique

pour k > 0, Ck =1

T

[

−T

2iπke−2iπ kt

T

]T

2

0

=1 − e−ikπ

2ikπ

alors que pour k < 0, C−k =

1

T

[

T

2iπke2iπ kt

T

]T

2

0

=eikπ − 1

2ikπ

or eikπ = e−ikπ = (−1)k

on remarque que Ck = −C−k

=⇒ g(t) = CO + C1

(

e2iπ t

T − e−2iπ t

T

)

+ · · · + Ck

(

e2iπ kt

T − e−2iπ kt

T

)

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1)La couche physique

ou encore

g(t) =1

2+

2

πsin

2πt

T+

2

3πsin

6πt

T+

2

5πsin

10πt

T+ · · ·

ce qui donne pour notre exemple : T = 1500

s

g(t) =1

2+

2

πsin 1000πt +

2

3πsin 3000πt +

2

5πsin 5000πt + · · ·

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1)La couche physique

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

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1)La couche physique

Un support physique :largeur de bande = WHz,débit binaire = Dbps :

le temps requis pour envoyer b bits (un à la fois) = b/Ds.la fréquence de la première harmonique f = D/bHzle nombre d’harmoniques = W/f

ex : W = 3000Hz, b = 8bitsD T f Nb Harm.300 26,67 37,5 801200 6,67 150 204800 1,67 600 538 400 0,21 4800 0

Le Modèle OSI – p. 30