partie 4 protocole de liaison donnees

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Partie 4 : Protocoles de liaison de donnes

Olivier GLCK Universit LYON 1 / Dpartement Informatique

[email protected] http://www710.univ-lyon1.fr/~ogluck

Olivier Glck Licence Informatique UCBL - Module LIF8 : Rseaux 2

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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


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)


Plan de la partie 4

Le protocole HDLC

Le protocole PPP

Le protocole SLIP

Le protocole HDLC

2


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)


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 !!


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


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


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


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

3


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


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 !


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)


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


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


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

4


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


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


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


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


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


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

5


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


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)


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)


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


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

6


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)


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


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


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



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



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

7


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



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



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)



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


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)


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

partie 4 protocole de liaison donnees

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