ARCHITECTURE PHYSIQUE ET CABLAGE

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Slot 

Implémenté de préférence sur un anneau, une entitéest chargée de générer et de transmettre en continue sur le média des cellules vides de taille fixe. Lorsqu’une station voulant émettre voit passer une tranche vide elle y place ses données [2].

Aloha 

Il s’agit d’une technique simple à accès multiples en étoile. Le coeur de l’étoile est chargé de distribuer les messages émis par les machines et en cas de collision, les paquets perdus sont réémis. Cependant ce système est rapidement inefficace en cas de forte charge du réseau [3].

CSMA/CD 

La méthode Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection est une version améliorée de l’Aloha dans laquelle une station écoute si le média est libre avant d’émettre. Les collisions sont encore possibles si deux stations émettent quasiment en même temps. L’expéditeur écoute donc le réseau et si ce qu’il reçoit n’est pas conforme à ce qu’il a émis, il réémet au bout d’un temps aléatoire. C’est le protocole d’Ethernet [3].
Il faut noter qu’il n’y a pas de gestion de priorité, et que le système ne reste efficace que pour de faibles charges et si les paquets ont une taille minimale [3].

La technique de Jeton :

Un jeton unique circule entre les stations et représente le droit à la parole pour la station qui le possède. Cette méthode implique un ordre de circulation du jeton. Certaines machines peuvent se voir donner un temps de parole plus important, mais pas la priorité. Ce protocole qui est le plus performant possède le désavantage d’être aussi trèscomplexe et très lourd : lorsque le jeton se perd ou lorsqu’on modifie physiquement le réseau il fautréinitialiser le protocole par une entente entre tous les éléments. De plus le délai d’accès au média ne tend pas vers zéro mais reste borné même quand la charge du réseau est très faible [4].

Les techniques de Commutation 

La commutation décrit la technique permettant d’acheminer des informations au travers d’un réseau composé de nœuds liés entre eux. Les informations sont transportées de nœud en nœud jusqu’au destinataire [4].
Deux principales techniques de commutation existent et elles sont bien différenciées : la commutation de circuits et la commutation de paquets [4].
D’autres modes de commutation tels que la commutation de trames et la commutation de cellules s’inspirent de la commutation de paquets. Par ailleurs, la commutation de messages, l’ancêtre de la commutation de paquet, n’est plus utilisée [4].

La commutation de circuit 

La commutation de circuits, contrairement à la comm utation de paquets, est un des modes d’établissement pour une liaison de télécommunication. C’est le moyen historique le plus ancien utilisé dans les équipements de commutation de ligne de téléphone [5].
Un chemin physique ou logique est établi entre deuxéquipements et bloqué pour toute la durée de la communication. La commutation de circuit a suivi les évolutions techniques [5]:
La commutation manuelle (liaison physique établie à la main)
La commutation automatique, électromécanique (Rotary / Crossbar), puis électronique La commutation temporelle en mode circuits
A notre siècle de l’hyper rationalisation, il y a donc un risque de sous utilisation du support en cas de « silence » pendant la communication; ce type de commutation commence à être remplacé par les systèmes de commutation de paquets [5].

La commutation de paquet 

La commutation de paquets, aussi appelée commutation d’étiquettes, est une des techniques utilisée dans le transfert de données dans les réseaux informatiques [6].
Cette technique de commutation est fondée sur le découpage des données afin d’en accélérer le transfert. Chaque paquet est composé d’un en-tête ontenantc des informations sur le contenu du paquet ainsi que sur sa destination, permettant ainsi au commutateur d’aiguiller le paquet sur le réseau vers son point final [6]. La décision de commutation repose donc sur un des champs de la PDU (Protocol Data Unit, terme générique d’origineISO désignant une trame, une cellule, un paquet, un datagramme, un segment, etc.), appelé «étiquette », à acheminer : le commutateur qui reçoit une PDU extrait l’étiquette et va rechercher dans sa table de commutation l’entrée qui correspond à l’interface sur laquelle il a reçu la PDU et à la valeur de l’étiquette. Ceci permet au commutateur de trouver le numéro de l’interface sur laquelle il va transmettre la PDU et, éventuellement, la nouvelle valeur de l’étiquette6][.

ARCHITECTURE PHYSIQUE ET CÂBLAGE

Introduction 

Pour établir un réseau, il faut mettre en œuvre un support de réseau (câble coaxial, fils téléphoniques, fibre optique, ondes hertziennes) etdes protocoles qui gèrent de façon normalisée les différents aspects de la communication entre machines.
Pour relier entre elles différentes branches d’un éseau,r ou pour relier un réseau à un autre réseau, on recourt à des dispositifs nommés pont , routeur , passerelle . La configuration des différentes branches et la disposition des ordinateurs sur ces branches constitue la topologie du réseau.
Enfin, le terme d’architecture désigne de façon générale l’ensemble des choix faits pour établir le réseau, c’est-à-dire sa topologie, les protocoles utilisés, etc. Utilisé de façon plus spécifique, il désigne le type de dialogue qui s’instaure entre les nœuds du réseau et qui peut être client-serveur ou d’égal à égal.

Le support physique 

Le support physique est évidemment l’élément indispensable pour transmettre des signaux d’un émetteur vers un récepteur. Par support physique, lifaut entendre tous les éléments permettant de transmettre les éléments binaires, suites de 0 et ed 1, sur des supports câblés aussi bien que hertziens. Ces équipements sont les suivants [11]:
Les supports physiques d’interconnexion, qui permettent l’acheminement des signaux transportant l’information.
Les prises, qui assurent la connexion sur le support.
Les adaptateurs, qui se chargent notamment du traitement des signaux à transmettre.
Les coupleurs, aussi appelés communicateurs ou cartes de transmission, qui prennent en charge les fonctions de communication.
Lors de la conception d’un réseau, le choix du support physique est en partie déterminé par les performances que l’on attend du système à réaliser, ces dernières dictant le débit escompté et la bande passante. D’autres critères interviennent, comme le coût ou la réutilisation de l’existant, si un câblage est déjà présent dans l’organisation [11].
Les principaux supports utilisés dans les réseaux onts les fils métalliques, le câble coaxial, la fibre optique et les ondes hertziennes. Chacun de ces supports possède des caractéristiques très différentes en matière de bande passante, d’encombrement, d’affaiblissement ou de coût [11].

La paire de fils torsadés :

Un câble paires torsadées décrit un modèle de câblage où les deux conducteurs sont enroulés l’un autour de l’autre dans le but de diminuer la diaphonie. Plus le nombre de torsades est important, plus la diaphonie est réduite. Le nombre de torsade par mètre fait partie de la spécification du câble [12].
L’utilisation de la signalisation différentielle symétrique permet de réduire davantage les interférences [12].
Il existe quatre types de paires torsadées :
la paire torsadée blindée (ou STP pour Shielded twisted pairs)
la paire torsadée non blindée (ou UTP pour Unshieled twisted pairs)
la paire torsadée avec blindage général (ou FTP pour Foiled twisted pairs)
la paire torsadée avec double blindage (ou SFTP pour Shielded and foiled Twisted pairs)

Le câble coaxial :

Un câble coaxial est constitué de deux conducteurs cylindriques de même axe, l’âme et la tresse, séparés par un isolant (voirFigure 2.03). Ce dernier permet de limiter les perturbations dues au bruit externe. Si le bruit est important, un blindage peut être ajouté [12].
Les électroniciens ont démontré que le rapport entrles diamètres des deux conducteurs devait être de 3,6 mm. Les différents câbles utilisés sontdésignés par le rapport en millimètre des diamètres de l’âme et de la tresse du câble, les de ux plus courants étant les 2,6/9,5 et 1,2/4,4.
Plusieurs grandes catégories de câbles coaxiaux sont offertes sur les marché, en particulier le câble 50 de type Ethernet et le câble 75 de type CATV (Câble TV), le câble d’antenne de tél évision [12].

La fibre optique :

Dans les fils métalliques, les informations sont transmises par le biais d’un courant électrique modulé. Avec la fibre optique, c’est un faisceau lumineux modulé qui est utilise. La modulation du faisceau lumineux émis par le laser permet de transmettre, via la fibre optique, un signal haute fréquence [12].
Il existe trois types de fibre optique [12]:
La fibre à « saut d’indice » constituée d’un cœur et d’une gaine optique en verre de différents indices de réfraction. Cette fibre provoque de par l’importante section du cœur, une grande dispersion des signaux la traversant, ce qui génère une déformation du signal reçu.
La fibre à « gradient d’indice » dont le cœur est c onstituée de couches de verre successives ayant un indice de réfraction proche. On s’approcheainsi d’une égalisation des temps de propagation, ce qui veut dire que l’on a réduit ladispersion nodale. Bande passante typique 200-1500 Mhz par km. La fibre « monomode » dont le cœur est si fin que l e chemin de propagation des différents modes est pratiquement directe. La dispersion nodale devient quasiment nulle. La bande passante transmise est presque infinie (> 10 Ghz/km). Ces fibres monomodes sont caractérisées par un diamètre de cœur de seulementquelques micromètres.

Les ondes Radios 

Un réseau informatique utilisant comme support les ondes radio est appelé « Réseau sans Fil ». Il peut être associé à un réseau de télécommunicationpour réaliser des interconnexions entre nœuds.
La norme la plus utilisée actuellement pour les réseaux sans fil est la norme IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronics Engineers), mieux connue sous le nom de Wi-Fi [12].
Le rayonnement géographique des ondes est relativement limité étant donné la faible puissance d’émission des solutions matérielles actuelles. Pour cette raison, les réseaux sans fil se sont avant tout développés comme réseaux internes, propres à nu bâtiment, soit comme réseau d’entreprise, soit comme réseau domestique [12].

Les équipements intermédiaires 

Un système de télécommunication contient un supportde transmission et des machines terminales.
Pour les relier, il faut des équipements intermédiaires.

Le connecteur 

Le connecteur réalise la connexion mécanique. Il permet le branchement sur le support. Le type de connecteur utilisé dépend évidement du support physique.

Le RJ-45 

Un connecteur RJ45 est une interface physique souvent utilisée pour terminer les câbles de type paire torsadée. « RJ» viient de l’anglais Registered Jack (prise jack enregistrée) qui est une partie du Code des règlements fédérax (Code of Federal Regulatioons) aux États-Unis. Il comporte huit broches de connnexions électriques [13].
Lors d’un câblage informatiquue en 10/100 Mbit/s, seules les broches 1-2 et 3-6 sont utilisées pour transmettre les informations. Lors d’un câblage informatique en 1 000 Mbit/s (1 Gbit/s) les 8 broches sont utilisées. Lorsque l’on branche un poste de travail dans un concentrateur (Hub) ou un commutateur (Switch), un câble droit doit être utilisé. Lorsque l’on doit brancher deux postes de travail ensemble, un câble croisé doit être utilisé, sauf pour le cas d’une mmunicationco en Gigabit où il faudra aussi utilliser un câble droit [13]. Dans le câble croisé, les paires utiles sont inversées, c’est-à-dire que la paire de transmission d’un côté est connectée aux broches de réception de l’autre côté. Certains équipements réseau moderne sont cepeendant capables de faire du (dé)croisement automatiquue en fonction du type de câble utilisé, des adaptateurs réseaux et de la situation présente. Ce (déé)croisement se fait demanière logicielle a u niveau d’un des deux adaptateurs (ou sur le systè me d’exploitation) après que ceux-ci se soient mis d’accord sur l’adaptateur à inverser [14].

Le connecteur BNC 

Le connecteur BNC (connecteur Bayonet Neill-Concelman) est un modèle de connecteur RF utilisé en terminaison de câble coaxial. Le connecteur BNC est l’un des connecteurs à baïonnette, nommés ainsi d’après le mouvement rotatif effectué pour fixer une baïonnette [14].

Les connecteurs pour Fibre optique 

Il existe nombre de connecteurs pour la fibre optique. Les plus répandus sont les connecteurs ST et SC. Pour les réseaux FDDI (Fiber Distributed Data Interface), on utilise les connecteurs doubles MIC (Modulation d’impulsion codée) [14].

L’adaptateur 

L’adaptateur (transceiver, ou transmetteur) est responsable de la connexion électrique. C’est un composant qui se trouve sur la carte qui gère l’interface entre l’équipement et le support physique. Il est chargé de la mise en série des octets, c’est-à-dire de la transmission des bits les uns après les autres, contrairement à ce qui se passe à l’interfa ce entre la carte de communication et la machine terminale, où l’on a un parallélisme sur 8 bits, 16 bits, ou 32 bits. L’adaptateur effectue donc la sérialisation et le sérialisation des paquets, ains que la transformation des signaux logiques en signaux transmissibles sur le support puis leur émission et leur réception [14].
Selon la méthode d’accès utilisée, des fonctions supplémentaires peuvent être dévolues à l’adaptateur. Il peut, par exemple, être chargé dela détection d’occupation du câble ou de la détection de collisions de signaux. Il peut aussi jouer un rôle au niveau de la sécurité en veillant à la limitation d’occupation du support par un émetteur. Notons que l’adaptateur est parfois intégré au coupleur [14].

Le coupleur 

L’organe appelé coupleur, ou carte réseau, ou encor carte d’accès (une carte Ethernet, par exemple), se charge de contrôler les transmissions sur le câble. Le couleur assure le formatage et le déformatage des blocs de données à transmettre, la détection d’erreur. Il est aussi chargé de gérer les ressources telles que les zones mémoire insia que l’interface avec l’extérieur [14].

Les équipements d’interconnexions 

Un réseau local sert à interconnecter les ordinateurs d’une organisation, toutefois une organisation comporte généralement plusieurs réseaux locaux, ilest donc parfois indispensable de les relier entre eux. Dans ce cas, des équipements spécifiquesont nécessaires [15].

Les Répéteurs 

Un répéteur est un équipement simple permettant derégénérer un signal entre deux nœuds du réseau, afin d’étendre la distance de câblage d’unréseau. Le répéteur travaille uniquement au niveau physique (couche 1 du modèle OSI), c’est-à-dire qu’il ne travaille qu’au niveau des informations binaires circulant sur la ligne de transmission et qu’il n’est pas capable d’interpréter les paquets d’informations [15].

Le concentrateur 

Un concentrateur est un élément matériel permettantde concentrer le trafic réseau provenant de plusieurs hôtes, et de régénérer le signal. Le concentrateur est ainsi une entité possédant un certain nombre de ports (il possède autant de ports qu’il peut connecter de machines entre elles, généralement 4, 8, 16 ou 32). Son unique but est derécupérer les données binaires parvenant sur un port et de les diffuser sur l’ensemble des ports. Tout comme le répéteur, le concentrateur opère au niveau 1 du modèle OSI, c’est la raison pour laquelle il est parfois appelé « répéteur multiports » [15].

Le pont 

Un pont est un dispositif matériel permettant de relier des réseaux travaillant avec le même protocole. Ainsi, contrairement au répéteur, qui travaille au niveau physique, le pont travaille également au niveau logique (au niveau de la couche 2 du modèle OSI), c’est-à-dire qu’il est capable de filtrer les trames en ne laissant passer que celles dont l’adresse correspond à une machine située à l’opposé du pont [15].
Ainsi, le pont permet de segmenter un réseau en conservant au niveau du réseau local les trames destinées au niveau local et en transmettant les trames destinées aux autres réseaux. Cela permet de réduire le trafic (notamment les collisions) surchacun des réseaux et d’augmenter le niveau de confidentialité car les informations destinées à unréseau ne peuvent pas être écoutées sur l’autre brin [15].

Le commutateur 

Un commutateur (en anglais switch) est un élément actif agissant au niveau 2 du modèle OSI. Le commutateur analyse les trames arrivant sur ses ports d’entrée et filtre les données afin de les aiguiller uniquement sur les ports adéquats (on parle de commutation ou de réseaux commutés). Si bien que le commutateur permet d’allier les propriétés du pont en matière de filtrage et du concentrateur en matière de connectivité [15].

Les passerelles 

Une passerelle applicative (en anglais « gateway ») est un système matériel et logiciel permettant de faire la liaison entre deux réseaux, afin de faire l’interface entre des protocoles réseau différents [15].
Lorsqu’un utilisateur distant contacte un tel dispositif, ce dernier examine sa requête et, si jamais celle-ci correspond aux règles que l’administrateurréseau a définies, la passerelle crée une liaison entre les deux réseaux. Les informations ne sont donc pas directement transmises, mais traduites afin d’assurer la continuité des deux protocoles [15].
Ce système offre, outre l’interface entre deux réseaux hétérogènes, une sécurité supplémentaire car chaque information est passée à la loupe et parfois ajoutée dans un journal qui retrace l’historique des événements [15].

Les routeurs 

Un routeur est un équipement d’interconnexion de réseaux informatiques permettant d’assurer le routage des paquets entre deux réseaux ou plus afin de déterminer le chemin qu’un paquet de donné va emprunter [16].
Pour y parvenir, les routeurs tiennent à jour des t ables de routage, véritable cartographie des itinéraires à suivre en fonction de l’adresse visée.Il existe de nombreux protocoles dédiés à cette tâche [16].
En plus de leur fonction de routage, les routeurs permettent de manipuler les données circulant sous forme de datagrammes afin d’assurer le passage d’un type de réseau à un autre. Or, dans la mesure où les réseaux n’ont pas les mêmes capacitésen termes de taille de paquets de données, les routeurs sont chargés de fragmenter les paquets de données pour permettre leur libre circulation [16].

Les topologies physiques des réseaux 

La topologie physique d’un réseau décrit la façon dont sont interconnectés les nœuds et les terminaux des utilisateurs. On distingue trois topologies, l’étoile, le bus et l’anneau, qui peuvent être combinées pour des topologies hybrides [12].

La topologie en étoile 

C’est la topologie la plus courante actuellement. Omniprésente, elle est aussi très souple en matière de gestion et dépannage de réseau : la panne d’un œudn ne perturbe pas le fonctionnement global du réseau. En revanche, l’équipement central (un concentrateur (hub) et plus souvent sur les réseaux modernes, un commutateur (switch)) qui relie tous les nœuds constitue un point unique de défaillance : une panne à ce niveau rend le réseautotalement inutilisable [12].

La topologie en Bus 

Une topologie en bus est l’organisation la plus simple d’un réseau. En effet, dans une topologie en bus tous les ordinateurs sont reliés à une même ligne de transmission par l’intermédiaire de câble, généralement coaxial. Le mot « bus » désigne la ligne physique qui relie les machines du réseau [12].
Cette topologie a pour avantage d’être facile à mettre en œuvre et de posséder un fonctionnement simple. En revanche, elle est extrêmement vulnérable étant donné que si l’une des connexions est défectueuse, l’ensemble du réseau en est affecté 2][1.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1: LES RÉSEAUX INFORMATIQUES
1.1 Introduction
1.2 Les différents types de réseau informatique
1.2.1 Les LAN
1.2.2 Les MAN
1.2.3 Les WAN
1.3 Le modèle de référence OSI de l’ISO
1.4 Les méthodes d’accès
1.4.1 Maitre-Esclave
1.4.2 Slot
1.4.3 Aloha
1.4.4 CSMA/CD
1.4.5 La technique de Jeton
1.5 Les techniques de Commutation
1.5.1 La commutation de circuit
1.5.2 La commutation de paquet
1.6 Les réseaux IP
1.6.1 Le modèle TCP/IP
1.6.2 Adressage IP
1.7 Les topologies logiques des réseaux
1.7.1 Ethernet
1.7.2 Token Ring
1.8 Conclusion
CHAPITRE 2: ARCHITECTURE PHYSIQUE ET CABLAGE
2.1 Introduction
2.2 Le support physique
2.2.1 La paire de fils torsadés
2.2.2 Le câble coaxial
2.2.3 La fibre optique
2.2.4 Les ondes Radios
2.3 Les équipements intermédiaires
2.3.1 Le connecteur
2.3.2 L’adaptateur
2.3.3 Le coupleur
2.4 Les équipements d’interconnexions
2.4.1 Les Répéteurs
2.4.2 Le concentrateur
2.4.3 Le pont
2.4.4 Le commutateur
2.4.5 Les passerelles
2.4.6 Les routeurs
2.5 Les topologies physiques des réseaux
2.5.1 La topologie en étoile
2.5.2 La topologie en Bus
2.5.3 La topologie en Anneau
2.6 Conclusion
CHAPITRE 3: DEVELLOPEMENT APPLICATION CALCULANT LE DEBIT D’UN RESEAU 
3.1 Introduction
3.2 Les outils utilisés
3.2.1 Ordinateur
3.2.2 L’IDE ou Integrated Development Environment
3.3 Présentation du logiciel
3.4 Etude de débit des différents supports
3.4.1 La Paire torsadé
3.4.2 Les Câbles Coaxiaux
3.4.3 Les Fibres Optiques
3.4.4 La Fréquence Hertzienne
3.5 Etude de Cas
3.5.1 Description et problématique
3.5.2 Solution
3.6 Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE
ANNEXE 1 : PRESENTATION DE LANGAGE C
ANNEXE 2 : CODE SOURCE DE L’APPLICATION
BIBLIOGRAPHIE

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