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Réseaux locaux (LAN) (Les réseaux - Notions de
base - Chapitre 5)
Bus, anneaux et jetons
Jetons et jetons circulant
Token Ring (anneau à jeton) : IEEE 802.5
IEEE 802.4 : Bus à jeton
ARCnet : bus à jeton pour réseaux
locaux
Autres spécifications IEEE pour les réseaux
locaux
IEEE 802.9 : réseaux locaux isochrones
IEEE 802.11 : réseaux sans câble
Principaux protocoles des réseaux locaux
Liaison des protocoles
TCP/IP
NetBEUI
DLC
XNS
IPX/SPX
APPC
AppleTalk
OSI
DECnet
Réseaux locaux (LAN) (Les réseaux - Notions de
base - Chapitre 5)
Bus, anneaux et jetons
Bien qu'Ethernet soit largement en usage dans les
réseaux locaux, ce n'est pas la seule architecture de
réseau local. Il en existe d'autres, dont deux se
rencontrent souvent dans la description des réseaux :
bus à jeton et anneau à jeton. La première, le
bus à jeton, correspond à la spécification IEEE
802.4 ; la seconde, l'anneau à jeton, est
décrite dans la spécification IEEE 802.5. Ces
réseaux diffèrent quant à leur topologie et
d'autres caractéristiques, mais dans l'une et l'autre
forme, les nœuds du réseau utilisent un petit
témoin électronique, le jeton, pour avoir accès
au réseau.
Jetons et jetons circulant
Contrairement à la méthode de contention (de
nature, comme nous l'avons vu, probabiliste) CSMA/CD
d'accès au réseau, les réseaux à jeton
circulant s'appuient sur une méthode plus harmonieuse et
plus déterministe (chacun a une chance égale de
participer), où les nœuds eux-mêmes jouent un
rôle actif dans la gestion de l'accès et
l'évitement des collisions. Au cœur de cette
méthode d'accès se trouve une petite trame de
données spéciale, large de quelques octets,
appelée un jeton.
Le jeton représente une trame unique – il n'y en
a qu'une et une seule sur le réseau à tout moment
donné. Comme le témoin dans une course de relais, il
est transmis de nœud en nœud sur le réseau, en
se déplaçant toujours dans la même direction et
dans un ordre prédéterminé, formant ainsi un
anneau logique, sinon physique. Ainsi, par exemple, dans un
réseau comportant les nœuds 1 à 25, le nœud
1 passe le jeton au nœud 2, le nœud 2 au nœud 3,
etc. Lorsque le jeton atteint le nœud 25, celui-ci le
repasse au nœud 1, fermant ainsi le "cercle" et formant un
anneau logique, quelle que soit la façon dont les
nœuds sont réellement distribués sur le
réseau.
Comme vous pouvez l'imaginer, le jeton n'est pas un simple
colifichet que les nœuds se passent pour leur plaisir. En
fait, sa fonction est essentielle pour maintenir l'ordre sur le
réseau : seul le nœud qui détient le jeton
au moment T peut transmettre. Pour rendre les choses encore
plus égales entre les nœuds, le propriétaire du
jeton ne peut transmettre qu'un unique paquet, avant de devoir
passer le jeton au nœud suivant.
En fonctionnement, si le réseau est calme et qu'aucun
nœud n'a d'informations à transmettre (situation peu
probable), le jeton circule sans arrêt. Si, en revanche,
un nœud a des informations à transmettre, il attend
de recevoir le jeton. Il le retire alors temporairement de la
circulation en le marquant "occupé", y attache un paquet
de données, puis le passe avec la trame de données au
nœud suivant en ligne. Ce dernier, notant que le jeton est
occupé, passe le paquet au suivant, qui procède de
même. Il en va ainsi jusqu'à ce que le paquet
atteigne le destinataire. À ce moment-là, celui-ci
retire les données de la trame, marque la trame lue, et
l'envoie poursuivre son chemin. Lorsque l'expéditeur
reçoit de nouveau la trame, il vérifie si les
données ont bien été reçues, marque le
jeton comme étant à nouveau disponible, puis l'envoie
au nœud suivant sur la ligne.
Si ce nœud a des informations à transmettre, il
répète le processus de marquage du jeton, transmet
ses données, attendant que la trame lui revienne avec un
accusé de réception "lu" pour passer à nouveau
le jeton. De cette façon, chaque nœud dispose d'une
chance égale de transmettre à chaque fois qu'il
reçoit le jeton ; comme un seul nœud à la
fois détient le jeton, le réseau évite les
collisions.
La figure 5.3 donne une représentation du jeton
circulant.
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Figure 5.3 Trajets simplifiés
d'un anneau à jeton. La petite boîte est le jeton. La
plus grande représente un paquet de données. Pour en
faciliter la compréhension, le réseau est montré
avec une topologie en anneau.
Examinons maintenant les spécifications IEEE du jeton
circulant. Bien que la spécification du bus à jeton
IEEE 802.4 ait un numéro précédant la
spécification de l'anneau à jeton (IEEE 802.5), nous
examinerons d'abord l'anneau à jeton, car c'est de loin le
plus commun sur les réseaux constitués de PC.
Token Ring (anneau à jeton) : IEEE 802.5
Il existe deux versions d'un anneau à jeton, qu'il faut
avoir présentes à l'esprit. L'une est la
spécification IEEE qui s'écrit, en anglais, en
minuscules (token ring). L'autre, en majuscules (Token Ring),
est une architecture créée par IBM pour permettre la
connexion de PC à des mini-ordinateurs ou des
systèmes centraux. Bien que la spécification d'anneau
à jeton de l'IEEE ait été développée
avant qu'IBM n'élabore l'architecture Token Ring, et
même si quelques différences les distinguent,
l'architecture Token Ring d'IBM a connu un tel succès que
les descriptions de l'architecture de l'anneau à jeton
concernent en général l'implémentation
d'IBM.
Token Ring (avec des majuscules) s'appuie sur une
architecture en anneau, comme son nom l'indique. Toutefois,
comme une rupture dans le câblage de l'anneau risque de
provoquer la panne de tout le réseau, les réseaux
Token Ring sont en général construits sur un anneau
câblé en étoile, dans lequel les nœuds sont
connectés à un ou plusieurs concentrateurs,
appelés des unités de raccordement multistation (MAU
ou Multistation Access Unit). Les connexions dans les
concentrateurs (ou entre les concentrateurs) forment un anneau
logique.
Un réseau Token Ring peut comporter jusqu'à 30
MAU, chacune pourvue de 10 connecteurs (ports). Les ordinateurs
peuvent être connectés à huit de ces ports sur
toute MAU ; les deux ports restants, désignés
par les lettres RI (ring in) et RO (ring out), sont
réservés à la connexion d'une MAU à une
autre.
En raison de la topologie en anneau, les MAU sont un peu
exigeantes quant à la manière dont on les
connecte : le port ring out de l'une doit être
connecté au port ring in d'une autre, pour préserver
l'anneau logique. Comme ces connexions peuvent être
malaisées à visualiser, la figure 5-4 montre
plusieurs MAU connectées, dans lesquels les ports ring in
et ring out préservent la topologie en anneau.
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Figure 5.4 Anneau logique
comportant trois MAU connectées.
De plus, pour utiliser le jeton circulant à la fois
pour l'accès au réseau et le contrôle de
contention, un réseau Token Ring :
-
Transfère généralement les informations
à 1 ou 4 Mbps (dans la spécification IEEE), ou
à 4 ou 16 Mbps (dans la version IBM).
-
Utilise la transmission à bande de base.
-
Est basé sur un câble en fibre optique ou
à paire torsadée.
Tout comme Ethernet, toutefois, Token Ring ne reste pas
figé. En 1998, il a évolué en une
spécification à 100 Mbps ; une architecture
Token Ring à 1 Gbps devrait voir le jour en 1999.
IEEE 802.4 : Bus à jeton
Le bus à jeton, bien qu'il corresponde plus ou moins au
réseau local ARCnet, est essentiellement employé dans
des contextes industriels. En fait, la spécification a
été conçue à l'origine pour répondre
au besoin d'automation d'usines telles que celles de General
Motors.
Sur un réseau en bus à jeton, la voie principale
est soit linéaire, soit arborescente (comme le montre la
figure 5-5), mais les nœuds s'envoient le jeton selon un
ordre prédéterminé – ici, du nœud
ayant l'adresse réseau la plus élevée au
nœud d'adresse la plus basse –, ce qui forme un
anneau logique. Par exemple, comme le montre la figure 5-6, le
nœud E envoie au nœud D, qui envoie au nœud C,
et ainsi tout au long de la ligne. Lorsque le jeton atteint A,
le dernier nœud du bus, A, retransmet le jeton au
nœud E.
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Figure 5.5 Topologie arborescente
dans laquelle les concentrateurs ou les centres de câblage
permettent des branchements à partir d'une "racine"
principale.
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Figure 5.6 Parcours en forme
d'anneau suivi par un jeton sur un réseau en bus à
jeton.
En plus du jeton circulant et d'une topologie en bus ou
arborescente, les réseaux en bus à jeton sont
caractérisés par :
-
Un câblage coaxial ou en fibre optique.
-
Des vitesses de 1 à 20 Mbps, selon le type de
câblage utilisé.
ARCnet : bus à jeton pour réseaux
locaux
Bien que la spécification de bus à jeton ait
été conçue en termes d'automation dans
l'industrie, il existe une architecture de réseau local
basée sur les PC qui correspond, au moins dans sa
topologie et sa dépendance d'un jeton circulant, à la
spécification IEEE 802.4. Cette architecture prend le nom
ARCnet (Attached Resource Computer Network, réseau
d'ordinateurs à ressources attachées).
ARCnet a évolué dans différentes directions,
avant que l'IEEE n'ait formalisé sa spécification
pour l'architecture du bus à jeton. Il a été
développé vers la fin des années 70 par la
société Datapoint Corporation ; il est courant
dans les petits réseaux, en partie en raison de ses
composants – tels les cartes réseau – bon
marché, de sa flexibilité et de sa relative
facilité d'installation.
Un réseau ARCnet se construit sur un bus ou une
topologie en étoile ; il peut accepter jusqu'à
255 nœuds. La version originelle d'ARCnet
transfère des informations à une vitesse de
1,5 Mbps ; une nouvelle forme, ARCnet Plus, tourne
à 20 Mbps ; une troisième peut atteindre
une vitesse de 100 Mbps.
Les réseaux ARCnet se construisent sur trois types de
concentrateurs :
-
Les concentrateurs passifs qui, connectés à des
concentrateurs actifs ou des nœuds, transmettent les
signaux du réseau.
-
Les concentrateurs actifs qui, connectés à
d'autres concentrateurs actifs, des concentrateurs passifs ou
des nœuds, régénèrent les signaux tout en
les transmettant.
-
Les concentrateurs intelligents sont des concentrateurs
actifs dotés de dispositifs "intelligents", qui leur
permettent de gérer le réseau ou d'effectuer des
tâches de diagnostic.
Les autres composants ARCnet sont les cartes réseaux,
les connecteurs joignant les câbles et un câble
coaxial, en paire torsadée, en fibre optique, ou une
combinaison de ces divers types. La longueur maximale d'un
segment de câble est difficile à préciser, car
elle dépend du type de câblage, du type de
concentrateur et de la topologie (bus ou étoile) du
réseau. Par exemple :
-
Un réseau utilisant un câblage coaxial dans une
topologie en bus sans concentrateur a une longueur maximale
de segment de 300 mètres environ.
-
Un réseau basé sur un câblage à paire
torsadée et une topologie en bus a une longueur maximale
de segment de 120 mètres environ.
-
Un réseau en bus construit autour de concentrateurs
actifs et d'un câblage coaxial a une longueur maximale
de câble de 300 mètres environ entre les
nœuds, et 600 mètres environ entre les
concentrateurs.
-
Un réseau en étoile, comportant des
concentrateurs actifs et passifs, peut comporter des
câbles jusqu'à 600 mètres entre des
concentrateurs actifs et/ou des nœuds, et jusqu'à
30 mètres entre des concentrateurs actifs et passifs
et/ou des nœuds.
Autres spécifications IEEE pour les réseaux
locaux
Ethernet, Token Ring et – jusqu'à un certain
point – le bus à jeton et ARCnet constituent les
architectures principales des réseaux locaux, au moins en
termes de popularité et de renommée. Les
spécifications IEEE 802 vont toutefois un peu plus loin et
incluent les réseaux métropolitains (gérés
par une commission qui n'est pas, aujourd'hui, en
activité) et deux autres d'émergence
récente : les réseaux isochrones et les
réseaux sans fil. Les deux sections qui suivent les
décrivent brièvement.
IEEE 802.9 : réseaux locaux isochrones
Que signifie isochrone ? Le mot provient du grec
isochronos – égal (iso) et temps (chronos). En
termes de communication réseau, cela signifie que ces
réseaux locaux dépendent du temps. En termes de
spécification IEEE 802.9, isochrone se réfère
à un assemblage de technologies RNIS (réseau
numérique à intégration de services) et de
réseaux locaux, en particulier – vous l'avez
deviné – les couches Physique et Réseau
LLC/MAC.
Souvent nommés ISLAN (Integrated Services LAN ou
réseaux locaux à intégration de services), les
réseaux locaux isochrones visent à doter le
réseau de capacités multimédias. La
spécification elle-même a d'abord été
définie par un groupe d'études de l'IEEE, qui a
débuté l'examen des réseaux IVD (Integrated
Voice/Data) au milieu des années 80. Le travail consistait
à développer un standard intégré basé
sur un câblage à paire torsadée non blindé,
s'ajoutant aux spécifications IEEE 802 pour la sous-couche
MAC, et aux standards RNIS définis par le CCITT
(Comité Consultatif International Télégraphique
et Téléphonique, depuis devenu l'ITU-T –
International Telecommunications Union-Telecommunication
Standardization Sector). En fin de compte, cette tentative a
été renommée ISLAN et une spécification a
été approuvée par l'IEEE en 1993.
La spécification ISLAN concerne des
périphériques désignés du terme ISTE
(Integrated Services Terminal Equipment). ISTE n'est qu'un nom
général pour les périphériques
multimédias, par exemple les téléphones (voice
TE) et des ordinateurs (data TE). La spécification
elle-même décrit une topologie en étoile, dans
laquelle ces appareils se connectent à une unité
d'accès (AU ou Access Unit) et, de là, à une
dorsale réseau au moyen d'un câblage en paire
torsadée.
En termes de technologie RNIS, IEEE 802.9 prend en charge
RNIS aussi bien à accès de base (BRI ou Basic Rate
Interface) qu'à accès primaire (PRI ou Primary Rate
Interface). En bref, RNIS (décrit plus en détail au
chapitre 7) permet de livrer sur une ligne
téléphonique normale plusieurs types d'informations
– données vocales ou vidéo – sous forme
numérique. L'une des caractéristiques de RNIS est sa
division du signal en deux types de canaux primaires,
appelés B et D. Les canaux B transportent des données
à la vitesse de 64 kilobits par seconde (Kbps). Le
canal D transporte les signaux et d'autres informations de
contrôle à la vitesse de 16 Kbps. Dans la forme
RNIS à accès de base (BRI ou Basic Rate Interface),
il existe deux canaux B et un seul canal D. Dans la forme plus
répandue, à accès primaire (PRI Primary rate
Interface), on compte 23 canaux B (aux États-Unis, au
Japon et au Canada), ou 30 (Europe), et toujours un seul canal
D.
Quelle est la raison pour laquelle IEEE 802.9 est
appelé isochrone ? Les données, telles que du
texte, peuvent être envoyées par rafales
intermittentes, sous forme de paquets, lesquels seront alors
reconstitués à l'extrémité destinataire
pour fournir un tout cohérent et correct. Ce n'est pas
possible pour les informations du multimédia, telles la
vidéo et l'audio. Celles-ci doivent parvenir correctement
et à des intervalles de temps spécifiques et
constants. La vidéo, par exemple, doit être
livrée selon un nombre continu de trames par seconde. Si
la livraison était interrompue ou si les trames arrivent
n'importe quand, la transmission se fera au mieux avec des
distorsions ; au pire, elle sera inutilisable. Il en va de
même pour l'audio numérique, qui doit être
livrée correctement. En d'autres termes, audio et
vidéo dépendent du temps ; le réseau doit
donc prendre en charge cette contrainte. Il lui faut être
isochrone.
IEEE 802.11 : réseaux sans câble
Il peut être ambigu de se référer à des
connexions de réseaux locaux avec ou sans câble. D'un
côté, il peut s'agir d'un PC portable
équipé d'une carte réseau à émission
radio, qui se connecte à un point d'accès radio
similaire, lequel, à son tour, se connecte à un
réseau câblé standard. Dans ce genre de
situation hybride, les équipements sans câble et
"câblés" communiquent. D'un autre côté, les
termes "réseau sans câble" peuvent en fait concerner
un réseau local absolument "non câblé". C'est le
type de réseau décrit ici, tel que le précise la
spécification IEEE 802.11.
Cette dernière définit des réseaux sans
câble à peu près peu comparables à des
réseaux Ethernet, en ce sens que ces réseaux locaux
se fondent sur une technique liée à CSMA/CD pour
l'accès au réseau et au contrôle de contention
au niveau de la sous-couche MAC. Les réseaux locaux sans
câble sont cependant différents, en ce qu'ils
appliquent une méthode appelée CSMA/CA (Carrier Sense
Multiple Access with Collision Avoidance ou Accès multiple
avec écoute de la porteuse sans détection des
collisions), plutôt que CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection ou Accès multiple avec
écoute de la porteuse et détection des collisions).
Bien que CSMA/CA soit très proche de CSMA/CD, en ceci
qu'il faut que les nœuds "écoutent" le milieu de
transmission et ne transmettent que quand il est libre, le
nœud dans CSMA/CA ne s'empare pas simplement de la "ligne"
ouverte pour transmettre. Il signale sa présence en
envoyant un court message, appelé "demande
d'émission" (RTS ou Request To Send), qui spécifie le
destinataire attendu en même temps qu'il avertit tous les
nœuds voisins de se tenir momentanément à
l'écart. En retour, le destinataire envoie un message
"émission acceptée" (CTS ou Clear To Send) au
nœud expéditeur. C'est alors que le nœud
transmet ses données. Si celles-ci sont correctement
reçues, le destinataire termine le processus en envoyant
un message d'accusé de réception. À ce stade, le
support est libre pour que l'emploie un autre nœud.
Au niveau de la couche physique, les réseaux locaux
sans câble s'appuient sur deux méthodes
différentes de transmission sans câble :
-
Par la lumière, tout particulièrement la
lumière infrarouge diffuse, dans laquelle un signal
lumineux est "diffusé" et peut être reçu par
tout nœud de la zone. Les signaux infrarouges diffus
rayonnent sans direction précise, rebondissant des murs
aux plafonds, jusqu'à ce qu'ils atteignent leur
destinataire. Ils sont en cela comparables au type de signal
infrarouge en usage dans les mires, où le faisceau de
lumière doit viser et atteindre la diode rouge
intégrée au périphérique récepteur
(par exemple, un magnétoscope ou un ordinateur
fonctionnant avec un clavier sans câble). Bien que
l'infrarouge diffus permette le déplacement des
nœuds, ses signaux sont relativement lents et faibles,
du fait des réflexions qu'ils provoquent dans la
pièce. Il ne dépasse généralement pas une
plage de 33 mètres.
-
Par radio, dans laquelle les signaux sont diffusés
sur la bande radio de 2,4 GHz. Les signaux radio sont, à
leur tour, classés en catégories, soit DS (Direct
Sequence Spread Spectrum), soit FS (Frequency Hopping Spread
Spectrum).
-
Direct Sequence Spread Spectrum utilise une technique de
modulation – un moyen de "charger" les données
sur l'onde radio – dans laquelle chaque bit transmis
est transformé et encodé pour faire partie d'un
ensemble de plus petites "particules" (chips). Bien que le
processus soit difficile à illustrer, il aboutit
à ce que les données encodées puissent
être transmises sur une plus large plage de
fréquences. De plus, comme les données
réelles sont incorporées dans le code des
mini-bits, le flux des données lui-même est
chiffré et ne peut être décrypté que
par un récepteur équipé du même
dispositif d'encodage.
-
-
Frequency Hopping Spread Spectrum est de
compréhension plus aisée. Dans ce processus,
les récepteurs et émetteurs radio sautent
littéralement, à l'unisson, de fréquence
en fréquence dans toute la bande de transmission.
À chaque arrêt, ils transmettent et
reçoivent des données, avant de passer à
la fréquence suivante. Le temps passé sur
chaque fréquence et le choix des canaux sont tous
prédéterminés, de sorte que chacun, sur le
réseau, sait où aller et quand s'y rendre.
Connus aussi sous le nom de WLAN (wireless LAN ou
réseaux locaux sans câbles), ces réseaux sont
particulièrement intéressants dans les situations
où :
-
Les nœuds doivent pouvoir être librement
déplacés ; par exemple, dans un hôpital
ou un hypermarché (pour les relevés
d'inventaire).
-
On a besoin de connexions réseau dans une zone
très encombrée, telle qu'un hall
d'exposition.
-
Les connexions sont peu fiables ou dépendent de
facteurs externes (imprévisibles), comme des
opérations militaires.
-
Il est difficile ou impossible de câbler un
bâtiment.
Les réseaux locaux sans câbles sont peu courants,
mais ils seront probablement, les avancées technologiques
aidant, plus communs dans quelques temps.
Principaux protocoles des réseaux locaux
Les architectures réseau présentées dans ce
chapitre affectent les deux couches inférieures du
Modèle de référence ISO/OSI. Elles
décrivent les mécanismes sous-jacents du réseau,
le milieu physique concerné, la disposition du
réseau, et les méthodes appliquées par les
nœuds pour accéder à des trames de données
et les transférer avec efficacité. Les
spécifications IEEE 802.x dont il a été
jusqu'ici question décrivent les protocoles réseau
– Ethernet, Token Ring et autres protocoles au niveau de
la couche Physique, ainsi que CSMA/CD, CSMA/CA et le jeton
circulant au niveau de la couche Liaison – de même
que les moyens par lesquels ils opèrent à ces bas
niveaux.
Cependant, vous l'avez appris au cours du dernier chapitre,
il existe cinq autres couches au-dessus des couches Physique et
Contrôle des liaisons des données/LLC-MAC. Elles sont
impliquées dans la préparation, l'adressage et la
vérification des trames de données qui circulent sur
le réseau. Elles suivent aussi des règles qui aident
à la livraison du fret sur le réseau. Les prochaines
sections de ce chapitre vont décrire certains des
protocoles de réseaux locaux pris en charge par
différents réseaux et systèmes d'exploitation
réseau.
Avant que vous ne poursuiviez, une question reste
pendante : comment une carte réseau sait-elle quels
protocoles elle est supposée utiliser ? La
réponse est simple : par la liaison des
protocoles.
Liaison des protocoles
La liaison (binding) est le processus par lequel les
protocoles à différents niveaux du réseau
s'associent l'un à l'autre (se lient) et, de là,
à la carte réseau. Elle "noue" presque
littéralement les protocoles ensemble, afin de fournir aux
données un trajet leur permettant de descendre du niveau
de l'application à la carte réseau. Elle garantit que
ceux qui sont ainsi liés peuvent utiliser et dépendre
des services fournis par ceux qui sont situés au-dessus et
en dessous d'eux, et que la carte réseau est à
même traiter le trafic passant par le nœud où
elle est installée.
Toutefois, le processus de liaison implique également
un logiciel, le pilote de la carte réseau. Ce pilote, ou
pilote de périphérique comme on l'appelle souvent,
est un élément logiciel conçu pour donner à
l'ordinateur la capacité de travailler avec un
périphérique particulier qui lui est rattaché.
Il existe des pilotes pour tous les types de
périphériques – imprimantes, dispositifs de
pointage, lecteurs de disque, etc. Dans chaque cas, c'est le
pilote qui permet au système d'exploitation de
l'ordinateur de communiquer avec le périphérique et
de l'utiliser.
Les cartes nécessitent elles aussi des pilotes. Ces
derniers sont situés dans la sous-couche MAC et permettent
à l'ordinateur de communiquer avec la carte réseau
et, de là, avec le réseau lui-même. Durant le
processus de liaison, un ou plusieurs protocoles (par exemple,
les protocoles TCP/IP et NetBEUI décrits dans les sections
suivantes) sont liés à la carte réseau. Une fois
la liaison en place, la carte réseau peut, grâce
à son pilote, se connecter au réseau et l'utiliser,
en fonction du protocole qui lui a été lié.
TCP/IP
Nous avons pris TCP/IP pour exemple d'une pile de protocoles
au chapitre4. Examinons-le plus en détails.
À l'origine développé pour ARPANET, TCP/IP,
avec l'émergence de l'Internet et de l'interréseau
dans le royaume du PC et du modèle client/serveur, est
désormais le protocole à la mode. Il s'agit, en
réalité, d'un standard réseau, en partie pour
les motifs suivants :
Et, bien sûr, il fournit l'accès à l'Internet
– ce qui intéresse de plus en plus les connexions
réseau des entreprises.
TCP/IP repose sur deux protocoles, dont il tire son
nom :
-
TCP (Transmission Control Protocol ou protocole de
contrôle de transmission), décrit au chapitre 4,
opère sur la couche de transport et est chargé de
livrer correctement les informations.
-
IP (Internet Protocol ou protocole Internet) opère
dans le réseau ou, dans la terminologie TCP/IP, au
niveau de la couche interréseau ; il est
chargé de router les paquets, parfois sur
différents réseaux.
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De plus, la suite TCP/IP comprend le protocole de niveau
transport appelé UDP (User Datagram Protocol ou protocole
des datagrammes utilisateur), qui s'appuie aussi sur IP pour le
routage des paquets. À la différence de TCP, qui est
un transport fiable basé sur la connexion, UDP est un
transport non fiable, sans connexion. En d'autres termes, TCP
établit une connexion entre l'émetteur et le
destinataire avant de transférer les données (en
fragments appelés des segments), retransmet les segments
lorsqu'il ne reçoit pas de "OK" d'accusé de
réception de la part du destinataire, et peut
contrôler le flux d'informations pour garantir que
l'ordinateur émetteur ne surcharge pas les tampons (zones
de réception) du destinataire. À l'opposé, UDP
ne comporte aucun moyen d'assurer la livraison – il fait
ce qu'il peut, mais demeure "non fiable" car il n'établit
pas de connexion entre émetteur et récepteur avant de
transmettre ses informations (en éléments
appelés des datagrammes) ; il n'attend ni n'exige
aucun accusé de réception du destinataire. De plus,
les datagrammes transmis par UDP étant indépendants
les uns des autres, même quand ils font partie de la
même transmission, ils peuvent arriver abîmés.
Les datagrammes, comme les moyens de transmission sans
accusé de réception, sont sans connexion.
Ces protocoles sont à la base de la suite TCP/IP, en ce
sens qu'ils fournissent des services à un certain nombre
d'autres protocoles, dont la plupart sont impliqués dans
les questions relatives aux applications, et qu'ils partent de
l'hypothèse que TCP, IP et/ou UDP prendront soin des
problèmes relevant du transport de bas niveau et du
réseau. Parmi les protocoles relatifs aux applications de
la suite TCP/IP, on trouve :
-
FTP (File Transfer Protocol ou Protocole de transfert de
fichiers) utilisé dans le déplacement des fichiers
entre ordinateurs sur un réseau.
-
TELNET, protocole de terminal de réseau dont on se
sert lors de la connexion avec un autre ordinateur du
réseau pour le contrôler à distance de
l'ordinateur sur lequel on se trouve effectivement, lequel
n'est dès lors plus qu'un intermédiaire.
-
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol ou Protocole simple
de transfert de courrier), qui utilise TCP pour
transférer des messages électroniques.
-
SNMP (Simple Network Management Protocol ou Protocole
d'administration de réseau), qui est impliqué dans
les services liés à la gestion d'un
réseau.
NetBEUI
NetBEUI est l'abréviation de NetBIOS Extended User
Interface ou Interface utilisateur étendue NetBIOS,
protocole développé par IBM au milieu des années
80 et destiné aux réseaux locaux comportant
jusqu'à 200 ordinateurs. NetBEUI est un protocole de
couche Transport et a été utilisé dans les
produits de gestion réseau de Microsoft. Bien qu'il soit
petit et rapide, il ne prend pas le routage en charge et se
cantonne donc uniquement aux réseaux locaux. Du fait de la
croissance des réseaux étendus, des
interréseaux, et de l'Internet, il a été
supplanté par TCP/IP.
Sur les systèmes d'exploitation Windows de Microsoft,
NetBEUI est un intermédiaire de transport, qui communique
avec des niveaux supérieurs (les couches Session,
Présentation et Application) au moyen d'une interface de
programmation appelée TDI (Transport Driver Interface ou
Interface de pilote de transport). Il communique avec les
niveaux inférieurs par l'interface NDIS (Network Driver
Interface Specification ou Spécification d'interface de
pilote réseau), qui fournit un moyen aux pilotes de
périphérique de carte réseau de prendre en
charge de nombreux protocoles des niveaux élevés. Le
schéma suivant (simplifié) montre comment se place
NetBEUI entre les interfaces TDI et NDIS eu égard au
modèle de référence ISO/OSI.
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DLC
DLC (Data Link Control ou Contrôle de liaison de
données) est, comme NetBEUI, un autre protocole
accepté par le système d'exploitation Windows de
Microsoft, en particulier par Windows NT. À
l'encontre des autres protocoles, DLC est conçu pour
fournir l'accès à deux types spécifiques de
matériel : les systèmes centraux IBM et les
imprimantes Hewlett-Packard directement connectées au
réseau. En raison de cette spécificité, DLC ne
doit être installé que sur les
périphériques accédant réellement aux
systèmes centraux ou (dans le cas d'une imprimante HP) aux
serveurs d'impression envoyant les tâches depuis les
nœuds demandeurs à l'imprimante même.
XNS
XNS (Xerox Network System ou Système réseau de
Xerox) a été développé par PARC de Xerox.
Il s'agit d'un ensemble de protocoles assignés aux cinq
couches, numérotées de 0 à 4. Bien que XNS ait
été développé avant que n'existe le
modèle de référence ISO/OSI, il correspond bien
au modèle OSI, comme le montre le diagramme suivant.
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-
Le niveau 0, le plus bas, correspond aux couches Physique
et Liaison du modèle ISO/OSI. Bien que XNS tienne compte
de ces couches, il n'inclut pas lui-même de protocoles
opérant à ces niveaux. Il compte plutôt sur le
réseau lui-même pour fournir la transmission des
données sous forme d'architectures Ethernet, Token Ring
ou autres.
-
Le niveau 1, qui correspond à la couche Réseau
OSI, est représenté par le protocole XNS au nom de
IDP (Internet Datagram Protocol ou Protocole de datagrammes
Internet). IDP adresse les paquets de données et
détermine le milieu de transmission à
utiliser.
-
Le niveau 2, qui correspond à la couche Transport,
comporte un certain nombre de protocoles qui, ensemble,
gèrent les tâches telles que la mise en
séquence des paquets de données, le contrôle
d'erreurs, la retransmission des paquets endommagés et
le contrôle du taux de transmission. Parmi ces
protocoles se trouvent RIP (Routing Information Protocol ou
Protocole d'informations de routage), SPP (Sequenced Packet
Protocol ou Protocole de paquets séquencés) et PEP
(Packet Exchange Protocol ou Protocole d'échange de
paquets).
-
Le niveau 3, qui correspond à peu près aux
couches Présentation et Session, comprend les protocoles
impliqués dans la structuration des données et le
contrôle des interactions sur le réseau. Le
Protocole Courier s'exécute à ce niveau.
-
Le niveau 4, qui correspond au niveau Application,
comprend un certain nombre de protocoles relatifs à
l'application, tels le Protocole Printing (Impression) pour
les services d'imprimante, le Protocole Filing pour
l'accès aux fichiers et le Protocole Clearinghouse pour
les services de noms du réseau.
IPX/SPX
IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet
Exchange) fait référence aux deux protocoles
propriétaires basés sur XNS qu'a conçus Novell
pour ses réseaux NetWare. IPX, qui correspond au protocole
IP dans TCP/IP, s'exécute sur la couche Réseau du
modèle de référence ISO/OSI. SPX, qui correspond
au protocole TCP dans TCP/IP, s'exécute sur la couche
Transport.
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SPX, qui fonctionne sur la couche au-dessus d'IPX, est
chargé d'assurer que les paquets parviennent correctement
à destination. Une partie de son travail consiste à
prendre soin des accusés de réception et du
contrôle du flux de données. Il compte sur les
services fournis par IPX pour le routage réel dans et
entre les réseaux.
IPX est un protocole sans connexion qui prend en charge les
données de routage et d'adressage dans les paquets
autonomes appelés datagrammes. Comme il n'existe pas de
connexion directe entre l'émetteur et le récepteur,
les datagrammes peuvent être transmis selon
différents itinéraires. Pour atteindre l'ordinateur
E, par exemple, le datagramme 1 peut voyager sur un trajet
allant de l'ordinateur A à l'ordinateur C, puis à E,
alors que le datagramme 2 atteindra la même destination en
passant de l'ordinateur A à l'ordinateur B, puis à D
et, enfin, à l'ordinateur E.
IPX/SPX est petit, rapide et, à la différence de
NetBEUI, il gère le routage. Une version d'IPX/SPX
appelée NWLink, est commercialisée comme partie
intégrante des systèmes d'exploitation Windows de
Microsoft.
APPC
APPC (Advanced Program to Program Communication) est un
ensemble de protocoles IBM qui étendent SNA (Systems
Network Architecture) d'IBM, environnement réseau
permettant aux applications sur différents ordinateurs de
communiquer directement, à titre d'égaux, sur le
réseau, sans dépendre d'un hôte système
central en intermédiaire. APPC est aussi connu sous le nom
de LU (Logical Unit ou unité logique) 6.2, par
référence aux noms que les applications utilisent
pour permettre à divers périphériques
d'échanger des informations dans l'environnement SNA.
Dans APPC, les applications utilisent les noms LU pour
communiquer avec d'autres systèmes et programmes sur le
réseau. APPC agit au niveau transport et est conçu
pour permettre l'interaction entre les périphériques
du réseau, des stations de travail de bureau aux
ordinateurs hôtes. Il est disponible sur de nombreuses
plates-formes réseau, telles que Apple, UNIX et
Windows.
AppleTalk
AppleTalk englobe le matériel et les logiciels de
communication de réseau local de Apple Computer pour les
ordinateurs Macintosh. Sa pile de protocoles est un ensemble de
protocoles correspondant à cinq des sept couches du
modèle de référence ISO/OSI, comme le montre le
diagramme suivant :
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La remise des données dans un réseau AppleTalk
repose sur un service sans connexion (DDP, décrit dans les
paragraphes qui suivent), bien que les protocoles à des
niveaux plus élevés soient fondés sur la
connexion en termes d'établissement de sessions entre
ordinateurs et de garantie d'une livraison fiable. Comme on
peut s'y attendre, les protocoles dans chaque couche
fournissent des services aux protocoles au-dessus et en dessous
d'eux. La liste suivante décrit brièvement les
protocoles dans chaque couche en commençant par le
haut :
La couche Transport comporte ATP (AppleTalk Transaction
Protocol ou Protocole de transaction AppleTalk) et NBP
(Name-Binding Protocol), tous deux interagissant avec DDP sur
la couche en dessous. ATP est chargé du transport des
paquets ; NBP, d'établir les connexions entre les
périphériques et leurs noms réseau.
DDP, sur la couche Réseau, est le protocole chargé
de la remise au réseau, y compris de la préparation
des datagrammes et de leur routage.
Les protocoles d'accès de liaison à la couche
Liaison sont les implémentations d'Apple pour la prise en
charge des architectures au niveau de la couche Physique. Ces
protocoles incluent la prise en charge de Ethertalk (Ethernet
d'Apple), LocalTalk (réseau conçu avec un
câblage et une configuration AppleTalk), TokenTalk (anneau
à jeton) et FDDITalk (pour FDDI, réseau en anneau
à vitesse élevé, décrit au chapitre 8,
basé sur un câblage en fibre optique avec jeton
circulant).
OSI
La pile de protocoles OSI correspond aux sept couches du
modèle de référence OSI, on n'en sera pas
surpris. Ce qui est en revanche surprenant, étant
donné la confiance que tant d'architectures réseau
accordent au modèle OSI, est que les protocoles OSI
eux-mêmes s'effacent devant d'autres piles de protocoles
bien connues. Les protocoles sont exposés dans
différents documents ISO numérotés, tels que ISO
8473, décrivant CLNP (connexionless Network Protocol ou
Protocole réseau hors connexion) qui opère sur la
couche Réseau. La liste suivante décrit
brièvement certains des protocoles OSI et leur place dans
le modèle OSI :
-
Couche physique/Couche accès au support. On trouve
ici des protocoles pour différentes architectures
réseau, telles que Ethernet (IEEE 802.2) et Token Ring
(IEEE 802.5).
-
Couche Réseau. Dans cette couche se trouvent les
protocoles pour les services sans connexion (CLNP) et avec
connexion. Ces derniers prennent le nom de Packet-Level
Protocol ou connexion-Mode Network Protocol (CMNP).
-
Couche Transport. La couche Transport est le siège
d'un certain nombre de protocoles : TP0, TP1, TP2, etc.
Ils diffèrent en complexité et fournissent des
services tels que la "mise en paquets" et le
ré-assemblage, la récupération d'erreurs et le
multiplexage.
-
Couche Session. Le protocole de la couche Session
établit et gère les sessions, en utilisant un jeton
pour déterminer qui peut parler et quand.
-
Couche Présentation. Le protocole de la couche
Présentation est chargé de faire en sorte que les
données se présentent sous une forme permettant
à tout le monde de les comprendre et de les
exploiter ; il prend les données de la couche
Session et les passe à la couche Application.
-
Couche Application. La couche Application comporte un
certain nombre d'éléments du service Application,
ou ASE (pour Application Service Elements), conçus pour
fournir aux applications un moyen de communiquer avec les
couches inférieures. Parmi ceux qui sont couramment
référencés se trouvent CMIP (Common Management
Information Protocol) pour les services de gestion du
réseau, FTAM (File Transfer, Access, and Management) ASE
qui traite des transferts de fichiers, et ASE MHS (Message
Handling Systems), impliqué dans le transfert de
messages, tels que le courrier électronique.
DECnet
DECnet désigne les produits matériels et
logiciels, et la pile de protocoles associés, conçus
par Digital Equipment Corporation (qui fait maintenant partie
de Compaq Computer) pour son architecture DNA (Digital Network
Architecture, Architecture réseau de Digital). DECnet a
été à l'origine conçu pour permettre aux
ordinateurs de Digital de communiquer entre eux mais, depuis sa
version initiale de 1975, il a été modifié au
fil d'une série de mises à jour, appelées des
phases. La dernière de ces mises à jour, la Phase V
(cinq), a hissé DECnet au niveau du modèle de
référence OSI.
Les protocoles DECnet prennent à la fois en charge les
protocoles OSI et ceux de Digital. Comme on peut s'y attendre,
ils acceptent les standards Ethernet, Token Ring et d'autres
protocoles qui se trouvent dans les couches de liaison de
données du modèle OSI. Pour maintenir la
compatibilité avec les phases antérieures, cependant,
DECnet prend aussi en charge un protocole Digital
propriétaire appelé DDCMP (Digital Data
Communications Messaging Protocol) au niveau de la couche
Liaison.
Au-dessus, au niveau de la couche Réseau, DECnet
comporte le support des services sans et avec connexion, tels
les protocoles CLNP et CMNP, ainsi qu'un protocole DNA de Phase
IV, appelé protocole de routage de la Phase IV de
DECnet.
Au niveau de la couche Transport du modèle OSI, DECnet
inclut la prise en charge des protocoles TPx d'ISO et de son
propre NSP (Network Services Protocol). Enfin, dans les couches
les plus élevées, DECnet prend en charge les
sessions, présentations et applications DNA et OSI.
Dernière
mise à jour le lundi 6 mars 2000
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