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  1. 1. RÉSEAUXÉdition 2008 LES
  2. 2. CHEZ LE MÊME ÉDITEUR Du même auteur L. Ouakil, G. Pujolle. – Téléphonie sur IP. N°12099, 2007, 440 pages. G. Pujolle. – Cours réseaux et télécoms. N°11330, 2004, 570 pages. D. Males, G. Pujolle. – Wi-Fi par la pratique. N°11409, 2e édition, 2004, 420 pages. G. Pujolle, et al. – Sécurité Wi-Fi. N°11528, 2004, 242 pages. Autres ouvrages sur les réseaux S. Bordères. – Authentification réseau avec Radius. N°12007, 2006, 210 pages. X. Carcelle. – Réseaux CPL par la pratique. N°11930, 2006, 382 pages. L. Levier, C. Llorens. – Tableaux de bord de la sécurité réseau. N°11973, 2e édition, 2006, 560 pages. B. Boutherin, B. Delaunay. – Sécuriser un réseau Linux. N°11960, 3e édition, 2006, 266 pages. M. W. Lucas. – PGP et GPG. N°12001, 2006, 230 pages. J. Steinberg, T. Speed, B. Sonntag. – SSL VPN. N°11933, 2006, 208 pages. J. Nozick. – Guide du câblage universel. Logements et bureaux - Nouvelle norme NF C 15-100 - Prises universelles RJ 45. N°11758, 2e édition, 2006, 110 pages. F. Ia, O. Ménager. – Optimiser et sécuriser son trafic IP. N°11274, 2004, 396 pages. N. Agoulmine, O. Cherkaoui. – Pratique de la gestion de réseau. N°11259, 2003, 280 pages.
  3. 3. Guy Pujolle RÉSEAUXÉdition 2008 LES Avec la collaboration de Olivier Salvatori et la contribution de Jacques Nozick
  4. 4. ÉDITIONS EYROLLES 61, bd Saint-Germain 75240 Paris Cedex 05 www.editions-eyrolles.com Le code de la propriété intellectuelle du 1er juillet 1992 interdit en effet expressément la photocopie à usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique s’est généralisée notamment dans les établissements d’enseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibilité même pour les auteurs de créer des œuvres nouvelles et de les faire éditer correctement est aujourd’hui menacée. En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre Français d’Exploitation du Droit de Copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris. © Groupe Eyrolles, 1995-2007, ISBN : 978-2-212-11757-8 Historique des éditions successives de l’ouvrage 1re édition (ISBN-13 : 978-2-212-08840-3) – juin 1995 2e édition (ISBN-13 : 978-2-212-08967-7) – juillet 1997 Réédition en semi-poche (ISBN-13 : 978-2-212-09108-3) – juillet 1999 3e édition (ISBN-13 : 978-2-212-09119-9) – mars 2000 Réédition en semi-poche (ISBN-13 : 978-2-212-11121-7) – juillet 2002 4e édition (ISBN-13 : 978-2-212-11086-9) – juillet 2002 Réédition en semi-poche (ISBN-13 : 978-2-212-11525-3) – juillet 2004 5e édition (ISBN-13 : 978-2-212-11437-9) – septembre 2004 Réédition en semi-poche (ISBN-13 : 978-2-212-11987-9) – septembre 2006 6e édition (ISBN-13 : 978-2-212-11757-8) – septembre 2007
  5. 5. Préface à la 6e édition Les réseaux composent la structure de base du septième continent qui se forme sous nos yeux. Par l’immense séisme qu’il engendre en ce début de siècle, la planète entre dans une ère nouvelle. Ce nouveau continent est celui de la communication. Constitué de réseaux se parcourant à la vitesse de la lumière, il représente une rupture analogue à l’apparition de l’écriture ou à la grande révolution industrielle. Ces réseaux, qui innervent aujourd’hui complètement la planète, s’appuient sur la fibre optique, les ondes hertziennes et divers équipements qui permettent d’atteindre de hauts débits. Internet incarne pour le moment la principale architecture de ces commu- nications. Les réseaux forment un domaine tellement complexe qu’il est impossible d’en rendre compte de façon exhaustive, et ce livre n’en a pas la prétention. Il vise simplement à faire comprendre, de manière à la fois technique et pédagogique, les fondements des réseaux en en dressant un panorama aussi complet que possible. Les refontes apportées à cette sixième édition sont importantes. Les diminutions concer- nent les protocoles vieillissants, comme X.25, le relais de trames, le token ring, etc. Les suppressions concernent les éléments qui ne sont plus ou presque plus utilisés, comme les protocoles propriétaires. Plusieurs chapitres ont été ajoutés ou beaucoup remaniés sur des sujets essentiels, comme les réseaux hertziens, la signalisation, la sécurité et l’intelligence. Le lecteur trou- vera maintenant des chapitres sur les nouvelles générations de réseaux de mobiles, les réseaux sans fil tels que UWB ou WiMAX, les réseaux de capteurs et de RFID, les réseaux mesh, etc. Les chapitres dédiés aux environnements Ethernet et Internet, qui continuent de se développer, ont été mis à jour, de même que ceux de la fin, concernant les grandes tendances des prochaines années. Au total, c’est plus d’un quart du livre qui est totalement neuf et un autre bon quart qui a été fortement remanié. La moitié restante contient pour sa part de nombreuses améliorations et mises à jour. Nous recommandons au lecteur d’effectuer la lecture des 47 chapitres qui composent cet ouvrage en continuité. Sa construction en quatorze parties distinctes permet aussi de le parcourir par centre d’intérêt. La figure 0.1 donne une idée de quelques parcours de lecture logiques. Enfin, il est important de noter une innovation importante : les références et les annexes sont désormais accessibles sur la page dédiée au livre du site Web d’Eyrolles, à l’adresse www.editions-eyrolles.com. L’avantage de cette décision est qu’elle permet la mise à jour en continu des références, qui jouent un rôle important dans un monde très vivant.
  6. 6. Les réseaux II De même, si certaines annexes n’ont que peu de raisons de changer, de nouvelles annexes devraient apparaître régulièrement pour informer les lecteurs des grandes directions du monde des réseaux. Cette sixième édition n’aurait pu exister sans les cinq premières et sans l’aide précieuse, depuis 1995, de collègues et de plusieurs générations d’étudiants. Je suis heureux de remercier ici de nombreux étudiants ayant terminé leur thèse depuis plus ou moins long- temps pour leur aide précieuse sur des sujets arides et des collègues plus expérimentés pour leurs apports de qualité. Figure 0.1 Parcours de lecture L’architecture en couches Partie II Partie X Le contrôle et la gestion Les architectures de niveau physique Les architectures de niveau trame Première partie Les éléments de base des réseaux Partie XIV Les réseaux du futur Partie III Les réseaux d’accès Partie VII Les réseaux hertziens Partie XI La sécurité Partie XII Les applications Partie VIII Les réseaux de domicile, d’entreprise et d’opérateurs Partie IX Les équipements réseau Partie IV Partie V Les architectures de niveau paquet Partie VI Partie XIII L’intelligence dans les réseaux
  7. 7. Table des matières Préface à la 6e édition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I PARTIE I Les éléments de base des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 CHAPITRE 1 Les réseaux d’hier et de demain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Transfert et commutation de paquets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Le RNIS (réseau numérique à intégration de services) . . . . . . . . . . . 5 Les réseaux d’aujourd’hui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Les réseaux de demain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 CHAPITRE 2 Les réseaux numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Le transfert de paquets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Le modèle de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Commutation et routage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Les réseaux informatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Les réseaux de télécommunications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
  8. 8. Les réseaux IV Les réseaux des câblo-opérateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 L’intégration des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Les réseaux sans fil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 CHAPITRE 3 Commutation, routage et techniques de transfert . . . . . . . . . . . 23 Routeurs et commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Fonctionnalités des routeurs et des commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Les commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Les routeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Les routeurs-commutateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Les techniques de transfert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 La commutation de circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Le transfert de messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Le transfert de paquets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Les solutions mixtes circuit-paquet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 La commutation multicircuit et la commutation rapide de circuits . . . 33 Le transfert de trames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 La commutation de cellules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Les techniques de transfert hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 PARTIE II L’architecture en couches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 CHAPITRE 4 L’architecture générique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Le modèle de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 La sémantique d’association . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 La sémantique de fonctionnalité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Les couches du modèle de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 L’architecture OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 L’architecture TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Le modèle UIT-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
  9. 9. Table des matières V Les niveaux d’architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Les architectures de niveau 1 (physique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Les architectures de niveau 2 (trame) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Les architectures de niveau 3 (paquet) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Les architectures hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Les architectures « crosslayer » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Les architectures multipoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 CHAPITRE 5 Le médium de transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Le médium physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 La paire de fils torsadée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Le câble coaxial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 La fibre optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Les médias hertziens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Le câblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Le câblage départemental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Le câblage d’établissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Contraintes d’installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Le câblage banalisé, ou structuré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Les équipements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Les équipements réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 CHAPITRE 6 Le niveau physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Le codage et la transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 La transmission en bande de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 La modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 La modulation d’amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 La modulation de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 La modulation de fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Les modems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .