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Réseaux locaux et équipements actifs
Plan du cours
1
● Câblage réseaux et pré-câblage de bâtiments
● Différentes topologies physiques et logiques.
● Normalisation Ethernet 802 (802.1, 802.2, 802.3)
● Commutation Ethernet : apprentissage des adresses MAC,
diffusion, Broadcast.
● Différents équipements actifs (répéteur, concentrateur, pont,
commutateur, routeur, ...)
● configuration d'un réseau segmenté en VLAN (lien Multivlan et
routage Intervlan, sous-interface du routeur)
● Redondance dans un réseau commuté (STP, RSTP)
● Configuration de base d'un routeur servant de passerelle au réseau local
Introduction:
La commutation LAN est une technique de transfert de
données dans laquelle les paquets sont transférés d'un
ordinateur à un autre sur un réseau.
Les technologies de commutation sont essentielles à la
conception du réseau.
ces technologies permettent d'envoyer le trafic uniquement
là où il est nécessaire.
 La technologie de commutation LAN contribue à améliorer
l'efficacité globale des LANs et à résoudre les problèmes de
bande passante existants.
Fonctionnement du commutateur
 Le commutateur prend ses décisions de transfert du trafic sur base
des adresses MAC de destination (apprises dynamiquement) des
trames qui lui parviennent.
 Un commutateur Ethernet se caractérise par deux propriétés :
 Apprentissage dynamique : le commutateur apprend la ou les
adresses MAC attachées à chacun de ses ports par écoute de trafic.
 Transfert rapide : le commutateur transfère rapidement le trafic
d’une interface à une autre, il utilise une table TCAM (Ternary
Content Addressable Memory) : une table de correspondance
entre les ports, le numéro de VLAN et leurs adresses attachées. On
peut vérifier la table de commutation d’un commutateur Cisco avec
la commande show mac address-table.
 MAC learning” est l’action d’ajouter une adresse MAC qui était inconnue
jusqu’alors dans la “CAM table”.
 Le MAC Aging est l’action de retirer une adresse MAC inactive après un
certain délai.
Fonctionnement du commutateur
si l’adresse MAC de destination du trafic est connue du
commutateur, la trame est transférée sur le bon port de
sortie (aussi rapidement que si les deux partenaires de
communication étaient directement connectés au même fil).
 si le trafic dispose d’une destination :
MAC inconnue (trafic unicast inconnu du commutateur),
MAC broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF),
ou MAC multicast
• le commutateur transfère la trame par tous les ports sauf
le port d’origine. On parle alors de “Frame flooding”.
Fonctionnement du commutateur
si l’adresse MAC de destination du trafic est connue du
commutateur, la trame est transférée sur le bon port de
sortie (aussi rapidement que si les deux partenaires de
communication étaient directement connectés au même fil).
 si le trafic dispose d’une destination :
MAC inconnue (trafic unicast inconnu du commutateur),
MAC broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF),
ou MAC multicast
• le commutateur transfère la trame par tous les ports sauf
le port d’origine. On parle alors de “Frame flooding”.
Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)
 FDSE est un réseau particulièrement simple puisqu’il n’y a que
deux stations : celle que l’on veut connecter au réseau et le
commutateur de raccordement.
 On dispose donc d’un Ethernet par terminal relié directement au
commutateur.
 Chaque carte coupleur est reliée directement à un commutateur
Ethernet, lequel se charge de rediriger les trames dans la bonne
direction.
Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)
Le circuit virtuel est alors déterminé par la suite de
références égale à l’adresse du destinataire sur 6
octets. Pour réaliser cette commutation de bout
en bout, chaque commutateur doit avoir la
possibilité de déterminer la liaison de sortie en
fonction de la référence, c’est-à-dire de la valeur
de l’adresse du récepteur.
Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)
Il existe deux grands types de commutation :
 La commutation par port, dans laquelle les
coupleurs sont directement connectés au
commutateur.
La commutation par segment, dans laquelle ce
sont des segments de réseau Ethernet partagé
qui sont interconnectés.
Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)
Cette technique de commutation peut présenter les
difficultés suivantes :
 Gestion des adresses de tous les coupleurs raccordés au
réseau: Les techniques de VLAN, que nous examinons dans
le chapitre suivant, permettent de résoudre ce problème.
Gestion des congestions éventuelles au sein d’un
commutateur: mettre en place des techniques de contrôle
susceptibles de prendre en charge, sur les liaisons entre
commutateurs, les trames provenant simultanément de tous les
coupleurs Ethernet.
 L’inconvénient de la commutation de niveau trame réside
dans l’adressage de niveau 2, qui correspond à l’adressage plat
d’Ethernet. L’adressage plat, ou absolu, ne permet pas de
connaître le lieu géographique d’un coupleur d’après sa valeur.
Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)
Dans les entreprises, le réseau Ethernet peut
consister en une association de réseaux partagés
et de réseaux commutés.
 avec un réseau trop vaste pour permettre une
gestion de toutes les adresses dans chaque
commutateur, il faut diviser le réseau en domaines
distincts.
Deux solutions sont alors possibles.
Utiliser le concept de réseau privé virtuel;
Passer d’un domaine à un autre, en remontant au
niveau réseau (utilisation des routeurs)
Commutation Ethernet: Le contrôle de flux
il faut ajouter un contrôle de flux puisque les trames
Ethernet peuvent s’accumuler dans les nœuds de
commutation
Ce contrôle de flux est effectué par la trame Pause
C’est un contrôle de type back-pressure, dans lequel
l’information de congestion remonte jusqu’à la
source, nœud par nœud. À la différence des
méthodes classiques, on envoie au nœud amont une
demande d’arrêt des émissions en lui précisant le
temps pendant lequel il doit rester silencieux
Commutation Ethernet: Le contrôle de flux
Gestion des trames dans le commutateur
On distingue 3types de gestion des trames dans le
commutateur :
Le store-and-forward;
Le cut-through, ou fast-forward;
L’ adaptive-error-free .
Commutation Ethernet: Store and Forward
Principe:
1. Arrivée de la trame
2. Stockage de la trame
3. Commutation vers le port de sortie
 Avantages:
Traitement des erreurs, utilisation du CRC Possibilité
de traitements particuliers sur la trame
 Inconvénients:
Temps de latence en fonction de la longueur de la
trame
Commutation Ethernet: Cut throught
Principe:
1. Arrivée de la trame
2. Lecture des premiers octets (début en-tête Ethernet);
3. Commute la trame vers le destinataire. en fonction de
l'adresse destination.
 Avantages:
 temps de latence faible;
 Indépendant de la longueur de la trame
 Inconvénients:
Retransmission des erreurs (CRC ,...)
Commutation Ethernet: adaptative
Principe:
 Démarrage en mode « cut-through »
 Lecture des CRC et mise à jour d'un compteur
des erreurs
 Passage en « store & forward » à partir d'un
certain seuil du taux d'erreurs
 Retour au mode « cut through » en dessous de
ce seuil

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  • 1. Réseaux locaux et équipements actifs Plan du cours 1 ● Câblage réseaux et pré-câblage de bâtiments ● Différentes topologies physiques et logiques. ● Normalisation Ethernet 802 (802.1, 802.2, 802.3) ● Commutation Ethernet : apprentissage des adresses MAC, diffusion, Broadcast. ● Différents équipements actifs (répéteur, concentrateur, pont, commutateur, routeur, ...) ● configuration d'un réseau segmenté en VLAN (lien Multivlan et routage Intervlan, sous-interface du routeur) ● Redondance dans un réseau commuté (STP, RSTP) ● Configuration de base d'un routeur servant de passerelle au réseau local
  • 2. Introduction: La commutation LAN est une technique de transfert de données dans laquelle les paquets sont transférés d'un ordinateur à un autre sur un réseau. Les technologies de commutation sont essentielles à la conception du réseau. ces technologies permettent d'envoyer le trafic uniquement là où il est nécessaire.  La technologie de commutation LAN contribue à améliorer l'efficacité globale des LANs et à résoudre les problèmes de bande passante existants.
  • 3. Fonctionnement du commutateur  Le commutateur prend ses décisions de transfert du trafic sur base des adresses MAC de destination (apprises dynamiquement) des trames qui lui parviennent.  Un commutateur Ethernet se caractérise par deux propriétés :  Apprentissage dynamique : le commutateur apprend la ou les adresses MAC attachées à chacun de ses ports par écoute de trafic.  Transfert rapide : le commutateur transfère rapidement le trafic d’une interface à une autre, il utilise une table TCAM (Ternary Content Addressable Memory) : une table de correspondance entre les ports, le numéro de VLAN et leurs adresses attachées. On peut vérifier la table de commutation d’un commutateur Cisco avec la commande show mac address-table.  MAC learning” est l’action d’ajouter une adresse MAC qui était inconnue jusqu’alors dans la “CAM table”.  Le MAC Aging est l’action de retirer une adresse MAC inactive après un certain délai.
  • 4. Fonctionnement du commutateur si l’adresse MAC de destination du trafic est connue du commutateur, la trame est transférée sur le bon port de sortie (aussi rapidement que si les deux partenaires de communication étaient directement connectés au même fil).  si le trafic dispose d’une destination : MAC inconnue (trafic unicast inconnu du commutateur), MAC broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF), ou MAC multicast • le commutateur transfère la trame par tous les ports sauf le port d’origine. On parle alors de “Frame flooding”.
  • 5. Fonctionnement du commutateur si l’adresse MAC de destination du trafic est connue du commutateur, la trame est transférée sur le bon port de sortie (aussi rapidement que si les deux partenaires de communication étaient directement connectés au même fil).  si le trafic dispose d’une destination : MAC inconnue (trafic unicast inconnu du commutateur), MAC broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF), ou MAC multicast • le commutateur transfère la trame par tous les ports sauf le port d’origine. On parle alors de “Frame flooding”.
  • 6. Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet)  FDSE est un réseau particulièrement simple puisqu’il n’y a que deux stations : celle que l’on veut connecter au réseau et le commutateur de raccordement.  On dispose donc d’un Ethernet par terminal relié directement au commutateur.  Chaque carte coupleur est reliée directement à un commutateur Ethernet, lequel se charge de rediriger les trames dans la bonne direction.
  • 7. Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet) Le circuit virtuel est alors déterminé par la suite de références égale à l’adresse du destinataire sur 6 octets. Pour réaliser cette commutation de bout en bout, chaque commutateur doit avoir la possibilité de déterminer la liaison de sortie en fonction de la référence, c’est-à-dire de la valeur de l’adresse du récepteur.
  • 8. Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet) Il existe deux grands types de commutation :  La commutation par port, dans laquelle les coupleurs sont directement connectés au commutateur. La commutation par segment, dans laquelle ce sont des segments de réseau Ethernet partagé qui sont interconnectés.
  • 9. Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet) Cette technique de commutation peut présenter les difficultés suivantes :  Gestion des adresses de tous les coupleurs raccordés au réseau: Les techniques de VLAN, que nous examinons dans le chapitre suivant, permettent de résoudre ce problème. Gestion des congestions éventuelles au sein d’un commutateur: mettre en place des techniques de contrôle susceptibles de prendre en charge, sur les liaisons entre commutateurs, les trames provenant simultanément de tous les coupleurs Ethernet.  L’inconvénient de la commutation de niveau trame réside dans l’adressage de niveau 2, qui correspond à l’adressage plat d’Ethernet. L’adressage plat, ou absolu, ne permet pas de connaître le lieu géographique d’un coupleur d’après sa valeur.
  • 10. Ethernet FDSE (Full Duplex Switched Ethernet) Dans les entreprises, le réseau Ethernet peut consister en une association de réseaux partagés et de réseaux commutés.  avec un réseau trop vaste pour permettre une gestion de toutes les adresses dans chaque commutateur, il faut diviser le réseau en domaines distincts. Deux solutions sont alors possibles. Utiliser le concept de réseau privé virtuel; Passer d’un domaine à un autre, en remontant au niveau réseau (utilisation des routeurs)
  • 11. Commutation Ethernet: Le contrôle de flux il faut ajouter un contrôle de flux puisque les trames Ethernet peuvent s’accumuler dans les nœuds de commutation Ce contrôle de flux est effectué par la trame Pause C’est un contrôle de type back-pressure, dans lequel l’information de congestion remonte jusqu’à la source, nœud par nœud. À la différence des méthodes classiques, on envoie au nœud amont une demande d’arrêt des émissions en lui précisant le temps pendant lequel il doit rester silencieux
  • 12. Commutation Ethernet: Le contrôle de flux Gestion des trames dans le commutateur On distingue 3types de gestion des trames dans le commutateur : Le store-and-forward; Le cut-through, ou fast-forward; L’ adaptive-error-free .
  • 13. Commutation Ethernet: Store and Forward Principe: 1. Arrivée de la trame 2. Stockage de la trame 3. Commutation vers le port de sortie  Avantages: Traitement des erreurs, utilisation du CRC Possibilité de traitements particuliers sur la trame  Inconvénients: Temps de latence en fonction de la longueur de la trame
  • 14. Commutation Ethernet: Cut throught Principe: 1. Arrivée de la trame 2. Lecture des premiers octets (début en-tête Ethernet); 3. Commute la trame vers le destinataire. en fonction de l'adresse destination.  Avantages:  temps de latence faible;  Indépendant de la longueur de la trame  Inconvénients: Retransmission des erreurs (CRC ,...)
  • 15. Commutation Ethernet: adaptative Principe:  Démarrage en mode « cut-through »  Lecture des CRC et mise à jour d'un compteur des erreurs  Passage en « store & forward » à partir d'un certain seuil du taux d'erreurs  Retour au mode « cut through » en dessous de ce seuil