Introduction sur les réseaux (suite)

1. Cours 1:
Introduction sur les réseaux
Module: Réseaux et Protocoles
08/02/2021

2. I. Introduction sur les réseaux
1. Définition
2. Evolution des réseaux informatiques
3. Topologies des réseaux
4. Les techniques de commutation
5. Classification des réseaux
6. Le besoin et les travaux de normalisation
7. Définition de la notion de protocole
8. Abstraction logicielle : Architecture en
couches des réseaux - Le modèle OSI

3. Définition

4. Qu’est-ce que la communication?
• Echange d’information entre deux entités.
• La communication est réussie lorsque le sens du message compris
par le destinataire est identique au sens que l’expéditeur a voulu lui
donner.
• Détermination des règles
– établissons des règles, ou conventions, qui régissent la conversation.
– Ces règles ou protocoles doivent être respectés pour que le message
soit correctement transmis et compris.
• Parmi les protocoles qui régissent nos communications :
– l’identification de l’expéditeur et du destinataire ;
– le recours à une méthode de communication convenue (face-à-face,
téléphone, lettre, photographie) ;
– l’utilisation d’une langue et d’une syntaxe communes ;
– la vitesse et le rythme d’élocution ;
– la demande de confirmation ou de reçu.

5. Communiquer via les réseaux
• Les techniques utilisées dans le cadre des communications réseaux
partagent les mêmes exigences fondamentales avec les conversations
directes entre personnes.
• Étant donné qu’un grand nombre des protocoles s’appliquant aux
communications humaines sont implicites ou intégrés à notre culture,
certaines règles n’ont pas besoin d’être précisées. Mais lorsque nous
établissons des réseaux de données, nous devons être beaucoup plus
explicites sur la façon dont la communication s’effectuera et sur ce qui en
assurera le succès.

6. Eléments d’un réseau
Réseau
Règles:
Règle
Convention
Norme
support
Message
Périphérique
• La taille et les capacités de ces réseaux de données ou d’informations
varient, mais tous ont en commun quatre éléments essentiels :
– les règles ou conventions qui déterminent la façon dont les messages sont
envoyés, orientés, reçus et interprétés ;
– les messages ou unités d’information qui transitent d’un périphérique à un autre ;
– un moyen d’interconnecter ces périphériques, c’est-à-dire un support capable de
transporter les messages d’un périphérique à un autre ;
– les périphériques du réseau qui échangent des messages entre eux.

7. Périphériques réseau

8. Supports
• Supports interconnectent les périphériques.
• Les connexions réseau peuvent être câblées ou sans fil.
– Connexions câblées
• le support est le cuivre, qui conduit des signaux électriques, comme
les câbles téléphoniques à paire torsadée, les câbles coaxiaux
• ou la fibre optique (fins filaments de verre ou de plastique qui
véhiculent des signaux lumineux) qui transporte des signaux
lumineux.
– connexions sont sans fil
• le support utilisé est l’atmosphère terrestre, ou l’espace, où les
signaux transmis sont des hyperfréquences (routeurs sans fil, liaisons
par satellites, réseau GSM, …)
• Lors d’un trajet type sur Internet, un message transite
parfois par plusieurs types de supports.

9. Services
• Les périphériques connectés les uns aux autres par des
supports afin de fournir certains services sont régis par des
règles, ou protocoles. Exemple de services et de protocoles
qui leurs sont associés.
– World Wide Web (HTTP),
– les messageries électroniques (SMTP, POP),
– les messageries instantanées (OSCAR)
– la téléphonie sur IP (SIP).

10. Messages
• Convertis en un format pouvant être transmis sur le réseau.
• Tous les types de messages doivent être convertis en bits, c’est-à-dire en
signaux numériques codés en binaire, avant d’être envoyés vers leurs
destinations.
• Ceci est obligatoire quel que soit le format d’origine du message : texte,
vidéo, audio ou données informatiques.

11. Les règles
• Outre les périphériques ou les supports, les règles ou protocoles
constituent un autre aspect important des réseaux. Ces règles sont les
normes ou protocoles qui définissent la façon dont les messages sont
envoyés, orientés sur le réseau puis interprétés par les périphériques de
destination.

12. Evolution des
réseaux
informatiques

13. Evolution des reseaux
• Les méthodes dont nous nous servons pour partager idées et informations
changent et évoluent sans cesse .
• À l’image de tous les progrès dans le domaine des technologies de la
communication, la création et l’interconnexion de réseaux de données
solides ont un profond impact.
• Premiers réseaux de données se limitaient à échanger des informations
reposant sur des caractères entre des systèmes informatiques connectés,
• les réseaux modernes ont évolué pour prendre en charge le transfert
audio, des flux vidéo, du texte et des graphismes entre des périphériques
de types très différents.
• Des moyens de communication autrefois séparés et bien distincts
convergent maintenant sur une plateforme commune.
• Cette plateforme offre une large gamme de méthodes de communication
aussi nouvelles que différentes qui permettent aux individus d’interagir
directement, et presque instantanément.

14. Evolution des reseaux
• Au début, les entreprises exploitaient les réseaux
de données pour enregistrer et gérer en interne
des informations financières, des renseignements
sur les clients et des systèmes de paie des
employés.
• Ces réseaux d’entreprise ont ensuite évolué pour
permettre le transfert de nombreux types de
services d’informations différents, parmi lesquels
les courriels, la vidéo, les messageries et la
téléphonie.

15. Evolution des reseaux
• Les intranets, des réseaux privés exclusivement utilisés
par une même entreprise, permettent aux sociétés de
communiquer avec leurs employés dans le monde,
ainsi qu’avec leurs succursales, et d’effectuer des
transactions avec eux.
• Les entreprises développent des extranets(partie de
l’intranet d’une entreprise qui est accessible a des
utilisateurs externes (par exemple, via le réseau
Internet), ou réseaux internes étendus, pour offrir à
leurs fournisseurs, prestataires et clients un accès
limité à des données d’entreprise afin de leur
permettre de suivre le statut des commandes, du stock
et des listes de pièces détachées.

16. Evolution des réseaux
• Accès à distance: les employés peuvent
accéder à distance aux applications métier
comme s’ils étaient sur site.
• Ressources multiples: les travailleurs, ou qu’ils
se trouvent, peuvent se joindre et accéder à
de nombreuses ressources sur le réseau

17. Réseaux convergents
• Services multiples, réseaux multiples
– Les réseaux classiques de transfert de données téléphoniques, de
radio, de télévision ou informatiques intègrent tous leur propre
version des quatre éléments de base constituant les réseaux.
– Chacun de ces services nécessitait une technologie différente pour
acheminer son signal de communication particulier.
– Chaque service utilisait son propre ensemble de règles et de normes
pour assurer le succès du transfert de son signal sur un support précis.
• Réseaux convergents
– Réunir ces réseaux disparates sur une même plateforme définie
comme étant un réseau convergent. Le fait que les flux vocaux, vidéo
et de données empruntent le même réseau rend inutile la création et
la maintenance de réseaux séparés.
– Si de nombreux de périphériques continuent à cohabiter sur un réseau
convergent, l’infrastructure réseau, quant à elle, est unique et
commune.

18. Réseaux multiples
Réseau
informatique
Règles:
Règle
Convention
Norme
support
Message
Périphérique
Réseau
téléphonique
Réseau de
diffusion
Règles:
Règle
Convention
Norme
Règles:
Règle
Convention
Norme

19. Réseaux convergents
Règles:
Règle
Convention
Norme
support Message
Périphérique
Réseau
convergent

20. Topologies des
réseaux

21. Topologies des réseaux
• Architecture physique (ou logique) d’un réseau qui définie les
liaisons entre les équipements
• Topologie physique:
– Comment les équipements sont connectées.
• Topologie logique:
– Comment les données transitent au sein du réseau
• Pourquoi plusieurs topologies?
– Réduire les liaisons
– Réduire les coûts
– Extensibilité du réseau
– Tolérance aux pannes
– Qualité de services
– …

22. Topologies des réseaux
• Combien de liaisons peut-on avoir?
Au total: [N * (N-1)] / 2 liaisons
N-1

23. Topologies des réseaux
Le réseau en
anneau
Le réseau
hiérarchique
Le réseau en
bus
Le réseau en
étoile
Le réseau
maillé
Le réseau
linéaire
NB: Topologie hybride: combinaison de différentes topologies

24. Topologies des réseaux
• Le réseau en anneau
– Les stations sont connectées en chaine les unes aux autres
par des liaisons bipoints.
– Chaque station joue le rôle de station intermédiaire.
– Chaque station qui reçoit une trame, l'interprète et la ré-
émet à la station suivante.
– La défaillance d'un hôte rompt la structure d'un réseau en
anneau si la communication est unidirectionnelle ;
• Un réseau en anneau est souvent composé de 2 anneaux
contrarotatifs.
– En cas de collision de deux messages, les deux seraient
perdus, mais les règles d'accès à l'anneau
• (par exemple, la détention d'un jeton) sont censées éviter ce cas
de figure.

25. Topologies des réseaux
• Le réseau hiérarchique
– Réseau en arbre divisé en niveaux.
– Le sommet, de haut niveau, est connecté à
plusieurs nœuds de niveau inférieur, dans la
hiérarchie. Ces nœuds peuvent être eux-mêmes
connectés à plusieurs nœuds de niveau inférieur.
– Le point faible de ce type de topologie réside dans
l'ordinateur "père" de la hiérarchie qui, s'il tombe
en panne, interdit alors toute communication
entre les deux moitiés du réseau.

26. Topologies des réseaux
• Le réseau en bus
– représentée par un câblage unique des unités réseaux.
– faible coût de déploiement
– la défaillance d'un nœud (ordinateur) ne scinde pas le réseau en deux sous-
réseaux.
– Lorsqu'une station est défectueuse et ne transmet plus sur le réseau, elle ne
perturbe pas le réseau.
– Lorsque le support est en panne, c'est l'ensemble du réseau qui ne fonctionne
plus.
– Le signal émis par une station se propage dans un seul sens ou dans les deux
sens.
– Si la transmission est bidirectionnelle : toutes les stations connectées
reçoivent les signaux émis sur le bus en même temps (au délai de propagation
près).
– Le bus, dans le cas de câbles coaxiaux, est terminé à ses extrémités par des
adaptateurs d'impédance (des « bouchons ») pour éliminer les réflexions du
signal.

27. • Le réseau en étoile
– aussi appelée Hub and spoke
– la topologie la plus courante actuellement.
– très souple en matière de gestion et de dépannage
d'un réseau : la panne d'un nœud 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 réseau totalement
inutilisable.

28. Topologies des réseaux
• Le réseau linéaire
– Il a pour avantage son faible coût de déploiement,
mais la défaillance d'un nœud (ordinateur) peut
scinder le réseau en deux sous-réseaux.

29. Topologies des réseaux
• Le réseau maillé
– Une topologie maillée correspond à plusieurs liaisons point à
point. (Une unité réseau peut avoir (1,N) connexions point à
point vers plusieurs autres unités.) Chaque terminal est relié à
tous les autres.
– L'inconvénient est le nombre de liaisons nécessaires qui devient
très élevé lorsque le nombre de terminaux l'est : s'il y a N
terminaux, le nombre de liaisons nécessaires est de N (N-1)/2,
fonction qui croît comme N²
– Cette topologie se rencontre dans les grands réseaux de
distribution (Exemple : Internet). L'information peut parcourir le
réseau suivant des itinéraires divers, sous le contrôle de
puissants superviseurs de réseau, ou grâce à des méthodes de
routage réparties.

30. Topologies des réseaux
• 2 modes de propagation
– Mode de diffusion (par exemple topologie en bus ou
en anneau)
• Ce mode de fonctionnement consiste à n'utiliser qu'un seul
support de transmission. Le principe est que le message est
envoyé sur le réseau, ainsi toute unité réseau est capable de
voir le message et d'analyser selon l'adresse du destinataire
si le message lui est destiné ou non.
– Mode point à point (par exemple topologie en étoile
ou maillée)
• Dans ce mode, le support physique ne relie qu'une paire
d'unités seulement. Pour que deux unités réseaux
communiquent, elles passent obligatoirement par un
intermédiaire (le nœud).

31. Les techniques de
commutation

32. • Commutation de circuits
• Commutation de messages
• Commutation de packets

33. commutation de circuits
• multiples supports de transmission sont installés entre les différents commutateurs.
• déterminer un chemin à travers le réseau et de réserver un support de transmission entre chaque paire de
commutateurs
• Chaque commutateur ré-émet les signaux qu’il reçoit suivant ce chemin.
• Le réseau fournit donc l’équivalent d’un support de transmission point à point entre les équipements terminaux.
• Le réseau téléphonique est un exemple classique de réseau à commutation de circuits.
• Tout dialogue se décompose en 3 phases :
– une première phase d’établissement du circuit entre les équipements terminaux par réservation de l’ensemble des circuits
nécessaires à l’intérieur du réseau,
– la phase classique de transfert des informations
– puis une phase de libération pour permettre la réutilisation des différents circuits par d’autres équipements terminaux.
• La libération se fait à la demande d’un des équipements terminaux (ou si le réseau détecte qu’un équipement est
en panne).
• les circuits restent réservés à l’intérieur du réseau, même s’il n’y a aucun transfert d’information.
• Ce type de commutation présente l’inconvénient de monopoliser les circuits entre commutateurs pendant la
durée entière du dialogue.
• L’avantages:
– assez simple
– la commutation de circuits peut s’appliquer sur un réseau analogique ou bien numérique.
– la mémoire nécessaire dans les commutateurs est réduite et il n’y a aucun traitement à faire sur l’information transmise.

34. commutation de messages
• s’applique aux seuls réseaux numériques.
• Un message est défini comme une suite de données binaires
formant un tout logique pour les équipements terminaux.
– par exemple, un fichier complet, un courrier électronique ou une page
d’écran.
• Ajoute l’adresse du destinataire et le transmet au
commutateur.
• Celui-ci attend la réception complète du message, le stocke,
analyse son adresse et le réémet alors vers le commutateur
voisin adéquat.

35. Commutation par paquets
• Les inconvénients de la commutation de messages sont liés à la taille des messages.
• La commutation par paquets consiste à découper les messages en morceaux appelés segments.
• Ce découpage est la segmentation. Il est fait par l’expéditeur. A chaque segment sont ajoutées des
informations permettant d’identifier l’expéditeur et le destinataire : l’ensemble forme un paquet.
• La taille maximale d’un paquet est fonction du réseau.
• Les paquets sont acheminés par le réseau comme dans un réseau à commutation de messages
jusqu’au destinataire.
• Celui-ci attend la réception de tous les paquets pour reconstituer le message et le traiter.
• Cette opération est le réassemblage.
• Une liaison entre commutateurs n’est pas monopolisée par un équipement mais supporte la
transmission de paquets de multiples utilisateurs.
• Si le débit de la liaison est supérieur au flux transmis par l’ensemble des utilisateurs, elle peut
supporter de multiples dialogues simultanés tout en donnant l’impression à chacun d’être seul sur
le réseau.
• Le flux généré par un utilisateur donné peut augmenter subitement, l’impact sera faible sur le flux
global. On a donc un effet de multiplexage statistique.

36. Classification des
réseaux

37. Classification des réseaux
• Les infrastructures réseau peuvent considérablement varier selon :
– la taille de la zone couverte ;
– le nombre d’utilisateurs connectés ;
– le nombre et les types de services disponibles.
1m 10m 100m 1km 10km 100km
Réseaux
personnel (PAN:
Personal Area
Network)
Réseaux locaux
(LAN: Local Area
Network)
Réseaux
métropolitains
(MAN: Metropolitan
Area Network)
Réseaux étendus
(WAN: Wide Area
Network)

38. Classification des réseaux
• Réseaux locaux (LAN)
– Un réseau individuel s’étend généralement sur une zone géographique
unique et fournit des services et des applications aux personnes au
sein d’une structure organisationnelle commune, telle qu’une
entreprise, un campus ou une région. Ce type de réseau est appelé
réseau local (LAN, Local Area Network). En règle générale, un réseau
local est administré par une organisation unique. Le contrôle
administratif qui gère les stratégies de sécurité et de contrôle d’accès
s’applique au niveau du réseau.
– Un réseau qui dessert une maison, un bâtiment ou un campus

39. Classification des réseaux
• Réseaux étendus (WAN)
– Lorsqu’une entreprise ou une organisation dispose d’emplacements
séparés par d’importantes distances géographiques, il peut être
nécessaire d’utiliser un fournisseur de services de télécommunications
pour interconnecter les réseaux locaux à ces différents emplacements.
– Les fournisseurs de services de télécommunications utilisent
d’importants réseaux régionaux pouvant parcourir de longues
distances.
– Auparavant, ces fournisseurs de services de télécommunications
transportaient des communications voix et données sur des réseaux
distincts. Ces fournisseurs proposent à leurs abonnés de plus en plus
de services réseau d’informations convergentes. Les organisations
individuelles utilisent généralement des connexions via un réseau de
fournisseurs de services de télécommunications.
– Ces réseaux qui connectent des réseaux locaux à des emplacements
géographiquement séparés sont appelés réseaux étendus (WAN, Wide
Area Networks).

41. TP (1/2)
• Construire un premier réseau (Client/Serveur) avec
Packet Tracer (Démo)
• Créer un client (PC)
– Attribuer l’adresse IP 192.168.1.2/24 au PC
• Créer un serveur
– Attribuer l’adresse IP 192.168.1.1/24 au Serveur
• Lier le PC avec le Serveur avec un câble croisé
– Activer le service HTTP et HTTPs sur le serveur
• Lancer le Browser sur le Client et récupérer la page
web sur le serveur
– http://192.168.1.1

42. TP (2/2)