Les réseaux informatiques 2

Filière : Systèmes et Réseaux Informatiques
Elaboré par :
Zakariyaa AIT EL MOUDEN
mouden.zakariyaa@outlook.com
Janvier 2018
Les Réseaux Informatiques
partie 2

 Le modèle OSI
 L’encapsulation
 Les couches du modèle OSI
 Le modèle TCP/IP
 La couche physique
 La capacité de transmission
 La transmission numérique
 La transmission analogique
 La modulation et les modems
 Le multiplexage
©2018, Réseaux Informatiques, par Z.AIT EL MOUDEN2

 l’ISO (International Standard
Organization) a mis en place un
modèle de référence théorique
décrivant le fonctionnement des
communications réseau. Le but de
ce modèle est d’analyser la
communication en découpant les
différentes étapes en 7 couches ;
chacune de ces couches remplissant
une tâche bien spécifique.

Les avantages du modèle OSI sont :
 Une division de la communication réseau en éléments plus
petits et plus simple pour une meilleure compréhension
 L’uniformisation des éléments afin de permettre le
développement multi constructeur
 La possibilité de modifier un aspect de la communication réseau
sans modifier le reste

 Pour communiquer entre les couches et entre les hôtes d’un
réseau, OSI a recourt au principe d’encapsulation.
 L’encapsulation : processus de conditionnement des données
consistant à ajouter un en tête de protocole déterminé avant que
les données ne soient transmises à la couche inférieure :

©2018, Réseaux Informatiques, par Z.AIT EL MOUDEN
Principe de l’encapsulation
7

 Le Protocol Data Unit ou Unité de données de protocole (PDU)
est l'unité de mesure des informations échangées dans un réseau
informatique.
©2018, Réseaux Informatiques, par Z.AIT EL MOUDEN
Unités de
données
8

 Le (N)-PDU est l'unité de données pour une couche (numéro
N). Il comprend un (N+1)-PDU, et une information de
contrôle (N)-PCI (Protocol-Control Information), c’est-à-dire
l'ensemble complet des données de la couche supérieure (N+1)
auquel sont ajoutées des données complémentaires afin de
pouvoir effectuer un contrôle d'erreur.

1. La couche Physique : Définie les supports physiques et les
moyens de les y accéder, les fréquences, les tensions et les
méthodes de codage des informations et la conversion des données
en signal de transmission.
2. La couche Liaison de données : Fournit les procédures et les
moyens fonctionnels nécessaires pour établir, maintenir et libérer
les connexions. Elle assure le service de transfert de trames (blocs
de données) en assurant le contrôle la détection et la correction
des erreurs inhérentes aux supports physiques.

3. La couche Réseaux : Elle assure, lors d’un transfert à travers un
système relais, l’acheminement des paquets à travers les différents
nœuds en utilisant des protocoles de routage. Les protocoles de
niveau 3 doivent assurer le routage, le contrôle de congestion,
adaptation de la taille des blocs de données aux capacités du sous
réseau physique utilisé.
4. La couche transport : Gère la communication de bout en bout
et garantie que le destinataire obtient exactement l’information
qui lui a été envoyé. Elle s’occupe aussi de la qualité de service
(QoS) et la correction des erreurs.

5. La couche de session : Elle assure la synchronisation entre les
différentes applications (niveau 7) qui communiquent
simultanément sur la même machine.
6. La couche présentation : Vérifie la représentation finale des
données après la traduction, le codage et la compression.
7. La couche application : Toute application qui se servent de
réseau ( Bases de données distribuées, service répartie ( Internet :
Web)…), messagerie, transfert des fichiers, …

Paramètres qui permettent de définir de la qualité de service (QoS)
dans la couche réseau :
 Le délai d’établissement d’une connexion de réseau;
 Probabilité d’échec de l’établissement d’une connexion;
 Le débit lors de transfert de données;
 La probabilité d’un incident de transfert;
 Le taux d’erreurs;
 Le délai de libération d’une connexion de réseau;
 La probabilité d’échec lors de la libération d’une connexion;
 La priorité de la connexion de réseau

 Le nom de modèle TCP/IP est étroitement lié à deux protocoles : le
protocole TCP (Transmission Control Protocol) et le protocole IP
(Internet Protocol). Ceci est en partie dû au fait que sont les deux
protocoles les plus utilisés pour Internet.
 Contrairement au modèle OSI, le modèle TCP/IP est plus qu’un
modèle théorique, c’est le modèle utilisé pour Internet.
 Le modèle TCP/IP se compose de 4 couches qui regroupent les 7
couches du modèle OSI.

 La couche physique est associée à la transmission du signal:
 Encodage des bits.
 Caractéristiques des signaux électriques, optique, radio, …
 Caractéristiques des médias :
 Impédance des câbles électriques, atténuation, longueur
maximum.
 Fibre optique multimode et monomode.
 Forme des connecteurs.

 Un support a un intervalle de fréquences : [ fmin;fmax ]
 La largeur de la bande passante est : H = fmax - fmin
 Débit maximal théorique (Nyquist 1924) :
Dmax = 2 x H x log2 (V) = 2 x H x v
v est la valence du signal ; un entier calcule par : v = log2(V)
V étant le nombre de variations (états) possibles du signal ; une
puissance de 2 telle que V = 2v
 Cependant, tout support est sujet a un bruit parasite :
impact mesurécomme un rapport signal/bruit noté S/N
souvent exprimé en décibels : (S/N)dB = 10 x log10(S/N)
 Capacité de transmission maximale (Shannon 1948) :
Cmax= H x log2(1 + S/N)

 Variations V = 4 (0; 1.5; 3; 4.5)
 Valence v = 2 (v = log2(V)) : 2 bits nécessaire pour exprimer
chaque états du signal.
 4 états de 2 bits (00; 01; 10; 11)
 Signal transmis correspond à : 0111100011011000

Exemple : Ligne téléphonique classique
 Basses fréquences (de 300 à 3 400 Hz).
 Rapport signal/bruit S/B = 30dB.
 Bande passante H = fmax - fmin = 3400 – 300 = 3100 Hz
 (S/N)dB = 10 x log10(S/N) alors log10(S/N) = (S/N)dB /10
S/N = 10 3 = 1000. (pour x>0, si y = log10(x) alors x=10y)
 Capacité de transmission maximale : Cmax= H x log2(1 + S/N)
Cmax= 3100 x log2(1 + 1000) = 30 898 bis/s ≃ 31 Kbits/s

Remarque :
 En transmission, on utilise le système international :
1 kbit = 103 bits, 1 Mbit = 103 kbit, etc.
 En informatique, on utilise des puissances de 2 pour les
quantités d'information :
1 Ko = 210 octets, 1 Mo = 210 Ko, etc.

Les différentes facteurs qui peuvent affecter la force d’un
signal :
L’atténuation : En facteurs des médias.
Le bruit : Le bruit peut être causé par
des sources d’alimentations externes,
des variations thermiques, des
interférences électromagnétiques ou
encore des interférences de radio
fréquences.

Les différentes facteurs qui peuvent affecter la force d’un
signal :
La gigue : Les systèmes numériques sont synchronisés, tout
est réglé par des impulsions d’horloge. Si les horloges de la
source et du destinataire ne sont pas synchronisées, on
obtient alors une gigue de synchronisation.
La latence : Retard de transmission. Principalement du au
déplacement du signal dans le média et à la présence de
composants électroniques entre la source et la destination.
Les collisions : Se produit lorsque deux machines utilisant le
même segment de réseau émettent en même temps. Les
impulsions se mélange, détruisant alors les données.

 Aussi appelé transmission en bande de base.
 Signal de forme carrée.
 Obtenu par une modification brutale d'une caractéristique
(ex : tension, intensité lumineuse).
 Se dégradent rapidement avec la distance : des répéteurs
peuvent amplifier le signal.
 La fibre optique est la plus adaptée (100 km sans répéteur
avec plusieurs Gbit/s).

 Représentation d’un bit sur un média physique:
Bits 0 1
Signal électrique 0 volt +5 volts
Signal optique Faible intensité
lumineuse
Forte intensité
lumineuse
Transmission sans fils Courte rafale d’onde Longue rafale d’onde

 Codage unipolaire (tout ou rien)
Un courant nul code le 0 et un courant positif indique le 1.
Impossible de distinguer entre une suite des zéros et
l’absence de l’information.

 Codage NRZ (No Return to Zéro)
Pour éviter la difficulté à obtenir un courant nul, on code le 1
par un courant positif et le 0 par un courant négatif.

 Codage RZ (Return to Zéro)
Le 0 est codé par un courant nul et le 1 par un courant positif
qui est annulé au milieu de l'intervalle de temps prévu pour
la transmission d'un bit.

 Codage bipolaire
C'est aussi un code tout ou rien dans lequel le 0 est
représenté par un courant nul, mais ici le 1 est représenté par
un courant alternativement positif ou négatif pour éviter de
maintenir des courants continus.

 Codage Manchester (Ethernet jusqu’à 10BaseT)
Ici aussi le signal change au milieu de l'intervalle de temps
associé à chaque bit. Pour coder un 0 le courant sera négatif
sur la première moitié de l'intervalle et positif sur la
deuxième moitié, pour coder un 1, c'est l'inverse.

 Codage Manchester différentiel (Token Ring)
Transmission d'un 1 : garder la même polarité au début du
temps bit.
Transmission d'un 0 : changer de polarité au début du temps
bit.

 Codage Miller
On diminue le nombre de transitions en effectuant une
transition (de haut en bas ou l'inverse) au milieu de
l'intervalle pour coder un 1 et en n'effectuant pas de
transition pour un 0 suivi d'un 1. Une transition est effectuée
en fin d'intervalle pour un 0 suivi d'un autre 0.

 Aussi appelé transmission à large bande.
 La transmission numérique est difficile sur de longues
distances, ainsi que sur un support de faible bande passante
(comme le réseau téléphonique). En transmission analogique,
le signal a une forme sinusoïdale :
où : A est l’amplitude, la fréquence et Φ la phase.
 En faisant varier (modulation) un ou plusieurs de ces
paramètres, on transmet de l'information.
 Le signal servant de référence est appelé signal porteur ou
porteuse.

 Modulation de l’amplitude (AM, Amplitude Modulation)

 Modulation de la fréquence (FSK, Frequency Shift Keying)

 Modulation de la phase (DPSK, Differential Phase Shift Keying)

 Modulation de la phase (DPSK, Differential Phase Shift Keying)
Exemple : Phase de 0 pour bit à 1 et phase de π pour bit à 0.

 Combinaison des modulations
Exemple : (QAM, Quadrature Amplitude Modulation)
00 : Φ = π et A = 3 10 : Φ = 0 et A = 3
01 : Φ = π et A = 6 11 : Φ = 0 et A = 6

 Utilisent souvent des combinaisons des modulations.
 Quelques normes existantes :
V.23
V.34
4G

Simplex A est toujours émetteur et B récepteur
Half-duplex
A et B échangent leurs rôles, mais chaque machine attend son
tour. ( ex.TalkieWalkie)
Full-duplex
A et B peuvent émettre et recevoir au même temps. (ex.
Téléphone)
Types de liaisons entre deux équipementsA et B :

 Multiplexage : Mélanger l'information provenant de
plusieurs entrées sur une seule ligne de sortie.
 Démultiplexage : Opération réciproque de multiplexage.

 Connexion d’un multiplexeur à un démultiplexeur:
 Full-duplex à l’aide d’un multiplexeur et un démultiplexeur :

Compléter les phrases suivantes :
 Les _______ encapsulent les paquets.
 La couche _________ du modèle OSI se charge de
livrer les messages de bout en bout.
 La notion de l’adresse IP fait partie de la couche ______.
 La couche ________ ne préoccupe pas de la correction
des erreurs.
 Le codage de l’information se fait au niveau _.
 Le modem fonctionne dans la couche ________.
 Les trames sont les (N-1)-PDU de la couche ________

 A. Ghattas, Architecture et fonctionnement d’un réseau informatique,
ISTA Errachidia, 2008.
 A. Boulouz, Réseaux Informatiques, Faculté des Sciences d’Agadir, 2012.
 Cyril Pain-Barre. Réseaux - Cours 2 : Couches Physique et Liaison de
Données. IUT Informatique Aix-en-Provence

Les réseaux informatiques 2

Contenu connexe

Tendances

Similaire à Les réseaux informatiques 2

Plus de Zakariyaa AIT ELMOUDEN

Les réseaux informatiques 2