Formation TIC – R é seaux informatiques Université de Debrecen

1. Formation TIC – Réseaux informatiquesUniversité de Debrecen Formation TIC – Réseaux 1

2. I. – Les bases des réseaux informatiques Train TIC - Réseaux 2

3. Réseaux informatiques • Réseaux informatiques : • Deux ou plusieurs ordinateurs interconnectés avec des logiciels et outils matériels afin de transmettre d’informations. • Des Objectifs: • Le partage des ressources. • L’augmentation de la fiabilité. • L’augmentation de la vitesse. • La communication humaine. Formation TIC – Réseaux 3

4. Classification des réseaux informatiquesselon leur taille Gamme < 1m 1 km 10 km 100 km < Nom Multi-ordinateur Réseau local (LAN) Réseau métropolitain (MAN) Réseauétendu (WAN) Formation TIC – Réseaux 4

5. Les composants des LAN • Ordinateurs • Cartes réseau • Périphériques • Lignes de transmission • Dispositifs de réseau Formation TIC – Réseaux 5

6. Fonctions des WAN • Couverture d’une grande zone géographique • Communication en temps réel entre les utilisateurs • Accès continu aux ressources à distance pouvant être connectées aux services locales • Services e-mail, internet, transfert des fichiers et commerce électronique Formation TIC – Réseaux 6

7. L’accessibilité des réseaux • Réseau public: Un réseau accessible par tous (p. ex., l’Internet). • Réseau privé: Un réseau seulement accessible par l’organisation propriétaire (coûteux pour les réseaux larges). • Réseau privé virtuel (VPN): Un réseau privé fournissant accès du type privé et transfert de données par l’infrastructure publique (p. ex., l’Internet). Formation TIC – Réseaux 7

8. Noeuds des réseaux informatiques • Noeud: • Dispositif avec son propre adresse de réseau. Il peut communiquer de manière indépendante(p. ex. ordinateur, imprimante, routeur). • Dans une communication, un noeud peut agir soit comme transmetteur (expéditeur, source), soit comme receveur (destination). • Catégories de dispositifs et outils réseau: • Noeuds de l’utilisateur final: ordinateur, imprimante, scanner, et tout autre dispositif fournissant services directement aux utilisateurs • Outils reliant au réseau: des dispositifs permettant la communication entre noeuds de l’utilisateur final par les reliant l’un a l’autre Formation TIC – Réseaux 8

9. Signal, codage de signal, modulation • Signal: Quantités physiques, en fonction d’endroit et temps, passer de l’information. Porteur d’information par le canal de communication, il peut être analogique ou numérique. • Codage de signal: Mapper l’information (numérique) sur le signal (numérique) porteur (p. ex., des niveaux de tension, des changes de niveaux de tension). • Modulation: Mapper sur le signal porteur analogique. La création du signal (modulé) à transmettre par le canal, à partir du signal de modulation qui vient de la source et le signal porteur analogique. L’inverse, c’est la démodulation. Un modem exécute aussi la modulation et la démodulation. Formation TIC – Réseaux 9

10. Supports de transmission, canal, collision • Supports de transmission: • Dispositif ou matériel sur lequel la transmission de l’information (du signal) est effectuée. (p. ex. câble à paires torsadées, câble coaxial, câble à fibre optique ou l’air). • Canal de transmission: • Le chemin des données, la bande de fréquences pour transmettre des signaux. Généralement, plusieurs canals (chemins des données) se créent dans une transmission média. • Collisions: • Se passent quand deux (ou plusieurs) noeuds transmettent des informations au même temps sur un même canal. Formation TIC – Réseaux 10

11. Vitesse de transmission • Vitesse de transmission (vitesse du réseau, largeur de la bande, débit des données): • La quantité des informations transmise pendant une unité de temps. Unité de mesure: bit/seconde, b/s, bps. • Le débit effectif mésuré dans des applications est toujours inférieur àla bande passante physique. • Unités supérieures: • 1 Kb/s (Kbps) = 1000 b/s (bps) • 1 Mb/s (Mbps) = 1000 Kb/s (Kbps) • 1 Gb/s (Gbps) = 1000 Mb/s (Mbps) Formation TIC – Réseaux 11

12. Connexions pour transmettre les données • La connexion peer-to-peer (P2P, pair-à-pair, poste-à-poste): • La propagation des informations entre deux postes (un transmetteur et un receveur) s’appelle une connexion pair-à-pair. • La connexion multipoint, télédiffusion: • Un transmetteur fournissant d’informations pour plusieurs receveurs s’appelle une connexion à noeuds multiples. Télédiffusion, c’est une connexion à noeuds multiples dont tous les receveurs obtiennent les informations à l’intérieur d’une portée donnée (p. ex. radiodiffusion). Formation TIC – Réseaux 12

13. Directions de la transmission des informations • Connexion unidirectionnelle (simplex): • La transmission des informations permise seulement dans un sens s’appelle une connexion unidirectionnelle, ou simplex (p. ex. la radiodiffusion). • Connexion à l’alternat(semi-duplex): • La transmission permise dans les deux sens, mais seulement un à la fois, s’appelle une connexion semi-duplex (p. ex. les postes radio bande publique). • Connexion bidirectionnelle (duplex intégral) : • Le trafic permis simultanément dans les deux sens s’appelle une connection duplex intégral (p. ex. le téléphone). Formation TIC – Réseaux 13

14. Les bases d’adressage • Adresse monodiffusion (unique): • Un identifiant attribué à l’interface réseau d’un noeud • Adresse télédiffusion: • Une adresse identifiant tous les noeuds (et les interfaces des noeuds) dans un dit domain de diffusion Formation TIC – Réseaux 14

15. Protocole standardisé des ordinateurs? • Protocole: • La description formelle des toutes les règles et les conventions qui déterminent la communication des dispositifs (noeuds) réseau (set des règles de communication). Formation TIC – Réseaux 15

16. Architecture client-serveur • Serveur: Un noeud (et logiciel) réseau offrant des services pour d’autres noeuds. Le service d’un serveur est assuré par un logiciel du serveur (p. ex. un serveur web). • Client: Un noeud (et logiciel) réseau avec une sorte de demande de service réseau. Pour avoir accès au service, le client utilise un logiciel client (p. ex. un navigateur web). • La communication entre le serveur et le client est définie par un protocole à niveau élevé (p. ex. http). Formation TIC – Réseaux 16

17. Architecture Réseau Stratifiée Formation TIC – Réseaux 17

18. Couche 5 Couches (Niveaux), Protocoles, Interfaces Machine 2 Machine 1 Couche 5 Protocole couche 5 Interface couche 4/5 Couche 4 Protocole couche 4 Couche 4 Interface couche 3/4 Protocole couche 3 Couche 3 Couche 3 Interface couche 2/3 Protocole couche 2 Couche 2 Couche 2 Interface couche 1/2 Protocole couche 1 Couche 1 Couche 1 Support (moyen) de transmission Formation TIC – Réseaux 18

19. Architecture Réseau Stratifiée - Concepts • Protocole de la couche N: • Un protocole qui décrit les spécifications de la couche (du niveau) N. • Pairs: • Des entités localisées sur le même niveau de deux points (noeuds) finals de la communication. Dans une façon logique, les pairs communiquent par l’aide du protocole correspondant de la couche. • Interface des couches N/N+1: • La connexion des surfaces de séparation des couches N et N+1. • Service de la Couche N: • Set des actions (services) fournies à la couche N+1 par couche N (par l’interface). Formation TIC – Réseaux 19

20. Schéma de la Communication Réseau Couche Source Destination Protocole couche 5 5 M M 4 Protocole couche 4 H4 M H4 M Protocole couche 3 3 H3 H4 M1 H3 H4 M2 H3 H4 M1 H3 H4 M2 Protocole couche 2 2 H2 H3 H4 M1 T2 H2 H3 H4 M2 T2 H2 H3 H4 M1 T2 H2 H3 H4 M2 T2 1 Formation TIC – Réseaux 20

21. Communication Réseau - Concepts • Encapsulation: • Emballage des informations venues d’un niveau supérieur avec une en-tête d’un protocole spécifique (comme on met une lettre dans une enveloppe et l’on adresse). • Unité de données de protocole (PDU): • Entité (contenant en-tête et des données) traitée par le protocole considéré (Elle est fréquemment appelée paquet.) Formation TIC – Réseaux 21

22. Encapsulation - Exemple • Les images et le texte sont transformées en données. • Les données sont emballées dans des segments • Le segment des données est encapsulé dans un paquet contenant les adresses (IP) des noeuds source et destination. • Le paquet est encapsulé dans un cadre contenant l’adresse physique (adresse Ethernet) du dispositif prochain directement relié. • Le cadre est transformé en une série des bits (des 1 et 0), transférables par le moyen de transmission. Formation TIC – Réseaux 22

23. Modèle de référence OSI Couche Nom de PDU 7 Couche d’Application APDU 6 Couche de Présentation PPDU 5 Couche session SPDU 4 Couche transport TPDU, Segment 3 Couche réseau Paquet 2 Couche liaison de données Cadre 1 Couche physique Bit Formation TIC – Réseaux 23

24. Configuration TCP/IP – Modèle OSI Couches OSI Couches TCP/IP 7 Couche d’application Couche d’application 6 Couche de présentation Pas présents dans le modèle TCP/IP 5 Couche session 4 Couche transport Couche transport 3 Couche réseau Couche réseau 2 Couche liaison de données Couche hôte-à-réseau 1 Physical Layer Formation TIC – Réseaux 24

25. Modèle de référence hybride 5 Couche d’application 4 Couche transport 3 Couche réseau 2 Couche liaison de données 1 Couche physique Formation TIC – Réseaux 25

26. Dispositifs réseau d’intérconnexion Formation TIC – Réseaux 26

27. Dispositifs réseau d’intérconnexion– Les bases • Domaine de collision; domaine de bande passante: • Une partie d’un réseau, où les collisions peuvent être détectées (un canal de communication commun, partagé par des noeuds multiples). • Dans un domaine de collision, seulement une transmission des informations peut s’effectuer à la fois. • Domaine de télédiffusion: • Une partie d’un réseau, où les informations transmises avec des adresses destinations de télédiffusion peuvent être détéctées. Formation TIC – Réseaux 27

28. Dispositifs réseau d’intérconnexion • Sous-réseaux – basés sur la fonctionnalité des dispositifs réseau d’intérconnexion – peuvent se connecter dans des couches OSI differentes: Couche OSI Elément connecteur Au-dessus de la Couche Transport Passerelle Couche réseau Routeur Couche liaison de données Pont Couche physique Répéteur Formation TIC – Réseaux 28

29. Dispositifs réseau d’intérconnexion • Répéteur: • Amplifie et répète les signaux envoyés par le moyen de transmission. • Ne sépare pas les sous-réseaux reliés. • Le répéteur a ports multiples s’appelle HUB (concentrateur). • Pont: • Fonctionne dans la Couche Liaison de Données et exécute des connexions sélectives. • Les sous-réseaux intérconnectés forment des domaines de collision distincts. • Généralement transmet des messages de télédiffusion aux tous les sous-réseaux intérconnectés. Formation TIC – Réseaux 29

30. Dispositifs réseau d’intérconnexion • Commutateur: • Un dispositif aux ports multiples et fonctions du pont entre chaque deux ports. • Routeur: • Il est actif dans la Couche réseau et exécute des connexions sélectives, du routage, et du contrôle du trafic. • Les sous-réseaux intérconnectés forment des domaines de collision distincts et des domaines de télédiffusion distincts. • Il est un noeud avec sa propre adresse IP. • Il s’appelle aussi une passerelle dans la Couche réseau (passerelle par défaut). Formation TIC – Réseaux 30

31. Topologies Formation TIC – Réseaux 31

32. Topologies • Topologie physique: • Elle examine le placement des noeuds et leurs possibilités de connexion. (Topologies de câblage, topologies physiques). • Topologie logique: • Elle examine l’ordre logique et l’ordre des noeuds. Formation TIC – Réseaux 32

33. Topologies physiques Etoile (étoile étendue) Hôte (station du travail ou serveur) Centre Anneau Formation TIC – Réseaux 33

34. Bus Bus Répéteur Topologies physiques Formation TIC – Réseaux 34

35. Topologies physiques Arbre Formation TIC – Réseaux 35

36. II. – La couche physique Formation TIC – Réseaux 36

37. Eléctricité – Les bases • L’éléctricité est la circulation libre des électrons. • Les matériaux qui empêchent fortement le flux d’électrons s’appellent isolants. Les matériaux qui empêchent légèrement le flux d’électrons (sans résistance) s’appellent conducteurs. • Les semiconducteurs peuvent précisément contrôler l’électricité conduite. • On note la résistance avec R et l’unité de mesure est l’ohm (Ω). • Le courant électrique est la quantité de charge électrique traversant un circuit dans une seconde. On le note avec I et son unité de mesure est l’ampére (A). • Le voltage est une force ou pression électronique qui se produit quand on sépare les électrons et les protons. On le note avec U et son unité de mesure est le volt (V). • La Loi d’Ohm: U=I*R Formation TIC – Réseaux 37

38. L’Atténuation • L’amplitude d’un signal diminue à travers son chemin par un moyen de transmission. • La longueur d’un moyen de transmission est déterminée d'une façon ainsi que le signal puisse être interprété en toute sécurité par le receveur. • Si on doit couvrir une grande distance, le signal doit être restauré avec l’aide des amplificateurs (des répéteurs). • L’atténuation dépend de la fréquence, ainsi que les amplificateurs doivent compenser celle-ci avec une amplification dépendante de la fréquence. • La quantité d’atténuation et d’amplification est exprimée en décibels (dB) sur une échelle logarithmique. Formation TIC – Réseaux 38

39. Atténuation du moyen menants Paire torsadée 30 3/8” câble coaxial 10 Atténuation (dB/km) 3 Fibre optique 1 0,3 1 kHz 1 MHz 1 GHz 1 THz 1000 THz Fréquence Formation TIC – Réseaux 39

40. Quatre paires sont typiquement groupées dans un étui plastique. Les paires groupées peuvent être protégées (Paires Torsadées Blindées, STP) ou non-blindées (UTP). Paire torsadée Formation TIC – Réseaux 40

41. Paires torsadées–Caractéristiques physiques • Les moins chers et plus habituels supports (moyens) de transmission. • Deux conducteurs isolés en cuivre sont torsadés selon un modèle regulier. • Généralement, on groupe plusieures paires (UTP en a 4) et on les protége avec un étui plastique. • Le nombre des torsions réduit les couplages réciproques entre les paires et assure une bonne protéction contre le bruit. • La longueur des torsions peut être différente dans les paires pour réduir les couplages réciproques. • Le diamètre du conducteur est de 0,4 – 0,9 mm. • Le moyen le moins cher, le plus facile à utiliser mais la vitesse de la transmission des données et la distance à couvrir sont très limitées. Formation TIC – Réseaux 41

42. Paires torsadées–Caractéristiques de la transmission • Charactéristiques de la transmission: • L’atténuation des paires torsadées est largement dépendant de la fréquence. • Elle est sensible aux interférences et bruits. Elle accepte le courant de 50Hz du réseau AC parallèle. • On peut utiliser un blindage contre les perturbations (STP, FTP). • On peut réduire les couplages réciproques entre des paires voisines par des variables longueurs des torsions. • On peut obtenir une bande de fréquence d’environ 100KHz avec un signal analogique poste-à-poste (transmission des canaux multivoix). • On peut obtenir des vitesses de plus de 100 Mo/s sur des petites distances. Formation TIC – Réseaux 42

43. Types des paires torsadées • Catégorie 5. Câble UTP et connecteur pour transmission de 100 MHz. • Sur distances limitées (100 m), on obtient une transmission à vitesse de 100 Mo/s. Le câblage des nouveaux bâtiments se fait normalement avec ce câble. • Nouvelles normes: Cat5 – permet l’use simultanée des 4 paires, • Cat6: ~250MHz; • Cat7 STP: ~600MHz. • STP: Les paires torsadées sont blindées séparatement. • FTP: Les paires torsadées ont un étui (feuille) commun(e). (Moins chères que les STP et plus bonnes que les UTP.) Formation TIC – Réseaux 43

44. Paire torsadée avec connecteur RJ-45 Paire 2 Paire 3 Paire 3 Paire 1 Paire 4 Paire 2 Paire 1 Paire 4 Formation TIC – Réseaux 44

45. L’attribution des contacts des connecteurs RJ-45 • Droit RJ-45 femelle (PC, Routeur): • Tx+ Tx- Rv+ Rv- • 1 2 3 4 5 6 7 8 • Croisé RJ-45 femelle (Commutateur, Concentrateur): • Rv+ Rv- Tx+ Tx- • 1 2 3 4 5 6 7 8 • RJ-45 femelles avec la même attribution (p. ex. PC-PC, Conc.-Conc.) sont connectées avec un câble croisé (568A – 568B). • Les femelles RJ-45 différentes (p. ex. PC-Conc., PC-Comm., Routeur-Comm.) sont connectées avec un câble direct (568A – 568A or 568B – 568B). • Des certains dispositifs peuvent détecter l’attribution des femelles RJ-45 de l’autre côté et peuvent la gérer automatiquement (auto-sense). Formation TIC – Réseaux 45

46. Conducteur extérieur Couverture extérieure Conducteur intérieur Isolation Section transversale d’un câble coaxial Câble coaxial– Caractéristiques physiques Caracteristiques physiques • Diamètre du câble: 5 - 25 mm. • Grâce à son structure concentrique il est moins sensible aux intérférences et couplages réciproques que les paires torsadées. • On peut l’utiliser pour plus grandes distances et, dans des applications multiposte, il accepte plusieures stations que les paires torsadées. Formation TIC – Réseaux 46

47. Le câble coaxial • Applications • Les transmissions télévisées. • Les transmissions téléphoniques sur vastes distances. • La connexion des ordinateurs • Les réseaux locals. • Caractéristiques de la transmission: • En cas de transmission analogique, des amplificateurs sont requis à plusieurs km d’intervalles. On peut l’utiliser jusqu’à 400 MHz. • En case de transmission digitale, des amplificateurs sont requis pour chaque km. Formation TIC – Réseaux 47

48. Fibre optique Couverture protectrice (généralement PVC) Renfort (fibre aramide) Tampon Revêtement Centre Formation TIC – Réseaux 48

49. Caractéristiques physiques Revêtement Couverture protectrice Centre Angle d’ incidence Angle de refléxion Rayon lumineux incident dessousl’angle critique est absorbédans le revêtement Fibre optique Fibres optiques–Caractéristiques physiques Formation TIC – Réseaux 49

50. Fibres optiques– Caractéristiques physiques • Caractéristiques physiques • Une fibre optique souple avec 2 - 125 μm en diamètre peut transmettre des rayons de lumière. • Les fibres optiques sont faites de verre ou plastique. • Le revêtement est aussi fait de verre ou plastique, mais il a des caractéristiques optiques différentes de celles du centre. • La couverture protectrice en plastique défend contre les impurités, contre l’usure et contre d’autres effets extérieurs. Formation TIC – Réseaux 50