Chapitre I : Introduction aux réseaux informatiques

VI.4. la commutation de cellules : Une cellule est un paquet particulier dont la taille est toujours fixée à 53 octets (5 octets d'en-tête et 48 octets de données). C'est la technique de base des réseaux hauts débits ATM (Asynchronous Transfert Mode) qui opèrent en mode connecté où avant toute émission de cellules, un chemin virtuel est établi par lequel passeront toutes les cellules. Cette technique mixe donc la commutation de circuits et la commutation de paquets de taille fixe permettant ainsi de simplifier le travail des commutateurs pour atteindre des débits plus élevés. Chapitre II : Architectures des réseaux informatiques Modèle général de communication I.1. Aperçu : Au cours des deux dernières décennies, le nombre et la taille des réseaux ont augmenté considérablement. Cependant, bon nombre de réseaux ont été mis sur pied à l'aide de plates-formes matérielles et logicielles différentes. Il en a résulté une incompatibilité entre de nombreux réseaux et il est devenu difficile d'établir des communications entre des réseaux fondés sur des spécifications différentes. Pour résoudre ce problème, l'Organisation internationale de normalisation (ISO) a examiné de nombreuses structures de réseau. L'ISO a reconnu la nécessité de créer un modèle de réseau qui aiderait les concepteurs à mettre en oeuvre des réseaux pouvant communiquer entre eux et fonctionner de concert (l'interopérabilité). Elle a donc publié le modèle de référence OSI en 1984. I.2. Notion de Protocoles : Pour que des paquets de données puissent se rendre d'un ordinateur source à un ordinateur de destination sur un réseau, il est important que toutes les unités du réseau communiquent dans la même langue ou protocole.  Un protocole consiste en un ensemble de règles qui rehaussent l'efficacité des communications au sein d'un réseau. Voici quelques exemples : Au Parlement provincial et fédéral, une forme de droit de parole permet aux centaines de députés, qui désirent tous parler, de s'exprimer à tour de rôle et de communiquer leurs idées de manière ordonnée.  En conduite automobile, il faut indiquer, à l'aide de son clignotant, que l'on désire tourner à gauche, sinon ce serait le chaos sur les routes.  Lorsqu'ils pilotent un avion, les pilotes obéissent à des règles très précises pour communiquer d'un appareil à l'autre ou d'un appareil à la tour de contrôle.  En répondant au téléphone, vous dites "Allo" et la personne qui appelle répond "Allo. Ici..." et ainsi de suite.  Voici une définition technique d'un protocole de communication de données : ensemble de règles ou convention qui détermine le format et la transmission des données. La couche n d'un ordinateur communique avec la couche n d'un autre ordinateur. Les règles et conventions utilisées lors de cette communication sont collectivement appelées protocole de couche n. I.3. Evolution des normes de l’ISO (l'Organisation internationale de normalisation) Au début, le développement des réseaux locaux, des réseaux métropolitains et des réseaux longue distance a été plutôt chaotique à bien des égards. Le début des années 1980 a été marqué par une croissance exceptionnelle du nombre et de la taille des réseaux. Lorsqu'elles ont pris conscience des économies qu'elles pouvaient réaliser et des gains en productivité qu'elles pouvaient atteindre en utilisant la technologie des réseaux, les entreprises ont ajouté des réseaux et étendu leurs réseaux existants aussi rapidement que le permettait l'arrivée des nouvelles technologies et des nouveaux produits de réseau.  Vers le milieu des années 1980, les entreprises ont commencé à faire face à des problèmes découlant de toutes ces activités d'expansion. Il devenait en effet de plus en plus difficile pour les réseaux utilisant des mises en œuvre et des spécifications différentes de communiquer entre eux. Les entreprises se sont rendues compte qu'elles devaient s'éloigner des systèmes de réseau propriétaires. Un système propriétaire appartient à une société privée qui en assure le développement et le contrôle. En informatique, le terme "propriétaire" s'oppose à "ouvert", puisqu'une entreprise ou un petit groupe d'entreprises contrôle entièrement l'utilisation de la technologie. Par contre, le public peut utiliser gratuitement une technologie ouverte. Pour résoudre le problème de l'incompatibilité des réseaux  et leur incapacité de communiquer entre eux, l'Organisation internationale de normalisation (ISO) a étudié des structures de réseau telles que DECNET, SNA et TCP/IP afin d'en dégager un ensemble de règles. À la suite de ces recherches, l'ISO a mis au point un modèle de réseau pour aider les fournisseurs à créer des réseaux compatibles avec d'autres réseaux.  Le processus de répartition des communications complexes en petites tâches distinctes peut se comparer au processus de fabrication d'une automobile.  Dans son ensemble, la conception, la fabrication et le montage d'une automobile est un processus très complexe.  Il est peu probable qu'une personne sache comment accomplir toutes les tâches nécessaires à la fabrication d'une automobile.  C'est pourquoi les ingénieurs mécaniques conçoivent la voiture, les ingénieurs en structure conçoivent les moules servant à la fabrication des pièces et les techniciens en montage assemblent chacun une partie de la voiture. Le modèle de référence OSI (Open System Interconnexion - interconnexion de systèmes ouverts) , diffusé en 1984, a ainsi été créé comme architecture descriptive. Ce modèle a apporté aux fournisseurs un ensemble de normes assurant une compatibilité et une interopérabilité accrues entre les divers types de technologies de réseau produites par de nombreuses entreprises partout dans le monde. Le modèle de référence OSI II.1. Présentation : Le modèle de référence OSI est le principal modèle des communications en réseau. Bien qu'il existe d'autres modèles, la majorité des fournisseurs de réseaux relient aujourd'hui leurs produits à ce modèle de référence, particulièrement lorsqu'ils désirent donner aux utilisateurs la formation sur l'utilisation de leurs produits. Ils le considèrent comme le meilleur outil offert pour décrire l'envoi et la réception de données dans un réseau. Le modèle de référence OSI permet de voir les fonctions réseau exécutées à chaque couche. Plus important encore, ce modèle de référence constitue un cadre que vous pouvez utiliser pour comprendre comment l'information circule dans un réseau. En outre, vous pouvez vous servir du modèle de référence OSI pour visualiser comment l'information, ou les données, circule à partir des programmes d'application (ex. : tableurs, documents, etc.), en passant par un média réseau (ex. : fils, etc.), jusqu'à un autre programme d'application se trouvant dans un autre ordinateur en réseau, même si l'expéditeur et le destinataire utilisent des types de réseau différents. Le modèle de référence OSI comporte sept couches numérotées, chacune illustrant une fonction réseau précise. Cette répartition des fonctions réseau est appelée organisation en couches. Le découpage du réseau en sept couches présente les avantages suivants : Il permet de diviser les communications sur le réseau en éléments plus petits et simples. Il uniformise les éléments du réseau de manière à permettre le développement et le soutien multifournisseur. Il permet à différents types de matériel et de logiciel réseau de communiquer entre eux. Il empêche les changements apportés à une couche d'influer sur les autres couches, ce qui assure un développement plus rapide. Il divise les communications sur le réseau en éléments plus petits, ce qui permet de les comprendre plus facilement. Pourquoi un modèle de réseau en couches ? Réduit la complexité Uniformise les interfaces Facilite la conception modulaire Assure l'interopérabilité de la technologie Accélère l'évolution Simplifie l'enseignement et l'apprentissage II.2. Les couches du modèle OSI : Le problème consistant à déplacer de l'information entre des ordinateurs est divisé en sept problèmes plus petits et plus faciles à gérer dans le modèle de référence OSI. Chacun des sept petits problèmes est représenté par une couche particulière du modèle. Voici les sept couches du modèle de référence OSI : Couche 7 : la couche application Couche 6 : la couche de présentation Couche 5 : la couche session Couche 4 : la couche de transport Couche 3 : la couche réseau Couche 2 : la couche liaison de données Couche 1 : la couche physique Processus Réseaux aux applications Fournit des processus réseaux tels que le courrier électronique, le transfert de fichiers et l'émulation de terminal. Représentation des données Assure la lisibilité des données par le système de destination. Format des données Structures de données Négocie la syntaxe de transfert des données pour la couche application Communication inter hôtes Etablissement, gestion et fermeture des sessions entre applications. Connexion de bout en bout Transport des données entre les hôtes. Fiabilité du transport des données Etablissement, maintien et fermeture des circuits virtuels Détection des pannes et reprise sur incident Contrôle du flux d'information Adressage et sélection de la meilleure voie Connectivité et sélection de la voie entre deux systèmes d'extrémité. Domaine de routage La couche liaison de données fournit les moyens fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'établissement, au maintien et à la libération des connexions de liaison de données entre entités du réseau. Elle détecte et corrige, si possible, les erreurs dues au support physique et signale à la 13 couche réseau les erreurs irrécupérables. Elle supervise le fonctionnement de la transmission et définit la structure syntaxique des messages, la manière d'enchaîner les échanges selon un protocole normalisé ou non. La couche physique fournit les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'activation, au maintien et à la désactivation des connexions physiques destinées à la transmission de bits entre deux entités de liaison de données. II.3. Notion d’encapsulation : On sait que toutes les communications dans un réseau partent d'une source, qu'elles sont acheminées à une destination et que l'information envoyée dans le réseau est appelée données ou paquets de données. Si un ordinateur (hôte A) veut envoyer des données à un autre ordinateur (hôte B), les données doivent d'abord être préparées grâce à un processus appelé encapsulation.  Ce processus conditionne les données en leur ajoutant l'information relative au protocole qui est nécessaire, avant que les données soient transmises sur le réseau. Ainsi, en descendant dans les couches du modèle OSI, les données reçoivent des en-têtes, des informations de fin et d'autres informations. (Remarque : Le terme "en-tête" fait référence à l'information d'adresse.)  Pour comprendre comment se produit l'encapsulation, examinons la manière dont les données traversent les couches, comme l'illustre la figure. Les données qui sont envoyées par l'ordinateur source (voir la figure) traverse la couche application et les autres couches.  Comme vous pouvez le constater, la présentation et le flux des données échangées subissent des changements au fur et à mesure que les réseaux fournissent leurs services aux utilisateurs. Comme l'illustrent les figures, les réseaux doivent effectuer les cinq étapes de conversion ci-dessous afin d'encapsuler les données : Construction des données Lorsqu'un utilisateur envoie un message électronique, les caractères alphanumériques qu'il contient sont convertis en données pouvant circuler dans l'inter réseau. Préparation des données pour le transport de bout en bout Les données sont préparées pour le transport interréseau. En utilisant des segments, la fonction de transport s'assure que les systèmes hôtes à chaque extrémité du système de messagerie peuvent communiquer de façon fiable. Ajout de l'adresse réseau à l'en-tête Les données sont organisées en paquet, ou datagramme, contenant un en-tête réseau constitué des adresses logiques source et de destination. Ces adresses aident les unités réseau à acheminer les paquets dans le réseau suivant un chemin déterminé. Ajout de l'adresse locale à l'en-tête de liaison de données Chaque unité réseau doit placer le paquet dans une trame. La trame permet d'établir la connexion avec la prochaine unité réseau directement connectée de la liaison. Chaque unité se trouvant sur le chemin déterminé doit effectuer la mise en trame pour pouvoir se connecter à la prochaine unité. Conversion en bits pour la transmission La trame doit être convertie en une série de un et de zéro (bits) pour la transmission sur le média (habituellement un fil). Une fonction de synchronisation permet aux unités de distinguer ces bits lorsqu'ils circulent sur le média. Tout au long du trajet suivi dans l'interréseau physique, le média peut varier. Par exemple, le message électronique peut provenir d'un réseau local, traverser le réseau fédérateur d'un parc de bâtiments, sortir par une liaison réseau longue distance pour atteindre sa destination sur un autre réseau local éloigné. Les informations d'en-tête et de fin sont ajoutées au fur et à mesure que les données descendent dans les couches du modèle OSI.

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