Intro Reseaux

Formation: Introduction aux Réseaux Session Introduction aux réseaux Référence FR001 Durée 2 Journées

Objectifs : - Apprendre les concepts et la terminologie des réseaux locaux et étendus.

Comprendre la mise en œuvre de réseaux physiques (LAN)

Appliquer les concepts, la terminologie et les solutions réseaux

Déployer des réseaux locaux Ethernet

Connaître le modèle OSI et les différentes transmissions

- …

Ingénieur réseau intervenant : Thomas Capaldi [email_address]

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Pause en milieu de session Vos questions sont les bienvenues. N’hésitez pas ! Feuille d’évaluation à remettre remplie en fin de session web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Les Bases de Linux » © 2008 Le but de cette première partie est d’étudier les différentes notions et bases réseaux reposant sur une connectivité limitée. Chapitre 1 – Présentation des conceptions réseaux Chapitre 2 – La Transmission Chapitre 3 – Interconnexion des réseaux locaux Chapitre 4 – Modèle OSI Chapitre 5 – Les matériels d’interconnexion Chapitre 6 – Modèle TCP / IP Notions fondamentales web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Définition d’un réseau

Classification des réseaux

Historique

Différentes catégories

Topologies des réseaux

web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Définition d’un réseau

Qu’est-ce qu’un réseau ?

Un réseau est un ensemble d’ordinateurs reliés les uns aux autres. Il permet aux utilisateurs de communiquer, d’échanger des informations et de partager des ressources matérielles et logicielles.

Pourquoi un réseau ?

Sans réseau l’échange des informations s’effectue en général par de nombreux documents imprimés et le transport de fichiers sur disquettes. A la perte de temps, il faut même parfois ajouter la perte d’informations.

Que permet un réseau ?

Le partage d’informations

Un réseau permet par exemple d’échanger des documents ou encore d’accéder à une base de données centralisée.

Le partage des ressources logicielles

Il est possible en réseau de mettre en œuvre un ordinateur serveur d’applications (les utilisateurs peuvent y avoir recours comme s’ils étaient installés sur leur propre ordinateur). Ceci permet d’éviter d’avoir à installer et mettre à jour les nombreux exemplaires du même logiciel utilisé par toute l’entreprise.

Que permet un réseau ?

Le partage des ressources matérielles

Les ordinateurs reliés en réseau peuvent partager des périphériques (imprimantes, traceurs, scanners, …). Le partage des périphériques permet d’optimiser l’investissement informatique d’une entreprise par rapport au besoin des utilisateurs.

Le travail de groupe

Avant l’apparition des réseaux, les entreprises avaient généralement recours à des ordinateurs puissants pour traiter toutes les tâches. En réseau, des ordinateurs moins coûteux peuvent se partager les tâches (gestion de stock, gestion des commandes, livraisons…).

La communication

Les réseaux permettent de communiquer des messages aux autres utilisateurs (finis les inconvénients du coup de fil à une personne absente ou des « petits » mémos dévoreurs de temps et de papier).

Classification des réseaux

LAN : Local Area Network

Un LAN ou réseau local, est la forme la plus simple de réseau informatique. Ce n’est rien de plus qu’un ensemble d’ordinateurs situés sur un même site et connectés à un réseau.

Ils occupent un emplacement physique et un seul, comme le suggère le mot local.

Ils peuvent se présenter sous la forme de réseaux « égal à égal » ou de réseaux « client/serveur ».

Historique

Grâce à l'évolution des capacités réseaux, le traitement automatisé des informations a considérablement évolué depuis une quarantaine d'années. Succédant aux grands systèmes propriétaires centralisés, plusieurs architectures sont désormais possibles. Débuts de l'informatique réseau Dans les années 50-60, les données sont gérées sur des grands systèmes ou ordinateurs centraux, accessibles à partir de postes déportés, à l'origine des terminaux. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Le premier réseau informatique à grande échelle À la fin des années 60, on aboutit à la constatation que les ressources sont globalement mal utilisées. Officieusement, un climat de guerre froide a conduit le département de la défense américaine (DoD - Department of Defense ) au développement de protocoles et de matériels en vue de disposer d'un réseau à forte tolérance de pannes (en cas de guerre). C'est ainsi que le réseau ARPANET ( Advanced Research Project Agency NETwork ) voit le jour en 1970. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Catégories de réseaux : Poste à poste & client/serveur

Bien que tous les réseaux ont en commun certaines fonctionnalités, comme le partage d’informations ou le partage de périphériques, on distingue deux catégories de réseaux. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Poste à poste (groupe de travail)

Dans le cas où tous les postes ont un rôle identique et sont à la fois clients pour des ressources et serveurs pour d'autres, on parle de réseau d'égal à égal, de pair à pair (peer-to-peer), ou encore de poste à poste.

Dans ce type de structure, regroupant en général peu de postes, les ressources, les opérations de sécurité, les tâches d'administration sont réparties sur l'ensemble du réseau. Le contrôle centralisé est impossible.

Un autre inconvénient est que l'on ne peut pas

centraliser la gestion des utilisateurs sur une base

de données unique du réseau, c'est-à-dire que l'on

ne peut pas contrôler l'accès aux ressources en

fonction des noms d'utilisateurs.

Réseau centralisé (domaine)

Chaque utilisateur dispose d'un nom et d'un mot de passe qu'il doit fournir au moment de l'ouverture de session sur le réseau, en vue d'être authentifié. La base de données des utilisateurs du réseau est centralisée.

Il est ainsi possible de contrôler l'accès aux ressources en utilisant une sécurité au niveau utilisateur : c'est-à-dire que des permissions sont individualisées pour chaque utilisateur pour chacune des ressources disponibles.

On peut citer MS Windows 2003 Server et Linux avec Samba installé (configuré comme PDC).

Topologies de réseaux

La topologie d'un réseau décrit la façon dont les postes sont interconnectés. Ces topologies peuvent cohabiter dans un même réseau.

Les principales topologies de réseaux existantes :

en bus

en étoile

en anneau

Topologies de réseaux: bus

Une topologie en bus est l'organisation la plus simple d'un réseau. Le mot "bus" désigne la ligne physique qui relie les machines du réseau. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Topologies de réseaux: étoile

Dans une topologie en étoile, les ordinateurs du réseau sont reliés à un hub. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Topologies de réseaux: anneau

Les ordinateurs communiquent chacun à leur tour, on a donc une boucle d'ordinateurs sur laquelle chacun d'entre-deux va "avoir la parole" successivement . Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

En réalité les ordinateurs d'un réseau en topologie anneau ne sont pas reliés en boucle, mais sont reliés à un répartiteur (appelé MAU, Multi station Access Unit) qui va gérer la communication entre les ordinateurs qui lui sont reliés en impartissant à chacun d'entre-deux un temps de parole. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Présentation des concepts réseaux web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Choix de la topologie

Topologie en bus

Une topologie en bus est la mieux adaptée dans les cas suivants :

- le réseau est de petite taille ;

- on recherche avant tout la solution la moins onéreuse ;

- la configuration du réseau est figée (câblage, connectique) ;

- le réseau ne sera pas amené à s'étendre de manière importante.

Topologie en étoile

Une topologie en étoile est cependant préférable lorsque vous vous situez dans l'un des cas suivants :

- la reconfiguration est très importante (ajout, retrait d'une station dans la topologie) ;

- vous voulez identifier rapidement les problèmes de dysfonctionnement réseau ;

- le réseau comporte un nombre important de nœuds ;

- la configuration réseau est susceptible d'évoluer radicalement dans le futur.

Topologie en anneau

Une topologie en anneau est finalement conseillée dans les cas évoqués ci-dessous :

- les temps de réponses ne doivent pas se dégrader même si la charge réseau est élevée ;

un réseau à haute vitesse est requis ;

la configuration réseau est relativement figée et ne risque pas d’évoluer de manière importante.

Techniques de transmission

Déformation du signal

Les supports limités

Topologie logique

Les modes d’accès

Les techniques de transmission

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission numérique La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission analogique Une transmission analogique consiste à utiliser un courant dit porteur (on parle de porteuse) et a le modifier en fonction des données à transmettre (bit 0 ou 1) . On utilise pour cette technique une tension alternative. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux Amplitude Phase 1 Phase 2 1 Période

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Déformation du signal La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux V t Signal émis Signal reçu affaibli

DISTORTION DE PHASE

Déphase du signal par rapport à une porteuse

La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux 

LES BRUITS

Erreur sur le signal (l’unité d’erreurs sur le bruit peut être calculé en décibels dB)

La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Du support analogique au support numérique La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Les supports de transmission

La carte réseau

Il existe différents médias (type de câbles) pour connecter des réseaux.

La paire torsadée

Il s'agit de fils de cuivre isolés dans une gaine plastique regroupés en paires qui sont ensuite torsadées. On limite l'affaiblissement du signal.

Il existe plusieurs types de paires torsadées.

Le câble RJ45 utilise deux paires de fils torsadés, une paire utilisée pour recevoir les signaux de données et l´autre pour émettre les signaux de données..

Câble RJ45 droit : Cést le modèle le plus répandu, il est utilisé systématiquement lors du branchement dúne interface Ethernet à un hub ou à un switch. Lássignation des broches est identique à chaque extrêmité du câble : Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Câble RJ45 croisé : Utilisé pour relier directement deux interfaces Ethernet entre elles. Le brochage à une des extrémités est différent pour permettre la communication : les fils d´émission et de réception sont inversés. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Catégories des câbles RJ45 : Tout câble RJ45 se voit attribuer une catégorie qui définit le débit maximum qu´il peut transférer sans erreur. Le tableau suivant répertorie les différentes catégories existantes avec leur usage courant. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Câble composé de 4 Paires UTP Ce type de câblage est utilisé "hors les murs" (jarretière de brassage, etc.) La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux Fil de déchirement Conducteur Mono-Brin Gaine Anti-Feu En Teflon (en PVC sinon) Paire Torsadée

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Câble blindé composé de 4 Paires torsadées (STP) Câblage plus rigide utilisé comme dorsale permet une bonne protection contre les interférences électromagnétiques et les bruits de fond si la tresse métallique est correctement mise à la terre. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux Paire Torsadée Fil de déchirement Conducteur Mono-Brin Gaine Anti-Feu Tresse métallique

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Câble composé de 4 Paires torsadées (FTP) Grande souplesse et une très bonne réduction des perturbations électromagnétiques ; Il réduit également les rayonnements électromagnétiques produit par le câble lui-même. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux Paire Torsadée Fil de déchirement Conducteur Mono-Brin Gaine Anti-Feu Drain (fil sans isolant en contact avec le feuillard) Feuille d'aluminium

Power Over Ethernet est une technologie qui intègre données et alimentation sur une infrastructure LAN.

On peut founir jusqu’à 15.4 W avec une tension de 48V via des câbles de catégories : 5 , 5E et 6.

Power over Ethernet - PoE La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Produits utilisant le PoE

Téléphones IP

Point d’Accès WiFi

Switch Ethernet

Equipement Serveur d’impression

Camera IP

Système de sécurité IP

Produits industriels IP

Produits contrôle d’accès

Système de Stockage

Le câble coaxial

Il est constitué de 2 conducteurs concentriques, séparés par un isolant. L'ensemble est protégé par une tresse métallique ( le blindage ). Le blindage permet à ce support d'être peu sensible aux bruits.

Il existe 2 types de coaxial.

- fin

- épais (jaune).

La fibre optique

La fibre optique véhicule des impulsions lumineuses. En dépit de son acceptation croissante, elle reste chère à installer et à maintenir. Permet d’obtenir de hauts débits d’informations.

Deux types de connecteurs

ST, le plus ancien

SC, qui intègre deux fibres

Deux types de fibres :

Mono-mode : un seul rayon se propage dans l’axe de la fibre (nécessité d’un rayon laser)

- Multi-mode : plusieurs rayons se propagent à des fréquences différentes

La fibre optique

On distingue les fibres optiques :

monomodes

multimodes

multimodes à grandient d'indice

multimodes à saut d'indice

La différence visible provient de leur épaisseur

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux Monomode (8/125) ~ 8µm 125 µm Multimode (62,5/125 ou 50/125) 125 µm 62,5µm

Démontage Câble Ethernet et Coaxial

Vidéos sur la Fibre optique

Testeur de câbles et voltmètre

Le Courant Porteur en Lignes (CPL)

La transmission par courants porteurs en ligne (CPL), en anglais Power Line Communications (PLC), existe depuis les années 1950. Mais, la technique utilisée depuis cette époque est unidirectionnelle et ne procure que des faibles débits. Elle permet, par exemple, l'allumage et l'extinction des lampadaires de rues, ou le basculement des compteurs électriques entre tarifs jours et nuits.

Vers la fin des années 1990, les recherches ont permis au CPL de devenir bidirectionnel et d'autoriser des hauts débits. Cette solution peut être mise en œuvre pour des communications à l'intérieur de bâtiments, sur de faibles distances.

D'autres exploitations, tel l'accès à Internet par CPL, seront très rapidement possibles. En France, ce n'est que durant les années 2004/2005, que le caractère expérimental de cette possibilité a été levé, ouvrant la porte aux solutions commerciales.

Dans la perspective de l'utilisation des lignes électriques pour les réseaux locaux, un consortium américain, appelé HomePlug, a été crée. Regroupant différents acteurs du domaine, il a permis de définir un premier cadre standard au courant porteur en ligne.

Le fonctionnement

Cette technologie utilise donc le réseau d'installation électrique d'un bâtiment pour véhiculer des données informatiques. Pour cela, une puissance beaucoup plus faible et des hautes fréquences (bande 1.6 à 30 MHz) sont exploitées sur les câbles électriques. Des filtres passe-bande permettent de différencier ce signal superposé à celui 220V et 50 Hz, ne conservant que la donnée informatique.

Ce signal est reçu par tout adaptateur CPL branché sur le réseau électrique interne. Cet équipement le transforme ensuite en signal Ethernet, voire USB. Un ordinateur peut donc y être connecté.

Ce deuxième signal se propage sur l'installation électrique et peut être reçu et décodé à distance. Le signal CPL est vu par tout récepteur qui se trouve sur le même réseau électrique

Mise en place du CPL

Configuration et débits sur un réseau CPL

Tableaux comparatifs

Tableaux comparatifs (CPL)

Quelle est la distance de fonctionnement de la technologie CPL ? Les CPL fonctionnent actuellement sur des distances de 200 ou 300m sans répéteurs. Ces distances théoriques annoncées peuvent dépendre de différents facteurs comme la qualité du réseau électrique. Quels sont les débits des CPL ? Comparé à un modem normal 56kbps, le CPL est jusqu'à 80 fois plus rapide. La vitesse de transmission des équipements CPL commercialisés Homeplug est de 14Mbps en théorie et plus proche des 6-7Mbps dans la pratique. (Les débits théoriques de la technologie Wi-Fi sont également assez différents en pratique, on pourra dire qu'un réseau CPL Homeplug fonctionnera avec un débit similaire au 802.11b) Mais ces débits évoluent et l'on peux désormais compter sur du 45Mbps voir plus. Les solutions de Spidcom Technologies et DS2 ou la future norme Homeplug AV avoisinent les 200 Mbps. Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Topologies logiques

Normalisation :

Exemple: 10 Base 2

10 : Débit en Mbps (10/100/1000)

Base : Transmission en bande de base: Transmission des signaux sous leur forme numérique.

Broad : Large bande

: Distance maxi d'un segment (200 m.) = coaxial fin

5 : Distance de 500 m. = coaxial épais

T : Paire torsadée ( Twisted Pair )

LX : Fibre optique monomode (un seul signal lumineux = long ware)

SX : Fibre optique multimode (plusieurs signaux = short ware)

Bande base et large bande

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Avec une transmission en bande de base le câble ou support de transmission n'acheminera qu'un seul signal à la fois . Il occupera toute la bande passante du support. Exemple : Ethernet). Avec une transmission en large bande plusieurs signaux seront transmis simultanément sur le support (cf. multiplexage fréquentiel). Exemple Transmission TV. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Les 2 réseaux locaux les plus utilisés sont: Ethernet et Token Ring . Mais, on trouve aussi FDDI (Fiber Distributed Data Interface) et ATM (Asynchronous Transfert Mode). La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Les modes d’accès

La transmission des données est en bande de base, un seul signal peut circuler sur le réseau. Lorsque deux signaux circulent sur le réseau, ils se superposent, il y a collision.

Parmi l'ensemble des modes d'accès, sont utilisés le CSMA et le jeton .

Le CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

Quand une station du réseau décide d'émettre, elle écoute le canal pour vérifier s'il est libre. S'il l'est, elle émet son message. Toutefois, il se peut que 2 stations se décident à émettre au même instant. Il y a alors collision des messages émis. Il existe 2 méthodes pour résoudre la collision:

CSMA/CD ( Collision Detection ) – Le plus utilisé !

Les stations impliquées arrêtent momentanément leur transmission. Au bout d'un laps de temps aléatoire, l'émission est reprise. Il est peu probable que les stations se décident de réémettre au même instant, sinon le cycle d'attente reprend. Cette méthode est aléatoire ou probabiliste , car chaque station peut émettre à n'importe quel moment pour peu que le canal soit libre.

CSMA/CA ( Collision Avoidance )

Elle permet d'éviter la collision. Si le canal est libre, la station qui veut émettre envoie d'abord un court signal pour prévenir les tentatives d'émission des autres stations. Ces dernières vont bloquer temporairement leurs émissions. Une fois le message envoyé, il fera l'objet d'un AR sinon, on considérera qu'il s'agit d'une collision.

Le CSMA-CD en 3 étapes

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Phase 1 : LBT (Listen Before Talking) La station écoute avant d'émettre. Si le support n'est pas disponible (une autre station émet), elle essaiera plus tard. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Phase 2 : LWT (Listen While Talking) Le support est disponible. La station émet tout en continuant à écouter. Si tout se passe bien, ce qu'elle écoute doit correspondre à ce qu'elle émet. Sinon, il y a eu collision, c'est à dire qu'une autre station s'est mis à émettre en même temps. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Phase 3 : CD (Collision Detection) Une station a détecté que deux signaux circulaient sur le support. Elle prévient toutes les autres qu'il y a eu collision avec une émission (JAM). Au bout de 16 collisions successives, la couche MAC prévient la couche supérieure que le réseau n'est pas disponible. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 Phase 3 : CD (Collision Detection) Ces deux stations qui émettaient arrêtent, se mettent en veille et reprennent le cycle un moment après (aléatoirement pour ne pas reprendre en même temps ).(Génération d’un nombre aléatoire) La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Le jeton (réseau bus ou anneau)

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 1. Un jeton (ensemble de bits) circule librement sur l’anneau. 2. Lorsqu’une station veut émettre, elle capture le jeton. 3. Elle attache son message à la suite du jeton avec l’adresse de la station destinatrice. Le message est remis en circulation sur l’anneau. 4. Chaque station reçoit l'information ( jeton + message + adresse ) et l'inspecte pour tester son adresse avec celle du destinataire. 5.Si le message lui est destiné, la station le copie et remet le jeton en circulation sur le réseau en ajoutant une information indiquant la bonne réception du message: accusé de réception . 6. Quand le jeton passe devant la station émettrice, celle-ci le remet à l’état libre. 7. Le jeton circule de nouveau sur le réseau. Remarque : la station qui souhaite émettre ne peut le faire que si le jeton est libre. Cette méthode est dite déterministe car la station ne peut émettre que si elle possède le jeton. De plus son temps d’émission est limité. La transmission web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux

Agilis - « Introduction aux réseaux » © 2008 La transmission Réflexion Exercice de Câblage à faire (fournit avec la formation) web : http://www.agilis.fr  Centre de formation  langues  bureautique  Internet  services informatiques et réseaux