la toplologie des réseaux

7/30/2019 La toplologie des rseaux

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LA TOPOLOGIE DES RESEAUX


A) Gnralit1) Les modes de diffusions de linformation

Les rseaux peuvent se distinguer par leur mode de diffusion de linformationentre la (les) source (s) et le (les) destinataire (s). Il en existe trois grands types.

source

d e s

t i n a

t a i r

e s

La source diffuse des informationsvers les stations rceptrices ( Exemple:la radio, le RDS Radio Data System)

collecteur s o u r c e s

Les stations envoyant les informationsvers le collecteur.

reseau decommutation

abonns

Les diffrentes stations sontinterconnectes les unes avec les autres(rseau informatique et tlinformatique).

Soit cette interconnexion estpermanente, cest le cas des rseauxlocaux, soit elle est commute, cest lecas des rseaux publics.

2) Les types de rseaux a) Les rseaux locaux

LAN ( Local Area Network )

Ce rseau est limit une zone gographique rduite, par exemple un btiment.

MAN ( Metropolitain Area Network )Ce rseau est tendu sur une dizaine de kilomtres.

b) Les rseaux publics

WAN ( Wide Area Network )

Ce rseau a une couverture nationale ( Transpac ) ou internationale ( Internet ).

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3) Les liaisons entre les stationsOn peut distinguer trois types de liaisons de donnes.

a) les liaisons point point

Elles sont utilises principalement par les rseaux publics. Chaque station estcommute avec une autre de faon individuelle.

b) Les liaisons multipoints et en boucle

Elles sont principalement utilises par les rseaux locaux. Une station primaire aaccs aux stations secondaires, et elles peuvent communiquer entre elles.

La liaison multipoint

stationsecondaire

stationprimaire

Ligne de transmission

La liaison en boucle

stationsecondaire

stationprimaire

Ligne de transmission

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2) Les 7 couches du modle OSI

N des couches Nom des couches Dfinition

Couche 7 ApplicationElle ne contient pas les applications utilisateurs, mais elle assure la commu

processus, entre les couches infrieures et les application utilisateurs ( transflectronique ).

Couche 6 PrsentationElle assure la mise en forme des donnes, la conversion des codes ( ASCII

pour dlivrer la couche application un message dans une syntaxe comprhassurer le cryptage et la compression des donnes. C'est donc la premire comcanisme de transfert d'informations.

Couche 5 SessionElle assure l'change des donnes, et la transaction entre deux applications

la synchronisation et le squencement de l'change par la dtection et la reprd'erreur.

Couche 4 TransportElle assure le contrle du transfert de bout en bout des informations entre l

d'extrmits, afin de rendre le transport transparent pour les couches supriedcoupage des messages en paquets pour le compte de la couche rseau et lecouches suprieures.

Couche 3 Rseau Elle assure l'acheminement, le routage (choix du chemin parcourir partde donnes entre les deux systmes d'extrmits, travers des relais. Et elle

Couche 2 Liaison Elle assure, le maintient de la connexion logique, le transfert des blocs de paquets ), la dtection et la correction des erreurs dans ceux-ci.

Couche 1 Physique Elle assure l'tablissement et le maintient de la liaison physique. Elle compmcaniques ( connecteurs )et les spcifications lectriques ( niveaux de tens

Le mdia ( support physique d'interconnexion, cble coaxial, paire torsade, fibre optique, etc...)

Les couches sont couramment regroupes en couche basse, gnralement les couches 1, 2, et 3, qui sont leset en couches hautes, de la couche 4 la couche 7 qui sont plus proches des logiciels.


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C) Les lments d'un rseau1) les terminaux ou les stations de travail

Leur fonction est de permettre l'utilisateur d'accder aux ressources du rseau.

On peut distinguer deux types de terminaux:Les terminaux usage spcifique, par exemple les terminauxbancaires.Les micro-ordinateurs.

La plupart des stations de travail sont maintenant des micro-ordinateurs. Elleseffectuent le traitement des donnes au moyen de leur propre unit centrale. Cesstations sont connectes au rseau par l'intermdiaire de cartes d'extensions.

2) Les cartes rseauxLes cartes rseaux permettent la connexion des serveurs et des stations de travail

et grent une partie du protocole. Elles sont connectables soit un bus, ISA, MCA,VLB, ou PCI.

Connecteur rseauRJ 45

Connecteur rseau

AUI

Connecteur rseaucoaxial fin

Slot

Emplacement del'EPROM de boot

Dans le cas de station sans disque dur c'est l'EPROM de boot qui permet

l'ordinateur de dmarrer.

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3) Le mdia ( support physique d'interconnexion )Chaque carte rseau est interconnecte l'aide de cble, dont le choix dpend du

rseau mis en oeuvre.

a) La paire tlphonique torsade

Blindage

Pairestorsade

Isolant

La paire tlphonique torsade peut tre:- simple- double,- blinde.

Son dbit est de 10 Mgabits / s.Sa bande passante est de 4 MHz.La distance maximum sans rpteur est de plus

de 1 kilomtre.

b) Le cble coaxial

BlindageIsolant

me

Isolant

Le cble coaxial a un blindage qui permet del'isoler des perturbations extrieures.

Son dbit est de 10 50 Mgabits/s.Sa bande passante est de 50

400 Mgahertz et son impdance est de 50 ou 75Ohms.

La distance maximum sans rpteur est de plusde 10 kilomtres.

c) La fibre optique

La fibre optique fait circuler un faisceau lumineux qui est le support del'information, ce qui permet au signal d'tre isol des perturbations extrieures.Son dbit est delordre 500 Mgabits/s.Le signal circule sur ce mdia unidirectionnellement. Sa bande passante est deplusieurs Gigahertz. La distance maximum sans rpteur est de 70 kilomtres.

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On distingue diffrents types de fibre optique:

La fibre multimodale saut d'indiceGainefibre

Le diamtre du coeur(fibre) est compris entre 50et 200 microns.

La fibre multimodale gradient d'indiceGainefibre

Le diamtre du coeur(fibre) est compris entre 50et 100 microns.

La fibre unimodale ou monomodeGainefibre

Le diamtre du coeur(fibre) est compris entre 5 et8 microns.

Pour assurer son fonctionnement il faut convertir les signaux lectriques ensignaux lumineux pour cela chaque extrmit il faut prvoir deux circuits, quieffectueront cette conversion, un metteur et un rcepteur.

Emetteur Rcepteur

fibre optique

d) comparatif

Type de cble Distance Facilitdinstallation

Immunit aubruit

Ordredu dbit

Paire torsade Faible (1 km ) Trs grande Faible 10 Mgabits/sCoaxial Moyenne ( 10 km ) Grande Moyenne 100 Mgabits/s

Fibre optique Trs grande Trs dlicate Excellente 500 Mgabits/s

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4) Les serveurs

Les serveurs permettent aux stations daccder l'ensemble des ressources quileurs sont connectes, ils les grent et les partagent.

Le serveur peut tre ddi, cela signifie que l'ensemble de ses capacits estutilis en tant que serveur, ou il peut tre non ddi, on peut alors l'utiliser commestation de travail.

Il existe diffrents types de serveurs.

Les serveurs de disque:Ils permettent le partage du support physique de sauvegarde, les

disques durs, les disques optiques.Les serveurs de fichiersIls permettent le partage des fichiers et donc des diffrentesapplications qui peuvent tre utilises par les stations de travailselon les droits accords.

Les serveurs d'imprimantesIls permettent: - la gestion de l'impression,

- la mise en attente des travaux d'impressions,- de grer la file d'attente des travaux d'impression.

Les serveurs de communicationIls permettent de communiquer l'aide de passerelle, de ponts, derouteurs, et de modems avec d'autres rseaux.

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5) Les lments de communication interne a) Les multiplexeurs

Les multiplexeurs sont des quipements permettant, le partage permanent desressources de la ligne. Ils regroupent plusieurs voies de communication sur unmme support ( multiplexage ). Lopration inverse doit tre effectue (dmultiplexage ) pour restituer les diffrentes voies, ils sutilisent donc toujours parcouple.

Voie composite

Le multiplxage peut tre:

Un multiplexage frquenciel ou spatial.Chaque voie possde une fraction de la bande disponible.

Un multiplexage temporel.Chaque voie possde durant son temps d'utilisation de l'ensemble

de la bande disponible.

b) Les rpteursIls permettent de raccorder deux rseaux identiques ou deux stations de travail

ou une station et un serveur, lorsque la liaison ne peut pas tre effectues, en raisonde la distance, par un seul cble. Ils n'ont aucune fonction de routage, de traitementdes donnes, et d'accs au support.

Rpteur Rpteur

lignes

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c) Les concentrateurs

Ils autorisent aussi le partage d'une voie composite. Ils analysent le contenu desblocs d'informations, provenant gnralement d'un ordinateur grant les stations detravail, le serveur, et les redirigent vers la seule station de travail concerne. Ilspossdent une logique programme ce qui les rendent fortement dpendant desprotocoles utiliss.

Organe deconcentration

Serveur

Stationsde

travail

d) Les HUB

Ils permettent la connexion l'aide dun cble ayant deux paires torsades (unepour l'mission une pour la rception ), des diffrentes stations. Ils ralisent une

topologie physique en toile alors que la topologie logique est celle du bus. Ilsassurent aussi la rgnration et la synchronisation des donnes. Ils grent ladtection et la signalisation des collisions.

Ils permettent la connexion de plusieurs dizaines de stations, et ils peuvent tremonts en cascade jusqu' 5 niveaux.

HUBHUB

Serveur

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6) Les lments d'interconnexion de rseaux a) Introduction

Trois types de dispositifs permettent de remplir la fonction d'interconnexion desrseaux: - les ponts,

- les routeurs- les passerelles.

Ils se distinguent par les niveaux auxquels ils fonctionnent dans le modle OSI.

Physique

Liaison

Transport

Session

Prsentation

Application

Rpeteur Pont Routeur Passerelle

Rseau

b) Les ponts

Ils permettent d'interconnecter des rseaux ayant la couche 1 et 2 du modle OSI( couche liaison ) diffrentes, mais les couches suprieures la 2 identiques. Lesponts, pour interconnecter des rseaux, dcodent les en-ttes des trames du premier

rseau, puis les modifient afin de les rendre compatible avec le deuxime rseau.

1 physique

2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

1 physique

2 liaison

1 physique 1 physique

2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

Rseau A Rseau BPONT Il existe deux types de pont, les ponts simples et les ponts routeurs, en voici les

principales fonctions.

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Fonction des ponts simples:- assurer la conversion du format des trames,- filtrer les trames en fonction de l'adresse du destinataire,

passage ou pas par le pont,- positionner certains bits ( tel que les bits A et C de la trame

Token Ring ).Fonction des ponts routeurs

- tablir la table de routage ( adresse des lments du rseau ),- filtrage des trames,- contrle de flux lorsque les dbits des rseaux sont diffrents.

c) les routeurs

Ils permettent l'interconnexion de rseaux prsentant des diffrences physiquesdes bits et de la composition des trames, couche 1 et 2 du modle OSI. Ils grent lesen-ttes des trames et des paquets jusqu la couche 3 ( couche rseau ).

1 physique2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

1 physique2 liaison

1 physique 1 physique2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

Rseau A Rseau BROUTEUR

2 liaison

3 rseau

d) Les autocommutateurs ( PABX )

Souvent dsigns sous le nom de PABX ( Private Automatic Branch eXchange ),ces quipements sont conus pour transmettre sur le rseau public les donnes( communications tlphoniques ou messages informatiques). Ils taient avantanalogiques maintenant ils sont numriques et permettent datteindre un dbitde 64 kbits/s.

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e) Les passerelles

Elles permettent l'interconnexion de rseau en adaptant l'ensemble des couchesdu modle OSI afin de les rendre compatible avec l'autre rseau.

1 physique

2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

1 physique

2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

UTILISATEUR

Rseau A Rseau BPASSERELLE

1 physique

2 liaison

4 transport

5 session

6 prsentation

7 application

3 rseau

D) La topologie des rseaux

1) les types de topologieIl faut distinguer deux topologies:

La topologie logique ( lectrique ).Elle dsigne le mode de circulation des donnes sur le mdia etdonc le mode d'change des messages sur le rseau.

La topologie physique:Elle dsigne le mode d'interconnexion physique des diffrents

lments du rseau.

Remarque

Un rseau ayant une topologie physique en toile peut trs bien avoir unetopologie logique en bus.

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2) Les topologies logiques a) La topologie en bus

Une topologie en bus dsigne le fait que lors de l'mission de donnes sur le buspar une station de travail, l'ensemble des stations de travail connectes sur le bus lareoivent. Seule la station de travail qui le message est destin la recopie.

La topologie en bus unidirectionnel

Cette topologie ncessite deux bus spars, il en existe deux types:

Les stations mettent et reoivent dans un sens sur un des deux buset dans l'autre sur le second bus.

Les stations mettent et reoivent les donnes sur les deux busgrce deux frquences spares, une par bus.

Frque nce 1

Frquence 2

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La topologie en bus bidirectionnel

Lmission et la rception se font sur un bus unique, mais non simultanment.Lorsqu'une station met le signal se propage dans les deux sens.

sens du message

Cette technologie est utilise par les rseaux Ethernet, Appletalk, et Token Bus

d'IBM.

b) La topologie en anneau

L'information circule le long de l'anneau dans un seul sens. A chaque passaged'un message au niveau d'une station de travail, celle-ci regarde si le message lui estdestin, si c'est le cas elle le recopie.

Cette technologie est utilise par les rseaux Token Ring et FFDI ( FiberDistributed Data Interface, rseau double anneaux )

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c) La topologie en toile

L'ensemble des stations de travail est connect un concentrateur qui examine lecontenu du message, qui le rgnre, et qui le transmet qu' son destinataire. C'esten ralit un rseau de "n" liaisons point par point, car il tablit un circuit entre unepaire d'utilisateurs.

Concentrateur

Cette technologie est utilise pour les rseaux tlphoniques prive ( PABX ), etles rseaux Starlan et Arcnet.

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3) La topologie Physique a) La liaison avec les stations

Afin de connecter les stations de travail entre elles et avec le serveur, il estncessaire d'utiliser diffrents quipements qui les relient au mdia via uncontrleur de communication ( une carte rseau ).

Les noeuds

Ils dsignent toutes les ressources constituant un carrefour ( ramification ouconcentration ) de lignes de communication dans un rseau.

Les M.A.U. ( Medium Acces Unit )

C'est l'quipement de connexion concentrant plusieurs voies, huit gnralement,dans un rseau local de type Token Ring. Il sagit d'un quipement passif nemodifiant pas le signal, mais assurant une connexion en refermant automatiquementl'anneau lorsqu'une prise est enfonce ou retire.

Equipement

Contrleurde communication

Les transceiver ( Transmetteur )

C'est un quipement diffusant une source de signaux vers plusieurs destinataires,et ceci de manire passive. Il est principalement utilis dans les rseaux locauxEthernet sous la forme d'un composant situ l'interconnexion du cble desservantune station du cble coaxial matrialisant le bus.

Exemple de transceiver:

Le Hub Le T

me

blindage

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b) La topologie en bus

La liaison des stations est effectue l'aide d'un cble coaxial qui est commun l'ensemble des stations de travail. Les connexions des stations sur le cble sont detype passif. C'est dire que le signal nest pas modifi ni rgnr chaque station,ce qui limite l'tendu de ce genre de rseau. Par contre l'insertion d'une nouvellestation ne perturbe pas la communication au sein du rseau et peut donc treeffectu sans l'arrt de celui-ci.

Rsistancede

terminaison

Transceiver ( T )

Stationsde

travail

Serveur

Rsistancede

terminaison

L'inconvnient de cette topologie est que le signal tant mit sur l'ensemble du

bus, lorsque celui-ci arrive en fin de ligne l'ensemble de son nergie n'a pas tabsorb, il risque de se produire un phnomne de rflexion du signal.

Signal mi Signal perturb Signal rflchi

Il est donc ncessaire de placer aux extrmits de la ligne une rsistance de

terminaison d'une impdance gale l'impdance caractristique de celle-ci( 50 ou 75 ), ce qui permet labsorption de l'nergie et vite le phnomne derflexion.

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c) La topologie en anneau

Chaque quipement est reli l'quipement voisin de telle sorte que l'ensembleforme une boucle ferme. Les Noeuds ou MAU sont actifs, ils reoivent etrgnrent le message. Mais en cas de coupure de l'anneau le rseau est interrompu,ce qui est le cas lors de linstallation d'une nouvelle station de travail.

Serveur

M.A.U.

Stationde travail

On peut rsoudre cette sensibilit aux coupures, en doublant l'anneau.

Double anneau unidirectionnelSi les informations circulent dans le mme

sens sur les deux anneaux, le fonctionnementdu rseau est assur en cas de rupture de l'undes cbles.

Double anneau bidirectionnelSi les informations circulent en sens inverse

sur les deux anneaux, le fonctionnement durseau est assur en cas de rupture des deuxcbles.

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d) La topologie en toile

Dans une topologie en toile tous les MAU du rseau sont connects un noeudcentral: le concentrateur. L'ensemble des messages transite par lui.

ConcentrateurServeur

Stationde travail

Le cblage du rseau est plus coteux que celui de la topologie en bus. Il est

effectu l'aide de cble en paires torsades.

Une topologie physique toile peut supporter les trois topologies lectriques.

Topologie physique en toileTopologie logique en bus Topologie logique en anneau Topologie logique en toile

Sens de circulationdu message

Stationde travail

Concentrateur

Le message est envoy

simultanment toutes lesstations de travail.


Stationde travail

Concentrateur

rgnration

Le message circule dansun seul sens et est rgnrpar les stations de travail.


Stationde travail

Concentrateur

La liaison entre deuxstations est tablie, puis lemessage est envoy.

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e) La topologie hirarchique

Drive des rseaux en toile, les rseaux hirarchiques sont constitus d'unensemble de rseaux toiles relies entre eux par des concentrateurs jusqu' unnoeud unique. Cette topologie est essentiellement mise en oeuvre dans les rseauxlocaux, 10 base T, Starlan.

ConcentrateurServeur

f) La topologie arborescente

C'est une topologie en bus sur laquelle un des noeuds est connect un rpteur,qui donne naissance un nouveau bus. Elle est souvent utilise pour les extensionsde rseaux et permet ainsi de les tendre au-del des recommandations duconstructeur.

Rsistancede

terminaison

Stationsde

travail

Serveur

Rsistancedeterminaison

Rpteur

Rpteur

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g) La topologie maille

Le rseau maill est un rseau dans lequel deux stations de travail peuvent tremises en relation par diffrents chemins. La connexion est effectue laide decommutateurs, par exemple les autocommutateurs PABX.

Noeud

Station

Rseau

Noeud

Noeud

Justification de la commutation

Si on veut mettre deux stations en relation on peut utiliser deux solutions.

La premire est de crer une connexion permanente entre toutes les stations durseau.

Rseau de 2 stationsStation

Pour deux stations il faut

une connexion.


Pour trois stations il faut 3

connexions.


Pour 4 stations il faut 6

connexions.

Ainsi le nombre de connexion ncessaire pour connecter les stations dpend de

lquation suivante: NblN N

= ( 1

2)

avec Nbl, le nombre de connexions et N, le

nombre de stations. Donc si un rseau comprend 15 stations il faudrait 105connexions. Ce qui est impossible cbler do lintrt des commutateurs.

Donc on utilisera la deuxime solution que sont les commutateurs.

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