{"id":91,"date":"2017-04-22T17:07:04","date_gmt":"2017-04-22T15:07:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.gatoux.com\/?page_id=91"},"modified":"2017-04-24T23:01:46","modified_gmt":"2017-04-24T21:01:46","slug":"la-couche-reseau","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/racine.gatoux.com\/lmdr\/index.php\/la-couche-reseau\/","title":{"rendered":"La couche R\u00e9seau"},"content":{"rendered":"

R\u00f4le<\/h2>\n

Offrir les moyens d’acc\u00e8der \u00e0 un r\u00e9seau et les proc\u00e9dures pour acheminer les donn\u00e9es \u00e0 travers un r\u00e9seau.<\/span><\/strong><\/p>\n

Un groupe d’utilisateurs forment souvent ce que l’on appelle \u00ab\u00a0un r\u00e9seau de connaissances\u00a0\u00bb, ils sont li\u00e9s par un ensemble d’int\u00e9r\u00eats communs. Pour s’\u00e9changer les informations qui les concernent ils utilisent un ensemble de protocoles standardis\u00e9s qui d\u00e9finissent \u00e0 la fois la mani\u00e8re dont les informations doivent \u00eatre pr\u00e9sent\u00e9es, et les m\u00e9thodes utilis\u00e9es pour acheminer les informations dans le groupe jusqu’aux destinataires. C’est exactement le r\u00f4le de la couche r\u00e9seau du mod\u00e8le OSI. Le protocole de pr\u00e9sentation est en fait la proc\u00e9dure standardis\u00e9e d’acc\u00e8s au r\u00e9seau tandis que la mani\u00e8re d’acheminer les informations dans le groupe repr\u00e9sente l’ensemble des proc\u00e9dures standardis\u00e9es pour acheminer l’information dans le r\u00e9seau.<\/p>\n

Les types de r\u00e9seaux informatiques sont multiples et les proc\u00e9dures ou protocoles sont nombreux. Les plus connus restant cependant le X25 (X25.3 ou X25 PLP pour les puristes) et IP, le petit ch\u00e9ri de nous autres Internautes ! Quoiqu’il en soit la repr\u00e9sentation ISO reste valable dans tous les cas :<\/p>\n

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L’unit\u00e9 de donn\u00e9es du protocole est appel\u00e9e la NPDU (Network Protocol Data Unit) plus connue sous les noms de \u00ab\u00a0paquets\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0datagrammes\u00a0\u00bb. Cette NPDU est encapsul\u00e9e dans la LPDU du niveau 2.<\/p>\n

Le sch\u00e9ma ci-dessus pr\u00e9sente un acheminement d’un paquet de niveau 3 \u00e0 travers un commutateur entre deux stations clientes d’un r\u00e9seau. Le r\u00e9seau est ici ramen\u00e9 \u00e0 sa portion la plus congrue, un seul commutateur. A noter qu’un routeur pr\u00e9sentera le m\u00eame r\u00f4le, mais la ressemblance s’arr\u00eate l\u00e0. Nous aurons sans doute un jour l’occasion de longuement exposer la diff\u00e9rence entre un routeur et un commutateur. Vous noterez dans ce sch\u00e9ma que les couches 2 peuvent utiliser des protocoles diff\u00e9rents de chaque cot\u00e9 du commutateur (protocoles X et Y), mais que le niveau 3 utilise le m\u00eame protocole (protocole Z), \u00e0 travers tout le r\u00e9seau, de station \u00e0 station. Rappelez-vous la r\u00e8gle d’homog\u00e9n\u00e9it\u00e9 du mod\u00e8le OSI<\/strong> ! A un moment donn\u00e9 il faut forc\u00e9ment parler la m\u00eame langue si l’on veut se comprendre !<\/p>\n

Fonctions<\/h2>\n

1 – Il faut (ou ne faut pas) \u00e9tablir une connexion.<\/strong> <\/span><\/p>\n

Pour acheminer les donn\u00e9es dans un r\u00e9seau, il existe deux politiques majeures. Etablir au pr\u00e9alable \u00e0 la transmission, une connexion avec le correspondant, ou \u00e9mettre les donn\u00e9es sans se soucier de savoir si le correspondant est pr\u00e9sent.<\/p>\n

Une analogie simple est la suivante<\/strong> : Un jour, au bureau, vous avez besoin d’un dossier. Vous criez \u00e0 votre coll\u00e8gue Jacques qui est derri\u00e8re une paroi et que vous ne voyez pas : \u00ab\u00a0Jacques apporte-moi le dossier DuGenou s’il te pla\u00eet !\u00a0\u00bb. Et vous attendez que Jacques vous l’apporte. Vous venez de faire un transfert d’information en mode non connect\u00e9, vous n’avez pas v\u00e9rifi\u00e9 la pr\u00e9sence de Jacques, alors qu’il est peut-\u00eatre au toilette depuis une heure \u00e0 lire Play-Boy ! Vous n’\u00eates absolument pas sur de l’avoir contact\u00e9 ! S’il vous dit qu’il n’a pas entendu, vous ne pourrez pas le frapper ! La deuxi\u00e9me m\u00e9thode est de dire : \u00ab\u00a0Jacques t’es l\u00e0 ??\u00a0\u00bb. Si Jacques r\u00e9pond \u00ab\u00a0Oui !\u00a0\u00bb, il est foutu car vous allez lui demander le dossier et il sera oblig\u00e9 de vous l’amener (s’il veut son ch\u00e8que \u00e0 la fin du mois). Vous avez fonctionn\u00e9 en mode connect\u00e9, vous avez v\u00e9rifi\u00e9 au pr\u00e9alable \u00e0 la transmission, la pr\u00e9sence du correspondant.<\/p>\n

En mode connect\u00e9<\/strong>, vous \u00e9tablissez un canal (physique ou virtuel). Les informations sont \u00e9mises sur ce canal de mani\u00e8re s\u00e9quentielle, l’ordre de r\u00e9ception \u00e9tant forc\u00e9ment le m\u00eame qu’en \u00e9mission. La perte d’une information se traduit par une remise \u00e0 z\u00e9ro du circuit, voir une d\u00e9connexion. Ce mode suppose une proc\u00e9dure de gestion de la communication assez lourde qui en diminue le rendement. Par contre le service r\u00e9seau rendu aux couches sup\u00e9rieures est suffisamment fiable pour n\u00e9cessiter un minimum de contr\u00f4le au niveau de la couche transport. Le mode connect\u00e9 \u00e9tait le mode privil\u00e9gi\u00e9 de fonctionnement des r\u00e9seaux longues distances avant l’intronisation d’IP.<\/p>\n

\"\"Le circuit physique<\/strong> : Ce type de r\u00e9seau est dit \u00e0 commutation de niveau 1<\/strong>. C’est la couche physique qui assure la mise en relation. La connexion peut \u00eatre assur\u00e9e par relais comme dans l’ancien RTC (type CrossBar) ou par commutation d’IT<\/strong> comme le RTC actuel (MT25). Dans d’autres cas on parlera aussi de r\u00e9seau physique \u00e0 commutation lente<\/strong> pour indiquer des r\u00e9seaux non pas commut\u00e9s mais brass\u00e9s<\/strong>. C’est \u00e0 dire des r\u00e9seaux sur lesquels on programme \u00e0 la demande des relations entre IT afin de cr\u00e9er des circuits fixes. L’utilisateur n’a pas \u00e0 g\u00e9rer de proc\u00e9dure d’\u00e9tablissement de communication physique.<\/p>\n

Le circuit virtuel<\/strong> : ne rel\u00e8ve pas de la couche 1. C’est un circuit de niveau sup\u00e9rieur g\u00e9r\u00e9 par une proc\u00e9dure.
\nLe principe consiste \u00e0 appliquer un num\u00e9ro logique \u00e0 chaque PDU (inscrit dans une en-t\u00eate de PDU). Toutes les PDU comportant le m\u00eame num\u00e9ro sont \u00e9mises vers le m\u00eame destinataire.
\nUn m\u00eame acc\u00e8s physique peut ainsi g\u00e9rer plusieurs connexions virtuelles en affectant des num\u00e9ros diff\u00e9rents aux PDU en fonction de leur destination. Il conviendra bien s\u00fbr d’\u00eatre en totale coh\u00e9rence avec l’acc\u00e8s r\u00e9seau, afin que l’acheminement soit correct.<\/p>\n

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Il existe principalement deux types de connexions virtuelles :<\/p>\n

Les connexions permanentes<\/strong> (CVP, PVC en X25 ou Frame Relay, VP en ATM), qui correspondent \u00e0 la notion de brassage ou commutation lente<\/strong> d\u00e9finie pr\u00e9c\u00e9demment. Les connexions dans le r\u00e9seau sont cr\u00e9es \u00e0 la mise en \u0153uvre du r\u00e9seau et restent fig\u00e9es. L’utilisateur n’a pas \u00e0 g\u00e9rer l’\u00e9tablissement d’une connexion, elle est d\u00e9j\u00e0 \u00e9tablie.<\/p>\n

Les connexions commut\u00e9es<\/strong> (CVC en X25, bient\u00f4t disponible en Frame Relay, VC en ATM bien qu’actuellement le niveau VC soit toujours brass\u00e9). L’utilisateur doit dans un premier temps g\u00e9n\u00e9r\u00e9 une demande de connexion en sp\u00e9cifiant le destinataire (adressage). Le protocole cr\u00e9e une route<\/strong> dans le r\u00e9seau et v\u00e9rifie l’accessibilit\u00e9 et la disponibilit\u00e9 du destinataire. Si la connexion est positive le r\u00e9seau r\u00e9serve les ressources qui seront fig\u00e9es jusqu’\u00e0 la fin de la communication.<\/p>\n

En mode non connect\u00e9, vous n’\u00e9tablissez pas de circuits<\/strong>. Vous livrez, au r\u00e9seau, un datagramme<\/strong> (paquet comportant toutes les informations n\u00e9cessaires \u00e0 son routage (@source, @destination)), il s’occupe alors de l’acheminer par le chemin qui lui semble le meilleur (notion de gestion dynamique du routage<\/strong>). Ainsi deux datagrammes, \u00e9mis \u00e0 peu de temps d’intervalles, pour le m\u00eame correspondant n’emprunteront pas forc\u00e9ment le m\u00eame chemin. Ils n’auront donc pas forc\u00e9ment le m\u00eame d\u00e9lai de transit, \u00e0 l’inverse des r\u00e9seaux \u00e0 commutation de circuits. Il se peut aussi, qu’un datagramme 2 arrive avant le premier car il aura \u00e9t\u00e9 achemin\u00e9 sur une route plus rapide ! Le s\u00e9quencement<\/strong> de l’\u00e9mission n’est donc pas forc\u00e9ment respect\u00e9 en r\u00e9ception, le r\u00f4le de la couche transport sera de palier \u00e0 ce probl\u00e8me.<\/p>\n

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Enfin, souvent, un datagramme a une dur\u00e9e de vie, fix\u00e9e par son \u00e9metteur, au bout de laquelle le r\u00e9seau le d\u00e9truit, il y a donc des risques de pertes d’informations que la couche 4 doit aussi \u00eatre en mesure de g\u00e9rer. Ce mode de fonctionnement jusqu’ici r\u00e9serv\u00e9 \u00e0 des r\u00e9seaux pr\u00e9sentant des topologies fiables et de courtes distances, a tendance \u00e0 se g\u00e9n\u00e9raliser m\u00eame sur les r\u00e9seaux longues distances. Il offre en effet un excellent rendement puisqu’il suppose un minimum de gestion, ainsi qu’un minimum de ressources r\u00e9seaux.<\/p>\n

2 – Il faut g\u00e9rer un format d’adresse.<\/span><\/strong>\"\"<\/p>\n

Il tombe sous le sens, que dans un r\u00e9seau les utilisateurs sont multiples. Lorsqu’une donn\u00e9e est \u00e9mise il est donc imp\u00e9ratif que le r\u00e9seau soit en mesure d’identifier le destinataire. Il est alors n\u00e9cessaire d’utiliser une adresse (Rappelez-vous l’analogie avec la Poste).<\/p>\n

Le protocole de niveau 3 OSI, devra donc pr\u00e9voir dans l’en-t\u00eate de sa PDU un champ adresse. En fonction du r\u00e9seau utilis\u00e9, le protocole diff\u00e8re et bien souvent le format d’adresse aussi.<\/p>\n

Il est \u00e0 noter que si on utilise un r\u00e9seau fonctionnant en mode connect\u00e9 (X25), il n’est pas utile de sp\u00e9cifier l’adresse destinataire dans chaque paquet. Dans le cas d’un r\u00e9seau \u00e0 circuits virtuels, une fois le circuit activ\u00e9 il suffit d’indiquer son num\u00e9ro (voir ci-dessus). On utilise dans ce cas plusieurs formats distincts de paquets : un paquet d’appel qui trace la route et r\u00e9serve les ressources dans le r\u00e9seau, ce paquet comporte l’adresse. Et un paquet de donn\u00e9es qui ne comporte que les donn\u00e9es et un num\u00e9ro de voie logique (circuit).<\/p>\n

Dans le cas des r\u00e9seaux en mode non connect\u00e9 (IP), tous les paquets ont le m\u00eame format. Ils comportent l’adresse destinataire et les donn\u00e9es.<\/p>\n

\"\"3 – Il faut pouvoir g\u00e9rer une fragmentation.<\/strong> <\/span><\/p>\n

Tous les paquets de niveau 3 (NPDU) sont plac\u00e9s dans le champ DATA des trames de niveau 2 (LPDU).<\/p>\n

Une trame poss\u00e8de tr\u00e8s souvent une limite de longueur pour son champ information. Cette limite peut \u00eatre fix\u00e9e par respect de contraintes comme le type de contr\u00f4le d’erreur utilis\u00e9, la taille des buffers n\u00e9cessaires pour m\u00e9moriser les trames, le nombre de trames \u00e9mises avant attente d’acquittement, etc … Quoi qu’il en soit la champ information poss\u00e8de une limite de taille appel\u00e9e MTU : Maximum Transmission Unit.<\/p>\n

Si un paquet poss\u00e8de une taille sup\u00e9rieure \u00e0 cette MTU il faudra le tron\u00e7onner et l’\u00e9mettre dans plusieurs LPDU cons\u00e9cutives. Cette op\u00e9ration est appel\u00e9e la fragmentation ou segmentation.<\/p>\n

Le protocole de niveau 3 devra pr\u00e9voir des m\u00e9canismes et des champs dans ses NPDU permettant de mettre en oeuvre cette fonction. Il faudra aussi qu’il soit capable en arriv\u00e9e d’effectuer l’op\u00e9ration de \u00ab\u00a0recollement\u00a0\u00bb des paquets fragment\u00e9s, appel\u00e9e \u00ab\u00a0concat\u00e9nation\u00a0\u00bb.<\/p>\n

4 – Il faut pouvoir g\u00e9rer des priorit\u00e9s d’acheminement.<\/span><\/strong>\"\"<\/p>\n

Lorsque nous aurons progress\u00e9 dans les m\u00e9canismes de r\u00e9seaux, nous verrons que certains \u00e9quipements de r\u00e9seaux, comme les routeurs, peuvent \u00eatre multi-protocoles. C’est \u00e0 dire qu’ils sont capables d’acheminer simultan\u00e9ment diff\u00e9rents protocoles de niveau 3 (IP et X25 par exemple).<\/p>\n

L’utilisateur aura alors peut-\u00eatre besoin de prioriser l’acheminement d’un protocole par rapport \u00e0 un autre. Ce sont les \u00e9quipements routeurs qui auront en charge cette fonction. Cependant ce m\u00e9canisme ne rel\u00e8ve pas des fonctions d’un protocole, mais des fonctions d’un \u00e9quipement.<\/p>\n

Par contre, au sein d’un m\u00eame protocole, il peut \u00eatre n\u00e9cessaire d’acheminer en priorit\u00e9 certains paquets par rapport \u00e0 d’autres. Il est alors n\u00e9cessaire que le protocole pr\u00e9voit dans ses NPDU des champs permettant d’indiquer le niveau de priorit\u00e9 du paquet. Les \u00e9quipements du r\u00e9seau (commutateur ou routeurs) en analysant l’ent\u00eate du paquet pourront d\u00e9tecter ce niveau de priorit\u00e9 et enclencher un m\u00e9canisme d’acheminement prioritaire (route rapide, pas de mise en buffer d’attente, etc…).<\/p>\n

IP pr\u00e9voit cette fonction gr\u00e2ce son champ TOS<\/strong> : Type Of Service dans son ent\u00eate.<\/p>\n

Remarques<\/h2>\n

Encore une fois, je n’ai ici pr\u00e9sent\u00e9 que quelques fonctions mises en oeuvre par des protocoles de niveau 3, mais il en existe d’autres comme :<\/p>\n