Architectures en couches

                               Architectures en couches


Le transport des données d'une extrémité à une autre d'un réseau nécessite un support physique ou
hertzien de communication. Pour que les données arrivent correctement au destinataire, avec la qualité de
service exigée, il faut un ensemble de logiciels chargé du contrôle des données dans le réseau (détection
des erreurs, la correction des erreurs, le contrôle des flux, le routage...). Les fonctions à exécuter étant
, la solution proposée pour réduire cette complexité nombreuses et complexes est de les découper et
regrouper en couches. Une couche N utilise les services de la couche N-1 et ses propres moyens pour offrir
les services appropriés à la couche N+1. Le nom, le nombre et les fonctions des couches varient selon les
réseaux.
                                                        Introduction

Objectifs:Décrire l'architecture en couches des réseaux ;
Identifier les niveaux d'architecture des réseaux.

Les trois grandes architectures des réseaux sont les suivantes:
l'architecture (Open Systems Interconnection), ou interconnexion de OSI systèmes ouverts,
provenant de la normalisation de l'ISO (International Standardization Organization) ;
l'architecture TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) utilisée dans le
réseau Internet ;
l'architecture introduite par l'UIT (Union internationale des télécommunications) pour
l'environnement ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Nous allons présenter les architectures OSI et TCP/IP.

1. Architecture OSI

Le modèle OSI est une architecture abstraite de communication, décrit dans la norme X.200 de
l'ITU. Cette architecture est composée de 7 couches :
Physique
Liaison
Réseau
Transport
Session
Présentation
Application

Chaque couche remplit une partie bien définie des fonctions permettant l'interconnexion des
équipements.


1. Couche 1 : Physique

Cette couche définit les règles et procédures pour transporter les bits.
Les hubs, concentrateurs, ponts, modems appartiennent à cette couche.

2. Couche 2 : Liaison

Cette couche définit les règles et procédures pour envoyer un bloc de bits (trames identifiés par un
début et une fin) à un récepteur .
Les commutateurs appartiennent à cette couche.

3. Couche 3 : Réseau

Cette couche permet d'acheminer correctement les paquets d'information de l'émetteur jusqu'à
l'utilisateur final en passant par plusieurs noeuds de transfert intermédiaires .
Les routeurs appartiennent à cette couche.

4. Couche 4 : Transport

Cette couche permet d'acheminer correctement les messages d'information de l'émetteur d'une
extrémité initiale à une extrémité finale du réseau.

5. Couche 5 : Session

C'est la première couche hors communication proprement dit. Elle permet de fournir aux entités de
présentation les moyens nécessaires à l'organisation et à la synchronisation de leur dialogue. Elle
permet d'ouvrir et de fermer les sessions de dialogue entre utilisateurs.

6. Couche 6 : Présentation
Cette couche sert d'intermédiaire pour la compréhension commune de la syntaxe des documents
transportés dans le réseau. Très importante car les applications n'utilise pas les mêmes syntaxes de
documents échangés sur le réseau.

7. Couche 7 : Application
Cette couche fournit le moyen d'accéder à l'environnement réseau. Elle contient toutes les fonctions
impliquant des communications entre systèmes.

2. Architecture TCP/IP

L'architecture TCP/IP compte quatre couches, comme le montre la figure 2:

Réseau physique
Réseau
Transport
Application.



1. Réseau physique
La couche réseau physique représente les différents réseaux physiques traversés. Aucune
caractéristique particulière n'est requise pour ces réseaux. Ces réseaux peuvent être de différents
types.

2. reseau


La couche réseau, aussi appelé assure la communications entre les interréseaux différents réseaux
traversés grâce au protocole IP (Internet Protocol). C'est la commutation de paquet IP qui est
utilisée. IP se charge d'acheminer les différents paquets jusqu'à leur destinataire.


3. Transport

Deux protocoles de transport sont définis dans cette architecture.
Le protocole TCP (Transmission Control Protocol), utilisé en mode connecté, sert à des
applications qui ont besoin de fiabilité.
Le protocole UDP (User Datagram Protocol), utilisé en mode non connecté, est non fiable. Il
est est utilisé pour les applications qui ne souhaitent pas ralentir le transfert de données.

4-application

La couche application contient tous les protocoles de haut niveau qu'un utilisateur souhaite
avoir à sa disposition par exemple pour avoir accès à une page web, pour transférer un fichier, pour
se connecter à un terminal distant ...

3. Normalisation dans les télécommunications et les réseaux

La normalisation dans les télécommunication et réseaux informatiques répond aux attentes des
consommateurs et aux besoins des fabricants.
Elle offre :
la garantie que deux produits aux fonctions identiques mais de fabricants différents puissent
fonctionner correctement ensemble
la possibilité aux industriels de toucher un plus grand nombre de consommateurs grâce à la
normalisation de leurs produits.
La normalisation concerne différents aspects d'un équipement : aspects électriques, mécaniques,
interconnexion...
Les principaux organismes internationaux de normalisation sont :


l'ISO (International Standardization Organization),
l'ITU (International Telecommunications Union)
l'ECMA (European Computer Manufacturer),
l'EIA (Electronic Industries Association)...
l'IAB (Internet Architecture Board)
l'IETF (Internet Engineering Task Force)


Objectifs


La plupart des architectures font référence aux couches du modèle OSI. En regroupant les trois
dernières couches liées à l'application, il reste quatre niveaux :
L'architecture de niveau 1 ou physique,
L'architecture de niveau 2 ou trame,
L'architecture de niveau 3 ou paquet,
L'architecture de niveau 4 ou message.

Nous allons présenter les architectures de niveau 1 à 3.


1. Les architectures de niveau 1 (physique)

Dans l'architecture de niveau 1, lorsque la trame (par exemple un paquet IP encapsulé dans une
trame) est émise sur le support physique, les noeuds intermédiaires ne s'occupent que de modifier le
type de support physique emprunté par la trame, sans remonter au niveau de la trame. C'est la
même trame que l'on retrouve à l'autre extrémité du réseau.
Les réseaux de niveau physique sont évidemment les plus rapides, puisqu'il n'y a pas à récupérer la
trame ou le paquet dans les noeuds intermédiaires.



2. Les architectures de niveau 2 (trame)

Une trame peut être définie comme une suite d'éléments binaires qui possède en elle-même un moyen
de reconnaissance du début et de la fin du bloc transporté.
Dans cette architecture, les noeuds de transfert intermédiaires rassemblent les bits pour récupérer la
trame. Ensuite, ils accèdent aux adresses, ou références pour la commuter ou la router.


Des technologies appartenant à l'architecture de niveau trame utilisant la commutation sont :
ATM
le relais de trames
Ethernet
La technologie appartenant à l'architecture de niveau trame utilisant le routage est : le
label-switching.
Il est possible de trouver une commutation de niveau 2 hétérogène, indiquant que la structure de la
trame dans un noeud intermédiaire peut être modifiée. Par exemple, une trame ATM peut-être
remplacée par une trame Ethernet dans un noeud de transfert.


3. Les architectures de niveau 3 (paquet)
Dans cette architecture, à chaque noeud, on regroupe les bits pour reformer la trame, puis on
décapsule la trame pour retrouver le paquet contenu dans la trame. On examine ensuite les zones du
paquet pour retrouver l'adresse ou la référence pour ensuite router le paquet.
Des technologies appartenant à l'architecture de niveau paquet sont :
IP

Une fois la porte de sortie déterminée, il faut de nouveau encapsuler le paquet dans une trame puis
envoyer les éléments binaires sur le support physique.

4. Les architectures hybrides

Il est envisageable d'avoir des structures hybrides de deux types :
Chaque noeud de transfert possède un niveau 2 ou un niveau 3.
Chaque noeud possède à la fois les niveaux 2 et 3.
Dans le premier cas, certains noeuds commutent la trame de niveau 2, mais d'autres noeuds
remontent jusqu'au niveau 3 pour aller rechercher l'adresse IP et router sur l'adresse IP du
destinataire.

Dans le second cas, le noeud reçoit une trame et recherche s'il peut trouver une référence pour
commuter, sinon il décapsule la trame pour retrouver le paquet IP et le router. Les noeuds sont alors
des routeurs-commutateurs, que l'on trouve de plus en plus souvent dans les produits parce qu'ils
permettent d'optimiser le mode de fonctionnement du réseau en fonction des critères des flots. Pour
un flot constitué d'un seul paquet, il est plus simple de router. En revanche, dès que le flot est long,
il est plus performant de commuter les paquets de l'utilisateur.