Liaison de données et réseaux locaux

Introduction à l’unité

La liaison de données consiste à assurer un échange fiable de données entre les points de communication. Étant donné que la transmission de bits connaît des erreurs dans le canal de transmission, un échange fiable passe par le contrôle d’erreurs et le contrôle. En fait, le contrôle d’erreurs et le contrôle de flux sont deux fonctions indispensables pour la communication de données. Plusieurs couches de l’architecture de communication

implémentent les deux fonctions. Cependant, la couche de liaison de données est considérée comme la couche à laquelle incombe principalement la responsabilité sur les deux fonctions.

Contrairement à la couche de transport où les mécanismes de contrôle s’appliquent aux flux de données entre une source et une destination, les mécanismes de la couche 2 s’appliquent entre deux nœuds voisins sur la route entre la source et la destination. La Figure 1 illustre cette approche qualifiée de hop-by-hop, c’est-à-dire du nœud actuel au prochain.La gestion de l’accès au médium est une autre fonction capitale de la couche de liaison de données. Cette fonction est déterminante pour les réseaux locaux qui, à leur naissance, utilisaient un médium partagé ouvrant la possibilité à plusieurs stations de vouloir transmettre au même moment.

Des mécanismes d’accès au médium intégrant la résolution de ce conflit ont été mis au point.

Nous les étudieront en détails au chapitre sur les réseaux locaux.

Contrôle d’erreurs et contrôle de flux d’un nœud au prochain (Hop-by-hop) dans la couche de liaison de données

Objectifs de l’unité

À la fin de cette unité, vous devriez être capable de:

• Décrire le rôle de la liaison de données dans la communication.

• Donner le rôle du contrôle d’erreurs et du contrôle de flux

• Citer et décrire différentes approches du contrôle d’erreurs

• Donner les types et des exemples de protocoles de la couche de liaison de données.

• Comprendre le fonctionnement des réseaux locaux usuels, avec notamment la technologie Ethernet et les réseaux sans fil.

Termes clés

Erreurs de cluster: Erreurs de transmission qui affectent plusieurs bits (groupe ou cluster de bits) consécutifs.

Codage source: Technique de préparation de données avant la transmission pour les protéger contre les erreurs et qui consiste essentiellement à ajouter des bits supplémentaires à un groupe de bits à transmettre.

Trame: Unité de transport de données dans la couche de liaison de données. Le tramage (Framing) consiste à contruire les trames pour le transport de données.

Protocole orienté byte: Protocole qui interprète le courant de données qui circule entre les partenaires de communication comme étant un courant de bytes (octets).

Les protocoles orientés bit interprètent un tel courant comme étant un courant de bits.

Adresse physique: ou adresse MAC désigne l’identifiant d’une machine (carte réseau) au niveau de la couche de liaison de données, lequel est gravé sur la carte réseau à

la fabrication.

Activités d’apprentissage

Activité 3.1 - Contrôle d’erreurs

Introduction

Les données reçues au bout d’un canal de communication ne sont jamais identiques à celles qui ont été injectées dans le canal. Les imperfections du canal parmi lesquelles on peut citer l’amortissement, la déformation, le bruit blanc, les interférences entre les câbles, ainsi que les phénomènes parasitaires environnants provoquent des modifications de bits pendant la transmission. Le codage source représente la première mesure de protection de données contre les erreurs de transmission.

Détails de l’activité

3.1.1 Erreurs de transmission

Les effets de ces erreurs de bits peuvent aller jusqu’à endommager totalement la trame, c’est-à-dire qu’elle devient inexploitable ou défectueuse ou corrompue. La probabilité qu’une trame soit endommagée dépend de sa taille.

Le Tableau montre des résultats relatifs à la probabilité qu’une trame soit défectueuse à la sortie du canal pour la transmission sur les lignes téléphoniques filaires. La formule dérivée empiriquement est la suivante:

P(n)=〖10〗^(-4).n^( 0,8), n étant le nombre de bits dans la trame (ou le paquet).

Il a été aussi constaté que les erreurs de bits au cours de la transmission surviennent en clusters, c’est-à-dire que c’est un groupe de bits consécutifs qui est victime d’erreur. La cause ici peut être par exemple une impulsion provenant de l’environnement du câble de transmission et qui induit de l’énergie parasitaire dans le câble sur une courte durée.

L’occurrence d’erreurs en cluster est avantageuse parce que quelques trames seulement vont être touchées par la perturbation. Malheureusement, les erreurs en cluster sont plus difficiles à détecter et à corriger.

3.1.2 Détection et correction d’erreurs: Codage source

La détection et la correction d’erreurs sont basées sur l’ajout d’informations redondantes aux données avant la transmission. La fonction qui créée cette redondance est appelée codage source. Le niveau de redondance, c’est-à-dire de nombre de bits supplémentaires, que le codage source doit insérer dans les données avant la transmission détermine le nombre d’erreurs qui peuvent être détectées et même corrigées par le récepteur. Le potentiel de détection et de correction d’erreurs et la relation avec le niveau et le type de redondance constituent effectivement le sujet central de la théorie de codage.

Principe de codage source

Le principe du codage source est le suivant: A un groupe de m bits à transmettre, on ajoute k bits dont la valeur est calculée sur les m bits de départ. A travers ce calcul les bits ajoutés mémorisent de l’information sur les m bits de données. En cas d’erreurs pendant la

transmission cette information permet la détection et éventuellement la correction de ces dernières. En somme, au lieu de m bits, c’est plutôt n=m+k bits que l’émetteur va injecter dans le canal de transmission. En technologie de communication on utilise essentiellement le