Les deux approches des protocoles orientés caractère ont fait leur preuve dans la pratique.
Néanmoins, les erreurs de bits pendant la transmission sont toujours susceptibles de provoquer des dysfonctionnements des deux approches. Dans l’utilisation de sentinelles les caractères de synchronisation peuvent être changés en d’autres caractères à la suite d’erreurs de bits. Dans le cas du comptage de bytes la fiabilité réside dans l’intégrité du champ count: Si des erreurs de bits venaient à changer la valeur de ce champ, alors la détection de la fin de la trame par le récepteur sera erronée. Dans l’un ou l’autre cas on va arriver à une erreur de trame et les mécanismes de détection d’erreurs vont généralement provoquer la retransmission.
3.3.1 Protocoles orientés bit
Comme le nom l’indique, les protocoles orientés bit traitent les trames comme étant des séquences de bits. La conséquence immédiate c’est que les longueurs de trames ne doivent plus être des nombres entiers de bytes, mais un nombre quelconque de bits (quitte à ce qu’il y ait un minimum et un maximum fixés). Par ailleurs, le récepteur n’est plus obligé de rechercher les limites des bytes.
Format de la trame HDLC (ISO)
La Figure 12 montre le format de la trame du protocole HDLC (High-Level Data Link Control) qui est le représentant par excellence du groupe des protocoles orientés bit. HDLC a été normalisé par ISO dans les années 1970 avec les réseaux à grande distance comme cible particulière et a été utilisé dans les réseaux à travers le monde. Beaucoup d’autres protocoles de la couche 2 comme LAPB (Link Access Procedure, Balanced) et LAPD (Link Access
Procedure, Digital) utilisé dans la technologie ISDN, PPP (Point to Point Protocol) utilisé par les derniers modems, ainsi que LLC (Logical Link Control) utilisé dans les standards de réseaux locaux de la famille IEEE 802 sont issus des modifications de HDLC.
Les champs de la trame HDLC jouent les rôles suivants:
• Flag (01111110): Le drapeau est une suite de 8 bits de valeur fixée qui permet d’indiquer le début de la trame. Il joue [1] donc le rôle de sentinelle comme dans les protocoles orientés byte.
• Header: L’en-tête comprend le champ Address qui porte l’adresse de la station secondaire, c’est-à-dire l’adresse de la destination, et le champ Control qui permet d’identifier les différents modes de fonctionnement du protocole HDLC.
• Body: Ce champ appelé aussi DATA ou INFO contient les données à transmettre.
• CRC: Aussi noté FCS (Frame Check Sequence), ce champ contient un code de contrôle d’erreur par la méthode de contrôle cyclique de redondance.
• Flag (01111110): Le même drapeau utilisé pour désigner le début de la trame est aussi utilisé pour marquer la fin de la trame.
Étant donné que la configuration des valeurs de bits est imprévisible, le drapeau 01111110 utilisé pour la synchronisation peut survenir dans les autres champs de la trame. C’est donc le même problème que celui rencontré par les protocoles orientés byte avec les occurrences non voulues des caractères de synchronisation. Les protocoles orientés bit utilisent la technique d’insertion de bits (bit stuffing) pour résoudre le problème. L’émetteur insère automatiquement un 0 après cinq 1 consécutifs pendant la transmission des champs autres que le drapeau.
Par exemple, la suite à transmettre 111111 devient 1111101. Du côté du récepteur, si cinq 1 consécutifs sont suivis d’un 0, alors ce 0 est automatiquement supprimé. Ainsi, seul le drapeau 01111110 est transmis avec six 1 consécutifs. Et si une séquence non voulue arrive avec six 1 consécutifs c’est forcément parce qu’il y a eu erreur de transmission.
On démontre que la stratégie d’insertion de bits décrite ci-dessus est excessive dans certains cas [BERT92]. C’est-à-dire que certains 0 insérés automatiquement pouvaient être omis sans créer de problèmes à la synchronisation. Au-delà d’assurer la synchronisation en éliminant les occurrences du drapeau à l’intérieur de la trame, le bit stuffing joue d’autres rôles dans les protocoles orientés bit. Par exemple, l’émetteur peut interrompre la transmission d’une trame en envoyant sept 1 consécutifs ou plus. Par ailleurs, lorsque le récepteur reçoit quinze (15) 1 consécutifs ou plus, il conclut que la ligne est au chômage.
Conclusion
Les protocoles de la couche de liaison de données implémentent les techniques de contrôle d’erreurs et de flux pour assurer un échange ordonné des données entre les partenaires qui communiquent. Cette responsabilité est d’autant plus compréhensible que la couche physique s’occupe de la transmission des bits “bruts”: Elle ne s’occupe ni de la signification ni du succès de la transmission des bits injectés dans le canal. On a enregistré deux grands types de protocoles de la couche de liaison: Les protocoles orientés byte et les protocoles orientés bit. Certains de ces protocoles ont servi de référence pour le développement de protocoles subséquents. C’est le cas du protocole HDLC qui a inspiré fortement les protocoles des réseaux ISDN, du système de signalisation n° 7 (SS7), entre autres.
Évaluation
1. Quels sont les deux grands types de protocoles rencontrés dans la couche de liaison de données?
2. Citez les deux techniques utilisées par les protocoles orientés byte pour détection à la fin d’une trame à la réception!
3. A quel type appartient le protocole HDLC?
4. Quel est le drapeau utilisé par HDLC pour marquer le début et la fin d’une trame?
Activité 3.4 - Réseaux locaux
Introduction
Les premiers réseaux d’ordinateurs étaient des réseaux locaux qui ont vu le jour vers la fin des années 1970. La capacité de transmission offerte par les LANs a connu une évolution rapide depuis cette époque. En effet, de 4 Mbit/s au début elle est passée tour à tour à 10, 100, 1000 et désormais nx1000 Mbit/s.
Les technologies qui ont porté le succès et le développement des réseaux locaux sont basées sur des standards de IEEE. Cette organisation professionnelle avait vu l’ère des réseaux venir et avait mis sur pied le projet 802 (P802) avec pour mission s’élaborer des standards pour les réseaux. Ce projet a effectivement produit des standards dont la nomenclature de noms adoptée est IEEE 802.xx. Les technologies de réseaux locaux englobent les fonctionnalités des deux premières couches du modèle OSI uniquement.
Structure des réseaux locaux des standards IEEE 802.xx
(Source: http://image.slidesharecdn.com/10wiredlan-131128114757-phpapp02/95/10-wired-lan-3-638.jpg?cb=1385639352)
Les réseaux locaux englobent les fonctionnalités des deux premières couches du modèle de référence OSI ou de l’architecture Internet. En ce qui concerne les technologies des standards IEEE 802, la couche de liaison de données est subdivisée en deux sous-couches:
• La sous-couche MAC (Medium Access Control) qui a pour fonction essentielle de gérer l’accès au médium, et
• La sous-couche LLC (Logical Link Control) dont la fonction principale est de gérer les liaisons logiques entre les hôtes qui communiquent.
Comme la figure le montre, la sous-couche LLC est identique pour tous les standards IEEE 802.
xx. Et un protocole de même nom a été développé pour cette couche. C’est la sous-couche MAC qui implémente les spécificités fonctionnelles des différentes technologies de réseaux locaux.
Détails de l’activité
3.4.1 Technologies Ethernet
Ethernet est la technologie ayant connu le plus grand succès de l’histoire récente des
réseaux. Il s’agit d’une technologie développée à partir de 1978 dans le cadre de la thèse de doctorat (PhD) d’un certain Robert Metcalfe. Après la soutenance de sa thèse à l’université ce dernier allait se retrouver à la tête d’une équipe au Xerox Research Park à Paolo Alto chargée de finaliser le développement et surtout d’aboutir à un produit commercialisable.
Les résultats produits par cette équipe ont été proposés comme standard au projet IEEE 802, une proposition soutenue alors par un consortium de trois entreprises dénommé DIX (DEC, Intel, Xerox). Sans grande modification la proposition fut adoptée comme standard de réseaux locaux sous le nom IEEE 802.3. Sur le terrain le nom commercial Ethernet est utilisé couramment. Même si Ethernet s’est vulgarisé avec une vitesse de 10 Mbit/s, il faut noter que la vitesse de départ était de 4 Mbit/s.
Nom Description Etendue
10Base5 Topologie bus avec câble coaxial épais 500 m par segment 4 répeteurs au max.
10Base2 Topologie bus avec câble coaxial fin 185 m par segment 4 répeteurs au max.
10BaseT Topologie étoile avec câble à paires torsadées 100 m par segment 4 hubs au max.
10BaseFL Topologie étoile avec fibre optique multimode ou monomode
2 km