Cours de Réseaux Informatiques

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Cours de Réseaux Informatiques

Zouhair ELHADARI

www.hadari.jimdo.com

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Chapitre 1

Introduction aux Réseaux Informatiques

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I. Qu’est-ce qu’un réseau ?

 Définition

 Topologie

 Type de réseau

 Architecture Client/Serveur

 Architecture Poste à poste

(Peer2Peer)

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I. Qu’est-ce qu’un Réseau ?

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I.1 Définition d’un réseau:

Un réseau est un ensemble d'objets interconnectés les uns avec les autres.

Il permet de faire circuler des éléments entre chacun de ces objets selon des règles bien définies.

Exemple de réseau :

• Réseau de transport : Transport de personnes (trains, bus, taxi)

• Réseau téléphonique : Transport de la voix de téléphone à téléphone

• Réseau de neurones : Cellules reliées entre elles.

• Réseau informatique : Ensemble d'ordinateurs reliés entre eux pour échanger

des données numériques (des 0 ou des 1)

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Pour décrire un réseau, il faut répondre aux questions suivantes :

• Que transporte le réseau ?

• Qui assure le transport ?

• Comment le transporte-il ?

Exemple pour le « réseau informatique » :

• Que transporte le réseau ?

> Des informations (octets sous forme de fichiers)

• Qui assure le transport ?

> Support physique (cuivre, fibre optique, onde radio)

• Comment le transporte-il ?

> En utilisant des protocoles de communication.

Questions pour décrire un réseau

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I.2 Topologie d’un réseau informatique:

Un réseau informatique est constitué d'ordinateurs reliés entre eux grâce à du matériel (câblage, cartes réseau, ainsi que d'autres équipements permettant d'assurer la bonne circulation des données).

L'arrangement physique de ces éléments est appelé topologie physique. Il en existe trois:

• La topologie en bus

• La topologie en étoile

• La topologie en anneau

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I.2.1 Topologie en BUS:

Tous les ordinateurs sont reliés à une même ligne de transmission par l'intermédiaire de câbles, généralement coaxiaux.

Le mot "bus" désigne la ligne physique qui relie les machines du réseau.

• Facile à mettre en œuvre

• Fonctionne facilement

• Vulnérable aux pannes (Une connexion défectueuse

entraîne la panne de l’ensemble du réseau)

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I.2.2 Topologie en ETOILE:

Les ordinateurs du réseau sont reliés à un système matériel appelé switch ou commutateur.

Un câble à paires torsadées Droit est utilisé pour la connexion Ordinateur <-> Switch

• Moins vulnérable car on peut retirer une des

connexions du concentrateur sans pour autant

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I.2.3 Topologie en ANNEAU:

Les ordinateurs communiquent chacun à leur tour.

Chacun d'entre-eux va "avoir la parole" successivement.

Ils sont reliés à un répartiteur (appelé MAU, Multistation

Access Unit) qui va donner successivement "la parole" à

chacun d'entre-eux.

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I.3 Types de réseaux:

On distingue différents types de réseaux (privés) selon :

• Taille (en terme de nombre de machines)

• Vitesse de transfert des données

• Etendue géographique

Les réseaux privés sont des réseaux appartenant à une même organisation. On fait généralement trois catégories de réseaux:

• Local Area Network (LAN)

• Metropolitan Area Network (MAN)

• Wide Area Network (WAN)

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I.3.1 Local Area Network ou LAN:

Ce terme désigne les réseaux « locaux » qui se caractérisent par :

• Même organisation

• Petite aire géographique

• Même technologie

Exemples :

• Réseau local du lycée

• Réseau local de la famille

• Réseau local au sein d’une PME

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Local Area Network ou LAN:

Un réseau local est donc un réseau sous sa forme la plus simple.

Caractéristiques :

• Vitesse de transmission : 10 mbps à 1000 mbps

• Nombre de stations : 2 à 1000 machines

• Aire géographique : 4m

²

à 400m

²

(variable)

• Topologie : Bus, Etoile, Anneau

• Technologies : câbles à paires torsadées, WiFi, ….

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I.3.2 Metropolitan Area Network ou MAN:

Les MAN (Metropolitan Area Network) interconnectent plusieurs LAN géographiquement proches à des débits importants.

Un MAN permet à deux noeuds distants de communiquer comme s’ils faisaient partie d'un même réseau local.

Exemples :

• MAN d’une région .

• MAN des Universités . Caractéristiques :

• Vitesse de transmission entre LAN : > 100 mbps

• Nombre de stations : > 1000 machines

• Aire géographique : 1 à 100 km

²

(variable)

• Topologie : Bus, Etoile en général

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I.3.3 Wide Area Network ou WAN:

Les WAN (Wide Area Network) interconnectent plusieurs LAN géographiquement éloignés à des débits faibles.

Des dispositifs permettent de « choisir » la meilleur route possible pour acheminer les informations le plus vite possible.

Exemple :

• Internet est le WAN le plus connu

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I.3.4Wide Area Network ou WAN:

Caractéristiques :

• Vitesse de transmission entre stations : 56kbps à 100 Mbps

• Nombre de stations : > 1 000 000 machines

• Aire géographique : Toute la surface de la Terre

• Topologie : Bus, Etoile en général

• Technologie : Câble téléphonique, fibre optique

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I.4 Architecture Poste à Poste (peer2peer):

Chaque ordinateur dans un tel réseau est un peu serveur et un peu client. Cela signifie que chacun des ordinateurs du réseau est libre de partager ses ressources.

Dans cet exemple, le PC2 peut partager son imprimante avec les autres stations.

Le PC3 peut aussi fournir,

aux autres stations, des fichiers

ou une connexion Internet.

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I.5 Architecture Client/Serveur:

Chaque machine du réseau (client) contacte une autre machine (serveur)

qui lui fournit les informations, les fichiers, les services dont elle a besoin.

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II.Matériel

d'interconnexion:

• La carte réseau

• Câbles réseaux

• Equipements d’interconnexion

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II.1.la carte réseau:

La carte réseau

constitue l'interface entre l'ordinateur et le câble du réseau.

La fonction d'une carte réseau est de préparer, d'envoyer et de contrôler les données sur le

réseau.

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II.2.les câbles réseau:

Pour assurer la transmission de données entre les éléments du réseau, il faut un câble. Les types de câblage sont nombreux.

 Câble coaxial

 Câble à paires de fils torsadés

 Fibre optique

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II.2.1.Câble coaxial:

 Peu coûteux, facilement manipulable

 Peut être utilisé sur de longues distances

 Débit jusque 10Mbit/s

 Construction :

 Gaine : protection du câble (caoutchouc, PVC )

 Blindage : partie métallique entourant le câble diminuant le bruit due aux parasites

 Isolant : (diélectrique) évite le contact (court-circuit) entre l'âme et le blindage

 Âme : brin de cuivre ou brins torsadés

transportant les données

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II.2.2.Paires torsadés:

 Franchissement de la limite des 10Mbits/s

 Plus de bande passante

 Possibilité de travailler en Full Duplex

 Plus d'interruption par coupure du câble.

 Permet d'avoir un câblage multi-usage

(universel)

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II.2.3.Fibre optique:

 Une fibre optique est composée de 3 éléments principaux

 Le cœur dans lequel se propage les ondes optiques

 La gaine optique d'indice de réfraction inférieur à celui du cœur, qui confie les ondes optiques dans le cœur

 Le revêtement de protection qui assure la protection mécanique de la fibre

 Les fibres (appelées brins au sein

d'un câble) sont regroupées dans

des câbles par multiples de 2, de

8 ou de 12

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II.2.4.Notion de bande passante:

La bande passante correspond à la capacité d'un réseau à transmettre des informations (c'est un débit d'informations)

La bande passante est définit par : W= f

₂

- f

₁

La bande passante est mesurée en

hertz.

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 Shannon a montré que le débit max d’un support sans bruit:

Exemple :

Déterminer le débit maximal pour un canal sans bruit dont la bande passante est de 3000Hz qui ne peut transmettre qu’un signal binaire.

V= le nombre de niveaux significatifs du signal

V=2 (le canal ne peut transmettre qu’un signal binaire)

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II.3.Equipements d’interconnexion:

II.3.1Le concentrateur:

Le concentrateur (appelé Hub en anglais) est un élément matériel qui permet de relier plusieurs ordinateurs entre eux.

Son rôle c’est de prendre les données binaires

parvenant d’un port est les diffuser sur

l’ensembles des ports.

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II.3.2.le commutateur:

le commutateur (en anglais switch) est un élément matériel qui permet de relier plusieurs ordinateurs entre eux.

Sa seule différence avec le Hub, il est capable de

connaître l’adresse physique des machines qui lui sont

connectées et d’analyser les trames reçues pour les diriger

vers la machine de destination.

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II.3.3.le routeur:

Un routeur est un élément intermédiaire dans

un réseau informatique assurant le routage

des paquets entre réseaux indépendants.

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III. Techniques de transmission :

 La transmission numérique

 La transmission analogique

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Il existe principalement deux techniques ou modes de transmission des signaux qui sont utilisés en informatique :

La transmission en bande de base (BASEBAND) est numérique

La transmission en large de bande (BROADBAND)

est analogique

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III.1. Transmission numérique: (1)

Codage NRZ: No Return to Zero

Exemple :1001011101

Les niveaux '0' sont codés par une tension -V,

Les niveaux '1' sont codés par une tension +V

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III.1. Transmission numérique: (2)

Codage Manchester :

Le niveau logique '0' provoque le passage de +V à -V au milieu du moment élémentaire.

Le niveau logique '1' provoque le passage de -V à +V au milieu du moment élémentaire.

Exemple :1001011101

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codage Manchester différentiel

Le niveau logique '0' du moment élémentaire t recopie le signal du moment élémentaire t-1.

Le niveau logique '1' du moment élémentaire t inverse le signal du moment élémentaire t-1.

III.1. Transmission numérique: (3)

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III. Transmission

analogique:

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III.1. Modulation d'amplitude:

Cette modulation est obtenue en jouant sur la valeur de V:

Une valeur Vl pour un niveau logique '0' .

Une valeur Vh pour un niveau logique '1'.

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III.2. Modulation de phase:

Cette modulation est obtenue en jouant sur la valeur de Ф:

une valeur Ф0 pour un niveau logique ‘0'.

une valeur Ф1 pour un niveau logique '1'.

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III.3. Modulation de Fréquence :

Cette modulation est obtenue en jouant sur la valeur de w:

une valeur w0 pour un niveau logique ‘0’.

une valeur w1 pour un niveau logique '1'.

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VI. Multiplexage des données :

 Le multiplexage temporel

 Le multiplexage fréquentiel

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VI. 1.Le multiplexage temporel:

 Le multiplexage temporel (TDM=Time Division Multiplexing)

 offrir à un utilisateur à la fois, la totalité de la bande passante pendant un court instant.

L'allocation se fait en divisant l'axe du temps en intervalles de temps (IT), et chaque

utilisateur ne pourra transmettre que pendant son intervalle de temps.

 Rq: Un atout majeur: on peut regrouper

plusieurs canaux de communications à bas

débits sur un seul canal à débit plus élevé.

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VI.2. Le multiplexage fréquentiel:

multiplexage frequentiel (Frequency Division Multiplexing).

 N porteuses optiques à différentes longueurs d'onde transmettant chacune un débit D.

 La bande passante est découpé en périodes.

Chaque sous-bande est affectée à un canal.

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Fin du chapitre