Fiche de révision : Liaison de données et protocoles

📋 Plan du Cours

1. Rôle et sous-couches de liaison
2. Contrôle et codes de parité
3. Détection par code CRC
4. Parité et contrôle CRC
5. Adressage physique et MAC
6. Ethernet et trame de couche 2
7. Encapsulation et trame HDLC
8. Trames HDLC et contrôle des échanges

📖 1. Rôle et sous-couches de liaison

★ À maîtriser

• Pour chaque paquet reçu de la couche réseau, la couche liaison construit une ou plusieurs trames, puis les transmet à la couche physique.

• La couche liaison assure les fonctions suivantes :

  • la délimitation des trames
  • le contrôle d’accès au support
  • l’adressage physique
  • le contrôle d’erreurs
  • le contrôle de flux

• La sous-couche LLC sert d’interface logique avec la couche réseau, protège contre les erreurs, assure le transfert des trames et le contrôle de flux, et est indépendante de la méthode d’accès de la sous-couche MAC.

• La sous-couche MAC gère l’accès au support physique, structure les bits en trames et gère les adresses physiques des interfaces de communication.

Compléments

• La couche liaison comprend la sous-couche LLC (Logical Link Control) et la sous-couche MAC (Media Access Control).

• Les médias de transmission cités sont :

  • le câble cuivre
  • la fibre optique
  • les ondes hertziennes

📖 2. Contrôle et codes de parité

★ À maîtriser

• Les transmissions peuvent subir des perturbations électromagnétiques entre l’envoi et la réception, et le contrôle des erreurs ajoute des données redondantes afin de détecter, voire corriger, les erreurs.

📌 Un code détecteur repère le changement d’un ou plusieurs bits sans les corriger, tandis qu’un code correcteur peut aussi corriger ces erreurs.

• Le VRC ajoute un bit à chaque mot de N bits afin que le nombre total de bits soit N + 1, puis le récepteur vérifie la parité de chaque mot.

📌 En VRC pair, le bit de parité vaut 0 si le nombre de bits à 1 dans l’information est pair et 1 s’il est impair ; en VRC impair, il vaut 0 si ce nombre est impair et 1 s’il est pair.

• Le LRC applique la parité aux colonnes d’un bloc de données et ajoute, après une séquence de N mots de b bits, un mot de parité de b bits.

Compléments

• Les codes de contrôle d’erreurs cités sont le LRC (Longitudinal Redundancy Check), le VRC (Vertical Redundancy Check), le CRC et le code de Hamming.

• Le VRC et le LRC peuvent être combinés en ajoutant un bit de parité à chaque mot et un mot de parité à la fin de la séquence.

💡 Astuce mémo

VRC contrôle les mots ; LRC contrôle les colonnes du bloc.

📖 3. Détection par code CRC

🔑 Notions clés & Définitions

• Code à redondance cyclique : Aussi appelé code polynomial, représente une séquence de bits par un polynôme binaire dont les coefficients valent 0 ou 1.

★ À maîtriser

• Pour calculer un CRC, l’émetteur détermine le polynôme M(x) du message, décale le message de k bits en calculant P(x) = M(x) × xᵏ, divise P par G pour obtenir un reste R de degré inférieur à k, ajoute R à P, puis transmet le message correspondant à P + R.

• Pour vérifier un message CRC reçu, le récepteur le divise par G : un reste nul signifie qu’aucune erreur n’est détectée, tandis qu’un reste non nul signale une erreur détectée.

Compléments

• Une séquence de n bits correspond à un polynôme à n termes, de x⁰ à xⁿ⁻¹ ; le bit le plus à gauche est le coefficient de xⁿ⁻¹ et celui le plus à droite est le coefficient de x⁰.

• La séquence binaire 100101 correspond au polynôme $x^5 + x^2 + 1$.

• L’émetteur et le récepteur utilisent le même polynôme générateur constant G(x), qui sert à déterminer les bits transmis et à vérifier la transmission.

💡 Astuce mémo

Décaler, diviser par G, ajouter le reste, puis vérifier le reste reçu.

📖 4. Parité et contrôle CRC

📝 Points essentiels

• L’exercice CRC demande de calculer le contrôle pour $M(x)=x^4+x^2+x$ avec $G(x)=x^2+x$, puis de vérifier si le message reçu est correct ou erroné.

📖 5. Adressage physique et MAC

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse MAC : Identifiant unique de la machine, stocké et inscrit par le constructeur sur la carte réseau.

★ À maîtriser

📌 En liaison multipoint, l’adresse physique est l’adresse MAC utilisée sur un réseau local, tandis qu’en liaison point à point, souvent associée au réseau étendu, l’adresse est généralement codée sur 1 octet dans PPP et HDLC et correspond à l’un des deux nœuds.

• Une adresse MAC comporte 48 bits répartis en 6 octets et s’écrit en hexadécimal, par exemple 00-1E-33-1D-6A-79.

Compléments

📌 Dans l’adresse MAC, le bit B1 indique le type d’adresse : 0 signifie unicast et 1 multicast.

📌 Dans l’adresse MAC, le bit B2 distingue l’adresse universelle définie par le constructeur (0) de l’adresse locale définie par l’administrateur réseau (1).

• Les 22 bits OUI identifient le constructeur et les 24 derniers bits rendent l’adresse MAC unique chez ce constructeur.

💡 Astuce mémo

Unicast vise un destinataire ; multicast vise un groupe.

📖 6. Ethernet et trame de couche 2

🔑 Notions clés & Définitions

• Préambule Ethernet : Une alternance de 0 et de 1 qui synchronise l’horloge du récepteur sur celle de l’émetteur.
• EtherType : Champ long de 2 octets dans Ethernet II, indiquant le protocole de niveau 3 utilisé pour transmettre le message.
• FCS Ethernet : Champ de 4 octets qui contrôle l’intégrité de la trame à 1 bit près au moyen d’un CRC couvrant tous ses champs.

★ À maîtriser

• La trame Ethernet II est utilisée dans les réseaux TCP/IP.

• Dans la trame Ethernet II, les adresses MAC du destinataire puis de l’émetteur occupent chacune 6 octets ; les 3 premiers octets identifient le constructeur et les 3 suivants le numéro d’interface chez ce constructeur.

Compléments

• En 1980, Ethernet I ou DIX 1.0, développé par DEC, Intel et Xerox, proposait un débit de 10 Mb/s.

• En 1983, l’IEEE a publié la norme IEEE 802.3 afin de normaliser le protocole sur les équipements réseau de tous les fabricants.

📖 7. Encapsulation et trame HDLC

🔑 Notions clés & Définitions

• HDLC : Protocole synchrone orienté bit de la couche liaison de données, développé par l’ISO à partir de la norme SDLC proposée dans les années 1970, et fournissant des services avec ou sans connexion.

★ À maîtriser

• Dans HDLC, le fanion délimite le début et la fin de la trame et correspond à la séquence 01111110.

• Pour assurer la transparence dans HDLC, l’émetteur ajoute un 0 après chaque suite de cinq bits 1 dans les données, puis le récepteur retire ce 0 après chaque telle suite.

• Le FCS HDLC est le reste de la division polynomiale des N bits de la trame par un générateur normalisé de degré 16 ; le récepteur compare le reste recalculé au champ FCS et rejette la trame s’ils diffèrent.

Compléments

📌 En liaison multipoint, le champ adresse HDLC identifie la station secondaire et peut désigner une adresse particulière, un groupe ou une diffusion ; en point à point, il n’est pas pris en compte, et PPP utilise l’adresse FF comme adresse de diffusion.

• Dans le format HDLC décrit, la taille minimale de la trame sans fanion est de 32 bits, soit 4 octets.

💡 Astuce mémo

Fanion, adresse, commande, données, FCS : les champs structurent la trame.

📖 8. Trames HDLC et contrôle des échanges

★ À maîtriser

📌 Les trames HDLC I transportent les données de couche 3, les trames S assurent la supervision et les trames U sont non numérotées et servent notamment à gérer la liaison.

• Dans une trame I, N(S) est le numéro de la trame envoyée, P/F distingue P pour les commandes et F pour les réponses, et N(R) indique la prochaine trame attendue tout en acquittant les trames de numéro inférieur.

📌 RR acquitte les trames de numéro inférieur à N(R) et indique que le récepteur est prêt, tandis que RNR acquitte ces trames mais demande à l’émetteur de suspendre l’envoi jusqu’à une trame RR portant N(R).

📌 REJ acquitte les trames de numéro inférieur à N(R) et demande la retransmission à partir de N(R), tandis que SREJ demande seulement la retransmission de la trame N(R).

Compléments

• Les codes de contrôle HDLC sont 00 pour RR, 10 pour RNR, 01 pour REJ et 11 pour SREJ.

• Les commandes HDLC U citées comprennent SARM, SABM, DISC et UA, utilisées respectivement pour établir un mode, établir le mode ABM, déconnecter et acquitter sans numéro.

💡 Astuce mémo

RR autorise la réception ; RNR la suspend jusqu’à RR.

📊 Tableaux de synthèse

Rôle des sous-couches LLC et MAC

Fonctions des trames HDLC