Chp8 Architecture Des Réseaux-HDLC PPP

Report
Architecture Des Réseaux
Chapitre 8
HDLC-PPP
High Level Data Link Control
HDLC
Historique: Protocoles Liaison de
données
• Le premier Premier protocole de liaison réalisé par IBM
pour son architechture SNA s'appelait SDLC :
"Synchronous Data Link Control« .
But était de s'affranchir de deux principaux problèmes :
– les erreurs de transmission
– le contrôle de flux
• Supérieur aux autres protocoles alors existants du type
"envoyer et attendre" qui génèrent des délais, ce
protocole a sur eux l'avantage d'acquitter les trames
par blocs et pas une par une, ce qui fait gagner du
temps
Historique: Protocoles Liaison de
données
High Level Data Link Control (HDLC)
• Protocole de la couche 2 du modèle OSI
• Normalisé par l’OSI
• HDLC est le "père" de la plupart des protocoles
de liaison
• Liaisons Point à Point
• Dans les configurations primitives (avant LAP-B)
les échanges de données se faisaient en mode
MAITRE-ESCLAVE
HDLC modes de fonctionnement
• Il a 3 modes de fonctionnement:
– NRM Normal Response Mode :
Le secondaire attend les ordres du primaire (initiateur de la liaison).
La liaison est en half-duplex
– ARM Asynchronous Response Mode :
Toujours half-duplex, mais le secondaire est libre d’émettre quand il le
veut.
Il peut y avoir un problème de contention si les deux émettent en
même temps.
Ce protocole est connu aussi sous le nom de LAP (IEEE) : Link Access
Protocol
– ABM Asynchronous Balanced Mode :
Ce mode, plus performant, est full-duplex et ne peut donc exister que
sur une liaison physique full-duplex.
Connu aussi sous le nom de LAP-B (Link Access Protocol –Balanced
mode)
Trame HDLC
• Les trames doivent avoir une longueur
supérieure à 32 bits et inférieure à 1150 bits
Trame HDLC
Trame HDLC
• Fanion ou Drapeau
(Flag) : 01111110
• Problème: Le fanion ne doit jamais apparaître dans une
suite binaire sous peine de décider la fin de trame
• Solution: Transparence binaire {"Bit Stuffing"}: on insère un
« 0 » après 5 « 1 »
• Suite binaire formant une trame à émettre
010010000011111101111100
Adjonction des bits de transparence ("stuffed bits")
010010000011111 0 1011111 0 00
Délimitation de la trame par les fanions
01111110 01001000001111101011111000 01111110
• En réception suppression des fanions et des bits 0
Trame HDLC
• Le champ CRC
"Polynôme générateur" G(x) = x16+x13+x5+1
Le CRC est effectué sur toute l'étendue de la
trame sauf délimiteurs
Trame HDLC
• Champ contrôle:
Le plus souvent codé sur 1 octet.
Pour ABM (LAP B) ce champ est codé sur 2 octets
• Remarque: dans le schéma suivant le bit de poids
le plus faible est le bit 1
Trame HDLC
N(S)
Numéro de la trame I à l'émission (Send).
N(R)
Numéro de la prochaine trame I attendue à la réception (Receive).
S
Code binaire caractérisant le type de commande ou de réponse dans une trame S.
M
Code binaire caractérisant le type de commande ou de réponse dans une trame U.
P
Caractérisant une commande.
F
Caractérisant une réponse à une commande.
Trame HDLC
• P/F : à le sens P pour le primaire et F pour le
secondaire.
– en NRM : P=1 invite le secondaire à transmettre F=1
le secondaire redonne la main
– en ARM ou ABM : P=1 invite le secondaire à répondre
le plus vite possible
il répond en mettant F=1
Trame HDLC
• Le type de trame est distingué par les 2 premiers bits du champ de
commande.
• Trames d'Information: Contiennent les données en provenance ou à
destination des couches supérieures.
• Trames de Supervision: Assurent le contrôle d'erreur et de flux.
• Trames Non numérotées: servent à l'initialisation de la liaison et aux
problèmes de reprise sur erreur non réglés à la couche 2
Quelques Commandes et Réponses
Type de trame
Trames I : Information
8
7
6
5
4
3
2
N(S)
1
Rép/Com
N(R)
P
0
RR : Prêt à recevoir. - Receive Ready
Rép/Com
N(R)
P/F
0
0
0
1
RNR : Pas prêt à recevoir. - Receive Not Ready
Rép/Com
N(R)
P/F
0
1
0
1
REJ : Rejet - Rejected.
Rép/Com
N(R)
P/F
1
0
0
1
Trames S : Supervision
LAP
ou
LAP B
Trames U (Unnumbered) Non numérotées.
SNRM : Set Normal Response Mode
Com
0
0
0
P
1
1
1
1
LAP
DM : Indication de mode déconnecté. Disconnected Mode.
Rép
0
0
0
F
1
1
1
1
LAP B
SABM : Set Asynchronous Balanced Mode
Com
0
0
1
P
1
1
1
1
LAP B
DISC : Déconnexion - Disconnection
Com
0
1
0
P
0
0
1
1
LAP/LAP B
UA : Accusé de réception - Unumbered Ack.
Rép
0
1
1
F
0
0
1
1
LAP/LAP B
CMDR : Rejet de commande. Command Rejected
Rép
1
0
0
F
0
0
1
1
LAP
FRMR : Rejet de trame. - Frame rejected
Rép
1
0
0
F
0
1
1
1
LAP B
Conclusion
•
•
•
•
•
•
Numérotation de trames.
N(S) et N(R) sur 3 bits => valeurs de 0 à 7
Acquittements.
Temporisateur de retransmission.
Fenêtre d'émission.
Contrôle d'erreurs
Point-to-Point Protocol
PPP
Point-to-Point Protocol: PPP
• Couche 2 du modèle OSI
• Supporte IP et d’autres protocoles de la couche 3
• TCP/IP Network Interface Layer Protocols: SLIP
and PPP
• PPP venait pour remplacer le protocole SLIP Serial
Line Internet Protocol (Pas de fiabilité, ni de
détection d’erreurs, ni de sécurité pour les
connexions séries)
• First main PPP standard, RFC 1171, in 1990
• PPP définit par des séries de RFCs
• PPP forme un exception pour les protocoles du
modèle TCP/IP (Couche 3 du modèle OSI et plus)
PPP: Fonction générale et architecture
• Pour les connexions point
à point
• Orienté connexion
• Peut supporter différentes
connexions de la couche
physique.
• Lignes synchrones ou
asynchrones
• Modes half-duplex
et full-duplex
PPP: Fonction générale et architecture
• L’un des protocoles le plus populaire dans les
technologies WAN
• Associé le plus souvent à l’utilisation d’un dial-up
modem.
Il peut pourtant fonctionner sur n’importe quel
type similaire de la couche physique (ex. ISDN B
channels)
• Son succès a mené au développement de
protocoles dérivés tel que PPP over Ethernet
(PPPoE) et PPP over ATM (PPPoA)
PPP: Avantages
• Multiplexage de plusieurs protocoles de la couche 3 sur
un seul lien
• Détection des erreurs: CRC
• Négociation des paramètres d’un lien
• Test du lien avant la transmission des infos et
surveillance de la qualité du lien
• Supporte l’authentification
• Supporte des fonctions optionnelles qui comprennent
la compression, le cryptage et l’agrégation du lien
• Link aggregation: allowing two devices to use multiple
physical links as if they were a single, higherperformance link.
PPP: Les composants
• PPP Point-to-Point Protocol est formé de plusieurs
protocoles (des douzaines).
Pour cela on peut le considérer comme un « protocol suite»
• Composants principaux:
– PPP Encapsulation Method: « framing » basé sur le protocole
HDLC
– Link Control Protocol (LCP): Responsable de l’établissement, du
maintien et de la libération d’une liaison (Paramètres peuvent
être négociés)
– Network Control Protocols (NCPs): PPP supporte plusieurs
protocoles de la couche 3. NCP est utilisé pour assurer des
fonctions d’établissement additionnelles nécessaires pour
certains protocoles.
Après LCP, le contrôle est passé au NCP.
PPP Internet Protocol Control Protocol (IPCP) pour IP
D’autres protocoles sont utilisés pour IPX protocol, NetBIOS
Frames (NBF) protocol, etc.
PPP: Les composants
• Quelques composants additionnels:
– LCP Support Protocols: utilisés durant la phase de
négociation d’un lien.
Ex. : authentication protocols CHAP and PAP
– LCP Optional Feature Protocols: utilisés durant la
phase de maintien.
Ex.: PPP Compression Control Protocol (CCP) pour la
compression du PPP data,
PPP Encryption Control Protocol (ECP) pour le
cryptage,
PPP Multilink Protocol (PPP MP) permet à un seul lien
PPP d’opérer sur plusieurs liens physiques.
PPP: Opération Générale
• Passe par 3 étapes
PPP: Etablissement d’un lien
• Quand on parle d’une liaison PPP en générale on
parle de l’état de la connexion LCP
• LCP gouverne l’état général du PPP (le « boss »)
• LCP est le protocole le plus important pour PPP, il
est le responsable de la configuration, du
maintien et de la terminaison de la liaison PPP
globale
• Quand le lien LCP est ouvert, chacune des liaisons
NCP peut être ouverte ou fermée
indépendamment de la liaison PPP (LCP) globale
PPP: Etablissement d’un lien et phases
PPP: Echange de messages LCP
PPP: Format général d’une trame
• Les messages PPP: Data ou contrôle
• Différents protocoles PPP utilisent plusieurs types
de trames
• Mais on a un seul format général de trame.
• La trame PPP utilise le format d’une trame HDLC
PPP: Format général d’une trame
• Flag =7F, Address=FF, Control=03
• La liste des différentes valeurs du champ
protocol est maintenue par l’IANA
Ex.: 0021-> IPv4, 002B -> IPX, 0057 -> IPv6,
8021 -> IPCP, C029 -> LCP, C223 -> CHAP
PPP: Format d’un message de contrôle

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