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# Detection des collisions
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Influende du temps de propagation.
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```
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Postes : A B C D E
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*---*---*---*---*
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. . . . .
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T0 : ####.___.___.___.
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. . . . .
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T0+x : .___.####___._xxx
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. . . . .
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T0+y : .___.__####_xxx_.
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. . . . .
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T0+z : .___.____#x#x___.
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. . . . .
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```
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à T0+z, la collision à lieu, A et E ont fini d'émettre et n'ont pas détecté la collision,
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elles pensent pouvoir continuer à envoyer des trames sur le médium.
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## Solution : slot-time
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Pour éviter ce genre de collision, nous introduisons un délai avant chaque nouvelle transmission
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pour s'assurer que l'information ait pu rejoindre tout le réseau avant d'émettre à nouveau.
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Ce délai (slot-time) est généralement choisi à deux fois le temps de parcours de l'information sur tout le médium.
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## Taille minimum d'une trame
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Pour que l'on puisse détecter la collision, il faut que la station émettrice
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soit toujours en train d'émettre lorsque la station la plus éloignée détecte l'émission.
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Il faut donc que le temps d'émission d'un trame de longueur minimale soit supérieure au slot-time.
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ex :
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vitesse | taille mini | slot time
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...
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## Reprise après collision (binary exponential backoff)
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Après la détection de la collision, la station doit retransmettre la même trame au bout d'un temps aléatoire dépassant le slot-time et du nombre de collisions successives déjà subies.
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Le nompre de collisions successives est proportionnel au temps de retransmission.
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Calcul du temps d'attente : M x slot Time
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- 0 =< M < 2^k
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- 0 < k < 2^(n-1).
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- n est le nombre de collision par rapport à la station
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- le nombre aléatoire est d'abord choisi dans [0, 1]
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- puis dans [0, 3]
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- puis [0, 7]
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- ...
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- à la 10e tentative, [0, 1023]
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- à la 16e tentative, la transmission est abandonnée.
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## Exemple
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```
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station : A B C D E
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-*---*---*---*---*-
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```
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A et E subissent une collision :
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### Cas 1
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```
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station : A E
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-*---*-#####-*---*-
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n : 1 1
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k : [0,1] [0,1]
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```
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règles :
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- k_A = 0 & k_E = 0 => collision
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- k_A = 0 & k_E = 1 => pas de collision
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|
- k_A = 1 & k_E = 0 => pas de collision
|
|
- k_A = 1 & k_E = 1 => pas de collision
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valeurs de k
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| A | E |
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|---|---|
|
|
| 0 | 0 |
|
|
| 0 | 1 |
|
|
| 1 | 0 |
|
|
| 1 | 1 |
|
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probabilité que A gagne : 1/4
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|
probabilité que E gagne : 1/4
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|
probabilité de collision à nouveau : 1/2
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### Cas 2
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|
```
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station : A E
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-*---*-#####-*---*-
|
|
n : 1 2
|
|
k : [0,1] [0,1,2,3]
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|
```
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|
valeurs de k
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| A | E |
|
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|---|---|
|
|
| 0 | 0 |
|
|
| 0 | 1 |
|
|
| 0 | 2 |
|
|
| 0 | 3 |
|
|
| 1 | 0 |
|
|
| 1 | 1 |
|
|
| 1 | 2 |
|
|
| 1 | 3 |
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|
probabilité que A gagne : 5/8
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|
probabilité que E gagne : 3/8
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|
probabilité de collision à nouveau : 2/8 : 1/4
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## Domaine de collision
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- sur une topologie BUS, ou sur une topologie étoile constituée d'un HUB, le signal ethernet est ...
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## Conclusion
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le CSMA/CD n'est potentiellement pas adapté aux applications temps réel car non déterministe
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# CSMA/CR (Collision .. with Collision Resolution)
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dans la méthode CSMA/CR, la station utilises des fonctionnalité plus élabotées pour détecter une collision dès que possible.
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Pour éviter les collisions en chaine, une station qui transmet une trame cesse d'émettre si elle recoit un bit différent du sien ;
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- Une station qui émet un bit à 1 s'arrete si elle voir passer sur le support un bit à zéro.
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|
- Une station qui recoit un bit identique à celui qu'elle a émis continue à émettre.
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## Évolutions
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| Port | mode |
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|-------------|-------------|
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| 10BT | Half-duplex |
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| 100BASETx | Full-duplex |
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| GB ethernet | Full-duplex |
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### Switch
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```
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[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
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| | : | |
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A B C D E
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```
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| Port | Mac |
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|------|-----|
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| 1 | A |
|
|
| 2 | B |
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|
| 3 | C |
|
|
| 4 | D |
|
|
| 5 | E |
|
|
| 6 | |
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|
chaque port du switch est un domaine de collision.
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Le switch n'envoie le trafic que sur le port concerné.
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# Trame ethernet
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```
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+-----------+-----+-----------+----------+------+----------+-----+-----+
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| préambule | SFD | Dést. MAC | Src. MAC | Type | donnée | FCS | IPG |
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+-----------+-----+-----------+----------+------+----------+-----+-----+
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```
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- préambule : 7 octets pour synchroniser les horloges du traget.
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- Start Frame DElimiter : 1 octet qui indique au récepteur que le champ destination MAC démarre au prochain octet (synchro)
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- Dest : 6 octets d'une addresse MAC
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- Src : 6 octets d'une addresse MAC
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## Domaine de Broadcast
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Au contraire d'une communication unicast, il est possible d'adresser des trames de données
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à tous les membred d'un même réseau uniquement par des adresses spécifiques.
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|
Adresse MAC de diffusion générale est FF.FF.FF.FF.FF.FF
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Un switch recevant une trame broadcast sur l'un de ses ports la diffusera sur tous les autres ports.
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> note :
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> un broadcast propagé dans un réseau contenant un cycle risque de se répéter à l'infini sur ce dernier.
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> La solution est d'utiliser des switch implémentant le protocole spanning tree ;
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|
> Qui réduit le nombre de récepteur des paquets broadcast à un réseau ne contenant pas de cycles entre les switchs.
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Un routeur ne propage pas de broadcast car il interface deux réseaux différents, et un broadcast est adressé à un seul réseau.
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## VLAN
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un VLAN permet de, virtuellement, utiliser une seule liaison pour véhiculer deux réseaux séparés entre deux switchs qui le supportent.
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```
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[ switch A ] =trunk= [ switch B ]
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| | | |
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| | | |
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|
[A][X] [B][Y]
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|
/ \ / \
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|
vlan1 vlan2 vlan1 vlan2
|
|
. . . .
|
|
. . . . . . . . . . . . .
|
|
. . . . . . . . . . .
|
|
```
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|
Sur un switch, chaque VLAN est un domaine de broadcast.
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Il est possible de joindre des VLAN avec un Routeur ;
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mais il est préférable de contrôler l'accès entre deux VLAN
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de responsabilités différentes avec un Routeur configuré en pare-feu.
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> note : LAN est une norme 802
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# Réseau WIFI
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## Topologies
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### Ad-Hoc / indépendant
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|
```
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|
A
|
|
| \
|
|
| \
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|
B -- C
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|
```
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|
|
Les enteines de chaques membre peut communiquer dirrectement avec celles des autres membres du réseau.
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### Infrastructure
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|
```
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|
A
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|
|
|
|
B --o-- C
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|
^\_ point d'accès
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|
```
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|
|
Les membres du réseau sont tous connectés à un point d'accès.
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|
## Utilisation des ondes
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Comme la bande FM, les réseaux wifi sont divisées en canaux se chevauchant.
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|
```
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-------------------------------------------------
|
|
......1...... ........6..... .......11.....
|
|
......2....... .......7...... .....12......
|
|
.......3....... ......8....... .....13.....
|
|
.......4....... ......9.......
|
|
........5....... ....10.......
|
|
|
|
^^^^^^^^^^^^^\_ 22 Mhz
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|
```
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|
- 13 bandes
|
|
- 3 bandes distinctes
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- 22 Mhz de longueur
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|
- 2.4 Ghz
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## Codages
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- DSSS
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|
- FHSS
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|
- OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing
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- OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access
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|
## Les couches 802.11
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- Liaison
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- LLC : 802.2
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|
- MAC : 802.11
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|
- Physique
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|
- FHSS
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|
- ...
|
|
- OFDMA
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|
## Standards
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|
| Nom | 802.11b | 802.11a | 802.11g | 802.11n | 802.11ac | 802.11ax |
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|
|---------------|----------|---------|---------|----------|----------|--------------|
|
|
| Fréquences | 2.4 Ghz | 5 | 2.4 | 2.4 ou 5 | 5 | 2.4 ou 5 |
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| Transfert max | 11 Mb | 54 | 54 | 150 | 3.4 Gb | 10.5 |
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|
| Modulation | DSSS | OFDM | OFDM | OFDM | OFDM | OFDL / OFDMA |
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| Portée | 35-140 m | 35-120 | 35-140 | 50-250 | 20-300 | 20-300 |
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| année | 1999 | 1999 | 2003 | 2009 | 2013 | 2021 |
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## Méthode d'accès au médium
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CSMA/CD inapproprié
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- dificile d'écouter le médium lors de la transmission
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- 2 stations peuvent être visibles l'une de l'autre
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CSMA/CA méthode adapté
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- carrier sense multiple access
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- collision avoidance : évitement des collisions
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- méthode par compétition
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### principe du CSMA/CA
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1. Une station souhaitant émettre écoute si le médium est libre.
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- si c'est le cas, elle attend pendant un temps fixe (DIFS) + temps aléatoire.
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2. si le média est toujours libre, alors elle émet.
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acquittement (ack) après un silence SIFS.
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```
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------------------------------
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Source : .###..........
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Destination : .....#........
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Autre station : .......###....
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|
^\_ ACK
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|
```
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|