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Liaison de données

La couche liaison de données (couche 2 OSI) prépare les paquets de couche 3 pour le support physique : elle les encapsule dans des trames, contrôle leur placement/réception sur le support, échange les trames entre nœuds, et détecte/rejette les trames corrompues. Un nœud est tout périphérique capable de recevoir, créer, stocker ou transférer des données (hôte ou périphérique intermédiaire).

Sans cette couche, IP devrait connaître et s'adapter à chaque type de support possible.

Sous-couches IEEE 802 LAN/MAN​

  • LLC (802.2) : fait le lien entre le logiciel réseau (couches supérieures) et le matériel — indique quel protocole de couche 3 (IPv4/IPv6) est utilisé, permettant à plusieurs protocoles de partager la même interface.
  • MAC (802.3/802.11/802.15) : implémentée dans le matériel, gère l'encapsulation des données et l'accès au support :
    • Délimitation de trame : synchronise émetteur/récepteur.
    • Adressage : adresses source/destination pour le support partagé.
    • Détection d'erreurs : queue de bande.
    • Contrôle d'accès au support, nécessaire uniquement en semi-duplex (le duplex intégral n'en a pas besoin).

À chaque tronçon, un routeur : accepte la trame → la désencapsule → réencapsule le paquet dans une nouvelle trame adaptée → la transmet sur le segment suivant.

Les normes de couche liaison de données (contrairement aux RFC de l'IETF pour les couches supérieures) viennent d'organismes comme IEEE, UIT, ISO, ANSI.

Topologies​

  • Physique : connexions physiques réelles entre périphériques (point à point ou étoile, généralement).
  • Logique : comment les trames circulent réellement entre les nœuds (adressage IP, interfaces virtuelles).

Topologies WAN​

  • Point à point : la plus simple, liaison permanente entre deux extrémités.
  • Hub and spoke : un site central relié à des filiales ; les filiales ne communiquent entre elles qu'en passant par le centre.
  • Maillée : tous les nœuds interconnectés — haute disponibilité mais coût élevé.

Topologies LAN​

Généralement étoile ou étoile étendue (périphériques connectés à un commutateur central, extensible en interconnectant plusieurs commutateurs) : simple, évolutif, facile à dépanner.

Anciennes topologies (historique, avant les commutateurs) :

  • Bus : tous les nœuds en chaîne, terminée aux deux bouts — pas de périphérique d'infrastructure requis.
  • Anneau : chaque nœud relié à son voisin en boucle (FDDI, Token Ring) — pas besoin de terminaison.

Duplex : semi vs intégral​

  • Semi-duplex : un seul sens à la fois (anciens bus, concentrateurs, WLAN).
  • Duplex intégral : émission et réception simultanées (commutateurs Ethernet modernes).

Une mauvaise correspondance duplex entre deux interfaces connectées cause perte d'efficacité et latence.

Méthodes de contrôle d'accès​

Sur un réseau à accès multiple (plusieurs périphériques peuvent vouloir émettre en même temps) :

  • Accès avec gestion des conflits : les nœuds sont en concurrence pour le support.
    • CSMA/CD (détection de collision) : anciens LAN Ethernet en bus/concentrateur. Si deux appareils émettent en même temps, une collision est détectée (signal anormal) et les données sont retransmises.
    • CSMA/CA (évitement de collision) : WLAN 802.11. Chaque émetteur annonce la durée de sa transmission pour que les autres attendent ; un accusé de réception confirme la bonne arrivée de la trame.
  • Accès contrôlé : chaque nœud utilise le support à tour de rôle (Token Ring, ARCNET — obsolètes, inefficaces).

Aujourd'hui, les LAN Ethernet commutés fonctionnent en duplex intégral et n'ont pas besoin de méthode de contrôle d'accès.

Trame​

Une trame = en-tête + données + queue de bande. La structure exacte varie selon le protocole (ex. WLAN a plus d'informations de contrôle qu'Ethernet, pour gérer l'évitement de collisions).

Champs typiques : indicateurs début/fin, adresses source/destination, type (protocole couche 3), contrôle (QoS), données, détection d'erreurs (CRC, stocké dans le champ FCS de la queue de bande).

Adresse de couche 2​

L'adresse physique (ex. MAC) est propre au périphérique, non hiérarchique : elle ne change pas si le périphérique change de réseau, mais n'a de sens que localement (sur le support partagé). Contrairement à l'adresse IP (couche 3), elle n'est pas acheminée de bout en bout — un routeur désencapsule chaque trame reçue, lit l'adresse IP, puis réencapsule dans une nouvelle trame pour le segment suivant.

Trames LAN et WAN​

  • LAN : Ethernet (filaire), 802.11 (sans fil).
  • WAN (historiquement) : PPP, HDLC, Frame Relay, ATM, X.25 — aujourd'hui largement remplacés par Ethernet.

Le protocole de couche 2 utilisé dépend de la topologie logique et du support physique. Les LAN utilisent des technologies à haute bande passante (zone géographique restreinte, forte densité), tandis que les WAN, couvrant de grandes distances, ont historiquement une bande passante plus limitée et coûteuse — d'où des protocoles différents.

TODO​

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