Module 6 : Couche Liaison de Données et Transfert des Trames

📌 6.1 La Couche Liaison de Données

✨ 6.1.1 La Couche Liaison de Données dans le Modèle OSI

La couche liaison de données (couche 2) est responsable de la préparation des données pour leur transmission sur le réseau physique. Elle offre une interface entre les couches supérieures et les technologies de média physique.

Fonctions principales :

• Encapsulation des paquets de la couche réseau (L3) en trames de la couche liaison (L2).

• Contrôle de la manière dont les données sont placées sur le média et reçues.

• Détection des erreurs dans les trames et rejet des trames corrompues.

• Communication NIC à NIC (interface réseau).

📊 Processus d’encapsulation :

Étape	Description
L3 (Paquet)	Contient l'adresse IP source et destination.
L2 (Trame)	Ajoute des adresses physiques (NIC) et d'autres informations de contrôle.

Exemple : Un ordinateur avec l'adresse IP 192.168.1.110 envoie une trame à un serveur avec l'adresse IP 192.168.1.5. L'adresse MAC source et destination sont ajoutées à la trame.

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⚙️ 6.1.2 Sous-couches IEEE 802

La couche liaison est divisée en deux sous-couches selon les standards IEEE 802 :

1. Logical Link Control (LLC) : Assure la communication entre le logiciel réseau et le matériel physique. Identifie les protocoles de couche 3 (ex. IPv4 ou IPv6).

2. Media Access Control (MAC) : Implémentée au niveau matériel, cette sous-couche gère :

   • L'adressage de la couche liaison.

   • L'encapsulation des données.

   • L'accès au média partagé.

📊 Correspondance des sous-couches :

Couche réseau	Couche liaison	Protocoles IEEE	Technologie
L3 (IPv4/IPv6)	LLC	IEEE 802.2	Tous les réseaux
L2 (MAC)	Ethernet	IEEE 802.3	Réseaux filaires (LAN)
	WLAN	IEEE 802.11	Réseaux sans fil

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🎛️ 6.1.3 Gestion de l’Accès aux Médias

Lorsque des paquets traversent plusieurs réseaux (LAN, WAN), la couche liaison doit :

• Décapsuler une trame reçue pour extraire le paquet.

• Réencapsuler le paquet dans une nouvelle trame adaptée au média suivant.

Exemple : Un routeur reçoit une trame Ethernet depuis un LAN, la traite pour décider de son chemin, et la renvoie encapsulée dans une trame série pour un WAN.

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🌐 6.1.4 Standards de la Couche Liaison

Contrairement aux couches supérieures du modèle TCP/IP, les standards de la couche liaison sont définis par des organismes comme :

• IEEE (Ethernet, Wi-Fi)

• ITU (technologies WAN)

• ISO (standards mondiaux)

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📌 6.2 Topologies Réseaux et Contrôle d’Accès

🗺️ 6.2.1 Topologies Physiques et Logiques

1. Topologie Physique :

   • Montre les connexions physiques entre les appareils (ex. câblage dans une salle serveur).

   • Exemples : point-à-point, étoile, étoile étendue.

2. Topologie Logique :

   • Définit la manière dont les trames circulent entre les appareils.

   • Exemples : routage IP sur une topologie physique.

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🛰️ 6.2.2 et 6.2.3 : Topologies WAN

Topologies WAN courantes :

1. Point-à-point : Connexion directe entre deux appareils.

2. Hub-and-Spoke : Une connexion centrale distribue les données vers d'autres nœuds.

3. Maillage : Chaque nœud peut être connecté à plusieurs autres pour la redondance.

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🖧 6.2.4 : Topologies LAN

• Étoile et Étoile Étendue :

  • Les appareils sont connectés à un commutateur central.

  • Facile à gérer et extensible.

• Bus : Appareils connectés en chaîne (obsolète).

• Anneau : Appareils connectés en boucle fermée (obsolète).

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🔄 6.2.5 : Communication Half-Duplex et Full-Duplex

• Half-Duplex : Transmission dans une seule direction à la fois (ex. réseaux sans fil).

• Full-Duplex : Transmission bidirectionnelle simultanée (ex. commutateurs Ethernet modernes).

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🛑 6.2.6 et 6.2.7 : Contrôle d’Accès (CSMA/CD et CSMA/CA)

1. CSMA/CD (Collision Detection) :

   • Utilisé dans les anciens réseaux Ethernet.

   • Détecte et corrige les collisions lorsque plusieurs appareils transmettent simultanément.

2. CSMA/CA (Collision Avoidance) :

   • Utilisé dans les réseaux sans fil.

   • Évite les collisions en réservant le canal avant la transmission.

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📌 6.3 Structure et Gestion des Trames

🖼️ 6.3.1 : Structure des Trames

Chaque trame de la couche liaison comprend trois parties :

1. En-tête (Header) : Contient des informations comme l’adresse source et destination.

2. Données (Data) : Charge utile (ex. paquet IPv4 ou IPv6).

3. Bandeau (Trailer) : Contient des informations pour la détection des erreurs.

📊 Structure générique d'une trame :

Champ	Fonction
Début de trame	Identifie le début de la trame.
Adressage	Adresses MAC source et destination.
Type	Protocole de couche 3 (ex. IPv4).
Contrôle	Services spéciaux (ex. QoS).
Données	Charge utile (ex. paquet réseau).
Détection d’erreur	Vérifie l’intégrité des données transmises.

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✨ 6.3.3 : Adresses de Couche Liaison

Les adresses de couche liaison (MAC) sont uniques et utilisées pour les communications locales. Contrairement aux adresses IP (couche 3), elles ne sont pas hiérarchiques et ne changent pas en fonction de la localisation du réseau.

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🏗️ 6.3.4 : Protocoles LAN et WAN

Protocoles de couche liaison :

1. LAN :

   • Ethernet (IEEE 802.3)

   • Wi-Fi (IEEE 802.11)

2. WAN :

   • PPP, HDLC, Frame Relay (remplacés progressivement par Ethernet).