ts6

Copyright
© 2000-2015 LHERBAUDIERE


4 pages à l'impression		 Hit-Parade version initiale 2000
AVERTISSEMENT dernière mise à jour
22 mars 2013
cliquez sur le mot avertissement ou information ci-dessus pour connaitre une info essentielle avant de lire ce module et n'hésitez pas à cliquer en bas de page sur l'icone sommaire du site ça vous ouvrira d'autres perspectives

transmission de l'info : radio ou internet

partie (6/7) les réseaux

les réseaux industriels un schéma typique
l'intranet et la connexion ethernet
une collection d'icônes
pour visiter tout le site
généralités

Dans le chapitre précédent nous avons examiné les modes classiques de transmission de données, aujourd'hui une autre technologie est en plein essor et va être exploitée aussi pour la transmission de données techniques, c'est internet, ou si l'on reste en interne dans l'entreprise le réseau intranet dont le mode de fonctionnement est identique et basé sur les protocoles TCP/IP. Nous allons donc examiner le concept intranet/internet et cette collection de protocoles cachés derrière le sigle TCP/IP afin de comprendre comment ils peuvent être exploités pour transmettre des données.

En outre dans le chapitre 3 nous avions indiqué qu'industriellement la notion de bus de terrain était en plein essor mais que ce développement était freiné par la non compatibilité entre les divers bus de terrain présents sur le marché, et qu'à terme seul subsistera vraisemblablement une architecture basée sur le protocole TCP/IP. Nous rappelons à ce propos l'architecture présentée au chapitre 3 car elle va nous servir à expliciter certains problèmes.


Fig. exemple de structure multi-réseau industrielle

Nous emprunterons à R. Perdriau de l'ESEO une grande partie de la suite de ce paragraphe de généralités.

Pourquoi le protocole IP doit-il s'imposer? Il y a plusieurs raisons parmi lesquelles nous citerons le besoin d'interconnexion, le fait qu'IP est un protocole mondialement connu et normalisé absolument indépendant d'un fournisseur, enfin notons deux approches différentes: soit on désire un accès ponctuel via Internet à l'entreprise (cas des technico-commerciaux ou des ingénieurs en déplacement), soit on dispose d'un réseau local qu'on va normaliser en utilisant le protocole IP ce qui permettra de l'interfacer aisément à d'autres via Internet.

Notons en outre que ce protocole peut-être implanté sur différents supports physiques (RTC = modem, Ethernet, Bluetooth...) et qu'il n'est pas nécessairement lié au réseau Internet lui-même (cas de réseaux de capteurs).

De nombreux protocoles sont liés à IP ainsi que le montre le diagramme ci-dessous


Nous allons ci-dessous très succinctement les lister avant de rentrer dans les détails dans les paragraphes suivants: Notons que chaque communication UDP ou TCP utilise un "port": modèle client-serveur, ports normalisés pour les protocoles de haut niveau, possibilité d'utiliser un port libre pour un simple dialogue UDP, acquittement éventuel des trames par le niveau logiciel supérieur.

En milieu industriel qu'est-ce qu'on va rencontrer? Pour l'implémentation de la couche physique on peut imaginer l'emploi d'un FPGA ou d'un ASIC, mais aussi de composants plus ou moins dédiés tels les LXTxxx (Intel) 68160 (Motorola) RTL8201 (Realtek) NetPHY (AMD) et bien d'autres.

Pour tout implémenter simultanément PHY/MAC/IP il existe des microcontrôleurs tels le CS89712 (Crystal) et pour la partie logicielle quelques solutions gratuites Microchip, Linux, µCLinux et le site web de CircuitCellar par ex. Et bien entendu de nombreuses solutions commerciales. Citons bien évidemment celle développée à l' ESEO sur la base d'un PIC16F877 et d'un CS8900A.

réseau intranet

Revenons sur la notion de réseau.

Un réseau est un ensemble de machines, ordinateurs le plus souvent, mais pas exclusivement, qui communiquent entre elles via une technique de transmission mise en commun entre ces diverses machines. Dans un réseau très localisé la communication peut s'effectuer point à point (c'est par exemple le cas de l'atelier 2 à droite sur la figure en début du chapitre), c'est à dire que chaque machine est reliée à un bus commun, via le plus souvent une carte d'interfaçage dite carte Ethernet, parfois un serveur gère les transmissions (type Netware par exemple) et parfois chaque machine peut jouer le rôle de serveur de fichiers (ex machines fonctionnant sous windows 98). Cependant cette structure ne permet pas réellement des communications à longue distance. Dans le cas où l'on souhaite de telles communications il faudra passer par des dispositifs sensiblement plus puissants appelés routeurs qui vont jouer un rôle d'interface entre un réseau très local et un grand réseau tel internet. Un routeur peut être considéré comme un dispositif capable de lire les adresses logiques et donc d'orienter les données vers leur destinataire.

Dans l'exemple figuré ci-avant on rencontre plusieurs structures différentes localement homogènes tel l'atelier 1 en bas à gauche ou le terrain à droite mais qui sont organisées selon des réseaux différents, c'est à dire incompatibles entre eux et l'on devra disposer pour les relier de dispositifs dits passerelle, pont (bridge) ou routeur dont l'action sera d'identifier un message venant d'un réseau et de le transcrire de telle sorte qu'il puisse être envoyé sur un autre. Ainsi si l'on imagine que l'ordinateur hôte (en haut) de l'administration doit pouvoir récupérer les données des capteurs sur le terrain il va falloir transmettre ces données d'abord via le bus de terrain au contrôleur de ce bus lequel après mise en forme du message (ajout d'adresse de départ et de destinataire plus quelques informations de contrôle exigées par le protocole du bus LAC) va l'envoyer sur le bus LAC. La passerelle va assurer la transcription de ce message pour le rendre compatible avec le bus MAP, puis le routeur le récupérera pour le transcrire dans le protocole TCP/IP utilisé sur le réseau administratif. Ainsi il est tout à fait vraisemblable que non seulement le contenu, mais aussi la longueur du message va évoluer en passant d'un réseau à l'autre. Seuls trois éléments sont invariants dans cet exemple : la donnée numérique issue du capteur et les adresses de départ et d'arrivée. Mais on pourrait avoir choisi une suite de bus qui imposeraient de modifier leur ordre chronologique dans le message !

On imagine aisément la complexité de cette suite d'opérations, sa lourdeur et pourtant ici il s'agit d'un système relativement peu complexe puisque le chemin emprunté par le message est unique. On conçoit qu'il serait sans doute plus rationnel que tous les éléments figurant sur cette figure parlent le même langage et exploitent le même protocole d'échange et c'est pourquoi nous militons pour le choix de TCP/IP.

Dans la suite nous allons donc décrire plus spécifiquement TCP/IP dans le cas d'un réseau au standard Ethernet, tel qu'il peut être défini matériellement suivant le schéma ci-dessous dans lequel nous avons fait figurer les 4 implémentations matérielles les plus classiques 10 Base-2, 10 Base-T, 100 base-TX et 100 Base-FX avec leurs caractéristiques basiques (type de cable, longueur maxi, et vitesse te transmission maxi). Notons que sur un cable coaxial les stations sont montées en parallèle (via un connecteur en T) tandis qu'en liaison par paire torsadée elles sont en étoile et sont connectées par l'intermédiaire d'un hub lui-même branché en parallèle sur un coaxial (ou une fibre optique). La connexion entre gros coaxial et coaxial fin peut s'effectuer via une "prise vampire" tandis qu'en bout de paire torsadée on dispose d'un connecteur RJ45.


Fig. la connexion Ethernet
 Hit-Parade