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Le protocole du bit alterné

Comme nous l'avons vu précédemment, la couche 3 permet de couper les trames en paquets avant d'être envoyée. Ces paquets seront reconstitués ensuite par le récepteur.

Voyons comment peut se dérouler naïvement un transport dans un monde parfait.

Nous représentons l'émetteur ainsi que le récepteur à l'aide d'un automate.

Ici, l'émetteur n'a qu'un état, l'état 0. Dès qu'il reçoit unn message, il l'envoie. De même, le récepteur n'a qu'un état, l'état 0. Il attend en permanence un message. Ces diagrammes n'incluent volontairement pas ce qu'on fait des messages reçus.

\(m\) désigne un message quelconque. \(!m\) vaut dire "envoyer m".

sequenceDiagram
    participant Emetteur
    participant Recepteur

    Emetteur->>Recepteur: M1
    Emetteur->>Recepteur: M2
    Emetteur->>Recepteur: M3
    Note over Recepteur: Les messages sont reçus les uns après les autres

Cependant, de multiples raisons peuvent faire su'un message peut être perdu

Comment les messages peuvent-ils se perdre?

  1. Perte Physique : Dans un réseau, les données sont transmises via des ondes radio, des fils électriques, ou des fibres optiques. Des perturbations physiques peuvent provoquer une perte :

  2. Interférences : Dans une connexion sans fil, des interférences (par ex., un four à micro-ondes ou d'autres réseaux Wi-Fi) peuvent corrompre les données. Le bruit électromagnétique peut affecter les câbles ou les signaux optiques, surtout sur de longues distances.

  3. Défaillance matérielle : Une carte réseau défectueuse ou un routeur mal configuré peut ne pas transmettre correctement les paquets.

  4. Saturation ou Congestion du Réseau: Si une liaison réseau est surchargée : En cas de saturatin d'un routeur, les paquets excédentaires sount souvent abandonnés.

Cette liste est non-exhaustive

En cas de problème de communication, on pourrait se retrouver dans cette situation:

sequenceDiagram
    participant Emetteur
    participant Obstacle
    participant Recepteur    

    Emetteur->>Recepteur: M1    
    Emetteur->>Obstacle: M2 
    Emetteur->>Recepteur: M3
    Note over Recepteur: Le récepteur n'a reçu <br>que les paquets M1 et M3

Il faut trouver une solution afin de garantir la fiabilité de la communication. Pour ce fair on introduit les ACK (acknowledgement). Ce sont des messages envoyés par le réceptuer à l'émetteur afin qu'il sache que le message est bien arrivé.

sequenceDiagram
    participant Emetteur
    participant Récepteur    

    Emetteur->>Récepteur: M1    
    Récepteur->>Emetteur: ACK1    
    Emetteur->>Récepteur: M2 
    Récepteur->>Emetteur: ACK2 
    Emetteur->>Récepteur: M3
    Récepteur->>Emetteur: ACK3

En cas d'obstacle, l'émetteur ne reçoit pas l'ACK et renvoie le message.

sequenceDiagram
    participant Emetteur
    participant Obstacle
    participant Récepteur    

    Emetteur->>Récepteur: M1    
    Récepteur->>Emetteur: ACK1    
    Emetteur->>Obstacle: M2
    note over Emetteur: Récepteur ne reçoit pas l'ACK. <br>Il renvoie le message 
    Emetteur->>Récepteur: M2
    Récepteur->>Emetteur: ACK2

Voilà qui semble résoudre notre problème, mais... Si jamais c'est l'ACK qui se perd, que se passe-t-il?

sequenceDiagram
    participant Emetteur
    participant Obstacle
    participant Récepteur

    Emetteur->>Récepteur: M1    
    Récepteur->>Emetteur: ACK1    
    Emetteur->>Récepteur: M2
    Récepteur->>Obstacle: ACK1    
    note over Emetteur: Récepteur ne reçoit pas l'ACK. <br>Il renvoie le message
    Emetteur->>Récepteur: M2
    Récepteur->>Emetteur: ACK2
    note over Récepteur: Récepteur a reçu 2 fois M2!

Et c'est à ce moment précis que vient à notre rescousse le protocole du bit alterné. Ne jetons pas le bébé avec l'eau du bain, gardons les ACK, mais ajoutons-y une petite subtilité: Les messages, ainsi que les ACK correspondants, porteront un bit qui changera à chaque fois qu'un nouveau message est envoyé.