Soutenance mémoire
Un réseau est le résultat de la connexion de plusieurs machines entre elles, afin que les utilisateurs et les applications qui fonctionnent sur ces dernières puissent échanger des informations. La plupart des domaines de recherche sont actuellement confrontés aux réseaux de grande échelle. Les réseaux actuels se chiffrent effectivement en milliers, voire des milliards de nœuds comme Internet. Outre cet enjeu de taille, le réseau téléinformatique doit gérer des flux de natures diverses. Ceci peut influencer les paramètres d’un réseau tel que le débit, la qualité de service qu’il offre aux clients. Ainsi, la phase de modélisation est devenue primordiale pour la conception d’un système informatique ou téléinformatique complexe.
La modélisation et l’évaluation de performance des systèmes et réseaux informatiques sont une discipline de l’informatique qui, depuis ses débuts dans les années 1970, étudient et développent des méthodes mathématiques permettant de comprendre, prédire et optimiser les performances de ces systèmes, incluant à la fois le matériel et le logiciel. Selon le but à atteindre, plusieurs techniques sont utilisées, telles que les blocs fonctionnels pour comprendre un protocole, la théorie des graphes pour optimiser la topologie, la recherche opérationnelle pour définir la performance d’une table de routage, les réseaux de Petri [2] pour valider la dynamique du comportement d’un système informatique et l’étude analytique pour prédire un trafic.
GENERALITES SUR LE RESEAU WAN
Grâce aux résultats de recherche sur des systèmes électroniques de plus en plus performants, on assiste à une croissance importante d’équipements réseau tant dans le domaine de télécommunication que de l’informatique. Cependant, dès que le nombre de ces équipements dépasse quelques stations, il devient nécessaire de gérer les échanges sur un réseau. Une analyse au préalable est donc primordiale. Dans ce premier chapitre une description du système à modéliser, qui est le réseau WAN, sera présentée, les outils de modélisation seront ensuite examinés.
RESEAU TELEINFORMATIQUE
a) Concept de réseau
Le terme générique « réseau » définit un ensemble d’entités (objets, personnes, etc.) interconnectées les unes avec les autres. Un réseau permet ainsi de faire circuler des éléments matériels ou immatériels entre chacune de ces entités selon des règles bien définies..
Réseau (en anglais network)
C’est l’ensemble des ordinateurs et périphériques connectés les uns aux autres. Notons que deux ordinateurs connectés ensemble constituent à eux seuls un réseau minimal.
Mise en réseau (en anglais networking)
C’est la mise en œuvre des outils et des tâches permettant de relier des ordinateurs afin qu’ils puissent partager des ressources en réseau.
Réseau informatique
C’est l’ensemble d’ordinateurs reliés entre eux grâce à des lignes physiques et échangeant des informations sous forme de données numériques (valeurs binaires, c’est-à-dire codées sous forme de signaux pouvant prendre deux valeurs : 0 et 1).
b) Téléinformatique
La téléinformatique est l’ensemble de services de nature informatique pouvant être fournis à travers un réseau de télécommunication.
Les deux domaines s’interpénètrent de plus en plus, en se complétant mutuellement dans une symbiose rendue possible par les d´développements technologiques [4]. L’évolution rapide des besoins accentue encore davantage la nécessité d’interaction entre ces deux secteurs d’activités. La téléinformatique présente deux aspects essentiels:
– l’aspect matériel qui sont les équipements et les techniques de transmission de données.
– l’aspect logiciel qui règles de communications entre les composantes et systèmes interconnectés.
Ces règles sont appelées protocoles de communication.
Un réseau téléinformatique est donc un système de transmissions numériques intégrant entre autres des terminaux, des ordinateurs, imprimantes, etc. reliés entre eux par des liaisons de communication .
L’évolution des installations de téléinformatique subit actuellement l’influence de trois tendances marquées:
-La première suit d’une part l’offre du marché informatique et, d’autre part, celle des applications distribuées et des services des télécommunications. Il en résulte des équipements toujours plus puissants, qui gèrent aussi bien des informations audio et vidéo, que des données, des textes ou des représentations graphiques. Ces équipements exigent des débits de transmission toujours plus élevées.
– La deuxième tendance répond `a un souhait de l’usager d’intégrer ses infrastructures informatiques et ses infrastructures de télécommunications pour former des réseaux d’ordinateurs, des systèmes distribués ou des systèmes intégrés.
– La troisième tendance gravite autour de la synergie ainsi que de la synthèse .
c) Catégories de réseau
On distingue les réseaux suivant leurs étendues :
Réseau LAN (Local Area Network) ou réseau local : il s’étend sur une faible superficie. Les équipements informatiques qui le composent sont géographiquement circonscrits à un étage, un bâtiment, voire un site [5]. C’est un réseau à diffusion qui est normalement privé d’une distance typique de 10km. Son débit varie entre 10MBPS et 1GBPS.
Réseau MAN (Metropolitan Area Network) ou réseau métropolitain : son étendue peut varier entre celle d’un campus, d’une ville et d’une région. C’est un réseau à diffusion de haute performance dans les villes. Sa distance typique est de 100km avec un débit variant entre 100MBPS et 1GBPS .
Réseau WAN(Wide Area Network) ou réseau étendu : il englobe des sites géographiquement éloignés les uns des autres. L’expression est peu précise, l’étendue d’un tel réseau pouvant correspondre à quelques bâtiments, à une ville ou à une région. Elle sert surtout pour désigner tout réseau dépassant l’étendue d’un seul établissement physique et constitué par l’interconnexion de plusieurs réseaux élémentaires. Il utilise en générale des réseaux de télécommunication publics. Il utilise la liaison point-à-point avec une distance typique de 1000km.
Réseau GAN (Global Area Network) ou réseau global : c’est un réseau mondial mais qui n’a pas de restrictions spatiales ou géographiques. Il utilise des satellites et la fibre optique. Ses performances atteignent les GBits/seconde.
Réseau VLAN (Very Local Area Network) : malgré que ce soit un réseau très performant, sa distance typique varie de quelques cm jusqu’à 1m. la liaison se fait entre processeurs avec l’intégration sur une puce. Le débit typique est de quelque Gbit/s.
d) Rôle d’un réseau
Un réseau informatique peut servir plusieurs buts distincts :
-Le partage de ressources (fichiers, applications ou matériels, connexion à internet, etc.)
-La communication entre personnes (courrier électronique, discussion en direct, etc.)
-La communication entre processus (entre des ordinateurs industriels par exemple)
-La garantie de l’unicité et de l’universalité de l’accès à l’information (bases de données en réseau)
-Le jeu vidéo multi-joueurs .
Les réseaux permettent aussi de standardiser les applications [6], on parle généralement de groupware pour qualifier les outils permettant à plusieurs personnes de travailler en réseau. Par exemple la messagerie électronique et les agendas de groupe permettent de communiquer plus efficacement et plus rapidement. Voici un aperçu des avantages qu’offrent de tels systèmes :
-Diminution des coûts grâce aux partages des données et des périphériques,
-Standardisation des applications,
-Accès aux données en temps utile,
-Communication et organisation plus efficace.
Aujourd’hui, avec internet, on assiste à une unification des réseaux. Ainsi, les intérêts de la mise en place d’un réseau sont multiples, que ce soit pour une entreprise ou un particulier.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 GENERALITES SUR LE RESEAU WAN
1.1 RESEAU TELEINFORMATIQUE
a) Concept de réseau
i) réseau (en anglais network)
ii) Mise en réseau (en anglais networking)
iii) Réseau informatique
b) Téléinformatique
c) Catégories de réseau
d) Rôle d’un réseau
e) Similitude entre type de réseau
1.2 EQUIPEMENTS RESEAU
a) Rôles des principaux équipements réseau
i) La couche physique
ii) la couche liaison
iii) La couche réseau
iv) La couche transport
v) La couche session
vi) La couche présentation
vii) La couche application
b) Le modèle TCP/IP
c) le concept d’encapsulation de données
d) le phénomène d’encapsulation dans un modèle TCP/IP
i) Couche d’application
ii) Couche transport
iii) Segmentation TCP
iv) Établissement d’une connexion TCP
v) Paquets UDP(User Datagram Protocol)
vi) Couche Internet : préparation des paquets pour la distribution
vii) Datagrammes IP
viii) Couche de liaison de données : encadrement
ix) Couche réseau physique : envoi et réception des cadres
x) Gestion du paquet sur l’hôte récepteur
e) Caractéristiques d’une liaison dans un réseau
a) Caractéristiques analytiques d’un réseau
i. Commutation et concentration de trafic
ii. Intensité de trafic et taux d’activité
b) Eléments de la théorie des files d’attente (FdA)
i. Présentation de la théorie des files d’attente
ii. Caractéristiques d’une file d’attente
iv. Formule de Little
Chapitre 2 ETUDE D’UN NŒUD DE COMMUTATION PAR APPROCHE ANALYTIQUE
2.1 APPROCHE ANALYTIQUE
a) Modèle M/M/1
i. Processus d’arrivée
ii. Processus de service
iii. Probabilité d’état stationnaire de la file M/M/1
iv. Expression des paramètres de la file
b) Modèle M/M/1/K
i. Expression des paramètres de la file
ii. Probabilité de dépassement de capacité
c) Approximation d’une distribution géométrique de la longueur d’un paquet
i. Hypothèses de validation
ii. Expression des paramètres de la file
2.2 NOTION DE CLASSES DE CLIENTS
2.3 NOTION DE RESEAU DE FILE D’ATTENTE
Chapitre 3 SIMULATIONS LOGICIELLES
3.1 SIMULATION DES MODELES ANALYTIQUES SOUS MATLAB
a) Présentation des programmes de simulation
i. Modules de programme
ii. Génération de loi de probabilité
b) Interface graphique de la simulation
i. Visualisation graphique des résultats de la simulation
ii. Interprétation des résultats de la simulation
c) Exemple d’utilisation du programme
i. Description du système à analyser
ii. Résolution analytique du problème
iii. Vérification par simulation
CONCLUSION
ANNEXE
