Soutenance mémoire
GENERALITES SUR LES RESEAUX ET LE ROUTAGE
Un ensemble d‟équipements qui se communiquent entre eux en vue de partage de ressources : c‟est le réseau. Pour avoir plus de performance, le moyen de partager ces ressources doit être optimisé, que ce soit dans la partie physique ou dans la partie logique. C‟est ce même objectif qui a conduit à la numérisation de la transmission ; il a aussi incité les ingénieurs à chercher les meilleurs supports de transmission et à trouver la solution logicielle la mieux adaptée pour exploiter au maximum les équipements physiques. Ce chapitre donne une vue d‟ensemble sur le réseau : tout en parlant des généralités, on entrera dans les détails concernant les points cruciaux de ce domaine, sans perdre de vue notre objectif qui est de solutionner les problèmes du réseau. La notion de support de transmission sera expliquée en premier, là où tout a commencé : « la couche 0 ». Ensuite vient les modèles OSI et TCP/IP : les deux architectures logicielles qui résument tous types de communications entre entités. Les réseaux locaux, comme les « réseaux Ethernet » « Token Ring », le WLAN (Wireless Local Area Network) ainsi que leurs techniques comme les CSMA/CD ou CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detetction / Avoidance), seront résumés dans l‟avant dernière partie. Enfin, on prendra comme exemple le réseau IP qui est le plus grand et le plus évolué ; dans ce cadre on insistera sur le routage : le RIP et l‟OSPF qui seront utilisés lorsqu‟on entre dans le réseau étendu.
Les supports de transmission
Pour interconnecter des équipements dans un réseau, il est nécessaire d‟avoir des supports de transmission. Ce sont des liens physiques qui servent à matérialiser le canal de transmission. Les supports sont en quelque sorte, comme des routes qui assurent la liaison entre deux (02) points : l‟émetteur et le récepteur. Et comme il y a différentes types de voies dans les transports (maritime, terrestre, aérien), il y a aussi différentes supports de transmission dans les réseaux. Parmi ceux-ci, trois familles sont à distinguer : les supports métalliques, non métalliques et immatériels. Les supports métalliques, comme les paires torsadées et les câbles coaxiaux, sont les plus anciens, les plus largement utilisés et servent à transmettre des courants électriques. Les supports de verre ou de plastique, comme les fibres optiques , transmettent de la lumière, tandis que les supports immatériels des communications sans fil transmettent des ondes électromagnétiques. Selon le type, le terme signal désigne le courant électrique, la lumière ou l‟onde électromagnétique[1].
Caractéristiques d’un support
Plusieurs critères sont communs à tous les types de support. En fonction de ces critères et de la qualité de service qu‟on veut avoir, on opte pour le support de transmission qui nous apparait le meilleur. Ces caractéristiques sont : la bande passante, les bruits dans le support et sa capacité.
La bande passante
La bande passante est la bande de fréquence dans laquelle les signaux appliqués à l‟entrée du support ont une puissance de sortie supérieure à un seuil donné (après traversée du support de transmission). Le seuil fixé correspond à un rapport déterminé entre la puissance du signal d‟entrée et la puissance du signal trouvé à la sortie. Les supports ont une bande passante limitée. Les signaux dont la porteuse se trouve dans cette plage sont transférés correctement et sont reconnaissable à la sortie, par contre les autres signaux sont tellement affaiblis et déformés qu‟on ne peut plus les reconnaitre. Plus la bande passante est large et plus le support transporte d‟information.
Les bruits et distorsions
Divers sources de bruits affectent les supports selon leurs types : parasites, phénomène de diaphonies, perturbations de l‟environnement, … . Les signaux sont donc déformés et cela peut induire une erreur de décodage, c‟est-à-dire que le récepteur peut confondre l‟amplitude d‟un « 1 » avec celle d‟un « 0 ». Ces déformations sont appelées « distorsions » et leurs importances varient d‟un support à un autre. Dans ce critère les fibres optiques sont les meilleurs avec un taux d‟erreur de l‟ordre de 10⁻¹² .
Les architectures en couche
La diversité de constructeurs et de la façon dont ils ont fabriqué leurs équipements posent un problème lorsqu‟on veut interconnecter des machines de deux constructeurs différents. La solution a été la normalisation, c‟est-à-dire de définir une architecture totalement indépendante des parties matérielles. C‟est l‟architecture en couche ; elle a permis de surmonter les problèmes de diversité. La seule condition pour que deux machines puissent se communiquer est que les deux implémentent la même architecture. Normaliser l‟architecture facilite l‟interopérabilité entre les équipements.
Définitions
Une architecture de communication est une représentation abstraite de la circulation des informations et des concepts utilisés au sein d‟un réseau quelconque. Un modèle d‟architecture est caractérisé par le nombre de couches qui le constitue. La structuration en couches considère un système comme logiquement composé d‟un ensemble de n sous-systèmes ordonnés. Les sous systèmes adjacents communiquent à travers leur interface commune. Une couche est un composant de l„architecture qui assure une fonction bien définie et participe au bon fonctionnement du réseau
Terminologies
Le terme (i) (respectivement (N)) désigne le niveau i (respectivement le niveau N) dans l‟architecture, c‟est-à-dire le numéro de la couche concernée.
– Service (i) : Capacité que possèdent la couche (i) et les couches inférieures à celle-ci. Elle est fournie à la couche (i + 1) à la suite d‟une demande de la part de ce dernier
– Primitive : Demande de service par une entité de niveau supérieur à une entité deniveau inférieur.
– Protocole (i) : Ensemble de règles et de formats déterminant les caractéristiques de communication des entités (i) lorsqu‟elles effectuent les fonctions nécessaires à l‟exécution du service (i).
– SAP(i) ou (N) – SAP : Service Acces Point (i) ou Point d‟accès à des services (i) est le point où les services (i)sont fournis par une entité (i) à une entité (i + 1).
– SDU (i+1) ou (N+1) – SDU pour Service Data Unit : Unités de données du service échangées localement entre entités (i + 1) etentités (i) pour l‟exécution d‟un service (i).
– PDU (i) ou (N) – PDU pour Protocole Data Unit : Unité de données du protocole, échangée entre entités (i) homologues.
Principes
La couche (i) demande une ou plusieurs services à la couche (i-1) en utilisant les primitives qui se divisent en 4 types : la requête, l‟indication, la réponse et la confirmation. Les étapes de la communication entre deux couches se font comme suit :
– La couche (i+1) adresse à la couche (i) des unités de données SDU (i).
– La couche (i) ajoute aux SDU (i) des informations de contrôles de protocole appelé PCI (i) ou « Protocol Control Information ». Cette étape est nommée l‟encapsulation.
– L‟ensemble [PCI (i) ; SDU (i)] constitue donc le PDU (i) qui est aussi le SDU(i-1) et il sera fourni à la couche (i-1).
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LES RESEAUX ET LE ROUTAGE
1.1 Introduction
1.2 Les supports de transmission
1.2.1 Caractéristiques d’un support
1.2.1.1 La bande passante
1.2.1.2 Les bruits et distorsions
1.2.1.3 Capacité
1.2.2 Le choix des supports de transmission
1.3 Les architectures en couche
1.3.1 Définitions
1.3.2 Terminologies
1.3.3 Principes
1.3.4 Les différents types de modèles d’architectures
1.3.4.1 Le modèle OSI
1.3.4.2 Le modèle TCP/IP
1.4 Les réseaux locaux
1.4.1 Les standards IEEE
1.4.2 L’adresse MAC
1.4.3 Topologie d’un réseau local
1.4.3.1 Topologie physique
1.4.3.2 Topologie logique
1.4.4 Technique d’accès au support
1.4.4.1 La technique d‟Aloha
1.4.4.2 Le CSMA/CD
1.4.5 Ethernet et la norme IEEE 802.3
1.4.6 « Token ring » et la norme IEEE 802.5
1.4.7 Le WLAN et les normes 802.11
1.5 Le réseau IP
1.5.1 L’adressage IP
1.5.1.1 Format d‟adresse
1.5.1.2 Sous réseau et masque de sous réseau
1.5.1.3 Quelques adresses privées
1.5.2 Le datagramme IP
1.5.3 Le protocole ICMP
1.5.4 Le protocole ARP
1.6 Le routage
1.6.1 Notion de système autonome
1.6.2 Routage statique
1.6.3 Routage dynamique
1.6.3.1 Le protocole RIP
1.6.3.2 Le protocole OSPF
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 RESEAU DE CAMPUS ET VLAN
2.1 Introduction
2.2 Contexte
2.2.1 Classification des réseaux locaux
2.2.1.1 Departemental Area Network (DAN)
2.2.1.2 Le Building Area Network BAN
2.2.1.3 Le Réseau de Campus ou Campus Area Network (CAN)
2.2.2 Contraintes du mal conception de l’architecture
2.2.2.1 Le tempête de broadcast
2.2.2.2 Boucles dans le réseau
2.3 Modèle de conception hiérarchique
2.3.1 La couche d’accès ou Access Layer
2.3.2 La couche de distribution ou Distribution Layer
2.3.3 La couche cœur de réseau ou Core Layer
2.3.4 Avantages du modèle hiérarchique
2.3.5 Aspect pratique du modèle
2.3.6 Le modèle hiérarchique dans un réseau de campus
2.4 Les réseaux locaux virtuels VLAN (Virtual Local Area Network)
2.4.1 Contexte
2.4.2 Concept du VLAN
2.4.2.1 Le VLAN par port
2.4.2.2 Le VLAN par adresse MAC
2.4.2.3 Le VLAN par protocole
2.4.3 Nombre de VLAN dans un réseau local
2.4.3.1 Caractéristiques de la plage normale
2.4.3.2 Caractéristiques de la plage étendue
2.4.4 Agrégation de VLAN
2.4.5 Les trames Ethernet utilisant le VLAN
2.4.5.1 L‟étiquetage 802.1Q
2.4.5.2 Format de la trame avec encapsulation 802.1Q
2.4.5.3 Le champ Ethertype
2.4.5.4 Le champ « paramètres de contrôle »
2.4.6 Le protocole VTP
2.4.6.1 VTP serveur et Client
2.4.6.2 Terminologies
2.4.6.3 Messages VTP
2.5 La redondance dans un réseau
2.5.1 Avantages d’une architecture redondante
2.5.2 Contraintes de la redondance
2.5.3 Solutions : l’algorithme de l’arbre recouvrant (SpanningTree Protocol)
2.5.3.1 Principe du STA
2.5.3.2 Les étapes du STA
2.5.3.3 Le protocole STP et ses variantes
2.6 Le routage entre VLANs
2.7 CONCLUSION
CHAPITRE 3 LES RESEAUX ETENDUS
3.1 Introduction
3.2 Convergence des réseaux
3.3 Techniques utilisées dans les WAN
3.3.1.1 Le RNIS
3.3.1.2 Le Frame Relay (Relais de trames)
3.4 Les Réseaux ATM
3.4.1 Généralités
3.4.1.1 Historique
3.4.1.2 Objectifs de l‟ATM
3.4.2 Différents types de techniques : combinés dans ATM
3.4.2.1 Commutation de paquet ou commutation de circuit ?
3.4.2.2 Multiplexage ATDM
3.4.3 Les cellules ATM
3.4.3.1 En-tête ATM
3.4.3.2 Le champ contrôle d‟en-tête HEC (Header Error Control)
3.4.4 La commutation de cellules
3.4.4.1 Le VPI/VCI
3.4.4.2 Les commutateurs et les brasseurs
3.4.4.3 Le VPC/VCC
3.4.4.4 Principe de la commutation de cellule
3.4.5 Architecture en couche de l’ATM
3.4.5.1 La couche physique
3.4.5.2 Couche ATM
3.4.6 La couche d’adaptation AAL
3.4.6.1 Les deux sous couches de l‟AAL
3.4.6.2 Les types de protocole AAL
3.4.7 Gestion du réseau
3.4.8 Qualité de service dans un réseau ATM
3.4.8.1 Les classes de service ATM
3.4.8.2 Le contrat de service
3.5 Conclusion
CHAPITRE 4 LE RESEAU MPLS
CONCLUSION GENERALE
