Soutenance mémoire
Depuis le début des années 1990, l’industrie radio mobile a connu des développements considérables en termes de technologie et d’abonnés. Avec cette évolution rapide des nouvelles techniques multimédias mobiles et la panoplie de services offerts, il est ainsi crucial pour les opérateurs des réseaux mobiles d’entamer une planification dont les procédures et démarches soient à la fois simples, peu coûteuses et robustes tenant compte des tendances de la technologie. De plus, la demande des abonnées en termes de capacité de données est de plus en plus énorme. Tout le monde a accès à Internet par l’intermédiaire des téléphones haut de gammes et les smartphones. Les opérateurs de téléphonie mobiles sont obligés d’apporter des améliorations au niveau de leurs réseaux, afin d’offrir le maximum de données aux utilisateurs mais aussi pour en tirer le maximum de profit financier. La performance d’un réseau est obtenue par l’optimisation de différentes parties de ces infrastructures que ce soit logique ou physique. Il s’avère actuellement que la plupart des opérateurs passe dans l’implémentation de Backbone MPLS (Multi-Protocol Label Switching) qui est d’ailleurs une technologie très efficace dans le monde de la télécommunication.
GENERALITES SUR LES RESEAUX
Le monde de la télécommunication est une espace très vaste qui est en pleine expansion. L’approfondissement sur le sujet nous oblige à voir les généralités sur les réseaux où seront abordées quelques définitions de base, les principes des réseaux et ces concepts.
Définitions
Un réseau est un ensemble d’objets physiques complexes dont l’analyse totale est difficile. Le réseau apparaît simplement comme un graphe, reliant des nœuds (commutateurs/routeurs) et desservant des terminaux. Sa fonction consiste à relier les terminaux et leur permettre des échanges d’informations appelé trafic [1]. Le Réseau local ou LAN (Local Area Network) est l’interconnexion des ordinateurs et des équipements informatiques (imprimantes, disques de stockage, serveurs…) dans une enceinte bien limitée, une petite zone comme le cas d’un immeuble d’entreprise. Le Réseau étendu (Wide Area Network) est par contre un réseau de très grande envergure, il a principalement la fonction d’interconnexion des réseaux LAN. Les réseaux mobiles sont des réseaux téléphoniques basés sur la transmission radioélectrique comme le GSM (Global system for Mobile Communication) et l’UMTS.
Modèle de réseaux hiérarchiques
Modèle de conception hiérarchique
Le modèle de conception hiérarchique est un outil utile de niveau supérieur pour la conception d’une infrastructure de réseau fiable. Il fournit une vue modulaire d’un réseau, simplifiant ainsi la conception et la construction d’un réseau extensible .
Modèle de réseau hiérarchique
Le modèle de réseau hiérarchique divise un réseau en trois couches :
❖ Couche d’accès
Elle permet à un utilisateur d’accéder aux périphériques réseau. Dans un campus de réseau, la couche d’accès intègre généralement des périphériques de réseau local commutés présentant des ports qui fournissent une connectivité aux stations de travail et aux serveurs. Dans l’environnement de réseau étendu, elle peut permettre à des télétravailleurs ou des sites distants d’accéder au réseau d’entreprise grâce à la technologie de réseau étendu.
❖ Couche de distribution
Elle agrège les locaux techniques, en utilisant des commutateurs pour segmenter des groupes de travail et pour isoler les problèmes de réseau au sein d’un environnement de campus. De même, la couche de distribution agrège des connexions de réseau étendu à la périphérie du campus et fournit une connectivité basée sur des stratégies.
❖ Couche cœur de réseau (également appelée réseau fédérateur)
Le réseau fédérateur à haut débit est conçu pour commuter des paquets le plus rapidement possible. Le cœur de réseau étant un élément essentiel pour la connectivité, il doit fournir une disponibilité élevée et s’adapter très rapidement aux changements. Il offre également des capacités d’évolutivité et de convergence rapide.
Génération de Commutation
La commutation est la manière de faire passer l’information de l’émetteur au récepteur. Il existe différents types de commutation :
● Commutation de circuits
● Commutation de paquets
● Commutation de messages
● Commutation de cellules .
Commutation de circuits
C’est la commutation la plus ancienne. Elle est utilisée par le RTC (Réseau Téléphonique Commuté) et le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service) [3]. Son principe est de créer un circuit physique reliant les deux extrémités lors de l’établissement de la connexion. Le transfert de données ne peut être effectué qu’après l’établissement de la totalité de la ligne entre l’émetteur et le récepteur. Ce mode se caractérise essentiellement par la réservation des ressources de communication : on parle de réservation de bande passante. Le service offert est en mode connecté où on distingue trois étapes :
– Etablissement de la connexion
– Transfert de l’information
– Libération de la connexion.
Elle est plutôt adaptée au transport de la voix. Son principal inconvénient réside dans le fait que le circuit est occupé pendant la communication, qu’il soit utilisé ou non.
Commutation de messages
Dans la commutation de messages, il n’y a pas de réservation de ressources. Ainsi, les messages qui arrivent dans le nœud de commutation sont traités selon leur ordre d’arrivée. S’il y a trop de trafics, il y a attente dans la file. Donc le temps de traversée du réseau n’est pas constant et dépend des temps d’attente qui est en fonction du trafic. L’avantage de cette technique est une meilleure utilisation des ressources puisqu’il n’y a pas de réservation .
Commutation de paquets
Dans la commutation de paquets, l’information à transmettre est découpée en paquets. Ce sont ces paquets qui sont transportés de point en point à l’autre extrémité du réseau. Le récepteur doit donc être capable de réassembler tous ces paquets dans l’ordre. Avec la commutation de paquets, on peut commencer à transmettre un paquet pendant qu’on reçoit un autre paquet du même message, le temps d’émission est réduit du fait de la limitation de la taille du paquet. Ainsi, il y a une meilleure gestion de la file d’attente et un meilleur multiplexage des données [3]. Elle est généralement utilisée sur les réseaux locaux, internet, Frame Relay et GPRS (General Packet Radio Service). La commutation de paquets est adaptée au transport des données.
Commutation de cellules
C’est la commutation utilisée par ATM (Asynchronous Transfer Mode). La commutation de cellules est un mélange de la commutation de circuits et de la commutation de paquets. Le temps de commutation est très faible par rapport au temps de propagation du signal. Elle permet d’introduire des notions de qualité de service. La commutation de cellules est utilisée principalement sur les liens d’interconnexion ou dans des applications multimédia .
Réseaux étendus et modèle OSI
Comme décrit dans le cadre du modèle de référence OSI (Open System Interconnected), les opérations de réseau étendu concernent principalement les couches 1 et 2. Les normes d’accès de réseau étendu décrivent généralement les méthodes de livraison de la couche physique et les exigences de la couche liaison de données, notamment l’adressage physique, le contrôle de flux et l’encapsulation. Les normes d’accès de réseau étendu sont définies et gérées par plusieurs autorités reconnues, telles que l’Organisation internationale de normalisation (ISO), Telecommunication Industry Association (TIA) et Electronic Industries Alliance (EIA) .
Les protocoles de couche physique (couche 1 OSI) décrivent comment fournir des connexions électriques, mécaniques, opérationnelles et fonctionnelles aux services offerts par un fournisseur de services de communications. Les protocoles de la couche liaison de données (couche 2 OSI) définissent comment des données sont encapsulées pour être transmises vers un emplacement distant ainsi que les mécanismes de transfert des trames résultantes. Différentes technologies sont utilisées, notamment le relais de trames (Frame Relay) et ATM. Certains de ces protocoles utilisent le même mécanisme de tramage de base, HDLC (High-level Data Link Control), une norme ISO ou l’un de ses sous-ensembles ou variantes.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LES RESEAUX
1.1 Introduction
1.2 Définitions
1.3 Modèle de réseaux hiérarchiques
1.3.1 Modèle de conception hiérarchique
1.3.2 Modèle de réseau hiérarchique
1.4 Génération de Commutation
1.4.1 Commutation de circuits
1.4.2 Commutation de messages
1.4.3 Commutation de paquets
1.4.4 Commutation de cellules
1.4.5 Réseaux étendus et modèle OSI
1.5 Backbone IP
1.5.1 Origine et évolution du protocole TCP/IP
1.5.1.1 Couche Internet
1.5.1.2 Couche d’accès au réseau (couche hôte-réseau)
1.5.2 Adressage IP
1.5.3 Obtention d’une adresse Internet
1.5.4 IP comme protocole routé
1.5.5 Propagation d’un paquet et commutation au sein d’un routeur
1.5.6 Protocoles de routage
1.5.7 Routage & commutation
1.5.7.1 Détermination du chemin
1.5.7.2 Processus de sélection du meilleur chemin
1.5.7.3 Tables de routage
1.5.7.4 Objectifs des protocoles de routage
1.6 Réseaux cœurs
1.6.1 Protocole X.25
1.6.2 Protocole Frame Relay
1.6.3 Migration d’ATM et IP/ATM vers la MPLS
1.6.3.1 IP/ATM
1.6.3.2 Convergence vers MPLS
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 LES RESEAUX MPLS
2.1 Introduction
2.2 Objectifs et Missions du MPLS
2.3 Routage classique
2.4 Commutation de labels
2.5 Principes du MPLS
2.5.1 Label
2.5.2 Implicit Routing (LDP)
2.5.3 Explicit Routing
2.5.4 Implémentation de la QoS
2.5.4.1 Surdimensionnement des réseaux
2.5.4.2 Modèle IntServ (Integrated Service)
2.5.4.3 Limitation
2.5.4.4 Modèle DiffServ (Differentiated Service)
2.6 Equipements nécessaires à MPLS
2.7 Conclusion
CHAPITRE 3 RESEAU MOBILE UMTS
3.1 Introduction
3.2 Architecture et la structure des réseaux UMTS
3.2.1 UTRAN
3.2.2 Réseaux cœurs
3.2.2.1 Eléments communs
3.2.2.2 Domaine CS
3.2.2.3 Domaine PS
3.3 Architecture en couches de l’interface radio de l’UTRAN
3.4 Transport des données
3.5 Evolutions des réseaux de troisième génération
3.6 Classes de services
3.7 Architecture de l’UMTS pour l’accès à internet
3.7.1 Structuration en couche de l’architecture IMS
3.7.2 Accès à internet
3.8 Conclusion
CHAPITRE 4 MISE EN ŒUVRE DU CORE NETWORK
4.1 Introduction
4.1.1 Présentation d’OPNET Modeler
4.1.2 Conception du réseau sous l’OPNET
4.2 QoS (Quality of Service)
4.2.1 Définition
4.2.2 Paramètres de QoS
4.2.2.1 Débit
4.2.2.2 Taux de pertes
4.2.2.3 Délai de transmission
4.2.2.4 Gigue
4.3 Mise en œuvre
4.3.1 Scenario 1 : Réseau UMTS avec le Backbone IP
4.3.2 Scenario 2 : Modélisation du réseau avec la technologie MPLS
4.3.2.2 Valeur du champ ToS
4.3.2.3 Valeur du champ Protocole
4.3.2.4 Adresses IP source et destination
4.3.2.5 Ports de transport source et destination
4.3.2.6 Définition des Traffic Trunk
4.3.2.7 Association des FECs au LSP
4.3.2.8 Configuration des commutateurs MPLS
4.4 Confrontation des résultats
4.4.1 Pour le service FTP
4.4.2 Pour le service Email
4.4.3 Pour le service Web
4.5 Interpretations
4.6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE
