Les Réseaux Informatiques

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1 Les Réseaux Informatiques Licence Informatique, filière SMI Université Mohammed-V Agdal Faculté des Sciences Rabat, Département Informatique Avenue Ibn Batouta, B.P Rabat Professeur Enseignement Supérieur Bouabid El Ouahidi 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 1

2 Généralités PLAN Le modèle RM-OSI Transmission Internet: TCP/IP, ICMP, ARP,.. Réseaux locaux: Ethernet Routage statique Les protocoles DNS, HTTP, FTP, TELNET, SNMP, SMTP, POP Programmation Client/serveur 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 2

3 Fonction de base Réseaux Transport d information multimédia d un endroit à un autre. Intérêt général Communication (téléphone, , skype, Echanges de données (fichier, image, vidéo,.. Services (transaction, exécution distant,.. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 3

4 Avant les années 60 Uniquement le RTC (Réseau Téléphonique Commuté) Caractéristiques principales: signal analogique et commutation de circuits Réseaux Réseaux modernes Réseaux Informatiques (TCP/IP-Internet) (IETF) Réseaux de Télécoms (RTC, X25, ATM) (OSI, IUT-T) Réseaux des câblo-opérateurs (TNT, TVHD, etc) Unification /02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 4

5 Schéma Simplifié 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 5

6 Schéma simplifié Nœud de Transfert Ligne de communication (cuivre, onde radio, fibre optique) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 6

7 Bluetooth UWB, ZigBee Réseau Personnel Ethernet Token Ring Réseau Local Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Réseaux informatiques WiMax,WiBro WRAN, Réseau Métropolitain Réseau Régional Réseau Etendu PAN LAN MAN RAN WAN 1 m 1 0 m 1 00 m 1 km 10 km 1 00 km Caractéristiques des réseaux informatiques: PAN (Personal Area Network) LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitain Area Network) RAN (Regional Area Network) WAN (Wide Area Network) Transfert de paquets Gestion et contrôle au niveau des extrémités, nœuds simples Asynchrone ( Ł Téléphonie difficile) Exemple: les réseaux IP ( Internet, Intranet) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 7

8 Réseaux For evaluation de only. Télécoms Application de base: la parole téléphonique (RTC, analogique puis numérique) Environnement synchrone Commutation de Circuits (pour la parole) 1988 Evolution vers commutation de paquets/cellules: ATM (Asychronous Transfer Mode) Commutation de circuits vers commutations de paquets 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 8

9 Réseaux des Câblo-opérateurs Réseaux câblés et hertziens chargés de transmettre les images de télévision par la voie terrestre ou hertzienne. Avant 2000 analogique Depuis 2000, numérisation du réseau est en cours, par satellite et par relais numériques terrestres. Classification suivant le niveau de la qualité d images: Visioconférence, définition relativement faible, 128Kbits/s, 64 Kbits/s Télévision plus de 200 Mbits/s. MPEG-2. Télévision Haute Définition plus que 500 Mbits/s 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 9 Vidéoconférence proche du cinéma, débit considérable.

10 Passage au numérique 1 ère Révolution Transformer les signaux analogiques en signaux numériques, c est-à-dire des 0 et des 1. Codeurs-décodeurs Signal analogique = fonction continue d une grandeur physique Signal numérique Exemple transformation de la voix (onde analogique) par échantillonnage et codage en numérique. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 10

11 2 ème Révolution Le passage à la technologie transfert de paquets -Prendre en compte la forte irrégularité du débit de la communication entre ordinateurs alternant période de débits importants et suivie de Silence. -1 ère fois par Louis Pouzin (X25) -Le paquet (bloc d information) forme l entité de base transféré de nœud en nœud jusqu à atteindre le récepteur. Le paquet est transporté dans une trame (IP/PPP, X25/LAP-B). - Un paquet est entité non transportable. -Trame = l entité transportée sur les lignes physiques. Ex: Trame Ethernet, Cellule ATM, HDLC, X25.2, etc -Le transfert de paquet n utilisait les ressources que lors d émission effective de paquets. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 11

12 Réseaux Nœud de Transfert Ligne de communication (cuivre, onde radio, fibre optique) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 12

13 Paires torsadées Câble coaxiale Fibre optique Onde radio 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 13

14 Arrivées des nœuds amont A File d attente de sortie Nœud de Transfert B B C Processus De transfert C A Départ vers Les nœuds aval Fonctions principales d un nœud de transfert: - Analyse et traduction de l en-tête du paquet - Commutation ou routage - Multiplexage des paquets sur la sortie déterminée 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 14

15 Techniques de Transferts Commutations de Circuits RTC Transferts de messages (technique abandonnée) Transferts de paquets Commutations de paquets: ATM, X25 Routage de paquets: IP (Internet), Poste Label-Switching (Ethernet Commuté, MLPS) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 15

16 Commutation de Circuits Signalisation A B Réservé uniquement au flot entre A et B Nœud de Transfert Ligne de communication (cuivre, onde radio, fibre optique) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 16

17 Signalisation Ensemble des éléments à mettre en œuvre dans un réseau de façon à assurer l ouverture, la fermeture et le maintien du circuit. Signalisation dans la bande ou hors bande Exemple: SS7, IP 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 17

18 Transferts de Messages Message= fichier Nœud de Transfert Ligne de communication (cuivre, onde radio, fibre optique) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 18

19 Envoi du message au nœud 2 Arrivée du message au nœud 2 Nœud 1 Envoi du message Vers le nœud 3 Nœud 2 Nœud 3 Arrivée du message au nœud 3 Emission du message vers l utilisateur Temps 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 19

20 Message Transfert de paquets Trois paquets Nœud de Transfert Ligne de communication (cuivre, onde radio, fibre optique) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 20

21 Commutation de paquets Table de commutation de A X, 0 C,2 Table de commutation de B C, 3 E,6 X Y 0 A 2 3 B 6 D 7 8 Table de commutation de AD E, 7 Y,8 Table de commutation de C A, 2 B,3 C E Table de commutation de E B, 6 D,7 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 21

22 Message Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Routage de paquets 2 1 Trois paquets B D A C E 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 22

23 X Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Y Réseau A R1 Réseau C Destination Réseau A Réseau C Réseau B Autre Gateway Lui même R2 Lui-même R3 Réseau B R2 Destination Réseau D Gateway Lui même X Réseau D R3 Réseau B Réseau A Réseau C Autres Lui même R1 R2 R4 R4 Internet 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 23

24 Transfert de messages Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Message Nœud 1 Temps Nœud 2 Nœud 3 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 24

25 Nœud 1 Nœud 2 Nœud 3 Nœud 1 Nœud 2 Nœud 3 message message message message /02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 25

26 Nœud 1 Nœud 2 Nœud 3 Nœud 1 Nœud 2 Nœud 3 message message Bit erreur Retransmission message message Bit erreur Retransmission /02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 26

27 Circuit vs Transfert de paquets Circuit Gaspillage important des ressources Transfert de Paquet Les ressources ne sont utilisées que lors de l émission effective 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 27

28 Commutation paquet vs Routage paquet Routage de Paquets: Service Postal, IP Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Commutation de Paquets: X25, ATM, Ethernet Commuté Circuits Virtuels Signalisation Table de commutation Tout le flot suit le même chemin QoS garantie (délai, gigue, perte, etc) Complexe, réseau max exploité en cas de silence Route en fonction de du destinataire Pas de signalisation Table de routage les paquets du même flots peuvent ne pas suivre la même route Souplesse QoS non garantie (mais DiffServ, MPLS) 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 28

29 Signalisation Réseau téléphonique X25 ATM Internet Télécoms Pas de Signalisation Connexion de deux équipements Arpanet Internet 1 er génération /02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 29

30 Commutation Réseau téléphonique X25 Relais De trames ATM MPLS NGN Routage Arpanet Cyclades Internet première génération Internet deuxième génération (DiffServ) Internet troisième génération (intelligence) /02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 30

31 Notions Contrôle de flux fonctionnalité majeure des réseaux Evite que trop paquets ne soient envoyés Il évité ainsi l embouteillage (congestion) Comment les machines s aperçoivent de la congestion? Contrôle de congestion Intervient dès que l embouteillage a eu lieu Permet de remettre le réseau dans l état normal 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 31

32 Qualité de Service (QoS) v Notion fondamentale vdéfinie en fonction du contexte v Réseaux Délai de transmission Gigue Perte 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 32

33 T e =Temps d émission T p =Temps de propagation T e = M / D, T p = L/V M= message, M taille de M en bits. D= débit du réseau L= longueur du réseau V vitesse de propagation des signaux 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 33

34 Réseaux d hier Commutateur 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 34

35 RNIS bande étroite X25 Commutateur Réseau Téléphonique Réseau satellite Commutateur 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 35

36 RNIS avec Sémaphore X25 Commutateur Réseau Téléphonique Réseau satellite Commutateur Réseau de signalisation 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 36

37 RNIS large bande ATM X25 Commutateur Réseau Téléphonique Réseau satellite Commutateur Sémaphore 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 37

38 Réseau unifié (avec signalisation MPLS/GMPLS) Ethernet Commuté, Disparition progressive ATM 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 38

39 Réseaux d aujourd hui Routage et Commutation Convergence entre les deux solutions à travers le paquet IP Signalisation pour la commutation (réseau de routage) Signalisation assez complexe En 1995, on s est aperçu que IP est le meilleur réseau de signalisation Arrivée de la classification (possibilité de déterminer une classe de priorité) Apparition de la technologie paquet dans les réseaux mobiles et les réseaux sans fil. Début d unification des technologies hertzienne et terrestres. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 39

40 Réseaux de demain Seront multimédias et intégrés dans un environnement unique Terrestres et hertziens Réseau de transfert unifié. Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software Les défis: L obtention de débit important dans le cœur du réseau QoS pour réaliser les contraintes de chaque application Amélioration de la sécurité La gestion de la mobilité Le passage de réseaux terrestres à des réseaux hertziens Intelligence aux extrémités et dans les nœuds de transferts. Automatisation de la configuration et de l optimisation. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 40

41 Analogique au numérique Conclusion Commutation circuit vers transfert paquet Télécoms : Commutation ATM, Ethernet Commuté. IP pour la signalisation des réseaux commutés. Convergence en IP/ MLPS-GMPLS-Ethernet QoS, Débit, Sécurité? Gestion mobilité, Passage terrestre vers hertzien? Optimisation et Configuration automatique? Technologie à venir: Virtualisation, autonomie (configuration, gestion, contrôle) automatique? 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 41

42 Quatre architectures du NGN Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software NGN (Next Generation on Network) Routage 1. Surdimensionnement: gigarouteurs, terarouteurs 2. Priorité et contrôle de flux dans les routeurs Commutation 3. Signalisation distribuée: MPLS et GMPLS 4. Signalisation informatique unifiée. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 42

43 Conclusion Probablement il ne restera que : IP et Ethernet Partagé et Commuté. IP et Ethernet sont complémentaires MPLS-GMPS utiliseront Ethernet plus qu ATM Défaut TCP/IP: consommation d énergie! Principalement pour les réseaux de capteurs ou les réseaux d équipements en nanotechnologie. 25/02/2009 Pr Bouabid El Ouahidi 43