1. Université Pierre et Marie Curie
Master Informatique
UE PRes 2015-16
O. Fourmaux
Projet 09
Améli. plate-forme de TP
B. Kaid
M. Serghini
C. Zanouny
A. Zidane
Amélioration du système de
configuration, gestion et
sauvegarde de la plate-forme de
TP RES
Encadrant : O. Fourmaux,
Etudiants : B. Kaid, M. Serghini, C. Zanouny,
A. Zidane
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Améli. plate-forme de TP
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1 Introduction
Durant notre parcours d’étudiant en informatique, nous avons tout d’abord découvert
les réseaux, puis avons appris à les aimer, et aujourd’hui nous sommes amenés à les
construire et les développer.
Ce projet est une grande opportunité pour nous d’agrandir nos acquis et nos connais-
sances et de comprendre les aspects physiques et logiciels en pratique tout en faisant ce à
quoi nous aspirons. De plus, les problèmes rencontrés durant notre travail nous ont appris
à travailler dans un esprit de groupe, à organiser notre travail, à faire de la recherche et
à lire la documentation.
Le projet en question nous a construit une voie donnant suite à tout ce que nous avons
vu en théorie, et a ouvert cette curiosité qui est en nous.
En outre, notre mission consistait à auditer le réseau déjà mis en place, prévenir les
pannes éventuelles, schématiser l’architecture de la plate-forme des TMEs de réseau, et
envisager une configuration plus robuste aux pannes et bien administrée.
2 Présentation du document
Le présent document représente un travail élaboré dans le cadre d’une administration
de la plate-forme des TMEs de réseau, et est à caractère confidentiel. Son contenu revête
tous les aspects dont l’utilisateur n’a pas accès, et sa remise est réservée exclusivement
aux administrateurs du réseau et aux responsables.
Le présent document doit être considéré comme un exemple POSSIBLE et non comme
un MODÈLE ni comme un DOCUMENT DE RÉFÉRENCE.
3 État des lieux
3.1 Organisation
La plate-forme est divisée en deux espaces : Une salle située en Barre 14-15 503 pour
l’utilisation et la pratique des TMEs offrant une interface administrée par la PPTI et un
accès en ssh aux serveurs, et une autre salle située en Barre 14-15 505 contenant les baies
composées de switches, routeurs et serveurs reliés à l’autre salle par l’intermédiaire du
switch PPTI.
La première salle est en libre accès en dehors des heures de TMEs offrant une possibilité
aux étudiants de se connecter aux VMs utilisées en TMEs et la seconde est en accès réservé
au personnel administrateur de la plate-forme.
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3.2 Informatique
Cette partie a pour objectif de donner un aperçu relatif aux matériels et logiciels instal-
lés dans la salle des serveurs située en barre 14-15 505. Pour ce faire, nous avons établi une
analyse très fine de son infrastructure réseau, de cet examen nous avons constaté qu’une
climatisation de type CLIMAVENETA était mise en place pour refroidir les appareils du
réseau qui est composé de deux Baies dont chacune contient, le matériel suivant :
— 10 switches Cisco - Catalyst 2950 série - dont un est un Backbonne et un autre
de secours(SPARE) .
— 9 routeurs Cisco 2800 série dont un est un Spare.
— 1 console de type Cyclades ACS32 - Avocent
— 8 PCs de type CARRI Model High Server
— 1 Serveur de type Supermicro.
— 1 alimentation de type Cyclade PM20 - Avocent
3.3 OS et logiciels
Les PCs_rack des baies ainsi que les PCs serveurs ont des distributions Linux Debian
de versions suivantes
— PC_rack : Linux Debian version 8.1
— PC serveur : Linux Debian 6.0.4
En ce qui concerne le matériel constitué de Switch et de routeurs les versions des OS sont
les suivantes :
— Pour les routeurs Cisco : ios version 6.0.10
— Pour les switches : ios version 12.1
3.4 Ressources financières
Sans objet.
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4 Audit
Audit de l’état et de la performance de la plate-forme des TMEs
Fiche n˚1 - Documentation sur l’architecture physique et logique
Problème
Absence de documentation sur l’aspect architectural physique et logique
de la plate-forme réseau située en barre 14-15 salle 505 et 503.
Constats
Lors de notre passage en salle des serveurs, nous avons constaté ce qui suit :
— Absence de plan de câblage
— Nommage de port des switches incompréhensible (Switch PPTI).
— Absence de plan d’adressage.
— Absence de fiches des mots de passe pour certains équipements.
— Absence de fiches descriptives sur le contenu logiciel et utilitaire des serveurs.
——————————————————————————————————————–
Causes - Origines
Les personnes ayant installé le réseau semblent avoir oublié de mettre une documentation
à la disposition des administrateurs.
Conséquences
— Des difficultés seront rencontrées lors des futures interventions au niveau des ré-
seaux, ainsi que pour des éventuelles améliorations et maintenances au niveau de
la plate-forme.
— Perte de temps et risques d’ambiguïté voire mauvaises manipulations sur la plate-
forme.
Recommandations
Rédaction d’un manuel décrivant l’aspect architectural physique et logique de la plate-forme,
et le mettre à la disposition des administrateurs (voir annexe 1).
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Audit de l’état et de la performance de la plate-forme des TMEs
Fiche n˚2 - État des lieux et surveillance du réseau
Problème
Défauts matériels et absence de supervision.
Constats
Lorsque nous étions amenés à regarder les configurations des équipements, nous avons
remarqué ce qui suit :
— Défaut de boot de certaines machines à cause des pannes des disques.
— Clavier défectueux au niveau de la baie 1.
— Absence de vérification régulière de l’État de la salle (Température de la salle).
— Absence de plate-forme de supervision à distance.
——————————————————————————————————————–
Causes - Origines
Aucune anomalie n’a été signalée, or la température de la salle était assez élevée.
Déménagement des anciens bâtiments 31 et 41.
Conséquences
— Impossibilité d’accéder à certaines machines de la baie (certains PC_rack ne ré-
pondaient plus).
— Impossibilité de connaitre l’État du matériel et d’intervenir à temps en l’occurrence.
— Problèmes de ralentissement des ventilateurs signalés par certains équipements :
(%ENVMON-4-FAN_LOW_RPM : Fan 1 service recommended) à cause de la
poussière.
Recommandations
— Administrer le réseau grâce à des logiciels tel que NAGIOS, CENTREON, ...
— Changer les appareils défectueux et envisager un contrôle régulier pour la mainte-
nance (Hebdomadaire).
— Mettre en place un système de prévention de pannes permettant d’alerter l’admi-
nistrateur (Par MAIL/SMS).
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Audit de l’état et de la performance de la plate-forme des TMEs
Fiche n˚3 - Flexibilité du réseau et possibilité de communication entre différents équipe-
ments
Problème
Impossibilité de faire communiquer des machines de baies différentes, et
de se connecter à leurs VM en inter-baie.
Constats
— Absence de liaison entre la baie 1 et la baie 2.
— Impossibilité d’accès en SSH à partir des PC_ppti aux VMs des machines situées
dans une baie différente.
——————————————————————————————————————–
Causes-Origines
Absence de planification lors de l’installation de la plate-forme.
Conséquences
— Restriction au niveau de l’implémentation de topologies complexes au future.
— Manque de flexibilité du réseau de la plate-forme.
Recommandations
Interconnecter les baies physiquement en vérifiant la cohérence des adresses ip en liant
BACKBONE 1 à BACKBONE 2 avec plusieurs prises en mode trunk .
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Fiche n˚4 - Robustesse aux pannes et restauration
Problème
Les routeurs ne disposent d’aucune sauvegarde interne leur permettant de
récupérer les configurations en cas de manipulation accidentelle (par un
étudiant en TME).
Constats
Lors des TMEs de l’UE d’ARES des pannes ont été générées par des étudiants suite à
des mauvaises manipulations ce qui obligeait l’encadrant à reconfigurer les switchs et
les routeurs à la main.
Conséquences
— Impossibilité d’accès à la plate-forme.
— Non robustesse aux pannes.
Recommandations
Mettre en place un système de backup (points de reprises) avec une sauvegarde de
toutes les configurations.
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Fiche n˚5 - Optimisation de durée de vie
Problème
La durée de vie des appareils est réduite obligeant le remplacement du
matériel et engendrant des coûts éventuels.
Constats
Le matériel reste allumé en dehors des heures d’utilisation.
——————————————————————————————————————–
Causes-Origines
Non prise en charge de la gestion d’utilisation du matériel .
Conséquences
— Usure plus rapide et réduction de la durée de vie du matériel.
— Dépenses sur le remplacement du matériel défectueux au détriment du développe-
ment de l’équipement présent.
Recommandations
Implémentation de deux modes d’utilisation :
— Mode 1 : planifier le démarrage du matériel 30 minutes avant le début des TMEs
et son extinction à minuit.
— Mode 2 : Démarrage à la demande de l’utilisateur (Commande SSH) en dehors des
jours des TMEs.
NB : les serveurs des deux baies ainsi que les consoles serveur restent allumés continuellement.
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5 Implémentation des solutions
Après avoir audtité le réseau hébergeant la plate-forme des TMEs, nous avons pensé
à implémter des solutions qui étaient basées sur des scripts mais aussi sur des outils et
logiciels d’administration réseau ; Par soucis de compatibilité avec le système d’exploi-
tation utilisé, nous avons été amenés à changer d’outils et de manière de faire jusqu’à
aboutissement. La méthode d’implémentation ainsi que les outils seront détaillés dans les
sous chapitres à venir.
5.1 Déploiement
Le système de déploiement était géré initialement par plusieurs programmes exécutés
simultanément ; Cependant, cette façon de faire rendait la configuration difficile et ex-
haustive.
En effet, ceci a été remarqué lors de l’ajout d’un nouveau PC_rack, ce qui obligeait
également l’ajout de l’adresse MAC de ce dernier dans plusieurs fichiers de configuration
séparés présents dans le serveur de déploiement.
Nous avons également rencontré un problème lors de l’exécution du NetBoot pour ins-
taller la distribution Debian 8.2 de Linux qui engendrait le blocage de l’installation à la
phase du partitionnement du disque, ce qui était dû à un bug 1
répertorié et signalé par
Debian sur la version en question.
Nous avons pensé donc à mettre à jour le système déployé en remplaçant les fichiers de
l’ancienne distribution par ceux de la version 8.4, cependant, cela obligeait la réécriture
des scripts à cause du nouveau système de nommage des interfaces 2
de Debian 8.4. Le
système était donc très restrictif, rendant ainsi le déploiement de plusieurs systèmes d’ex-
ploitations différents impossible ; De plus, une fois le système déployé aucune manipulation
ne pouvait être faite telle que l’installation d’un logiciel.
Les problèmes rencontrés nous ont conduit à remplacer ce système de déploiement par
un nouveau système, offrant une flexibilité et un contrôle total sur le PC_rack, en uti-
lisant l’outil d’administration, de déploiement et de supervision Foreman 3
. Le Logiciel
Foreman 4
offre une interface web graphique interactive, facilitant le déploiement et l’ad-
ministration, et permettant de pallier aux problèmes liés aux pannes matérielles (Panne
de disque...). Une fois un système déployé, l’ajout des VMs se fait par simple manipulation
sur l’interface de Foreman.
1. https ://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi ?bug=767682
2. eth0 remplacé par enp2s0
3. http ://theforeman.org/
4. cf Annex C
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5.1.1 Etapes de déploiement sous foreman
Le déploiement sous Foreman passe par plusieurs étapes divisées en templates 5
repré-
sentants le noyau de la flexibilité de Foreman qui lui permet de déployer le bon système
d’exploitation avec les bonnes options .
Foreman compte plusieurs types de templates, les trois nécéssaires au déploiement phy-
sique d’un hôte sont les suivants (Figure1) :
a. Template PXE :
— 1. Recherche du serveur DHCP par un PC_rack.
— 2. Réponse du serveur DHCP par une adresse IP correspondant à l’adresse MAC
du PC_rack.
— 3. Connexion en TFTP et chargement des fichiers d’installation.
b. Template Preceed :
— 4. Téléchargement de l’OS à partir d’internet en passant par le proxy interne installé
sur le serveur de déploiement (Squid3), ce proxy fait office de cache et de pont vers
le proxy de la PPTI.
c. Template Finish :
— 5. Exécution du script de fin d’installation (si existant).
Figure 1 –
5. Fichiers de configuration modifiables sous Foreman et appliqués par les PC_rack
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5.2 Gestion des utilisateurs Foreman et des alertes
Sous Foreman il est possible de créer de nouveaux utilisateurs et leur allouer des droits
afin qu’ils puissent par exemple avoir le contrôle et la supervision d’un ou plusieurs
PC_rack particulier.
Lors de la création d’un compte utilisateur, il est possible de configurer son adresse mail
pour recevoir les notifications concernant les anomalies ou les rapports quotidiens/hebdomadaires.
5.3 Interconnexion des baies
Initialement les deux baies de la salle 14-15 505 étaient indépendantes et séparées
physiquement, ce qui empêchait non seulement de faire communiquer deux machines
appartenant à deux baies différentes, mais aussi d’administrer toute la plate-forme à
partir d’un seul emplacement. La solution était :
— D’interconnécter les deux baies en reliant les deux switchs Backbone ‘1 et 2’ via
trois cables RJ-45 croisé (Figure2) configurés en mode ‘Trunk’ pour éviter la
dégradation des performances .
— De changer l’adresse IP publique d’un serveur pour éviter tout éventuel conflit
d’adresses.
Figure 2 –
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D’autre part, nous avons fait fonctionner un seul serveur pour les deux baies et avons
gardé le deuxieme comme serveur de secours pour être robuste aux pannes, de plus, Fo-
reman nous a permis d’éviter de configurer DHCP manuellement au sein des serveurs.
5.4 Gestion d’extinction et d’allumage des machines
Pour pallier au problème de l’usure rapide et la réduction de la durée de vie des appareils,
nous avons pensé à éteindre les machines aux heures d’inutilisation (à 00 :00) et de les
allumer le matin, en activant les options du bios Wake_On_Lan et Wake_On_Power.
La première permet d’allumer les machines à la récéption du paquet magique de la part
du serveur de déploiement (Foreman ou script) configurée à 07 :30. La deuxième permet
de rallumer les machines automatiquement en cas de coupure de courant éléctrique vu
l’absence des onduleurs. L’extinction se fait grâce aux crons qui se chargent d’envoyer un
signal d’éxtinction aux machines.
5.5 Sauvegarde et Backup des routeurs/switchs
Lors des TME de l’UE d’ARES, les étudiants étaient amenés à manipuler les switches
et les routeurs avec les droits root, cependant, une mauvaise manipulation de la part d’un
étudiant pouvait causer la perte de la configuration de ces derniers ; Nous avons donc
pensé à faire une restauration appliquée automatiquement à 21h par un cron qui exécute
un script au niveau des serveurs qui envoient le fichier de configuration aux appareils Cisco
grâce au serveur TFTP.Aussi, un encadrant de TME peut en cas de problème rétablir
cette configuration en se connectant au serveur et en exécutant le script manuellement.
Cela nous permet de préserver la configuration d’autre part et le bon état de notre réseau
d’une autre part. Le script se résume en ces quelques lignes :
telnet 10.0.2.N Le N iem commutateur
copy tftp: 10.0.255.254/backup_switch_N running config
exit
telnet 10.0.3.N Le N iem routeur
copy tftp: 10.0.255.254/backup_router_N running config
exit
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6 Suggestions d’amélioration
Pour prélever les informations relatifs aux facteurs extérieurs tel que la température
et l’humidité, nous avons pensé à utiliser des Raspberry mais cela n’était pas efficace
(perte de détail et non-fiabilité des scripts), nous suggérons donc d’acquérir un module de
capteurs 6
connecté à des capteurs de fumée, de température et d’inondation pour prévenir
la détérioration des appareils de la salle, ces derniers seront monitorés et enverront les
alertes par mail grâce à des crons.
Pour offrir des performances élevés nécessaires à l’extension de l’utilisation du réseau,
un changement des routeurs et des switchs est souhaitable.
D’autre part, l’installation des logiciels de programmation et des bibliothèques utilisés
dans l’UE PROGRES 7
pourraient être ajoutés aux scripts afin que les étudiants puissent
faire leur projets à partir des machines de la ppti.
Enfin, des VMs pourraient être créées et allouées de plein droits aux étudiants qui en
auront besoin.
7 Conclusion
Ce travail résume notre intervention sur la plate-forme des TMEs, englobant ainsi les
problèmes rencontrés et l’implémentation des solutions proposées à l’audit.
Le chapitre intitulé Audit représente la section critique de notre travail, offrant une
vision globale de notre mission afin d’envisager un travail planifié et orienté.
Dans le second chapitre intitulé Implémentation des solutions., Nous avons présenté les
manipulations et les outils utilisés pour remédier aux problèmes identifiés préalablement,
et améliorer l’état de la plate-forme.
De plus, nous allons continuer à développer la plate-forme en question pendant un
stage d’été car nous allons recevoir des nouveau PC_rack et serveurs, ce qui nous offrira
la possibilité d’avoir plus de VMs. A cet effet, un manuel d’utilisation/tutoriel de
la plate-forme et des outils d’administration sera édité et mis à la disposition de toute
personne pouvant avoir une éventuelle intervention sur la plate-forme
Enfin, ce projet, nous a permit de mettre en pratique nos connaissances théoriques et de
découvrir la structure et l’architecture d’un réseau d’entreprise ou d’une plate-forme telle
utilisée, en manipulant des outils nouveaux afin de rendre facile l’accès et l’administration
de la plate-forme.
6. apc netbotz monitor 450
7. Programmation et réseaux : UE enseignée en M1
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8 Glossaire
PPTI : Plate-forme pédagogique et technique d’informatique ex ARI.
Switch : Commutateur réseau.
PC_rack : PC situé dans une baie.
PC_ppti : PC situé dans la salle 503 de la ppti.
VM : Machines virtuelles.
OS : Système d’exploitation.
TME : Travail sur machine encadré.
TP : Travaux pratiques.
SSH : (Secure shell) Session à distance sécurisée.
SMS : Short message service.
UE : Unité d’enseignement.
ARES : (Intitulé d’UE) Architecture des réseaux.
IP : Internet protocole.
FAST ETHERNET : Liaison physique RJ45.
DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol.
TFTP : Trivial File Transfer Protocol.
TELNET : TErminal NETwork.
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9 Annexe A
9.1 Topologie Physique
Lors de notre étude de l’architecture physique des deux baies nous avons pu schématiser
l’installation comme suit :
Chaque PC de la PPTI est relié à un Switch à travers une prise RJ45, ce dernier est
connecté à un routeur et un PC_rack contenant les 3 Machines virtuelles (Client, Sonde,
Serveur)et connecté à un switch avec 3 liaisons physiques en fast Ethernet (Figure 3).
Figure 3 –
Pour un premier démarrage des PC_rack des baies, un serveur est utilisé par baie pour hé-
berger les systèmes d’exploitation. En effet, Les machines démarrent à partir du réseau en
chargeant le système d’exploitation présent sur le serveur ; D’une part, cette manière nous
évite une configuration manuelle, et d’autre part, une récupération de l’OS est toujours
possible, en cas de panne.
Pour ce faire un switch (BACKBONE) relie les PC_rack au serveur dans chacune des
deux baies (Figure 4).
Figure 4 –
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Pour relier les réseaux constitués de PCs_rack, PCs_ppti, routeurs et switchs. Le switch(BACKBONE)
est encore utilisé à cette fin, offrant une flexibilité totale pour tout équipement d’une même
baie (Figure 5).
Figure 5 –
Pour faciliter la configuration des équipements des réseaux, une console serveur a été
installée dans chaque baie et reliée au port console de ces dernières.
Dans chaque baies des sources d’alimentations électriques sont reliées à la console serveur,
lui offrant ainsi la possibilité de démarrer/redémarrer/arrêter un équipement. Ceci offre
une sécurité de plus en démarrant un à un les équipements pour éviter tout risque de
surtension dû à un démarrage simultané de plusieurs machines
Pour pouvoir administrer et configurer les équipements des réseaux à distance, on a relié
la console serveur au switch de la PPTI offrant ainsi un accès extérieur grâce à une adresse
IP publique
Les deux serveurs des baies sont également branchés au switch de la PPTI permettant
ainsi un accès à distance.
Quatre adresses IP publiques sont allouées dont deux pour les consoles serveurs et deux
pour les serveurs (Figure 6).
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Figure 6 –
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Tous les ports VGA des PCs_rack avec le serveur de chaque baie sont reliés à un switch
VGA qui est lui même relié à un écran pour basculer entre les PCs en appuyant deux fois
sur SHIFT successivement (Figure 7).
Figure 7 –
Remarque :
Dans la topologie présentée précédemment les switch évoqués sont de niveau 3 ce qui
permet un accès à travers le protocoles ssh.
9.2 Topologie Logique
Cette plate-forme est amenée à être utilisé dans plusieurs contextes différents, et sert à
implémenter plusieurs topologies, raison de plus pour mettre en œuvre un seul réseau
(logique) qui sert à mettre touts les équipements dans un seul réseau. Ce réseau portera
le nom de VLAN 200 et permettra d’accéder aux équipements (par le biais du protocole
SSH par exemple) et jouera donc le rôle de réseau administrateur. Les deux baies ne sont
pas connectées entre elles, ainsi les deux réseaux VLAN sont également séparés, mais ce
cas est à revoir et sera traité par la suite.
Caractéristiques du VLAN 200 :
— adresse du réseau : 10.0.0.0
— masque du réseau : 255.255.0.0
Les routeurs et les switchs et les deux serveurs, ont des adresses IP statiques, quant aux
autres équipements (PCs rack et VMs) un serveur DHCP est configuré au niveau des
serveurs pour leur attribuer leurs adresses ip au démarrage selon leurs adresses MAC.
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10 Annexe B
10.1 Mots de passe
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11 Annexe C
11.1 Le projet Foreman
Foreman propose plusieurs solutions de gestions de réseau résumés dans le schéma suivant :
Figure 8 –
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