Memoire d'ingénieur:Agrégation de plusieurs connexions réseaux à caractéristiques hétérogènes pour des services TCP ou UDP

MÉMOIRE
Présenté en vue d’obtenir
LE DIPLÔME D’INGENIEUR DES TECHNIQUES DE L’INDUSTRIE
Spécialité "Informatique"
Abdelkader LATRACH
Agrégation de plusieurs connexions réseaux à caractéristiques hétérogènes pour des
services TCP ou UDP
Soutenance du 17/12/2008 devant le jury suivant :
M. BERTHELOT, Responsable de formation FIP ENSIIE, Président
M.Yacine GHAMRI, Maître de Conférences ENSIIE, Examinateur
M. Yahia MERCHAOUI, Stratégie produit GlobeCast, Examinateur

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Remerciements
Dans un premier temps, je tiens à remercier M. Philippe Gautron, directeur du département
Marketing et développement, de m’avoir permis d’effectuer cette formation au sein de son
département.
J’ai à cœur de remercier très sincèrement M. Bernard Riera pour avoir initié la démarche de
me proposer un projet de mémoire au sein de l’équipe innovation.
Je tiens à adresser mes remerciements à Yahia Merchaoui qui m’a aidé à élaborer ce projet et
qui m’a guidé avec patience et dévouement.
Toute ma reconnaissance à M. Thomas Richon, pour avoir accepté de m’accueillir au sein de
l’équipe développement et je lui sais gré d’avoir suivi et dirigé l’évolution de mon travail
malgré un emploi du temps chargé et des responsabilités multiples.
J’adresse également mes remerciements à l’Ecole Nationale Supérieur d’Informatique pour
l’Industrie et l’Entreprise et aux membres du jury qui ont bien voulu accepter de participer à
l’examen de ce travail.

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ENSIIE
FICHE SIGNALÉTIQUE
Projet d’Ingénieur des Techniques de l’Industrie, spécialité "informatique"
Agrégation de plusieurs connexions réseaux à caractéristiques hétérogènes pour des
services TCP ou UDP
Auteur : Abdelkader LATRACH
Tuteur en Entreprise : Yahia MERCHAOUI
Centre d’intérêts : Etude de nouvelles solutions, agrégation de liens.
Descriptif : Dans le cadre d’un chantier sur la possibilité et les moyens d’agrégation de
plusieurs liens d’accès Internet, nous étudions les solutions existantes dans ce domaine. Nous
nous penchons plus particulièrement sur les solutions capables de s’adapter à notre contexte
d'usage. L’environnement est à prendre en considération, car il s’agit d'évaluer ces systèmes
auprès d’utilisateurs qui peuvent se trouver dans des conditions réseaux très défavorables.

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Sommaire
1 Résumé__________________________________________________________________ 6
2 Introduction______________________________________________________________ 7
3 L’Entreprise et son organisation _____________________________________________ 8
3.1 GlobeCast, acteur majeur dans le paysage audiovisuel mondial _______________ 8
3.2 Le département marketing et développement (DMD) et ses services ___________ 10
3.3 Le service d’accueil ___________________________________________________ 11
4 Introduction à l’agrégation_________________________________________________ 12
4.1 Marché et motivations _________________________________________________ 12
4.2 Présentation de l’agrégation ____________________________________________ 13
4.3 L’agrégation est l’avenir du marché de la contribution______________________ 14
5 Synthèse des solutions_____________________________________________________ 15
5.1 À base de technologies ouvertes _________________________________________ 15
5.1.1 BGP _____________________________________________________________ 15
5.1.2 SCTP ____________________________________________________________ 17
5.1.3 SHIM6 ___________________________________________________________ 18
5.1.4 PfSense __________________________________________________________ 20
5.2 Solutions à base de technologies commerciales_____________________________ 22
5.2.1 FatPipe WARP ____________________________________________________ 22
5.2.2 LiveU____________________________________________________________ 23
5.2.3 VidIP ____________________________________________________________ 24
5.3 Tableau récapitulatif __________________________________________________ 25
5.4 Conclusion __________________________________________________________ 25
5.4.1 BGP _____________________________________________________________ 25
5.4.2 SHIM6 ___________________________________________________________ 26
5.4.3 SCTP ____________________________________________________________ 26
5.4.4 Pfsense___________________________________________________________ 26
5.4.5 Solutions commerciales______________________________________________ 26
6 Présentation général du projet ______________________________________________ 27
6.1 Contexte ____________________________________________________________ 27
6.2 Objectifs ____________________________________________________________ 27
6.3 Enjeux pour GlobeCast ________________________________________________ 27
6.4 Contraintes du service d’agrégation _____________________________________ 28
7 Analyse fonctionnelle du service ____________________________________________ 29
7.1 Ecosystème __________________________________________________________ 29
7.1.1 Intégration du service au sein du processus de contribution __________________ 29
7.1.2 Système d’agrégation et son environnement ______________________________ 30
7.2 Les fonctionnalités du service ___________________________________________ 32
7.2.1 Les besoins fonctionnels _____________________________________________ 32

5
7.2.2 Exigences non fonctionnelles _________________________________________ 32
7.2 Les différentes fonctions du système _____________________________________ 33
7.2.1 Architecture générale________________________________________________ 33
7.2.2 Système Client_____________________________________________________ 36
7.2.3 Système Serveur ___________________________________________________ 41
8 Architecture technique ____________________________________________________ 43
8.1 Synoptique général____________________________________________________ 43
8.2 Choix des équipements ________________________________________________ 43
8.2.1 GC_LinkClient ____________________________________________________ 43
8.2.2 GC_LinkServer ____________________________________________________ 44
8.3 Architecture logicielles ________________________________________________ 45
8.3.1 Vue générale ______________________________________________________ 45
8.3.2 Réutilisation des composants existants __________________________________ 45
8.3.3 Composants à développer ____________________________________________ 50
9 Conclusion______________________________________________________________ 51
10 Généralités_____________________________________________________________ 52
10.1 Table des illustrations ________________________________________________ 52
10.2 Bibliographie _______________________________________________________ 53
10.3 Annexe_____________________________________________________________ 54
10.4 Abréviations & Acronymes____________________________________________ 56
9.5 Terminologie_________________________________________________________ 57

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1 Résumé
Les professionnels du secteur audiovisuel deviennent de plus en plus exigeants non seulement
sur la qualité, la disponibilité et le coût de l’utilisation des réseaux, mais également au niveau
des applications métiers très spécifiques au monde de l’image. Les opérateurs de réseaux
tendent aujourd’hui à déployer des technologies sans fil (WiFi, 3G/3G+..) pour une
couverture la plus large possible et les opérateurs de services tels que GlobeCast développent
et améliorent des applications adaptées aux besoins de ces professionnels. Afin d’optimiser
l’utilisation de ces services, l’agrégation de ces réseaux devient une réelle alternative au
satellite dont les coûts sont prohibitifs et l’utilisation très contraignante.
Ce mémoire présente les travaux effectués permettant de trouver une solution d’agrégation
des liens d’accès, afin d’utiliser la bande passante globale disponible et assurer une certaine
qualité de service pour l’utilisation du service de transfert des contenus GlobeCast Content
Exchange (GCE).
Ces travaux sont effectués au sein du service Innovation et Stratégies du produit dans le
département Marketing et Développement de GlobeCast. Ce projet sera ensuite présenté aux
autres services pour un éventuel déploiement.
Commenté [MSOffice1]: …qualité de service pour (l’opération
de) / (le) transfert de contenus
… qualité de l’emploi du service de transfert

7
2 Introduction
Il n’est pas si loin le temps des premiers magnétoscopes numériques. Les processeurs
analogiques, particulièrement complexes à aligner et sujets à des pannes fréquentes, ont cédé
la place aux processeurs numériques. L’informatique, alors cantonnée aux processus de
commande et d’automatisation des équipements, participe désormais au traitement du signal.
Dans les domaines de la captation d’images (cameras DIVX…), des stations de montage soft
et du traitement du signal, les nouvelles technologies ont pour conséquence immédiate la
diminution des coûts des équipements, conjuguée à une augmentation de leur portabilité. Elles
permettent la mise en place des nouveaux modes de fonctionnement de collecte d’actualité
("News Gathering") au sein des chaînes de télévision. Quant aux agences de presse, elles
allient réactivité et économie financière.
Les processus techniques audiovisuels n’ont pas évolué, la captation, la fabrication et la
diffusion respectent immuablement les mêmes règles, même si les modes opératoires
évoluent ; la finalité de toutes ces technologies est de développer et distribuer les contenus
plus rapidement et partout, puis de permettre au consommateur de voir et revoir un produit en
l’envisageant sous des angles différents, et enfin de développer l’interactivité.
La transmission des contenus représente le maillon faible de la réactivité, et ce malgré
l’apparition de nouvelles solutions offertes par les fournisseurs de services aux entreprises
audiovisuelles, tels que le produit GlobeCast Content Exchange. Elle reste à ce jour
dépendante de la disponibilité sur le terrain des réseaux de transport.
Le projet consiste à mettre en place un service d’agrégation des réseaux disponibles pour la
contribution, afin d’offrir à ces professionnels de l’audiovisuel une possibilité d’améliorer la
réactivité, tant en prenant compte de la dimension économique que de l’évolution de ce
marché.
La première partie de ce mémoire a pour but de présenter le cadre, l’environnement de travail
de l’entreprise dans lequel évolue l’élève ingénieur.
La deuxième partie est une introduction à la notion d’agrégation de réseaux, et ce qu’elle peut
apporter d’une manière générale au monde de l’audiovisuel.
Pour approcher ce problème, la troisième partie permet de connaître ce qui a déjà été tenté sur
le sujet. Elle consiste à rechercher toutes les informations et les dernières avancées
scientifiques, techniques et économiques. Nous nous attacherons à exposer différentes
alternatives à l'existant au travers de leurs spécificités et par comparaison.
La quatrième partie présente le projet d’une manière générale, décrit le contexte et conduit
une analyse des besoins.
La cinquième partie donne une analyse fonctionnelle du problème. L’objectif est de détailler
la définition du problème, de développer une architecture fonctionnelle du système et enfin
d’apporter une définition pour chaque fonction du service d’agrégation.
Et enfin, la dernière phase de synthèse permet de définir une architecture technique. La
solution est modélisée sous la forme d’un assemblage de constituants existants ou à réaliser et
selon les fonctions et contraintes de performances de l’architecture fonctionnelle.
Afin de sécuriser les contenus, le système de transferts GlobeCast Content Exchange utilise
un tunnel VPN Ipsec. La problématique qui se pose pour le système d’agrégation est de savoir
comment peut-on utiliser plusieurs interfaces réseaux pour acheminer des donnes VPN Ipsec
dont l’intégrité des paquets IP est basée sur une adresse source et une adresse destination. Le
service d’agrégation peut-il préserver la confidentialité des contenus ?

8
3 L’Entreprise et son organisation
3.1 GlobeCast, acteur majeur dans le paysage audiovisuel mondial
Filiale de France Télécom spécialisée dans les solutions de gestion et de diffusion de contenus,
GlobeCast transmet chaque année plus de 10 millions d’heures de contenus vidéo et
multimédias, via son réseau mondial satellite et fibre optique. L’entreprise fournit des services
de numérisation, d’agrégation, de transmission et de reformatage de contenus destinés à
alimenter :
 Des plates-formes de télévision par satellite
 Télévision Numérique Terrestre
 Réseaux câblés
 TV sur IP
 TV sur PC
 TV sur mobiles
 Des réseaux d’Affichage Audiovisuel Dynamique
GlobeCast déploie quotidiennement sa flotte de stations mobiles SNG pour permettre aux
radiodiffuseurs de couvrir l’actualité ou les grands événements sportifs mondiaux, en qualité
normale (SD) ou en haute définition (HD).
Figure 1 Positionnement de GlobeCast dans le secteur audiovisuel

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Figure 2 Services proposés et technologies associées
Les services de GlobeCast sont accessibles dans le monde entier, via ses 11 centres techniques
et 18 bureaux implantés en Europe, en Amérique, en Asie, en Afrique, au Moyen-Orient et en
Australie.
Figure 3 Implantation de GlobeCast
GlobeCast opère sur plus de 30 satellites autour du monde, sur dix systèmes satellites leaders.
Leurs installations sont interconnectées via un réseau de fibres optiques SDH (Synchronous
Digital Hierarchy) fournissant des échanges vidéo point à point et de données entre les
diverses plateformes.

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Figure 4 Zone de couverture satellites opérés
3.2 Le département marketing et développement (DMD) et ses services
Figure 5 Organigramme du département Marketing et Développement
Situé à Issy les Moulineaux, il assure la définition des services pour la clientèle ciblée de
GlobeCast (Chaînes de télévision, Opérateurs mobile, Opérateurs de bouquets et fournisseurs
d’accès à Internet) et enfin le développement de ses produits (Connect City, Content
Exchange et Captive Audience).
Le service Développement Produit et Support assure le développement des différents produits
en accord avec le service innovation et stratégie et prend en charge leurs suivis (support,
intégration, test…).

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La pratique de management de projets accorde une place croissante au management multi
projets. Il s’agit d’améliorer les performances en passant d’une logique qui considère les
projets de façon individualisée à une logique qui envisage les projets de façon agrégée. Ceci
incombe à la responsabilité du service « Project Management Office ».
L’objectif principal d’une entreprise reste la croissance de son activité. Définir et mettre en
œuvre la stratégie de développement sont les principales actions menées au sein du service
« Business Development ».
L’activité de GlobeCast évolue comme le démontre le service entreprise. Aujourd’hui ses
actions se concentrent principalement sur les produits GlobeCast Content Exchange et
GlobeCast Captive Audience.
Le rôle du service ingénierie avant-vente est de soutenir les commerciaux lors d’études
technico-économiques. L’ingénieur avant-vente définit les différentes solutions techniques,
les coûts associés et enfin les délais de réalisation pour chacune d’elles.
3.3 Le service d’accueil
Le service Innovation & Stratégie Produit assure la mise en œuvre d’une politique cohérente
de produits :
 La définition des nouveaux produits et l’évolution des produits existants
 La conception de prototypes (plateforme)
 L’expertise et le support dans le domaine des nouvelles technologies
 L’organisation efficace de l’activité R&D au sein du groupe GlobeCast
L’entité IPS (Innovation & Product Strategy) est donc chargée d’anticiper les usages et les
tendances dans le métier du transfert des contenus afin de définir des services innovants, tout
en garantissant une stratégie du produit cohérente au sein du groupe.
Le but ultime étant d'aider les divisions opérationnelles et commerciales du groupe à
développer le chiffre d’affaires de l’entreprise.

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4 Introduction à l’agrégation
4.1 Marché et motivations
Les réseaux à hauts débits se sont démocratisés et leurs technologies se voient
généralisées et disponibles dans des offres commerciales très concurrentielles, courantes,
compétitives et plus abordables, pour le grand public comme pour les professionnels et les
entreprises.
Les solutions basées sur des technologies du Frame Relay ou RNIS sont en passe d’être
définitivement remplacées par des solutions basées sur des technologies tels que le WIFI,
l’xDSL et autres accès mobile 3G, 3G+ ou même fibre optique.
Face à cela, nous assistons aujourd’hui à une explosion de la consommation de nouveaux
contenus numériques multimédias composites, et à de nouveaux usages des utilisateurs de
ces contenus. Dès lors, la croissance du besoin en bande passante réseau dépasse la
croissance - déjà exponentielle - de la bande passante qu’offre la technologie des réseaux
hauts débits.
C’est pourquoi l’utilisateur, victime de l’effet de cliquet en ce qui concerne sa perception
de la réactivité de son écosystème numérique, a toujours l’impression que son « Internet
rame de plus en plus », alors qu’il accède à des réseaux dont les capacités sont des
dizaines de fois plus grandes que ce dont il disposait hier.
Temps
Débits
Besoins des consommateurs
en bande-passante
Bande-passante disponible par
les technologies courantes
Figure 6 Evolution de la demande et de la consommation de la bande passante réseau
L’agrégation des accès réseaux se positionne comme une réponse à la pression de cette
demande en capacité réseau, en attendant que la technologie des accès hauts débit innove ou
se rénove suffisamment pour y répondre. D’une manière générique et idéale, elle consisterait
à tirer profit de plusieurs accès réseaux hauts débits afin d’offrir :
 Un débit significativement plus important que celui offert par chacun des accès
utilisés séparément.
 Une latence moyenne meilleure que la latence du pire accès, un renforcement
statistique de la qualité, de la robustesse et de la fiabilité de la connexion globale.

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4.2 Présentation de l’agrégation
L’agrégation n’est pas une innovation en soi, puisqu’elle est déjà considérée dans le cadre
de la rationalisation et la fiabilisation des cœurs des réseaux dorsaux. Ce qui est récent,
cependant, c’est de l’envisager non plus pour les seuls opérateurs réseaux, mais aussi pour
les utilisateurs finaux sur des accès réseaux procédant d’une même technologie et de
caractéristiques homogènes.
Pour obtenir un agrégat de liens d’accès et utiliser la bande passante globale, plusieurs
techniques peuvent être appliquées et ce à différents niveaux des couches OSI. Sont ainsi
distingués deux groupes de solutions pour réaliser l’agrégation :
 Au niveau 1 et 2, la technique du Nic teaming (Bonding pour le monde linux et
EtherChannel pour Cisco) permet de considérer comme une seule interface Ethernet
logique avec le regroupement de plusieurs liens Ethernet. Les protocoles utilisés
peuvent être aussi bien standards que propriétaires. Une configuration est nécessaire
du côté du serveur comme du côté de l’équipement sur lequel il est raccordé.
 Au niveau 3 et supérieur, le partage de charges permet l’utilisation de tous les liens
et donc de la bande passante globale. Dans ce cas, aucune modification n’est à
effectuer du côté du fournisseur d’accès, l’agrégation de la bande passante revient à
faire de la distribution de trafic sur plusieurs liens.
Idéalement, l’agrégation s’affranchirait de la technologie et des caractéristiques
techniques de chaque accès participant à l’agrégation et serait transparente pour
l’utilisateur final, de telle sorte qu’il n’y ait aucune limitation pour les services réseaux qui
en bénéficient ; un peu comme un accès virtuel unique agrégeant et masquant la
complexité des technologies impliquées.
Réseaux
Opérateur
Figure 7 Agrégation de liens de technologies hétérogènes
Dans la pratique, en fonction des technologies et de leurs caractéristiques, nous observons des
limitations à [la collaboration des accès à une agrégation] l’agrégation des accès, ainsi que sur
les services et applications qui pourraient en bénéficier. D’ailleurs, très peu d’études traitent
de son architecture et des moyens de son implémentation. C’est pourquoi nous nous
proposons dans ce document de passer en revue certaines technologies d’agrégation
recensées, afin d’avoir une meilleure idée sur la réalité de la réalisation d’un tel concept.
Commenté [MSOffice2]: ce ne serait pas plutôt l’inverse : …de
technologies différentes et de caractéristiques (configurations)
hétérogènes ?

14
4.3 L’agrégation est l’avenir du marché de la contribution
GlobeCast Content Exchange est une solution innovante et performante pour le transfert de
contenus linéaire(s) (streaming d’un contenu capté et numérisé en direct) ou délinéarisé(s)
(transfert d’un contenu numérisé et finalisé sous la forme d’un fichier). Elle est adaptée aux
entreprises de production pour de la contribution légère. Malgré une large compatibilité avec
les différents accès haut débit utilisés, la performance de ce service dépend énormément de la
disponibilité et de la qualité des réseaux qu’il emprunte.
Or, pour un journaliste rapporteur d’images (JRI) utilisateur du service GlobeCast Content
Exchange en situation de nomadisme, peu d’options se présentent à lui pour bénéficier
d’accès réseaux haut débit performants, sans devoir se déplacer du lieu de l’événement
enregistré vers des sites adaptés (équipés ?), lui faisant perdre de ce fait un temps précieux
dans le processus éditorial des journaux télévisés. Par exemple, si Content Exchange
fonctionne parfaitement avec une liaison haut débit 3G, cette technologie offre des débits
insuffisants pour l’usage des JRI nomades et ce malgré ses évolutions. En couplant le service
GlobeCast Content Exchange avec un service d’agrégation de plusieurs accès disponibles,
nous espérons pouvoir offrir aux JRI un débit optimisé avec une qualité de service suffisante,
capable d’utiliser plusieurs fournisseurs afin qu’ils puissent accéder à tous les réseaux
disponibles pour envoyer leurs sujets d’information vers la régie, avec un certain confort et en
toute transparence.
C’est pourquoi, lors de l’analyse de l’état de l’art des solutions et technologies de
l’agrégation, nous essayerons de projeter et de qualifier chaque solution étudiée par rapport au
contexte précis de notre utilisation.
Commenté [MSOffice3]: c’est le transfert qui est linéaire ou les
contenus ?

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5 Synthèse des solutions
Ce chapitre s’attache à présenter la solution proposée pour l’agrégation des liens hétérogènes.
Le travail de recherche a permis de rassembler l’ensemble des solutions et des mécanismes
existants dans le domaine de l’agrégation des liens réseaux hétérogènes et composer un état
de l’art présenté dans le chapitre suivant. La comparaison avec les principes fondateurs a
permis de dégager un certain nombre d’idées et de concepts à retenir pour améliorer la
fiabilité. Elle a également permis de définir les axes principaux des modifications à effectuer
pour adapter ces mécanismes aux spécificités de GlobeCast Content Exchange.
5.1 À base de technologies ouvertes
5.1.1 BGP
5.1.1.1 Présentation
Border Gateway protocole (BGP) est l'un des protocoles de routage qui forme notamment le
cœur du réseau Internet. Il assure la transmission de l’état des tables de routages entres les
passerelles à l’aide des sessions BGP établies entre les grands opérateurs. Son objectif est
d'échanger des informations sur la disponibilité de réseaux. Pour cela le protocole maintient
une liste de systèmes autonomes (AS), de laquelle peuvent être exclus les boucles ou certains
AS. Le BGP supporte le routage sans classe et utilise l'agrégation de routes afin de limiter la
taille de la table de routage de l’Internet.
Opérateur 1
AS 1
Opérateur 2
AS 2
Opérateur 3
AS 3
Opérateur 4
AS 4
Opérateur 5
AS 5
BGP
BGP
BGP
BGP
BGP
BGP
Figure 8 Interconnexion des AS
Lorsqu’un routeur possède plusieurs liens d’accès Internet, il utilise par défaut le chemin par
lequel le réseau est annoncé au niveau BGP et donc ne fait pas d’agrégation de liens. Afin
d’utiliser tous les liens disponibles, le découpage d’un réseau en sous-réseaux et l’annonce de
ces derniers sur des sessions BGP différentes permet de partager le trafic entrant et sortant en
fonction des adresses IP sur des liens différents. Ce partage ne permet qu’une agrégation

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partielle des liens puisque si l’un d’eux est défaillant, les adresses qu’il comporte ne seront
pas basculées sur ceux disponibles L’utilisation d’un mécanisme de redondance, aussi défini
par le protocole BGP, vient corriger ce problème.
L’adressage IP fractionné (segmenté) et la mise en œuvre de la configuration de redondance
du BGP aboutissent à utiliser l’ensemble des liens. L’utilisation de ces liens dépend
essentiellement du trafic de chaque réseau annoncé. C’est une forme d’agrégation non
optimisée.
L’agrégation se fait au niveau des paquets, ce qui est complètement compatible avec les
services IPv4 et IPv6.
5.1.1.2 Perspective de l’utilisation dans notre contexte
5.1.1.2.1 Eléments de compatibilité
• Le trafic sortant et entrant est distribué sur tous les liens disponibles
• Fonctionnement en IPV4 comme en IPV6
• Aucune modification de l’architecture Internet ou de l’architecture logicielle.
• Compatibilité complète avec le VPN IPSEC Cisco
5.1.1.2.2 Eléments d’incompatibilité
• Nécessité d’un AS dédié, or l’attribution des numéros d’AS est très contrôlée
• La répartition se fait sur une plage d’adresse et non une seule adresse
• Les sessions BGP sont très gourmandes en ressources matérielles pour manipuler la table
de routage
• Pour établir des sessions BGP, une entente avec l’opérateur est nécessaire. Cela réduit la
liberté d’utilisation de l’agrégation de liens.
• L’utilisation d’adressage fixe est nécessaire
Le découpage de l’adressage IP est contraire aux recommandations RFC 1518

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5.1.2 SCTP
Pour répondre aux nouveaux besoins des applications de télécommunications en termes de
fonctionnalités et de robustesse, l’IETF (Internet Engineering Task Force) a élaboré un
protocole de transport spécifique, le SCTP (Stream Control Transmission Protocol).
Ce tout nouveau protocole SCTP (Stream Control Transmission Protocol) vient en
complément des protocoles TCP et UDP et témoigne déjà d’un développement rapide. Il
possède un niveau de fiabilité aussi haut que TCP, mais exige moins de ressources système.
Figure 9 Principales différences entre les trois protocoles SCTP, TCP et UDP
Bien que développé pour le transfert de la signalisation dans les environnements VoIP (Voice
over Internet Protocol), ce protocole est appelé, dans un avenir proche, à couvrir un spectre
beaucoup plus large de besoins.
SCTP possède des fonctionnalités très intéressantes, dont essentiellement le support du
multihoming, notion qui correspond, dans certaines de ses variantes, à notre compréhension
de l’agrégation. C’est un protocole "point-to-point" mais avec la possibilité de gérer plusieurs
adressages IP et donc plusieurs routes pour le même destinataire. En d'autres termes, une
source peut prendre différents chemins pour joindre le destinataire. En effet avec TCP, une
connexion est identifiée avec ses adresses (l’adresse IP source et l’adresse IP destination) et si
une adresse est indisponible, le fait d’en changer conduit à la coupure de la connexion. Pour
éviter ce scénario, toutes les adresses IPV4 et IPV6 sont échangées entre les deux extrémités à
l’initialisation de la connexion SCTP. Une modification de ce protocole favorise l’ajout de la
fonction « partage de charges » et donc génère une meilleure agrégation des liens d’accès. Les
algorithmes de partage sont à développer.

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Figure 10 Différence entre le protocole TCP et SCTP pour la gestion des chemins multiples
• Utilisation de plusieurs adresses IP pour la communication entre la source et la destination
• Le protocole SCTP assure la fonction tolérance aux pannes quand il y a plusieurs liens
d’accès.
• La fonction partage de charges n’est pas disponible actuellement au niveau SCTP, elle
n’est qu’en cours d’étude IETF. Ceci est dû à l’insuffisance de recherches sur les effets
liés à la différence des délais de transmission entre les différents liens. La modification de
l’implémentation du SCTP permet d’ajouter cette fonction.
• Le STCP (SCTP ?) est un protocole nouveau et son support par tous les accès réseaux
n’est pas assuré.
• Le tunnel VPN IPSEC est actuellement établi en UDP ou TCP, et aucune visibilité n’est
donnée par Cisco pour l’utilisation du SCTP.
5.1.3 SHIM6
SHIM6 est un protocole répondant au problème du multihoming en IPV6. En effet, pour un
site disposant de plusieurs liens Internet, gérés par différents fournisseurs d’accès, chacun de
ces liens fournit une adresse IP appartenant à un réseau donné. Or, il n’est actuellement pas
possible de maintenir une communication, vers un serveur par exemple, quand le système
change de lien. Shim6 propose donc de rendre plus indépendantes les couches « réseau » et
« transport » du modèle OSI, en distinguant deux adresses au lieu de la seule IPv6 : les
couches supérieures (transport, session, présentation et application) ne voient, selon Shim6,
qu’une adresse fixe unique, appelée ULID (pour Upper Layer Identifier). L’ULID est une

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adresse IPv6. Des adresses locales maintenues servent à faire la transition quand le lien
change, mais sont invisibles des autres couches protocolaires. L’ULID sert alors aux nœuds
communicants pour maintenir la communication, sans se préoccuper du changement de lien
du système. Ce changement de lien peut également être un changement de position d’un agent
mobile, qui ne veut pas perdre sa communication à l’entrée dans un nouveau réseau
(roaming). Ce mécanisme permet au journaliste d’utiliser l’agrégation pendant l’envoi d’un
fichier tout en se déplaçant vers un autre point d’actualité.
Link Layer
Transport Layer
Application
Socket Interface
Shim6 REAP
Figure 11 Shim6 et la couche OSI
SHIM6 est donc une couche protocolaire entre le niveau 3 et le niveau 4 qui permet de
« jongler » avec les adresses IP. Le niveau 4 utilise toujours la même paire d’adresses et le
niveau SHIM6 les adapte aux conditions réseau.
SHIM6 est basé sur la modification de la couche Internet Protocol aux deux extrémités.
L’agrégation de liens n’est pas prévue dans les spécifications du protocole mais des
mécanismes suscitent (impliquent) le partage de charges.
En effet, la couche SHIM6 envoie les paquets IP dans un contexte donné. La sélection est
faite en tenant compte des conditions diverses comme l'accessibilité du sentier, la préférence
d'application et les caractéristiques du chemin. En créant plusieurs contextes, il est possible de
faire du partage de charges et ainsi obtenir une agrégation de liens.
SHIM6 permet de spécifier des préférences pour les envois. Ces préférences sont basées sur
des priorités et des poids. En modifiant ces options au niveau applicatif, il est possible d’agir
sur les modalités d’utilisation des liens d’accès et permettre une sorte de partage de charges
entre les différents chemins, et d’arriver à profiter de la bande passante.

20
Figure 12 Architecture SHIM6
• Protocole gérant la tolérance aux pannes des réseaux d’accès.
• Nécessité d’une modification de l’architecture réseau et logicielle du service Content
Exchange pour y intégrer des passerelles entre les protocoles IPV6 et IPV4, car SHIM6
est développé uniquement pour l’IPV6
• Compatibilité IP VPN Cisco en IPV6 non assurée.
SHIM6 n’est pas encore un protocole validé par l’IETF
5.1.4 PfSense
PfSense est une distribution libre du système d’exploitation FreeBSD modifiée afin de servir
de pare-feu (firewall) ou de routeur et qui est très répandue dans les petites comme les
grandes structures, telles que les universités ou les grandes organisations, pour protéger leurs
réseaux.
En plus des fonctionnalités basiques de gestion de routage, PfSense permet ainsi de faire de la
répartition de charges et de la tolérance aux pannes. Ces deux fonctionnalités sont très
intéressantes car elles prédisposent PfSense à devenir une solution d’agrégation.
En effet, la répartition de charges est une technique très intéressante qui permet d’utiliser tous
les liens disponibles pour les communications, ce qui permet une forme d’agrégation des liens
d’accès.
PfSense emploie un partage au niveau des connexions et cela afin de maintenir la
compatibilité avec l’IPV4 et l’absence de besoin de tout dispositif à l’autre extrémité. Pour

21
disposer de la totalité de la bande passante des liens d’accès, l’usage de plusieurs sessions est
indispensable. Effectuer un téléchargement avec plusieurs sessions accapare tous les liens
alors qu’avec une seule session, un seul lien est sollicité.
Le seul algorithme disponible est le « round robin », les sessions sont alors distribuées
équitablement entre les différents liens, ce qui empêche d’optimiser le partage dans le cas des
liaisons hétérogènes.
Concernant la tolérance aux pannes, cette distribution assure une continuité du
fonctionnement, même en cas d’altération de l’un des liens. Ainsi, le lien résultant de
l’agrégation continue à fonctionner dans un mode dégradé avec les restes des liens actifs,
alors qu’un des liens est tombé en panne.
PfSense utilise une méthode basique pour vérifier la disponibilité des liens : le PING réseau
basé sur le protocole ICMP.
Figure 13 Architecture PfSense
PfSense doit être insérée entre les liens d’accès Internet et le ou les postes clients.
Elle s’installe même sur un pc du marché pouvant intégrer plusieurs interfaces réseaux. Afin
d’avoir un équipement portable, elle peut être installée sur des petites configurations avec tout
de même la contrainte d’avoir une puissance de calcul suffisante (Horloge CPU > 500 Mhz).
La configuration de PfSense peut se faire à l’aide d’une interface web et est persistée
(confirmée ? contenue ?) dans des fichiers XML.
• PfSense gère les accès multiples et la tolérance de panne.
• Cette distribution reconnaît la plupart des cartes réseaux Ethernet et WiFi
• PfSense repose sur une distribution libre et son adaptation est possible pour les différentes
applications, pour personnaliser l’interface client et l’adapter aux réseaux et modems du
type 3G
• PfSense dispose d’une fonction très intéressante, à savoir la possibilité d’utiliser un tunnel
VPN directement depuis PfSense.
• Le support du VPN IPSEC Cisco utilisé par Content Exchange n’est pas garanti
Commenté [MSOffice4]: une solution de distribution =
féminin,

22
• L’algorithme de partage de charges est à optimiser dans le cas d’utilisations de réseaux
hétérogènes.
5.2 Solutions à base de technologies commerciales
5.2.1 FatPipe WARP
FatPipe est une entreprise spécialisée dans le développement et la fabrication des équipements
réseaux avec une technologie de Clustering de routeurs. Grâce à une technologie propriétaire
et brevetée, tous les routeurs commercialisés par FatPipe, tels que le WRAP, intègrent la
fonction d’agrégation de liens. Les types de connexions supportées pour l’agrégation sont
DS3, T1, E1, E3, DSL, ISDN câble, ou les connexions sans fils.
Pour effectuer cette agrégation, FatPipe WARP agit au niveau des sessions et peut utiliser
quatre techniques de partage de charges :
• « Round Robin » peut être utilisé si les trois liens d’accès présentent les mêmes
caractéristiques de connexion (bande passante…). Cet algorithme permet de diviser
équitablement le trafic à travers tous les liens d’accès.
• « Response Time » est utilisé lorsque les liens d’accès ne présentent pas les mêmes
caractéristiques comme un accès ADSL et T1. L’algorithme emploie en priorité le lien
qui a la bande passante la plus importante.
• « Fastest Route » tient compte de la destination et du trafic IP et choisit le meilleur
lien en fonction de la cible. Des tests avec des paquets SYN permettent de déterminer
la meilleure route et donc le lien à activer.
• « Weighted algorithm configures » permet à l’utilisateur de configurer lui-même sa
politique de partage de charges en fonction de chaque accès et en assignant à chaque
lien un poids.
D’autres fonctionnalités intéressantes telles que la gestion de la redondance des liens et de la
qualité de service sont implémentées.
Pour la compatibilité avec les solutions FatPipe, la coopération du fournisseur d’accès n’est
pas requise et aucune modification n’est à effectuer au niveau des équipements de son côté.
Pour le trafic entrant, faire du partage de charges suppose une technologie propriétaire basée
sur le DNS : le « SmartDNS ».
Figure 14 Architecture de la solution FatPipe
Commenté [MSOffice5]: meilleur parcours ? : le lien c’est
l’adresse ? et celle-ci ne change pas ?

23
• La plupart des routeurs FatPipe intègre par défaut une solution d’agrégation des liens.
• Les fonctionnalités réseaux de base optimisent l’utilisation de l’accès en prévoyant la
gestion de la redondance des liens.
• L’encombrement des équipements FatPipe pour leur utilisation sur le terrain
• Aucune indication sur la prise en charge des réseaux 3G
• La politique d’agrégation se fait au niveau session, le système est donc totalement
inefficace dans le cas de l’utilisation d’une seule session TCP.
• Aucune indication sur la compatibilité avec la solution VPN IPSec de Cisco.
5.2.2 LiveU
LiveU est une start-up qui valorise un savoir-faire propriétaire permettant d’agréger plusieurs
accès 3G/3G+ et une connexion WIFI. Elle commercialise une solution profitant de cet
avantage pour faciliter l’émission d’un direct ou le transfert de fichiers, et donc concurrence la
solution GlobeCast Content Exchange avec la même cible commerciale.
Leur solution se présente comme un middleware dédié aux seuls services qu’ils ont
implémentés (donc transfert de fichiers et direct). L’installation est opérée sur le PC envoyeur
et sur un serveur en régie pour récupérer les contenus envoyés. Le serveur écoute sur deux
ports UDP pour communiquer avec l’émetteur : un flux de commandes et un flux de charges.
Le rôle du serveur est de réorganiser les paquets qui auront été distribués sur les liens agrégés.
Le protocole utilisé en transfert de fichiers est le FTP sans optimisation, celui pour le direct
est le RTP.
LiveU a fini par embarquer la partie cliente en un boîtier composé d’un hub USB, de modems
3G et d’une alimentation, puis vers un équipement plus complet, genre de PC miniatures avec
les modems installés.
5.2.3 Perspective de l’utilisation dans notre contexte
5.2.3.1 Eléments de compatibilité
• La partie réseau de leur solution semble opérationnelle
• Contexte (3G + WIFI) très proche du notre
5.2.3.2 Eléments d’incompatibilité
• L’agrégation est limitée aux applications développées par LiveU et dont la conception
semble étroitement couplée au code de la couche réseau
• VPN pas encore supporté
• La maturité ergonomique du boîtier n’autorise pas son utilisation directement par les
clients (trop de faux contacts, …)
• Les services réseaux supportés en agrégation sont très limités

24
5.2.3 VidIP
Figure 15 Solution vidIP
VidIP est une société spécialisée dans le domaine audiovisuel et qui propose des solutions de
transmission pour collecter, échanger et transporter de la vidéo en qualité broadcast sur des
réseaux IP.
Avec la technologie propriétaire Gatherlink™, la solution vidIP agrège et exploite des liaisons
SDSL jusqu’à 4 Mbit/s lorsque la fibre optique dédiée n’est pas disponible.
La technologie Gatherlink™ permet d’augmenter le débit global disponible pour la
transmission vidéo en agrégeant n’importe quel type de ligne réseau. Gatherlink™ prend en
charge la dissymétrie des lignes, leur différence de gigue (jitter) et de type d’erreurs pour
garantir un signal délivré identique au signal d’origine. Les lignes DSL par exemple, peuvent
être utilisées à la place des coûteuses fibres optiques pour des applications de transport vidéo.
5.2.3.1.2 Pour en savoir plus
• La partie réseau de leur solution est opérationnelle
• Technologie applicable en 3G/3G+
• Problématique du passage du VPN dans le lien agrégé a priori résolue
• Les boîtiers actuels sont encombrants (des serveurs 1U)
• Solution éprouvée seulement avec des liens agrégés de technologies homogènes

25
5.3 Tableau récapitulatif
BGP SHIM6 SCTP Pfsense Fatpipe LiveU ViDIP
Gestion native de
l'agrégation
OUI NON NON OUI OUI OUI OUI
Type d’agrégation
supportée
Paquet Paquet Message Session
Session
TCP
ND Paquet ?
Agrégation de liens
hétérogènes
OUI OUI OUI NON OUI OUI OUI
Support de la gestion de
la disponibilité
OUI OUI OUI OUI OUI OUI OUI
Gestion de VPN IPSec OUI NON NON NON NON NON OUI
Solution embarquable NA *** *** ** NA ** ***
Adapté pour le contexte
GCCE
*** NA NA ** NA NA ***
Recquiert modif. de
GCCE
NA *** *** * ** ** NA
Solution à base de:
Figure 16 Comparaison des différentes solutions
Le tableau 16 permet d’avoir un aperçu des fonctionnalités qu’offre chaque solution étudiée.
Par exemple pour le support VPN IPSec, seuls deux produits sont développés le BGP et VDIP.
D’après les éléments de compatibilités, le produit VDIP parait répondre le mieux à toutes les
interrogations et les contraintes imposées pour l’utilisation du futur service d’agrégation de
GlobeCast.
5.4 Conclusion
L’utilisation des protocoles standards tels que le TCP et UDP sur de l’IP ne facilitent pas
l’implémentation de l’agrégation car ils ne supportent pas le multi-adressage. Afin de palier à
cette limitation protocolaire, plusieurs techniques et solutions peuvent être envisagées.
Deux types de solutions ont été étudiés, les solutions basées sur des technologies ouvertes et
les solutions basées sur des offres commerciales. Toutes les solutions étudiées sont à modifier
plus ou moins lourdement et/ou à améliorer afin de les adapter à l’utilisation cible de nos
clients dans notre contexte.
Pour ce qui concerne les solutions à base de technologies ouvertes, nous avons passé en revue
quatre possibilités.
5.4.1 BGP
Une solution à base de BGP devra gérer d’une part, des notions de numéros d’AS que chaque
poste devra embarquer et d’autre part, le maintien des sessions BGP avec les fournisseurs
d’accès Internet. Les numéros d’AS sont une denrée rare qui n’est fournie que pour les
réseaux importants et le maintien des sessions BGP ne peut se faire en mobilité, les adresses

26
sources et destinations sont bien fixes. L’utilisation du BGP pour les petits postes de travail
n’est pas possible actuellement et ne peut donc être envisagée dans notre contexte.
5.4.2 SHIM6
SHIM6 est une couche protocolaire entre le niveau 3 et le niveau 4 pour l’IP v6, elle permet
de gérer les problèmes de disponibilité des liens. SHIM6 est en cours de développement et
présente une base intéressante pour constituer une brique logicielle, ou une couche réseau,
rendant possible l’agrégation de liens. Envisager une solution à base de SHIM6 pour notre
contexte semble plutôt difficile car il est basé sur de l’IP v4.
5.4.3 SCTP
Tout comme SHIM6, le SCTP permet de gérer la redondance des liens Internet disponibles.
Cependant, le SCTP est un protocole du niveau de la couche transport et standardisé par
l’IETF. Il remplacera sûrement les protocoles TCP et l’UDP. Afin d’obtenir l’agrégation de
liens, ce protocole a besoin d’être rectifié. Des modifications sont à apporter également du
côté des applications. Afin de l’utiliser dans le cadre de Content Exchange, une modification
du client VPN par Cisco pour le support du SCTP est nécessaire.
5.4.4 Pfsense
PfSense est une solution utilisée par plusieurs entreprises en tant que pare-feu. Elle embarque
une solution de partage de charges des accès Internet, une forme d’agrégation de liens. Le
mécanisme du VPN Ipsec intégré à Content Exchange n’est pas supporté, mais il existe une
possibilité pour Pfsense de sécuriser les donnes depuis son propre VPN.
5.4.5 Solutions commerciales
Pour ce qui est des solutions à base de technologies commerciales, nous avons passé en revue
3 cas de figures :
FatPipe et LiveU embarquent des technologies d’agrégation de liens. FatPipe est basée sur
une agrégation par session TCP et LiveU par l’utilisation de ports UDP bien spécifiques. Ils
ne sont pas compatibles en l’état avec le VPN IPSec, ce qui limite beaucoup leur utilisation
dans le cadre du produit Content Exchange.
VidIP semblerait être le produit le plus proche de la cible et le plus prometteur en termes
d’attentes des besoins d’utilisation des clients GlobeCast. Il intègre une solution d’agrégation
de liens par défaut et nos contacts attestent du support du VPN IPSec Il répond aux exigences
de l’utilisation du Content Exchange. Ce produit demande néanmoins l’utilisation d’un boîtier
à chaque extrémité, il ne peut être employé qu’avec les infrastructures compatibles.

27
6 Présentation général du projet
Ce chapitre présente la solution proposée pour l’agrégation des liens hétérogènes. Le travail
de recherche effectué a permis de rassembler l’ensemble des solutions et des mécanismes
existants dans le domaine de l’agrégation des liens réseaux hétérogènes, et de constituer un
état de l’art, présenté dans le chapitre précédant. La comparaison avec les principes fondateurs
a permis de dégager un certain nombre d’idées et de concepts à retenir pour améliorer la
fiabilité. Elle a également identifié les axes principaux de développement à effectuer pour
adapter ces mécanismes aux spécificités de GlobeCast Content Exchange. Ce sont les
solutions développées à partir de ces principes qui sont présentées dans ce chapitre.
6.1 Contexte
« GlobeCast Content Exchange » est un produit développé en interne par GlobeCast. Il
permet aux clients de bénéficier d’une plateforme de services mutualisée pour échanger leurs
fichiers de contenus multimédias, de disposer d’une médiathèque de stockage de ces contenus
et d’un moyen de diffusion d’un direct sur le réseau. Le produit repose sur tout réseau TCP/IP
mais est indifférent au type de liaison haut débit utilisé.
Ce produit est employé particulièrement par les journalistes pour la communication des sujets
depuis les lieux d’événement vers les différentes régies de télévision. Cette communication
peut se faire soit sous forme d’un fichier audiovisuel, soit sous forme d’un flux vidéo en
temps réel. La gestion des réseaux disponibles et l’utilisation de leurs pleines capacités sont
cruciales pour les rédactions, tout en conservant le caractère confidentiel des contenus.
6.2 Objectifs
L'objectif de ce projet est de répondre aux besoins exprimés par GlobeCast sur la nécessité de
l’innovation du service de contribution vidéo destiné aux professionnels nomades (reporters,
journalistes, correspondants dans les régions, équipes de tournage, ...).
L’analyse des solutions d’agrégation existantes a identifié les fonctionnalités requises pour la
définition d’un service innovant, performant et à grande valeur ajoutée pour GlobeCast. Le
modèle retenu s’appuie sur le concept d’un client serveur et présente une compatibilité avec
l’ensemble des applications en vigueur et ainsi se différencie des offres existantes, notamment
par le support « des applications de sécurisation » tel que le VPN IPSec. Après avoir identifiés
les besoins des utilisateurs du service d’agrégation, les spécifications fonctionnelles du
système d’agrégation, puis une architecture technique sont définies.
Ce projet s’inscrit dans une perspective de développement du service à l’horizon 2009. La
démarche retenue consiste à faire participer les utilisateurs finaux à l’élaboration du service en
mettant à leur disposition un démonstrateur, puis en les associant à une phase
d’expérimentation en préalable au déploiement de ce service.
6.3 Enjeux pour GlobeCast
Le marché des services de contribution est au cœur du métier de GlobeCast. Ce marché est
extrêmement difficile car les clients sont très volatiles et à la recherche de services innovants
Commenté [MSOffice6]: c’est la plateforme qui est mutualisé e,
ou les services qui sont mutualisé s
= à changer si nécessaire et plus bas

28
à des prix compétitifs. La généralisation du haut débit au niveau des réseaux d'accès (ADSL
haut débit), ainsi que le déploiement d'accès public Internet haut débit (3G….) offrent à ce
secteur des nouveaux moyens de communication. Précisément, un des objectifs du projet est
de valider techniquement le concept d'un service de contribution vidéo (Utilisation de tous les
réseaux disponibles pour acheminer les sujets vidéo) s'appuyant sur tout type de réseaux, en
utilisant toute la bande passante et en offrant des garanties de qualité de service et de délai de
transmission.
6.4 Contraintes du service d’agrégation
L’utilisateur attend un service fiable, acceptable et cohérent avec le matériel dont il dispose et
les coûts de communication qu’il supporte. L’utilisateur est conscient des limites des
différentes technologies d’accès. Par exemple, il sait que certaines connexions ne sont
disponibles que sur une partie limitée du territoire, que la radio peut subir des interférences,
que le débit disponible peut être limité avec certaines technologies…
Il est important et indispensable de tenir compte des perturbations externes, indépendantes du
service d’agrégation, dont l’impact sur les transferts des contenus est très important :
 La disponibilité des réseaux d’accès n’est pas assurée : une interface peut subir une
coupure de connexion brutale (par exemple un problème de couverture radio et
d’interférences).
 Les caractéristiques de la connexion sont variables : d’une part elles peuvent varier
d’une technologie à une autre, et d’autre part des variations peuvent se produire au
sein d’un même accès.

29
7 Analyse fonctionnelle du service
L’objectif du projet d’agrégation des liens est la conception et la réalisation d’un système
prenant en charge de manière optimale la diversité des interfaces présentes sur un terminal,
afin d’offrir le meilleur service possible à l’utilisateur. Plus particulièrement, l’intégralité de
la solution technique repose sur un terminal équipé de plusieurs interfaces de communication
et un serveur du côté de la plateforme de services pour gérer les flux.
Ce paragraphe cherche à synthétiser les fonctionnalités techniques mises en œuvre dans le
terminal GC_LinkClient et dans le serveur GC_LinkServer. L’analyse proposée est
descendante : elle fait état des attentes de l’utilisateur vis-à-vis de son terminal et du service
qu’il lui demande, puis sont déduites les fonctionnalités nécessaires pour y parvenir.
7.1 Ecosystème
7.1.1 Intégration du service au sein du processus de contribution
Figure 17 Intégration de l’agrégation dans le processus de contribution
La figure décrit les blocs généraux d’un système de contribution, tels qu’ils sont structurés
jusqu’à présent depuis la capture de l’événement, son parcours dans l’ensemble de l’enceinte
de la chaîne de transmission et son acheminement à la régie de télévision pour son traitement
et sa diffusion.
Ces blocs et fonctions élémentaires sont illustrés dans cette figure. Le système d’agrégation
s’insère d’une manière naturelle entre le processus de transfert des contenus et de leurs
transports.
Les travaux sur les techniques de compression qui ont tendance à réduire la taille des contenus
sans pertes nettes pour l’utilisateur finale, et le système d’agrégation des réseaux de transport,
réduisent le temps du traitement par les processus et rapprochent les journalistes et les
reporters des utilisateurs.

30
7.1.2 Système d’agrégation et son environnement
Journalistes et
reporters
Centre support et
Facturation
Service
d’agrégation
plateforme de service
GlobeCast CE
Moyens de
transports IP tels
que l Internet ...
Service de transferts de
contenus (GCE…)
Téléspectateur
Environnement
direct
Environnement
indirect
Régie de télévision
Figure 18 L’écosystème
7.1.2.1 Environnement direct
7.1.2.1.1 Journalistes rapporteurs d’images
Journaliste de terrain par excellence, le Journaliste Reporter d'Image est spécialisé dans la
réalisation de reportages pour les journaux et les magazines télévisés.
Caméra à l'épaule, il couvre tous les sujets d'actualité et les évènements du monde au sein
d'une chaîne de télévision. Il peut aussi travailler pour le compte d'une Agence de Presse.
Le reportage s’appuie principalement sur la caméra de reportage, qui réalise la capture
d’images et de sons associés. Les nouvelles solutions technologiques ajoutent des
fonctionnalités dans la caméra en cohérence avec les solutions de traitement du signal
(montage…). Ces fonctionnalités concernent l’utilisation de nouveaux supports
d’enregistrement, tels que les disques durs, et dans un format particulier de compression.
L’utilisateur peut mettre en fonctionnement ou non le système d’agrégation.
.
7.1.2.1.2 Service de transferts des contenus Content Exchange
Ce service permet de répondre aux besoins des professionnels de l’audiovisuel pour la
transmission des contenus vidéo sur un réseau IP. Ces contenus peuvent être soit sous format
de fichiers vidéo, soit de « flux de streaming ». Avec GlobeCast Content Exchange, transférer
un contenu vidéo est une opération devenue aussi simple que d’envoyer un mail. Le système
d’agrégation fournit les moyens nécessaires pour la diffusion des contenus avec une bande
passante améliorée et une certaine qualité de service.

31
7.1.2.1.3 Plateforme de services GlobeCast Content Exchange
Le client GlobeCast Content Exchange n’est pas en contact directement avec la régie de
télévision, mais utilise une plateforme GlobeCast. Grâce à cette architecture, la régie peut se
concentrer sur son cœur de métier qui est la production et la post production. Tous les autres
aspects, tels que le stockage des contenus, les transferts, la sécurisation des échanges …sont
laissé à l’opérateur du service.
Ainsi, le système d’agrégation accroît les échanges de flux avec les clients nomades.
7.1.2.1.4 Moyens de transport
Les moyens de transport sont un ensemble d’infrastructures permettant aux clients nomades
de communiquer avec la plateforme GlobeCast. Le système d’agrégation peut supporter
toutes les technologies suivantes pour l’accès à ces ressources : Ethernet, WiFi et le réseau
mobile 3G/3G+.
Les moyens de transport fournissent au système d’agrégation les ressources nécessaires pour
simuler un grand tuyau avec une bande passante globale et une qualité de service.
7.1.2.1.5 Centre support et facturation
Le service de support permet non seulement de résoudre les problèmes de fonctionnement,
mais également d’apporter l’assistance aux utilisateurs du service, de gérer les correctifs
nécessaires et les mises à niveau du système. Il contribue au maintien de la stabilité du
système et de sa performance.
Toute prestation de services, en tant qu’activité professionnelle, doit faire l'objet d'une
facturation et le système d’agréation doit intégrer cette dimension en ayant une chaîne de
facturation.
7.1.2.2 Environnement indirect
7.1.2.2.1 Régie de télévision
La régie est un local de la chaîne de télévision, d'où l'on contrôle et dirige les émissions et les
programmes. Elle est dirigée par un rédacteur en chef, dont le rôle est de définir l'orientation
du journal, d'arrêter l'agenda du jour, de la semaine ou du mois, c’est-à-dire de fixer le
nombre et les contenus qui seront diffusés dans le journal ou le magazine.
Le système d’agrégation leur permet de recevoir des sujets plus rapidement et donc de
disposer d’un large choix de sujets de programmation.

32
7.1.2.2.2 Téléspectateur
En bout de chaîne, le téléspectateur est le consommateur finale des contenus. Le système
d’agrégation lui permet d’accroître son choix de programmes avec une certaine qualité de
réception qui se rapproche de plus en plus du temps réel.
7.2 Les fonctionnalités du service
7.2.1 Les besoins fonctionnels
7.2.1.1 Agrégation de liens
La solution doit permettre à l’utilisateur d’agréger tout ou partie des accès réseau connectés,
pour lui offrir le débit global avoisinant les débits cumulés et une latence (RTT) globale lissée
avoisinant la latence moyenne des connexions entrant en jeu dans l’agrégation
7.2.1.2 Embarcation des interfaces réseaux
La solution côté client doit être compatible avec les modems 3G/3G+ des grands opérateurs
français mais également étranger. Le client doit pouvoir embarquer également des cartes WiFi
compatibles 802.11g et b et des cartes réseaux Ethernet compatibles 10BaseT, 100 BaseT.
7.2.1.3 Système évolutif
La solution doit accepter l’extension à d’autres applications complémentaires déployées par le
BackOffice sur la partie cliente. Une compatibilité tout système (Windows, linux, Mac) assure
son bon fonctionnement dans d’autres contextes d’utilisation.
7.2.2 Exigences non fonctionnelles
7.2.2.1 Objectif des délais
L’option commerciale de l’exploitation de la solution doit pouvoir démarrer fin 2009. Des
pilotes de tests sont à planifier à la mi-2009.
7.2.2.2 Objectif des coûts
Afin de réduire les coûts des licences logicielles pour les GC_LinkClient, l’utilisation des
produits et des systèmes open source est préférée à (prévaut sur) l’achat des produits
commerciaux.
7.2.2.3 interactions avec la solution GlobeCast CE
La solution doit, d’une manière ou d’une autre, s’intégrer avec le service GCCE et lui
permettre d’en bénéficier tout en utilisant son VPN Ipsec.

33
7.2 Les différentes fonctions du système
7.2.1 Architecture générale
Le service d’agrégation de GlobeCast basé sur une solution intégrée se compose de deux
entités fonctionnelles, le GC_LinkClient et le GC_LinkServer :
 Le GC_LinkClient est un système client permettant de gérer les réseaux disponibles et de
répartir les flux de données à destination et en provenance de la plateforme de services en
utilisant le réseau Internet.
 Le GC_LinkServer permet de traiter les flux en provenance et à destination d’un ou
plusieurs systèmes clients et de les envoyer vers la plateforme. Ce serveur permet également
de gérer les droits et la collecte des données de métrologie pour l’analyse du trafic et la
facturation du service.
7.2.1.1 cas d’utilisation
Figure 19 Cas d’utilisation
Le cas d’utilisation décrit dans la figure 19 visualise les besoins du client. Une fois identifiés
et structurés, ces besoins déterminent les fonctionnalités principales du système d’agrégation,
voire critiquent et définissent le contour du système à modéliser.

34
7.2.1.2 Diagramme de séquence du système avec son environnement
,
wif
i
Application
cliente (GCE)
Service
d’agrégation
Backoffice Plateforme de
service
Régie et rédactions
des chaînes de
télévision
Vérification présence du
système agrégation
Vérification des droits
de l’utilisateur
Activation
service
Confirmation activation
système agrégation
Envoi de contenu
transfert du contenu en
utilisant le système agrégation Restitution
du contenu
ok
ok
Envoi des donnes
de métrologie
(support et facturation)
Figure 20 Diagramme de séquence externe
Le diagramme de séquence représente la collaboration du système d’agrégation avec
l’ensemble des acteurs du système. Ce diagramme est une représentation externe qui met en
évidence deux phases :
 Initialisation du système avec la phase d’authentification suivie de
l’activation du système d’agrégation.
 Utilisation du système pour échanger les contenus.

35
7.2.1.3 Diagramme de séquence interne du système
Système agrégation
client
Système agrégation
serveur
Vérification des droits utilisateur
OK
Envoi des données
Activation du système
agrégation
Activation du système
agrégation
Vérification des liens
Contrôle des liens
Envoi tables des liens
Envoi des données
Figure 21 Diagramme de séquence interne
Ce diagramme de séquence donne une idée sur les échanges entre le client et le serveur.
L’échange de la table de liens ne se fait qu’entre les clients et le serveur d’agrégation. Sur ce
diagramme, se distinguent cinq phases :
 L’initialisation avec la phase d’authentification
 La mesure des caractéristiques des liens.
 L’envoi de la table des liens
 L’activation du système d’agrégation
 Les échanges de flux et le contrôle de la disponibilité des liens

36
7.2.2 Système Client
7.2.2.1 Architecture fonctionnelle
Vers
serveur
Transferts
TCP/UDP
Figure 22 Architecture fonctionnelle du GC_LinkClient
7.2.2.2 Fonctions principales
7.2.2.2.1 Module 3/3G
L’intégration du modems 3G/3G+, des technologies de téléphonie mobile de troisième
génération européenne, assure une mobilité sans faille du système et de son fonctionnement
sur les terrains, tout en étant toujours à portée d’un moyen de connexion sans fil au réseau
mondial Internet. Ce module permet d’embarquer trois modems et donner ainsi la possibilité
de disposer de trois accès différents au réseau 3G./3G+.
Ce module est compatible aussi bien pour les réseaux 3G que 3G+. L’insertion des cartes SIM
est facilitée par un mécanisme très simple mais robuste lors des déplacements.
Ce module gère le flux depuis et à destination du serveur d’agrégation via des opérateurs
mobiles 3G/3G+.

37
7.2.2.2.2 Module WiFi
La connectivité sans fil WiFi est devenue une fonction "standard" utilisée dans les lieux à
forte fréquentation et de passage, qu’ils soient publics (host spot, les hôtels, les aéroports,) ou
privés (réseau domestique ou d’entreprise).
Le module est compatible 802.11g et interne au boîtier. Dans un souci de souplesse
d’utilisation, l’antenne est également intégrée. Cette interface permet d’envoyer et de recevoir
du flux service grâce à des points d’accès WiFi.
7.2.2.2.3 Module Ethernet externe
Afin d’anticiper une éventuelle utilisation future du système d’agrégation, le client intègre
également une carte Giga Ethernet 1000BASE-T compatible FastEthernet 100BASE-T et
Ethernet 10BASE-T.
Le module Ethernet externe permet de se connecter à des équipements munis également de la
même interface pour le transfert de flux vers le serveur d’agrégation.
7.2.2.2.4 Module Ethernet interne
Le module Ethernet est une carte Giga Ethernet 1000BASE-T compatible FastEthernet
100BASE-T et Ethernet 10BASE-T. Elle effectue les échanges de flux avec le poste client qui
réalise la captation de l’événement et son transfert via l’application GCE. Ce module permet
également à l’utilisateur d’avoir accès au portail d’administration du système.
7.2.2.2.5 Module d’agrégation
Le module d’agrégation a comme tâches principales :
 Repartir la charge globale arrivant par l’interface Ethernet interne vers les interfaces
externes, selon les caractéristiques des liens et leurs disponibilités.
 Adapter le transport des paquets vers la plateforme de services en empruntant le
réseau Internet.
Le service d’agrégation doit réaliser ces deux tâches principales tout en respectant les
protocoles de transport TCP/UDP.
7.2.2.2.6 Mise à jour du système
Cette fonctionnalité permet d’automatiser, d’optimiser et de faciliter le processus de mise à
jour du système d’agrégation client. Il permet notamment d’avertir l’utilisateur de la mise à
disposition d’une nouvelle version. Elle peut apporter soit des modifications mineures, telles
que les corrections d’un bug ou l’amélioration d’une fonctionnalité du système, soit des
corrections majeures, telles qu’une faille de sécurité du système ou le dysfonctionnement
important d’un module empêchant l’utilisation du service.
Les mises à jour peuvent être téléchargées depuis le serveur d’agrégation en fonction du trafic
de services ou depuis un système de stockage externe tel qu’une clé USB.
Les mises à jour peuvent s’effectuer automatiquement ou uniquement avec l’accord de
l’utilisateur. L’action peut être faite pendant la phase de fonctionnement.
7.2.2.2.7 Interface système externe :
Cette fonctionnalité permet la communication et l'échange de données entre le GC_LinkClient
et les applications et systèmes métiers de l’utilisateur. Elle permet par exemple de

38
communiquer la bande passante totale disponible à l’application de capture, afin d’adapter la
compression idéale. Elle permet en fonction de l’importance du reportage d’activer ou non les
interfaces dont le coût est très important (satellite …).
7.2.2.2.8 Gestion utilisateur du système
L’interface de gestion offre à l’utilisateur non seulement un aperçu de l’état du système, mais
également la possibilité d’effectuer des actions d’administration du système. Cette interface
renseigne sur la disponibilité des interfaces réseaux et l’état de la bande passante
correspondante. L’interface est ergonomique, c'est-à-dire que la consultation se fait avec un
maximum de confort, de sécurité et d'efficacité ; elle doit être accessible depuis n’importe
quel point du réseau interne, c'est-à-dire de l’interface interne, mais également du centre de
support.
Le module comprend une aide destinée à guider l'utilisateur dans le maniement du système
d’agrégation
Pour faciliter la maintenance, et permettre à l’opérateur de support d’intervenir rapidement
lors d’un incident sur le service, l’interface peut être consultée à distance, en ligne de
commande en plus de l’interface graphique.
7.2.2.2.9 Table de liens
La table des liens contient pour chaque interface réseau du terminal, les caractéristiques et les
données telles que l’adresse IP, la bande passante, le type d’accès, l’état de la disponibilité…
Ces données sont envoyées vers le serveur d’agrégation GC_LinkServer afin de mettre en
place le système d’agrégation avec le client.
Cette table contient les informations vitales pour l’activation du service d’agrégation.
Interfaces Bande
passante
Inbound
(kbs)
Bande
passante
Outbound
(kbs)
Perte
paquet
%
Latence
(RTT)
En ms
Gigue
(Jitter
delay)
en ms
MTU Coût
financier
€/Mb
Disponibilité
193.251.158.
36
25 000 25 000 2 60 0.008 1500 1 1
203.25.16.2 10 000 1 000 3 100 0.008 400 0 1
68.125.3.6 500 500 1.5 150 0.008 1450 20 0
Figure 23 Exemple d’une table de liens
Le coût financier peut être obtenu automatiquement depuis le BackOffice ou renseigné
manuellement par l’utilisateur.
MTU : c’est la taille maximale du paquet pouvant être transmis sur la couche réseau sans être
segmenté. La découverte de cette valeur peut être utile à l’optimisation des applications.
7.2.2.2.10 Gestion des liens
A l’initialisation, cette fonctionnalité permet d’effectuer la mesure des différentes variables
des connexions réseau IP (bande passante, temps de latence, la gigue …), afin de constituer
une base d’informations concernant les liens et renseigner la table des liens.

39
Toutes ces mesures sont effectuées entre le client GC_LinkClient et le serveur
GC_LinkServer.
Pendant le fonctionnement normal, elle informe sur la disponibilité de chaque lien.
Existent deux types de mesures :
 Le mode passif consomme très peu de ressources matérielles et réseaux et c’est
assez suffisant pour vérifier l’état de chaque lien. Ce mode peut utiliser par exemple
les paquets pour une simple vérification d’accessibilité à la plateforme.
Figure 24 Schéma de disponibilité des liens

40
 Contrairement au mode passif, le mode actif permet de récupérer les
caractéristiques de chaque lien, telles que la bande passante ou la qualité (pertes de
paquets, RTT…). Ce mode est plus gourmand en ressources matérielles et en
ressource réseau. Il n’est utilisé qu’à l’initialisation du système d’agrégation.
Figure 25 Supervision active des liens
7.2.2.2.11 Serveur d’adressage dynamique
Le serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) permet d’attribuer des adresses IP
dynamiques au poste de travail du reporter, et ainsi d’éviter à l’utilisateur les ennuis d’une
gestion rigoureuse de ces adressages.

41
7.2.3 Système Serveur
7.2.3.1 Architecture fonctionnelle
Vers Agrégation
client
Ethernet
externe
Agrégation
Serveur
Information
systeme
Interface
avec
Clients
Interface
Backoffice
Vers Agrégation
client
Vers Agrégation
client
Vers Agrégation
client
Tables des
liens clients
Client 1
Client 2
Client n
Serveur de
mise à jours
Figure 26 Architecture fonctionnelle GC_LinkServer
7.2.3.2 Fonctions principales
7.2.3.2.1 Serveur de mises à jour
Pour mettre en œuvre les mécanismes de mises à jour, il est nécessaire de disposer d'un
serveur web avec une url fixe. Les clients GC_LinkClient interrogent ce serveur pour initier le
processus d’une mise à jour.
Ce service qui permet de distribuer les mises à jour est un serveur local qui se synchronise
avec les clients GC_LinkClient et contrôle la diffusion des patchs.
La gestion est assurée au moyen d'une interface web, opérant, manuellement ou
automatiquement, les mises à jour logicielles et systèmes, et permettant de générer des
rapports basiques. A partir de cette interface, il est possible également de construire des
packages de mises à jour.
Commenté [MSOffice7]:
-plateforme de service s
- mises à jour- ou actualisation

42
7.2.3.2.2 Tables des liens
Ce module contient toutes les informations concernant les liens des clients. A partir de ces
informations, le serveur possède toutes les informations nécessaires pour pouvoir traiter le
flux en provenance et à destination de chaque client. Ces données peuvent être stockées dans
une base de données pour un traitement rapide d’une masse d’informations provenant des
clients.
7.2.3.2.3 Agrégation Serveur
Le module permet de gérer le mécanisme d’agrégation du côté serveur. Couplé aux
fonctionnalités du module d’agrégation de GC_LinkClient, le GC_LinkServer respecte le
fonctionnement des protocoles de transport TCP/UDP, et donc les applications les utilisant.
7.2.3.2.4 Interface avec les clients GC_LinkClient
Ce module récupère les tables des liens des clients et les sauvegarde dans une structure de
données. Cette structure doit traiter les informations de plus de 1000 clients avec un accès aux
données très rapide.
7.2.3.2.5 Module Ethernet interne et externe
Le module Ethernet est une carte Giga Ethernet 1000BASE-T compatible FastEthernet
100BASE-T et Ethernet 10BASE-T.
L’interface interne permet les échanges de flux avec la plateforme de services. L’interface
externe est reliée au réseau Internet qui permet de communiquer avec les clients
GC_LinkClient.

43
8 Architecture technique
8.1 Synoptique général
Figure 27 Architecture réseau du système
8.2 Choix des équipements
Parmi les domaines dans lesquels excelle le noyau Linux, il y a incontestablement le réseau.
Que nous regardions les matériels supportés via les drivers présents dans le noyau, les
protocoles disponibles ou les nombreuses fonctionnalités, nous ne pouvons que nous rendre à
une évidence : Linux est un des systèmes d'exploitation le plus « interopérable » du marché au
niveau réseau. Il respecte les normes et préconisations du socle technique des entreprises. Ces
normes décrivent entre autres, la façon d’organiser les arborescences des systèmes de fichiers
et codifient l’ensemble des noms, numéros de compte ou numéros de ports utilisés.
Afin d’optimiser les ressources dans un environnement de production, le système
d’exploitation Linux Fedora ne possède que les applications nécessaires au système
d’agrégation auquel il est destiné.
8.2.1 GC_LinkClient
Afin de répondre au problème du nomadisme tout en respectant le coût de production, les
boîtiers GC_LinkClient sont des minis PC portables à bas coût. Ce type d’équipement connaît
aujourd’hui un grand succès à travers le monde, tous les grands noms de l'industrie proposent
à présent leur modèle. Pour le projet, le modèle intègre un processeur 2Ghz avec 2 Go de
mémoire et un disque dur de 20 Go minimum.
Ce boîtier possède deux interfaces Gigabit Ethernet et une interface WiFi. Les modules
3G/G+ sont intégrés au boîtier.
La puissance de consommation doit être la plus faible possible.

44
Caractéristiques Valeur
Hostname IdBoitier.GC_LinkServer.globecast.net
Modèle Aopen MP965-DR
CPU 2 Ghz
Mémoire 2Go
Espace disque 20 Go
Système d'exploitation Fedora 10 noyau 2.6.27
Figure 28 Caractéristiques de l'équipement GC_LinkClient
8.2.2 GC_LinkServer
Compte tenu du nombre de paramètres, le dimensionnement du serveur demeure une question
complexe. L’un des facteurs les plus influents est le débit de traitement par jour sur
l’équipement. En effet, chaque connexion avec un client demande de la ressource CPU et
RAM, puis déclenche la récupération de la configuration de l’équipement et l’analyse de
celle-ci.
Par conséquent, une surveillance du taux d’activité moyen du serveur dans les premiers mois
d’utilisation permettra de vérifier s’il est correctement dimensionné.
En cas de surcharge du serveur, la déportation de la base de données des liens sur un serveur
dédié permettra d’équilibrer la charge.
Dans le contexte du projet, la solution de gestion des configurations est installée sur un
serveur dont les caractéristiques sont les suivantes :
Caractéristiques Valeur
Hostname GC_LinkServer.globecast.net
Modèle Serveur du marché
CPU 4 x1.6Ghz
Mémoire 4 Go
Espace disque 2 x 73 Go
Système d'exploitation Fedora 10 noyau 2.6.27
Figure 29 Caractéristiques du GC_LinkServer

45
8.3 Architecture logicielles
8.3.1 Vue générale
Ethernet
interne
XML/RPC
Figure 30 Architecture logicielle
8.3.2 Réutilisation des composants existants
8.3.2.1 Iperf
Iperf est une application de métrologie offrant la mesure de différentes variables d'une
connexion réseau IP, et se base sur une architecture client-serveur. Il doit être lancé sur les
GC_LinkClient en tant que client et sur le GC_LinkServer en mode serveur. Ce logiciel de
mesure de performance réseau est disponible sur de nombreuses plateformes (Linux, BSD,
Mac, Windows…). Par défaut le test réseau se fait en utilisant les protocoles UDP et TCP.
Iperf permet d’avoir des indications de qualité de transmission sur les différents chemins
physiques en fonction des tests effectués et de renseigner la table des liens clients en utilisant
la fonction Probe_Ag.
Les indicateurs mesures sont :
 La bande passante outbound
 La bande passante inbound
 Les pertes de paquets IP
 La latence (RTT)
 La gigue (Jitter delay)
 La MTU
Commenté [MSOffice8]: Plateforme de service s

46
8.3.2.2 Système réseau du noyau linux
Les noyaux Linux des séries 2.6.27 et plus, ont un sous-système réseau complètement réécrit.
Ce nouveau codage de la partie réseau apporte à Linux des performances et des
fonctionnalités qui n'ont pratiquement pas d'équivalent parmi les autres systèmes
d'exploitation. En fait, les nouveaux logiciels de filtrage, routage et de classification possèdent
plus de fonctionnalités que les logiciels fournis sur beaucoup de routeurs dédiés, de pare-feu
et de produits de mise en forme (shaping) du trafic. La nouvelle structure iproute2 intègre des
fonctionnalités d’utilisation et de partage de charges des liens que l’outil standard « route » ne
possède pas.
L’API netlink, permet de configurer le noyau directement depuis les processus de l’espace
utilisateur. Il consiste en une interface basée sur les sockets standards pour les processus
utilisateurs et d’une API interne pour les modules du noyau. Cela permet de modifier les
tables de routage directement depuis les modules.
8.3.2.2.1 Architecture de la partie réseau du noyau linux
Figure 31 Architecture du système de routage du noyau linux

47
L’utilisation du mécanisme du partage de charges sur plusieurs liens intégrés au noyau linux
présente un problème de fonctionnement du au cache des routes. Afin de bénéficier de ce
mécanisme, il est indispensable de désactiver ce cache au niveau du noyau.
8.3.2.2.2 Configuration du partage de charges
Le noyau linux autorise l’utilisation de plusieurs interfaces réseaux et permet un partage de
charges en fonction du poids appliqué à chaque accès.
Figure 32 Configuration type du système d’agrégation
Au niveau du GC_LinkClient, la configuration à appliquer avec iproute est :
Ip route add 193.251.158.24 255.255.255.255 scope global nexthop via 88.68.23.2 dev eth0
weight 1 nexthop via 67.25.34.1 dev eth1 weight 1 nexthop via 193.251.12.1 dev eth2 weight
2.
Cette configuration permet d’envoyer des paquets sur les trois liens eth0, eth1 et eth2.
A l’aide du paramètre « weight », il est possible d’affecter des poids à chaque lien. Pour cet
exemple, pour deux paquets envoyés sur eth0 et eth1, un paquet est émis via eth2.
8.3.2.2.3 Tunnel IP
Les postes clients GCE utilisent des adresses IP privées, c'est-à-dire non-routables sur le
réseau public Internet. La conséquence directe est l’utilisation des fonctionnalités de NAT
(Network Address Translation) et de PAT (Port Address Translation), voir les deux, qui
permettent à ces postes privés d'accéder au monde extérieur en utilisant une adresse IP
publique du fournisseur d’accès internet. Or le NAT va modifier les adresses IP et casser ainsi
les vérifications d'intégrité inhérentes à IPSec. Ceci est valable pour le mode tunneling
d'IPSec mais également pour son mode transport, car une des particularités de TCP, par
exemple, est d'utiliser des checksums englobant le header IP. De plus l’utilisation de plusieurs
adresses source pour monter un tunnel IPSec n’est pas supportée.
La solution est donc de mettre en place autant de tunnels IP que de liens disponibles entre les
GC_LinkClient et GC_LinkServer dans les deux sens, afin qu’ils soient bidirectionnels. La
fonction « IP Tunneling » intégrée dans le noyau linux procède à la mise en place de tunnels
simples, sans chiffrement ni authentification forte, mais permettant de résoudre des
problématiques de sites distants.

48
Figure 33 Utilisation des tunnels IP
Le contenu multimédia est envoyé depuis l’application GCE vers la plateforme de services en
utilisant le protocole de communication IP. Ces paquets IP natifs sont envoyés vers le
GC_LinkClient qui les encapsule dans d’autres paquets IP.
Ces seconds paquets IP sont envoyés vers le GC_LinkServer avant d’être redirigés vers la
plateforme de services.
Donc pour cette architecture, l’agrégation est effectuée au niveau 3 de la couche OSI et donc
au niveau paquet. Un lien est choisi selon des critères statiques et dynamiques (bande passante,
disponibilité, coût ...) pour chaque paquet.
8.3.2 3 Mise à jour automatique
Pour la mise à jour du système d’agrégation, le système Open Update Manager est un produit
très simple basé sur l’architecture client-serveur et qui permet un maintien à jour des
composants logiciels :
 Facilité d’utilisation
 Administration simplifiée ainsi que la construction des paquets
 Capacité de distribuer aussi bien du code que des exécutables
Le système de mise à jour est basé sur une architecture XML-RPC

49
Figure 34 Système de mises à jour
8.3.2.4 Webmin Client
Webmin est une interface graphique qui permet d'administrer un serveur Unix ou Linux à
distance via n'importe quel navigateur web. Il se lance au démarrage du serveur et est
accessible via un URL. L'utilisateur peut se connecter à l'interface en indiquant dans l'URL
(URL, adresse IP, etc.) du serveur le port de l'application (par défaut 10000). Ce port peut être
redéfini directement depuis l'interface, tout comme beaucoup d'autres paramètres.
Par exemple : https://GC_LinkClient:10000 ou https://192.168.0.1:10000.
Pour l’administration des clients GC_LinkClient, la sécurité SSL est activée.
Webmin est en somme un simple serveur web composé de plusieurs CGI qui mettent à jour
les fichiers de configuration tels que /etc/inetd.conf …
Le package webmin est modifié afin de l’adapter à l’environnement d’utilisation. Deux types
d’utilisateurs sont définies : les clients du service d’agrégation et les opérateurs de service.
Les clients peuvent avoir accès au service réseau et à une vision sommaire de l’état du
système (CPU, interfaces réseaux…). Une page CGI concernant les informations d’agrégation
est ajoutée au site. Cette page représente des donnés se trouvant dans la table des liens. Le
client peut gérer les cartes réseaux en fonction de ses préférences.
Les opérateurs ont la possibilité de consulter toutes les pages et effectuer toutes les actions
disponibles, telles que la suppression des fichiers temporaires ou la relance des services linux.
8.3.2.5 Web Services
Pour les fonctionnalités d’interface externe du client, les interfaces de communication entre le
GC_LinkClient et GC_LinkServer, et les mises à jour entre le serveur et le BackOffice, le
web services parait la technique la plus appropriée pour faire communiquer des programmes
tournant sur des machines différentes et écrites dans des langages de programmation
différents.

50
8.3.3 Composants à développer
8.3.3.1 Table(s) des liens
Du côté du client, la table de liens peut être un module utilisant une structure de donnée C
représentant les interfaces. Chaque élément de cette structure correspond à une interface
réseau. Ce composant doit posséder des fonctions de consultation, d’ajout, de suppression
d’interfaces et de modification des éléments.
La table des liens du serveur est d’une taille plus importante. Le nombre de clients géré par
un serveur est de 100 clients, donc la table peut contenir 6000 * 9 entrées. L’utilisation d’une
base de données (Postgres ou Mysql) pour le stockage de ces informations permet de libérer
des ressources serveur pour d’autres tâches plus gourmandes en mémoire. Des fonctions de
mises à jour de la base de données sont à développer.
8.3.3.2 Probe_Ag
Durant l’initialisation du système d’agrégation, Prob_Ag permet de récupérer les mesures à
l’aide d’Iperf, de structurer les données recueillies et renseigner la table des liens.
Lors du fonctionnement normal, ce composant a pour fonction de mettre à jour dans la table
des liens, l’état de la disponibilité, ainsi qu’un changement important du temps de latence des
accès. Ces données sont fournies par Link_Monitor.
8.3.3.3 Config_Ag
Client :
Config_AgCli récupère les informations de la table des liens afin de configurer le noyau linux
pour la mise en place de l’agrégation. Config_Agcli permet également de spécifier les poids à
affecter aux routes selon la disponibilité et la préférence des clients.
Ce module permet également de configurer les tunnels IPIP pour faire transiter les paquets sur
Internet sans avoir à modifier leurs contenus.
Serveur :
Config_AgServer a les mêmes fonctions que le client, mais la configuration se fait à partir de
plusieurs tables clients. Ce module a donc à gérer un nombre important de tunnels et par
conséquent de routes.
8.3.3.4 Link_Monitor
Link_Monitor est le module de supervision passive. Il permet de tester les liens à l’aide du
protocole ICMP ou UDP. Sur certains équipements, les paquets ICMP sont traités en tant que
flux non prioritaires et peuvent subir donc des pertes. L’utilisation du protocole UDP est
recommandée.

51
9 Conclusion
Comme nous avons pu le voir tout au long de ce mémoire, l’agrégation des réseaux mobiles
constitue d’une manière générale une alternative sérieuse face aux réseaux de contribution
traditionnels (satellite…). Elle offre aux journalistes rapporteurs d’images une plus grande
liberté dans leurs déplacements par le transfert des contenus multimédias depuis n’importe
quel endroit couvert par les réseaux mobiles 3G/G+ ou WiFi.
En couplant le service d’agrégation avec le service de transfert GlobeCast Content Exchange,
GlobeCast peut se positionner comme un fournisseur de solutions intégrées pour les
entreprises audiovisuelles en construisant son offre sur l’utilisation des réseaux publics et
donc la mutualisation des accès à l’Internet.
Nos travaux effectués au cours des six mois de mémoire de recherche et développement ont
porté principalement sur l'étude des systèmes d'agrégation dans l'industrie audiovisuelle. Nous
avons traité cette problématique de façon conceptuelle et cherché à établir les bases d'un
service enrichi de fonctionnalités, tout en maintenant la simplicité pour le client quant à
l’utilisation du système.
Dans une première phase, nous avons dressé un état de l'art relatif aux produits proposant ce
type de service. L’utilisation des solutions existantes est incompatible avec les systèmes de
transferts de fichiers de GlobeCast GCE sans une modification profonde de l’architecture de
ce service. Donc l’étude s’est orientée tout naturellement vers un développement de système.
L'analyse fonctionnelle est utilisée au début du projet pour créer le service. Elle est un
élément indispensable à sa bonne réalisation. Nous déterminons les fonctions principales, les
fonctions secondaires et les contraintes d'un produit. Il est important de faire ce recensement
afin d'effectuer un dimensionnement correct des caractéristiques du produit.
A partir des exigences fonctionnelles, une architecture technique est proposée afin de
répondre aux exigences du système. L’architecture technique retenue est basée sur un linux,
donc un bon nombre de fonctions existe déjà et d’autres fonctions sont à développer.
La mise en place d’un proof of concept a permis de démontrer la faisabilité de ce système et
nous conforter sur les choix du système que nous avons effectués.
Ce projet nous permet de découvrir une composante de la recherche et développement : le
développement expérimental. Ce projet d’agrégation repose non seulement sur les
connaissances existantes obtenues par la recherche et/ou l’expérience pratique, en vue de
lancer le service, mais également sur l’établissement de nouveaux procédés, systèmes et
services avec amélioration de ceux qui existent déjà.

52
10 Généralités
10.1 Table des illustrations
Figure 1 Positionnement de GlobeCast dans le secteur audiovisuel ____________________ 8
Figure 2 Services proposés et technologies associées _______________________________ 9
Figure 3 Implantation de GlobeCast ____________________________________________ 9
Figure 4 Zone de couverture satellites opérés ____________________________________ 10
Figure 5 Organigramme du département Marketing et développement_________________ 10
Figure 6 Evolution de la demande et de la consommation de la bande passante réseau____ 12
Figure 7 Agrégation de liens de technologies hétérogènes __________________________ 13
Figure 8 Interconnexion des AS _______________________________________________ 15
Figure 9 Principales différences entre les trois protocoles SCTP, TCP et UDP __________ 17
Figure 10 Différence entre le protocole TCP et SCTP pour la gestion des chemins multiples18
Figure 11 Shim6 et la couche OSI _____________________________________________ 19
Figure 12 Architecture SHIM6 ________________________________________________ 20
Figure 13 Architecture PfSense _______________________________________________ 21
Figure 14 Architecture de la solution FatPipe ____________________________________ 22
Figure 15 Solution vidIP_____________________________________________________ 24
Figure 16 Comparaison des différentes solutions__________________________________ 25
Figure 17 Intégration de l’agrégation dans le processus de contribution _______________ 29
Figure 18 L’écosystème _____________________________________________________ 30
Figure 19 Cas d’utilisation ___________________________________________________ 33
Figure 20 Diagramme de séquence externe ______________________________________ 34
Figure 21 Diagramme de séquence interne ______________________________________ 35
Figure 22 Architecture fonctionnelle du GC_LinkClient ____________________________ 36
Figure 23 Exemple d’une table de liens _________________________________________ 38
Figure 24 Schéma de disponibilité des liens______________________________________ 39
Figure 25 Supervision active des liens __________________________________________ 40
Figure 26 Architecture fonctionnelle GC_LinkServer ______________________________ 41
Figure 27 Architecture réseau du système _______________________________________ 43
Figure 28 Caractéristiques de l'équipement GC_LinkClient _________________________ 44
Figure 29 Caractéristiques du GC_LinkServer ___________________________________ 44
Figure 30 Architecture logicielle ______________________________________________ 45
Figure 31 Architecture du système de routage du noyau linux _______________________ 46
Figure 32 Configuration type du système d’agrégation _____________________________ 47
Figure 33 Utilisation des tunnels IP ____________________________________________ 48
Figure 34 Système de mises à jour _____________________________________________ 49

53
10.2 Bibliographie
Mariani, Jean-Michel. Infrastructure technique d'une chaîne de TV. Paris: Eyrolles, 2003
Load Sharing with BGP in Single and Multihomed Environments. 23 Aout 2005. Cisco.
10/09/2008
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies_configuration_example09186a0080094
5bf.shtml#conf2
Stewart R. Stream Control Transmission Protocol. Septembre 2007. ietf .10/09/2008
http://tools.ietf.org/html/rfc4960
Latu Philippe Une brève introduction aux en-têtes SCTP. 01 novembre 2007. inetdoc.
LINUX. 21 Août 2008 http://www.linux-france.org/prj/inetdoc/guides/iptables-
tutorial/sctpheaders.html
Casetti, C., Greco, R., Galante, G., Load balancing over multipaths using bandwidth-aware
source scheduling. 10septembre 2008 http://primo.ismb.it/firb/docs/primo.pdf
Nordmark E.Level 3 Multihoming Shim Protocol for IPv6. 14 Février 2008. ietf 05
September 2008 http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-shim6-proto-10.txt
Barré Sébastien. LinShim6. 06 Aout 2007. Université de Louvain Belgique. 08 septembre
2008 http://inl.info.ucl.ac.be/LinShim6
FatPipe. 10 septembre 2008 http://www.fatpipeinc.com/whitepapers/warp_wp.pdf
Pfsense. 10 septembre 2008 http://www.pfsense.org/
LiveU. 10 Septembre 2008: http://www.liveu.tv/
VidIP. 10 septembre 2008 http://www.vidip.fr/

54
10.3 Annexe
Annexe 1
Exemple de modification de route avec Netlink :
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <net/route.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MYPORT 0
void modify_route(char* gate,char* IP_dest,char* Mask_dest)
{
int sockfd;
struct rtentry rt;
char dev_name[10];
memset(dev_name,'0',sizeof(dev_name));
strcpy(dev_name,"eth0");
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if( -1 == sockfd )
{
printf("Create Socket Error. Code is %d n",errno);
close(sockfd);
}
/*define the RouteEntry Params*/
memset(&rt,0,sizeof(rt));
rt.rt_dev = dev_name;
rt.rt_flags = RTF_UP | RTF_GATEWAY | RTF_HOST;
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_gateway)->sin_family = AF_INET;
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_gateway)->sin_addr.s_addr = inet_addr(gate);
bzero(((struct sockaddr_in *) &rt.rt_gateway)->sin_zero, 8);
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_dst)->sin_family = AF_INET;
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_dst)->sin_addr.s_addr = inet_addr(IP_dest);
bzero(((struct sockaddr_in *) &rt.rt_dst)->sin_zero, 8);

55
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_genmask)->sin_family = AF_INET;
((struct sockaddr_in *) &rt.rt_genmask)->sin_addr.s_addr = inet_addr(Mask_dest);
bzero(((struct sockaddr_in *) &rt.rt_genmask)->sin_zero, 8);
if( -1 == ioctl(sockfd,SIOCADDRT,&rt))
printf("Add Route Error .Code is %dn",errno);
else
printf("Add Route Successfully.n");
close(sockfd);
}
int main(){
modify_route("10.241.186.248","192.168.2.0","255.255.225.224");
modify_route("10.241.186.249","192.168.3.0","255.255.225.224");
return 0;
}

56
10.4 Abréviations & Acronymes
Sigle Libellé Description
3G / 3G+ -
La troisième génération (3G) désigne une norme de
technologies de téléphonie mobile. Elle s'appuie sur la norme
UMTS permettant des débits bien plus rapides (2Mbps prévus à
maturité du réseau) qu'avec la génération précédente, le GSM.
ADSL
Assymetric Digital
Subscriber Line
Technique de communication qui permet d'utiliser une ligne
téléphonique d'un abonné (ou une ligne RNIS) pour transmettre
et recevoir des signaux numériques à des débits élevés, de
manière indépendante du service téléphonique proprement
AS Autonomous System
Ensemble de réseaux IP sous le contrôle d'une seule et même
entité, typiquement un fournisseur d'accès à Internet ou une
plus grande organisation qui possède des connexions
redondantes avec le reste du réseau Internet.
BGP Border Gateway Protocol
Protocole visant à échanger des informations sur la disponibilité
des réseaux et permettant la transmission de l’état des tables de
routages entres les passerelles des grands opérateurs
garantissant ainsi la cohérence du cœur du réseau Internet.
DSL Digital Subscriber Line Voir ADSL
FAI
Fournisseur d’Accès
Internet
Opérateur commercial qui fournit à un tiers l’accès à Internet.
ICMP
Internet Control Message
Protocol
L’un des protocoles fondamentaux constituant la suite de
protocoles Internet. Il est utilisé pour véhiculer des messages de
contrôle et d'erreur pour cette suite de protocoles, par exemple
lorsqu'un service ou un hôte est inaccessible.
IETF
Internet Engineering Task
Force
Groupe informel, international, ouvert à tout individu, qui
participe à l'élaboration de standards pour Internet. L'IETF
produit la plupart des nouveaux standards d'Internet.
IPSEC Internet Protocol Security
Protocole défini par l'IETF permettant de sécuriser les échanges
au niveau de la couche réseau
IPV4
Internet Protocol version
4
L’IPv4 est la première version d'IP à avoir été largement
déployée et forme encore la base de l'Internet. Elle est décrite
dans la RFC 791.
IPV6
Internet Protocol version
6
L’IPv6 est le successeur du protocole IPv4.
ISP Internet Service Provider Fournisseur d’Accès Internet (en français FAI)
JRI
Journaliste Rapporteur
d’Images
Journaliste qui rend des sujets multimédias
OSI
Open Systems
Interconnection
Le modèle OSI d'interconnexion en réseau des systèmes
ouverts est un modèle de communication entre ordinateurs
proposé par l'ISO (Organisation internationale de
normalisation). Il décrit les fonctionnalités nécessaires à la
communication et l'organisation de ces fonctions.
RNIS
Réseau Numérique à
Intégration de Services
RNIS est une liaison autorisant une meilleure qualité et des
vitesses pouvant atteindre 2 Mbit/s contre 56 kbit/s pour un
modem classique.

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