Synthèse des Réseaux

Synthèse des Réseaux Paulin CHOUDJA

Les Réseaux: Une affaire de paquets

Routage versus Commutation Acheminement et tri des paquets de façon individuelle Nécessite la remise en forme du flux dans le terminal (TCP) Plus flexible, plus simple Grosse consommation de la mémoire Peu de latence et présivibilité Circuit prédéterminé physique (téléphone) ou virtuel (VPN) Plus efficace Meilleur latence et présivibilité Plus complexe à déployer Moins évolutif Fort développement des routeurs, mais forte concurrence des commutateurs Aujourd’hui, de nombreux équipements assurent les deux fonctions

Supports Physiques de Transmission Les Debits: Câble simple: 300 Mbps (électrons dans le cuivre) Optique: 10, 100 Gbps et + (vitesse de la lumière) Sans-fil: 100Mbps et + Les Usages

Réseaux Locaux: l’Ethernet Après le 10 Base T (10 Mbps sur paire téléphonique), le 100 Mbps en local (200m), banal sur tout média physique Un même câble pour voix, données et …. électricité Une norme, 802.3af pour courant, voix et données sur un même cable : Power Over Ethernet (POE) – De 15 W à 35 W (bientôt 70 W) - alimentation des équipements réseaux, demain PC & portable. Dès 2000, le 1Gbps est normalisé et diffusé Le Gigabit Ethernet 1000BaseX (1Gbps) est normalisé IEEE Sur 100 mètres sur cuivre (catégorie 5), 2 km sur fibre optique multimode OM3 et jusqu’à 70 km en monomode (chère) Intel pousse à la généralisation du Gigabit Ethernet sur les PC En 2002 : 802.3ae est une norme 10 Gbps pour fibre optique mono ou multi-mode. Une variante 802.3ak normalise le 10 Gbps sur coaxial mince sur 15 m (pour connecter des racks de commutateurs dans les baies techniques) En 2006, 10GBaseT sur cuivre pour 10G sur 100 m sur UTP (4 paires torsadées non blindées) ou STP (blindées). Tout n’est pas encore défini et les fabricants travaillent sur les câbles et sur les connecteurs (RJ 45 amélioré). D’autres types de réseaux locaux non-Ethernet subsistent comme le FC (Fiber Channel) qui utilise la fibre optique pour interconnecter serveurs et stockage à grande vitesse (4 Gbps)

Réseaux Locaux: Le Sans Fil Norme 802.11 (WiFi=Wireless Fidelity) Déployé dans les entreprises et lieux ouverts (hôtels, aéroports, gares, …) Offres disponibles: Cisco, Symbol, NEC, Lucent, Proxim, Linksys, Netgear,… Variantes 802.11d : interopérabilité entre pays 802.11e : La QoS sur 802.11 a, b et g 802.11f : Interopérabilité entre fournisseurs d’accès (roaming) 802.11i : Complément sécurité de 802.11 a, b, g

Réseaux Locaux: Du Lan au PAN Pour constituer son Personal Area Network (PAN) Bluetooth : pour ne plus s’encombrer de fils Une puce à 2,4 Ghz pour une grande diversité d’appareils potentiels Téléphones mobiles, organiseurs, modems, écouteurs mains libres, appareils photos, PC, vidéo-projecteurs, équipements automobiles, … Standard 802.15. Première version à 721 Kb/s (1 Mbps en théorie). Version EDR (Enhanced Data Rate) : 2,1 Mb/s - Futur : 55 Mb/s potentiels. Un concurrent: WUSB d’Intel ( Wireless USB) Norme 802.15.3 aussi connue sous le nom de UWB (Ultra Wide Band) 480 Mbps (soit équivalent à USB 2.0 sur câble) – 110 Mbps à 10 mètres Echanges vidéo et périphérie, réseaux de machines (1 maître / 7 esclaves) Objectif: supplanter Bluetooth et WiFi, IrDA, mais aussi le DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) pour la Téléphonie.

Réseaux Publics: l’ADSL Utilisation numérique de la ligne téléphonique d’un abonné Asymétrique : débit voie descendante supérieur à voie montante ADSL Pour usage Résidentiel et dans les PME SDSL (symetric) pour les entreprises Marché: remplacement des LS d’accès et d’interconnexion VDSL (Very High DSL ) fournira des débits élevés, garantis et symétriques à des entreprises éloignées des répartiteurs de l’opérateur (50 Mbps), Inconvénient : impose des équipements au niveau des sous-répartiteurs (DSLAM supplémentaires), donc des coûts Challengé par la fibre optique (FTTH – Fiber To The Home)

Réseaux Publics: Câble TV & CPL Le modem-câble du réseau de diffusion TV Les câblo-opérateurs combinent TV, téléphone et Internet Sévères difficultés pour revenir à l’équilibre financier Les distributeurs d’énergie électrique CPL : Courant porteur en ligne, une solution pour le domicile ou l’entreprise Norme HomePlug 1.0 De l’ordre de 14 Mbit/s, potentiellement 85 à 200 Mbit/s Plus sûr que Wi-Fi, chiffrement DES, insensible aux obstacles Plus cher que Wi-Fi (Pour la passerelle, adaptateurs Ethernet/CPL, ADSL/CPL, WiFi/CPL) Sensible aux perturbations (orages, coupures) Equipementiers : Devolo, Oxance, LEA, Netgear, Billion Peut offrir une alternative à l’ADSL en zone non couverte

Réseaux Publics: du WiFi au WiMax WiMAX ( WorldWide Interoperability for Microwave Access) Plus fiable et plus performant que Wi-Fi, concerne le lien central-abonné, la boucle locale Bande passante de 70 Mbps (10 Mbps réels), Sur la bande 2-8 Ghz avec antenne intérieure Wi-Fi / intérieur des bâtiments et WiMax / extérieur et connexion des WiFi internes. Possibilité voix / données avec QoS et liaisons symétriques WiMAX mobile? 802.16 d : 35 à 50 Mbit/s sur 1 à 2 Km avec antenne intérieure, 8 à 10 Km avec antenne extérieure. 802.16 e : Mobilité et roaming transparent entre stations (antennes), concurrent potentiel de WiFi et du cellulaire 3G. Les réseaux maillés (Mesh) Les points d’accès WiFi sont reliés entre eux par radio (architecture redondante)- Voix et données

Réseaux Publics: Télécoms UMTS A l’origine : des licences trop onéreuses pour un marché incertain et choix technologique sophistiqué mais coûteux (réseau distinct de GPRS) Visiophonie et TV en grand public, email et applications en professionnel Couvertures géographiques limitées Les performances annoncées ne sont pas là : 384 Kbit/s EDGE Evolution du standard GSM/GPRS, sur les mêmes fréquences, ne nécessite pas d’infrastructures spécifiques Continue d’évoluer sous l’impulsion de GERAN vers de plus hauts débits HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) Dépasse UMTS et les évolutions de GPRS/EDGE CDMA

Backbones d’Opérateurs Pour augmenter la bande passante sur une fibre: Amélioration de la vitesse de transmission numérique : SDH en Europe (Sonet aux USA) permet 155 Mbit/s Multiplexage sur plusieurs longueurs d’ondes distinctes (« couleurs ») : WDM (Wavelenght Division Multiplexing) DWDM (Dense) : 160 longueurs d’ondes différentes sur plusieurs centaines de Kms à 2,5 Gbps par longueur d’onde – soit : 160 x 2,5 Gbps = 400 Gbps par fibre) UDWDM (Ultra Dense) : 400 longueurs d’ondes par fibre CWDM (Coarse) – Solution « économique » (30 à 40 %) récente n’acceptant «que » 4, 8 ou 16 canaux à 1,25 ou 2,5 Gbps, sur 40 à 80 Kms. Que l’on peut combiner avec la « qualité » de fibre : Multimode ou Monomode

Backbones d’Opérateurs: MPLS La QoS sur réseau IP : A l’entrée du réseau, les équipements « étiquettent » les flux en fonction de leur « classe de service » (niveau de priorité) 4 flux majeurs : Fichier / Messagerie / Application / Voix Mécanisme plus complexe, mais plus souple Les routeurs d’accès (niveau 3) mélangent routage (pour la découverte du réseau) et commutation (pour le traitement rapide des paquets), et collaborent avec les noeuds MPLS environnants Permet de définir plusieurs routes entre deux points et d’y affecter différents types de trafic, en utilisant des routes explicites et des règles de routage contraintes Permet une vraie balance de charge Inconvénients : Surcoût non négligeable (30-40%) sur les routeurs Demande de personnel très qualifié (ingénierie de trafic à expliciter) A terme, MPLS n’est pas suffisant pour garantir la QoS La gestion des priorités par classe n’est pas suffisament précise Elle devra descendre au niveau des applications

Réseaux d’Opérateurs: VPLS et IMS, ATM & FR VPLS (Virtual Private LAN Services) Complète MPLS ou toute autre technologie réseau (qui est essentiellement un protocole point à point ou point à Multipoint) et permet le multipoint à multipoint, donc par exemple de faire rentrer le MPLS dans les services d’accès et réseaux privés . IMS (IP Multimedia Subsystem) Architecture de réseau proposée pour généraliser le support du multimedia sur IP. Le réseau ne fonctionne plus en mode « appel » mais en mode « session » et utilise SIP. Permettrait de faire co-exister (en garantissant la qualité de service) les trafics « large bande » (comme DSL, le câble,…) avec les trafics mobiles (GPRS, UMTS, ..) ou commutés (RTC, Numéris,..) ATM (Async Transfer Mode) et Frame Relay Uniquement basés sur la commutation et conçus pour le trafic « temps réel » (voix, vidéo). Pénalisés lors de la connexion de nouveaux sites, la nécessaire différenciation des flux et services et les très hauts débits Constituent le « coeur de réseau » de nombreux opérateurs (FR) ou l’infrastructure de collecte des DSLAM (boucle locale). Fortement concurrencés par MPLS, Ethernet GB et l’Optique Disparition probable à terme

Réseaux d’Opérateurs: le Satellite Les satellites, en complément des infrastructures terrestres Transfert de grosses masses ’information Zones mal couvertes par le filaire ( zones rurales) Déploiements ponctuels (chantiers, journalisme) Problème de la gestion du décalage et de la voie de retour Retour par voie terrestre (ADSL) mais de nombreuses offres bidirectionnelles via les SSP (Satellite Services Providers) Prix encore élevés mais baisse probable La géolocalisation Galileo, concurrent Européen du GPS américain prévu pour 2008 (30 satellites) Compatible GPS, mais qualité de signal supérieure et interopérabilité entre les systèmes Précision du cm (fixe) et de 4 m (mobile) Comme GPS, la réception du signal sera gratuite, mais les services seront payants (foisonnement d’idées actuellement) Transport, BTP, Agriculture, Pêche, Exploitation minière, Environnement Les industriels travaillent à la fabrication des puces (15 € en 2008). A-GPS (Assisted) pour la géolocalisation à l’intérieur des immeubles D’autres formes de Géolocalisation sont possibles à partir des antennes WiFi et GPRS/UMTS

Nouveaux Usages des Réseaux: VoIP Toute communication « point à point » requiert trois éléments : Le protocole de signalisation qui permet de mettre en relation les extrêmes, Le protocole de transport qui gère l’échange des flux une fois la communication établie Le format de codage et de compression (Codec) qui optimise la qualité du son et/ou de l’image en fonction de la bande passante disponible et de la puissance machine (G.723) Quelle signalisation pour la voix sur IP ? H323 : vient de l’ITU et utilise les principes de la signalisation SS7/RNIS (téléphone) SIP (Session Initiation Protocol) vient de l’IETF, approche de type Web MEGACO (MGCP): complément de SIP/H323 Avantage à SIP : 1,5 aller-retours pour établir la communication conte 6 à 7 pour H323 En complément de SIP, les protocoles de transport : RTP (Real Time Transport) RTCP (Real Time Control Protocol) RTSP (Real Time Streaming Protocol) Mais le contexte de marché pose quelques interrogations Skype n’utilise pas les standards ci-dessus

Nouveaux Usages des Réseaux: VoIP en entreprise Utiliser des « téléphones IP » pour se connecter directement sur le réseau «Informatique » (avec ou sans fil) Trois solutions de mise en oeuvre (plus une): Intégrer au PABX existant un module d’extension VoIP (si c’est possible) Utiliser une passerelle TDM/IP (Time Division Multiplexing) Remplacer le PABX par un IPBX et les téléphones par des appareils IP. Recourir à un service extérieur Centrex IP via une passerelle Des économies Câblage, Administration, Trafic (économies parfois très substantielles) Souplesse de déploiement (logiciel) et richesse des services offerts

Nouveaux Usages des Réseaux: la TNT TV classique « analogique » : 625 lignes (576 lignes visibles) Codage analogique PAL/SECAM, NTSC Peut être numérisée en MPEG 2 Le DivX est une numérisation permettant de compresser un film sur un CD (qualité VHS) Emission des chaînes TV en numérique par voie Hetzienne ou par toute autre voie (Câble, téléphonie, ..) En MPEG2 pour les 6 chaînes actuelles (SD) En MPEG4 pour les chaînes suivantes (dont cryptées) potentiellement en HD TV HD Deux versions, codage en MPEG4 / H264 1080i : 25 images /sec.1080 lignes x 1920 pixels (Europe) 720p : 50 images / sec.720 lignes de 1280 pixels (US)

Nouveaux Usages des Réseaux: Connexions Permanentes Multi-Reseaux Deux types d’usages L’utilisateur se déplace : connexion type GPRS ou UMTS pour téléphoner, lire une alerte, communiquer en visioconférence. L’utilisateur est arrêté : connexion Wi-Fi (HotSpot) ou WiMax pour lire un message et se connecter au système d’information. Les modes d’utilisation sont distincts et complémentaires. La connexion sera permanente et transparente pour l’usager. Le PDA, téléphone ou portable détectera le réseau compatible le plus performant et s’y connectera Côté Opérateurs le roaming inter-réseaux . Roaming Inter-réseaux UMA UMA 1.0 (Unlicensed Mobile Access) permet de faire le roaming entre GSM/GPRS et WiFi/Bluetooth. UMA est compatible avec la 3G mais n’offre que des services Voix

Conclusion: L’Intelligence au cœur des réseaux De plus en plus de fonctions traitées par les serveurs d’entreprise sont soit intégrées aux routeurs et commutateurs, soit proposées sous forme de services extérieurs. Solutions intégrées Fonctions de découverte automatique du réseau Filtrage des accès et sécurisation Application des règles de priorité fixées par les annuaires d’administration Répartition et équilibrage de charge, accélération d’applications, optimisation du trafic Compression et hiérarchisation, gestion de caches Une offre importante : Allot, Cisco, Juniper (Peribit, Redline ), Zeus, Streamcore, Packeteer, Radware, Sonicwall, F5, Ipanema, ActivNetwork,.. Offre de services AKamaï : Spécialiste du CDN (Content Delivery Network). 16.500 serveurs dans 80 pays, proche du WAFS (Wide Area File Service) des réseaux d’entreprise Permet d’accélérer les temps de réponse des applications Internet (facteur 10) Optimisation du routage, accélération des protocoles d’établissement de circuits, anticipation des requêtes du navigateur, stockage sur serveurs de proximité des pages, vidéo, fichiers, programmes (géo-localisation des utilisateurs dans un rayon de 40 Km) Frontbridge : Gestion de la sécurité des mails : antivirus, antispam, antispyware,…

Conclusion: Un Marché en pleine consolidation Marqué par la mutation de la téléphonie (le fixe ne représente plus que 30 % du marché), la mobilité (41%), l’accès Internet (8%) et le développement du multimedia Le maître mot est « convergence » des supports et des services : (fixe + mobile), (voix + données + image + TV) De farouches batailles en perspective pour disposer des composants de cette convergence : les opérateurs « longue distance » sont rachetés par les spécialistes de l’accès et de la boucle locale (Verizon (N°1 US) rachète MCI, SBC (N°2) ATT). Y-aura-t-il toujours une frontière entre grand public et entreprise? La TVHD / TNT restera-t-elle hertzienne ou filaire /cellulaire? Quel sera le rôle des MVNO (Mobile Virtual Network Operator) ? Aujourd’hui simples opérateurs alternatifs en téléphonie mobile (Debitel, mais aussi Universal Mobile , The Phone House, NRJ, Neuf, .. ) mais aussi pour entreprise (Future Telecom, Vanco, ..) Coté fabricants, le marché de la téléphonie pure est en profonde mutation, celui de l’Informatique se diversifie Il faut passer du Réseau / PABX au « tout IP-services compris » Rapprochements Alcatel-Lucent, Nokia-Siemens, Nortel-Microsoft

Conclusion: Synthèse des Technologies

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