La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

1: Introduction1 Sommaire Objectifs : r Avoir une vue d’ensemble du réseau r Les détails viendront plus tard ! r Approche : m descriptive m introduit Internet.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "1: Introduction1 Sommaire Objectifs : r Avoir une vue d’ensemble du réseau r Les détails viendront plus tard ! r Approche : m descriptive m introduit Internet."— Transcription de la présentation:

1 1: Introduction1 Sommaire Objectifs : r Avoir une vue d’ensemble du réseau r Les détails viendront plus tard ! r Approche : m descriptive m introduit Internet comme un exemple de réseau Survol du cours : r Internet ? r Protocole ? r Bordure du réseau r Cœur du réseau r Réseaux d’accès, médiums physiques r Performances : pertes, délais r Couches protocolaires, modèles de service r Dorsale, ISP r Réseaux ATM

2 1: Introduction2 Qu’est ce qu’Internet ? Les composants r Des millions de machines interconnectées… m PCs, stations de travail, serveurs m PDAs, téléphones, grille-pain (!) …exécutant des applications réseaux r Protocoles : contrôle de l'émission et de la réception des infos m TCP, IP, HTTP, FTP… r Liens de communication : fibre optique, cuivre, radio, satellite… r Routeurs : transfèrent des paquets de données dans le réseau ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile Hôtes

3 1: Introduction3 Qu’est ce qu’Internet ? Les composants r Commutation de paquets m Partage des ressources r Internet = réseau de réseaux m Contraintes : IP + conventions de nommage et d'adressage m Topologie : hiérarchique (ISPs…) m Contraste entre Internet et intranets privés ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile

4 1: Introduction4 Qu’est ce qu’Internet ? Les composants r Standards Internet m Développés par l'IETF : Internet Engineering Task Force m Documents = RFC : Request For Comments Au départ pour résoudre les problèmes d'architecture du précurseur d'Internet Aujourd'hui : considérées comme des standards Documents techniques et détaillés définissant les protocoles tels que HTTP, TCP, IP… + de 2000 RFCs ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile

5 1: Introduction5 Qu’est ce qu’Internet ? Les services r L’infrastructure de communication rend possibles les applications distribuées : m Login distant, transfert de fichiers, streaming audio et vidéo, visioconférences, WWW, , jeux en réseau, e-commerce, bases de données, vote, … m Pourquoi le Web fonctionne-t-il sur ce réseau ? Seul réseau à commutation de paquets permettant d'interconnecter autant de machines Nombre de machines connectées ?

6 1: Introduction6 Qu’est ce qu’Internet ? Les services r Services de communication offerts : m Sans connexion m Orientés connexion m Chaque application utilise l'un de ces services r Pas de garantie en terme de délais m … même en payant ! r Internet = infrastructure sur laquelle de nouvelles applications sont constamment inventées et déployées r Cyberspace [Gibson]: “a consensual hallucination experienced daily by billions of operators, in every nation,...."

7 1: Introduction7 Voilà ! r Description d'Internet m Composants (hardware / software) m Services fournis aux applications distribuées r Des questions ?

8 1: Introduction8 Liens utiles r m IETF r m Internet Society r m World Wide Web Consortium r m IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) r m ACM (Association for Computing Machinery)

9 1: Introduction9 Qu’est ce qu’un protocole ? Les humains utilisent des protocoles sans arrêt… Protocoles humains : r “Quelle heure est-il ?” r “J’ai une question” … Messages spécifiques émis … Actions spécifiques accomplies après réception de messages ou d'événements particuliers Bonjour Quelle heure est-il ? 2:00

10 1: Introduction10 Qu’est ce qu’un protocole ? Protocoles réseau : r Relient des machines r Toutes les communications sur Internet sont gouvernées par des protocoles r Les machines qui communiquent doivent utiliser le même protocole Connexion TCP req. Connection TCP réponse.

11 1: Introduction11 Qu’est ce qu’un protocole ? Protocoles de réseau : r Dans les routeurs : déterminent le chemin d'un paquet de la source à la destination r Au niveau physique : contrôlent le flot de bits sur le support entre 2 machines r Protocoles de contrôle de congestion : contrôlent le débit d'émission des paquets transmis r Protocole HTTP r … Les protocoles définissent le format, l’ordre des messages émis et reçus entre les entités réseaux, ainsi que les réactions à ces messages et aux événements

12 1: Introduction12 Qu’est ce qu’un protocole? Un protocole humain et un protocole réseau: Bonjour Quelle heure Est-il ? 2:00 Connexion TCP req. Connection TCP réponse. Get temps

13 1: Introduction13 Précisions sur l’architecture du réseau : r Description de "haut niveau" r Bordure du réseau: m Applications et hôtes r Cœur du réseau: m Routeurs m Réseau de réseaux r Réseaux d’accès, liens physiques : m Liens de communication m ISP (Internet Service Provider) Réseau permettant aux terminaux de ce connecter à Internet

14 1: Introduction14 Bordure du réseau : r Terminaux (hôtes): m "hébergent" et exécutent des applications m Ex : WWW, , remote login, FTP… m au “bord du réseau” m PC, station, appareil photo, PDA, Web TV… r Modèle peer-peer : m Interaction symétrique entre les hôtes m Ex : visioconférence r Modèle client/serveur m Le client demande (requiert), le serveur fournit un service m Ex : WWW client (browser)/ serveur client/serveur

15 1: Introduction15 Bordure du réseau : r Modèle client/serveur m La plupart des applications fonctionnent selon ce modèle m Applications C/S distribuées (par définition !) m Interaction entre le client et le serveur par l'échange de messages

16 1: Introduction16 Bordure du réseau : r Du point de vue des hôtes : routeurs liens …. … qui permettent de transporter les messages entre les deux applications communicantes r Quelles sont les caractéristiques des services de transport proposés ? Boîtes noires

17 1: Introduction17 Bordure du réseau : services r 2 types de services de transport fournis par Internet (et, plus généralement, les réseaux TCP/IP) : m Service orienté connexion m Service sans connexion r Lors de la création d'une application Internet, le développeur doit choisir l'un de ces services.

18 1: Introduction18 Bordure du réseau : service en mode connecté Objectif : Transfert de données entre terminaux r Handshake : établissement de la connexion avant le transfert de données m Échange de messages de contrôle Comme dans les protocoles humains m Pourquoi orienté connection ? Seuls les hôtes connaissent cette connexion, les routeurs l'ignorent Allocation des ressources et définition d’états dans les deux hôtes r TCP - Transmission Control Protocol m Service en mode connecté sur Internet

19 1: Introduction19 Flashback Protocoles réseau : r Relient des machines r Toutes les communications sur Internet sont gouvernées par des protocoles r Les machines qui communiquent doivent utiliser le même protocole Connexion TCP req. Connection TCP réponse.

20 1: Introduction20 Bordure du réseau : service en mode connecté Service TCP [RFC 793] r 3-way handshake r Transfert de données fiable m transmission de tous les flots d'octets sans erreur et dans l’ordre m acquittements et retransmissions r Contrôle de flot: m L’émetteur ne submerge pas le récepteur : adaptation du débit d'émission r Contrôle de congestion : m Pour éviter de saturer les buffers des routeurs m L’émetteur réduit son débit d’émission quand le réseau est congestionné m Alerte pour les hôtes : plus d'acquittement des données

21 1: Introduction21 Bordure du réseau : service en mode connecté r Transport fiable, contrôle de flux et de congestion non obligatoires dans un service orienté connexion m Service orienté connexion : handshake m TCP = service de transport en mode connecté d'Internet fournit des fonctionnalités supplémentaires r Au niveau de l'application : m Connaissance des services fournis m Aucune idée de la façon dont ce service est fourni Architecture en couches

22 1: Introduction22 Bordure du réseau : service en mode non connecté Objectif : Transfert de données entre terminaux m L’objectif ne change pas r Service en mode non connecté sur Internet = UDP - User Datagram Protocol [RFC 768] m Pas d'établissement de connexion Données émises immédiatement m Transfert de données non fiable Pas d'acquittement : on ignore si les paquets sont arrivés ou non m Pas de contrôle de flux Pas de limitation du débit d'émission m Pas de contrôle de congestion Pas de limitation du débit d'émission

23 1: Introduction23 Bordure de réseau : service en mode non connecté Applications utilisant TCP : r HTTP (WWW) r FTP (transfert de fichiers) r Telnet (login distant) r SMTP ( ) Applications utilisant UDP : r Streaming d'audio et de vidéo r Visioconférence r Téléphonie sur Internet

24 1: Introduction24 Précisions sur l’architecture du réseau : r Description de "haut niveau" r Bordure du réseau: m Applications et hôtes r Cœur du réseau: m Routeurs m Réseau de réseaux r Réseaux d’accès, liens physiques : m Liens de communication m ISP (Internet Service Provider) Réseau permettant aux terminaux de ce connecter à Internet

25 1: Introduction25 Cœur du réseau r Ensemble de routeurs interconnectés r Question fondamentale : Comment les données sont-elles transmises sur le réseau ? m Commutation de circuits : Réservation des ressources : circuit dédié pour chaque appel Ex : réseau téléphonique m Commutation de paquets : Les données sont transmises dans le réseau en paquets Pas de réservation des ressources Pas de garanties –Internet : Best-effort m Certains réseaux de télécommunications sont difficiles à classer : réseaux ATM

26 1: Introduction26 Cœur du réseau : Commutation de Circuits r Réservation de ressources de bout-en-bout pour chaque «appel» m Bande passante du lien, capacité du lien m Ressources dédiées : sans partage m Performances garanties (débit) m Nécessite l’établissement de la connexion 1 connexion = 1 circuit m Les routeurs maintiennent un état de la connexion m Temps de transmission indépendant du nombre de liens (pas le temps de propagation !)

27 1: Introduction27 Cœur du réseau : Commutation de Circuits Ressources réseau (bande passante ) partitionnées r Parties allouées aux appels r Ressources inutiles si elles ne sont pas utilisées par l’appel (pas de partage) r Division de la bande passante m Division fréquentielle m Division temporelle = multiplexage

28 1: Introduction28 Cœur du réseau : Commutation de Circuits r Multiplexage m Division fréquentielle de la BP : FDMA (Frequency-division Multiplexing) m Division temporelle de la BP : TDMA (Time-Division Multiplexing)

29 1: Introduction29 Exemple : Le réseau téléphonique commuté (RTC) r CTP : Centre de Transit Principal r CTS : Centre de Transit Secondaire r CAA Commutateur à Autonomie d’Acheminement r CL : Commutateur Local CTP ~10 CTS ~50 Abonné ~30 M Numérotation 0Z ABPQ MCDU 10 4 abonnés/CL CAA ~1500numérique CL ~6000 analogique RNIS => numérique de bout en bout

30 1: Introduction30 La voix r Numérisation de la voix : codage MIC m Voix = signal analogique m Numérisation = échantillonnage + quantification + codage Intérêt de la numérisation : faible taux d’erreur, facilité de multiplexage m Spectre transmis : 4Khz Donc 8000 échantillons/seconde m Quantifiés sur 256 niveaux de quantification Codés sur 8 bits m La voix codée MIC génère un flux périodique d ’octets : 1 octet/125  s m … et donc un débit de 64 Kbit/s MIC : Modulation par Impulsion Codée

31 1: Introduction31 Codage MIC time Echantillons time Echantillons Echantillonnage Quantification =>  bruit de quantification Codage 1octet/125  s = 64Kbit/s

32 1: Introduction32 Multiplexage temporel et commutation de circuits Trame MIC : 32 time slots et 30 communications possibles

33 1: Introduction33 Cœur du réseau : commutation de paquets r Internet = réseau à commutation de paquets par excellence r Commutation de circuits : inconvénients m N circuits = N communications simultanées m Périodes de silence : circuits non utilisés Gâchis de bande-passante m Établissement des circuits et réservation de la BP de bout-en-bout Signalisation complexe pour coordonner le fonctionnement des routeurs le long du chemin

34 1: Introduction34 Cœur du réseau : commutation de paquets r Les protocoles applicatifs échangent des messages Les messages contiennent tout ce que le concepteur du protocole souhaite m Fonctions de contrôle ("Hi!" = handshake) m Données (fichier ASCII) r Réseaux à commutation de paquets : messages longs divisés en paquets plus petits m Les paquets traversent les liens de communication et les routeurs

35 1: Introduction35 Cœur du réseau : commutation de paquets Le flot de données est divisé en paquets r Les paquets des utilisateurs A et B partagent les ressources réseaux r Chaque paquet utilise la bande passante totale r Les ressources sont utilisées si nécessaire r Chaque routeur possède des buffers m Chaque lien a un buffer d'entrée et un buffer de sortie Partage de la bande passante Allocation dédiée Réservation de ressources

36 1: Introduction36 Cœur du réseau : commutation de paquets Contention: r Les ressources agrégées peuvent dépasser la capacité r congestion: Les paquets s ’amoncellent dans des files d’attentes et attendent l’accès aux ressources r store and forward: Les paquets se déplacent étape par étape m Transmission sur un lien m Attente du service

37 1: Introduction37 Cœur du réseau : commutation de paquets A B C 10 Mbs Ethernet 1.5 Mbs 45 Mbs D E multiplexage statistique File d’attente de paquets attendant l’accès au lien

38 1: Introduction38 Cœur du réseau : commutation de paquets Commutation de paquets : Comportement store and forward

39 1: Introduction39 Commutation de Paquets /Circuits r Lien 1 Mbit r Chaque utilisateur: m 100Kbps quand il est actif m actif 10% du temps r Commutation de circuits m 10 utilisateurs r Commutation de paquets m Avec 35 utilisateurs, probabilité > 10 active inférieure à.004 La Commutations de paquets permet à plus d’utilisateurs de partager le réseau N users 1 Mbps link

40 1: Introduction40 Commutation de Paquets /Circuits r Intérêt pour les flots irréguliers (bursty) m Partage de ressources m Sans mise en place d’appel r Congestion excessive: délai et pertes de paquets m protocoles nécessaires pour le transfert fiable de données, contrôle de congestion r Q : Comment provisionner un comportement proche du mode circuit? m Problème encore non résolu Commutation de Paquets

41 1: Introduction41 Commutation de Paquets : routage r Objectif : déplacer les paquets de la source à la destination m Reseau datagramme: L’adresse de destination détermine à chaque pas le routage Les routes peuvent changer durant la session. m Réseau à circuit virtuel : Chaque paquet contient un tag (ou label) définissant le chemin à suivre, La route est fixée au début de la connexion Chaque routeur doit garder une table d’état pour chaque appel

42 1: Introduction42 Précisions sur l’architecture du réseau : r Description de "haut niveau" r Bordure du réseau: m Applications et hôtes r Cœur du réseau: m Routeurs m Réseau de réseaux r Réseaux d’accès, liens physiques : m Liens de communication m ISP (Internet Service Provider) Réseau permettant aux terminaux de ce connecter à Internet

43 1: Introduction43 Plan r Bordure du réseau m Applications m Terminaux m Protocoles de transport de bout-en-bout r Cœur du réseau m Routeurs m Liens physiques r Délais et pertes dans les réseaux à commutation de paquets r Backbones Internet, NAPs et ISPs

44 1: Introduction44 Réseaux d’accès et médiums physiques Réseau d'accès : Lien(s) physique(s) connectant un terminal à son routeur de bordure = 1er routeur sur le chemin entre ce terminal et le terminal distant Technologie des réseaux d'accès fortement liée à la technologie des médiums physiques

45 1: Introduction45 Réseaux d’accès Comment connecter un terminal au routeur de bordure ? 3 catégories (cas général): r Accès résidentiel m Terminal situé chez un particulier r Accès institutionnel m Terminal appartenant à une institution (par ex commerciale ou académique) r Réseau d’accès sans fil m Terminal mobile

46 1: Introduction46 Réseaux d’accès Ces 3 catégories correspondent au cas général… Une entreprise peut se connecter au réseau par des technologies d'accès dites résidentielles ! A prendre en compte : r Bande passante (bits par seconde)? r Partagée ou dédiée?

47 1: Introduction47 Accès résidentiel : accès point-à-point r Connexion d'un terminal "domestique" (PC, Web TV,…) au routeur de bordure r Accès résidentiel le plus courant : - utilisation du réseau téléphonique (POTS : Plain Old Telephone System) - via un modem - pour appeler un ISP (Internet Service Provider)

48 1: Introduction48 Accès résidentiel : accès point-à-point Accès par la ligne téléphonique via un modem : r Conversion de la sortie numérique du PC en un format analogique pour la transmission sur la ligne téléphonique r Le modem de l'ISP convertit le signal analogique en signal numérique pour le transmettre au premier routeur de l'ISP r Réseau d'accès = liaison point-à-point avec un routeur de bordure r Lien point-à-point = paire torsadée ordinaire r Débit : jusqu'à 56 Kbps (en théorie…)

49 1: Introduction49 Accès résidentiel : accès point-à-point r RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) : m Transmission des données numériques (pas de conversion analogique/numérique/analogique) par des lignes téléphoniques RNIS m Accès plus rapide : jusqu’à 128 Kbps r Accès par modem et RNIS bande étroite : largement déployés r 2 nouvelles technologies : m ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) m HFC (Hybrid Fiber Coaxial Cable)

50 1: Introduction50 Accès résidentiel : accès point-à-point ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line m Conceptuellement similaire aux modems : utilisation des lignes téléphoniques (paires torsadées) existantes m Débit : jusqu'à 8 Mbps du routeur de l'ISP vers le terminal m Jusqu'à 1 Mbps du termial vers le routeur m Asymétrie dans la vitesse d'accès m Hypothèse : l'utilisateur consomme plus d'information qu'il n'en produit

51 1: Introduction51 Accès résidentiel : accès point-à-point ADSL : r Multiplexage fréquentiel : le lien de communication entre l'ISP et le terminal est divisé en 3 bandes de fréquences disjointes m Canal descendant à grande vitesse : bande 50 kHz – 1 MHz m Canal montant à vitesse moyenne : bande 4 kHz – 50 kHz m Canal téléphonique bidirectionnel ordinaire : bande 0 – 4 kHZ r Possibilité de téléphoner tout en surfant sur le Web (impossible avec les modems standards)

52 1: Introduction52 Accès résidentiel : accès point-à-point ADSL : r La bande passante effective (montante et descendante) dépend de plusieurs paramètres m Distance entre les modems m Degré d'interférence électrique r Sans interférence : - Débit descendant : 8 Mbps si distance < 3 km 2 Mbps si distance = 6 km - Débit montant : entre 16 Kbps et 1 Mbps

53 1: Introduction53 Accès résidentiel : le câble r ADSL, RNIS et modems utilisent des lignes téléphoniques r HFC (Hybrid Fiber Coax) : extension du réseau câblé utilisé pour diffuser la TV par câble r Réseau de câbles et de fibres optiques connectant les résidences aux ISPs m Fibre optique jusqu'à la jonction de voisinage m Câble coaxial pour atteindre les maisons et les appartements individuels m 1 jonction de voisinage couvre de 500 à 5000 maisons

54 1: Introduction54 Accès résidentiel : le câble r Besoin de modems = cable modems (acheté ou loué) r En général, modem câble = périphérique externe connecté au PC par un port Ethernet 10-BaseT r Réseau HFP divisé en 2 canaux m Voie descendante : jusqu’à 10Mbps m Voie montante : jusqu'à 1 Mbps

55 1: Introduction55 Accès résidentiel : le câble r Le médium est partagé : les paquets envoyés par le head parcourent tous les liens vers les maisons r Débit de chaque utilisateur < débit de la voie descendante s'ils reçoivent des vidéos différentes r La voie montante est également partagée : collisions r Problèmes : congestion, dimensionnement r ADSL : connexion point-à-point : BP dédiée (non partagée) r Câble : meilleure BP si le réseau est bien dimensionné

56 1: Introduction56 Accès institutionnel : réseaux locaux LAN r Un réseau local (LAN) connecte des terminaux au routeur de cœur r Il existe plusieurs types de technologies LAN m + courant dans les institutions = Ethernet

57 1: Introduction57 Accès institutionnel : réseaux locaux LAN Ethernet : r 10 Mbps, 100Mbps, Gigabit Ethernet r Utilisation de paires torsadées ou de câble coaxial pour connecter des terminaux à un routeur de bordure, chargé de router les paquets dont la destination est extérieure au LAN r Médium partagé (comme HFC) : partage de la BP entre les utilisateurs r + récemment : Ethernet commuté m Utilisation de plusieurs paires torsadées ou câbles pour fournir toute la BP à différents utilisateurs simultanément

58 1: Introduction58 Réseaux d’accès sans fil r Utilisation du spectre radio pour connecter un terminal mobile à une station de base m Ex : PC portable, PDA avec un modem sans fil m La station de base est connectée à un routeur de bordure du réseau r Un accès partagé sans fil connecte les terminaux au cœur de réseau base station mobile hosts router

59 1: Introduction59 Réseaux d’accès sans fil r LANs sans fil: m Le câble est remplacé par le médium radio e.g., Lucent Wavelan 10 Mbps r Boucle locale sans fil WLL (Wireless Local Loop) m GPRS: extension du GSM à la transmission de données m UMTS: Universal Mobile Transmission System base station mobile hosts router

60 1: Introduction60 Médium physique r Étude des technologies des réseaux d'accès r Médiums physiques associés : m HFC : fibre optique + câble coaxial m Modems, RNIS, ADSL : paires de cuivre torsadées m Réseaux d'accès mobiles : spectre radio

61 1: Introduction61 Médium physique r Chaque bit voyage d'un terminal à un autre, en traversant de nombreux liens et routeurs m Suites d'émission/réception m Pour chaque émission/réception, le bit est envoyé par la propagation d'ondes électromagnétiques ou d'impulsions optiques à travers un médium physique m Le médium physique peut varier le long du chemin r Lien physique : m Médiums guidés : Les signaux se propagent le long d'un médium solide : paire torsadée, câble coaxial, fibre optique m Médiums non guidés : Les signaux se propagent dans un médium libre (par ex l'atmosphère)

62 1: Introduction62 Médium physique r Quel médium physique utiliser pour câbler un immeuble ? m Paire torsadée, câble coaxial, fibre optique, … ? m Quel médium fournit les meilleurs débits sur les plus longues distances ? r Remarque : le coût du lien physique lui-même est souvent bien inférieur aux autres coûts, en particulier le coût d'installation de ce lien… m Plusieurs médiums sont souvent installés simultanément

63 1: Introduction63 Médium physique : Paires torsadées Paires torsadées r Médium le moins cher et le plus couramment utilisé r Utilisé depuis plus de 100 ans dans les réseaux téléphoniques r Paires de fils de cuivre d'environ 1 mm d'épaisseur, entrelacés afin de réduire les interférences électriques provenant des autres paires m Plusieurs paires sont en général réunies dans un câble m 1 paire = 1 lien de communication r Le débit dépend de l'épaisseur du fil et de la distance entre émetteur et récepteur r UTP (Unshielded Twisted Pair) couramment utilisée pour les LANs m Catégorie 3 : fils téléphoniques classiques, Ethernet 10 Mbps m Catégorie 5 : Ethernet 100Mbps jusqu'à quelques centaines de mètres ; Meilleure isolation r La paire torsadée a survécu à l'apparition de la fibre optique (années 80)…

64 1: Introduction64 Médium physique : câble coaxial Câble coaxial : r 2 conducteurs de cuivre concentriques r Isolation et protection : plus hauts débits que les paires torsadées m Bande de base : Câble 50-ohm, 1 cm de diamètre, léger, flexible Couramment utilisé dans les LANs Flot de bits directement envoyé sur le câble, sans déplacer le signal sur une autre bande de fréquences un seul canal sur le câble m Large bande : Câble 75-ohm, plus épais, plus lourd et plus rigide Utilisé dans les systèmes de TV par câble plusieurs canaux sur le câble r bidirectionel r Application m 10 Mbps Ethernet m Câble résidentiel

65 1: Introduction65 Médium physique : fibre optique Fibre optique : r Médium fin et flexible transmettant des impulsions lumineuses, chaque impulsion représentant 1 bit r Hauts débits : m Jusqu'à des dizaines ou centaines de Gbps m 100 Mbps Ethernet m Transmission point-à-point HD (ex : 5 Gps) r Non sensible aux interférences électromagnétiques r Très faible atténuation du signal jusqu'à 100 km r Très difficile à pirater r Très faible taux d’erreurs r Médium utilisé pour les liens sous-marins, les réseaux téléphoniques longue distance, dans le backbone de l'Internet r Coût élevé des équipements optiques : fibre optique peu utilisée dans les LANs ou dans les réseaux d'accès résidentiels

66 1: Introduction66 Médium physique : radio r Signaux transmis dans le spectre éléctromagnétique r Connectivité fournie à des utilisateurs mobiles r Bidirectionel r Caractéristiques du canal liées à l'environnement de propagation et à la distance parcourue r Perturbations dues à l’environnement m réflexion (plusieurs chemins) m obstruction par des objects (zones d'ombre) m interférences

67 1: Introduction67 Médium physique : radio Types de liens radio : r Micro-ondes m jusqu’à 45 Mbps r LAN (ex : waveLAN) m Couverture : qques dizaines ou centaines de mètres m 2 Mbps, 11 Mbps r Large accès (ex : cellular) m CDPD, 10’s Kbps

68 1: Introduction68 Médium physique : radio Types de liens radio : r Satellites m Relient des émetteurs/récepteurs micro-ondes terriens (stations de base) m Réception sur une bande de fréquences, régénération du signal par un répéteur et transmission sur une autre fréquence m Jusqu’à 50 Mbps/canal (ou plusieurs canaux avec des débits plus faibles) m Satellites géostationnaires Restent toujours au-dessus du même point Orbite située à km de la surface de la Terre Délai de propagation de bout-en-bout = 250 ms Débit : qques centaines de Mbps Utilisés dans les réseaux téléphoniques et le backbone Internet m Satellites LEOs Se déplacent par rapport à la surface de la Terre Basse altitude Plusieurs satellites pour assurer la couverture

69 1: Introduction69 Plan r Bordure du réseau m Applications m Terminaux m Protocoles de transport de bout-en-bout r Cœur du réseau m Routeurs m Liens physiques r Délais et pertes dans les réseaux à commutation de paquets r Backbones Internet, NAPs et ISPs

70 1: Introduction70 Pertes et délais dans les réseaux à commutation de paquets Les paquets subissent des délais m Quatre sources de délais à chaque étape le long du chemin entre la source et la destination m Délai nodal total A B propagation Délai de transmission Traitement nodal File d'attente

71 1: Introduction71 Délais dans les réseaux à commutation de paquets r Traitement nodal m Analyse de l'en-tête et détermination de la file de sortie (routage) m Vérification des erreurs m Dans les routeurs à grande vitesse : qques microsecondes max r File d’attente m Temps d'attente avant la transmission sur le lien de sortie m Dépend du niveau de congestion du routeur (nombre de paquets dans la file) m Ce délai est très variable (qques microsec à qques ms) A B propagation Délai de transmission Traitement nodal File d'attente

72 1: Introduction72 Délais dans les réseaux à commutation de paquets Délai de Transmission : r R = Bande passante (bps) r L = taille des paquets (bits) r Délai de transmission = L/R Délai de Propagation : r d = Longueur du lien r s = vitesse de propagation (~2x10 8 m/s à 3x10 8 m/s ) m Dépend du médium physique r Délai de propagation = d/s A B propagation transmission Traitement nodal File d’attente Note : s et R sont totalement différents !

73 1: Introduction73 Delai d’attente r Le plus complexe (et intéressant !) r R = bande passante (bps) r L = Taille des paquets (bits) r = Taux d’arrivée des paquet Intensité de trafic = L /R r L /R ~ 0 : Délai moyen d’attente faible r L /R -> 1 : Les délais deviennent importants r L /R > 1 : entrée plus rapide que la sortie, file instable

74 1: Introduction74 Perte de paquets r Les files d'attente ont une capacité limitée r Lorsque le buffer d'un routeur est plein, les nouveaux paquets qui arrivent sont rejetés, donc perdus m Les paquets perdus peuvent être retransmis par l'application ou par le protocole de transport r La proportion de paquets perdus augmente avec l'intensité du trafic r Les performances d'un nœud sont mesurées m En terme de délai… m … mais aussi en terme de probabilité de perte de paquets

75 1: Introduction75 Délai de bout-en-bout r Jusqu'ici, délai nodal étudié r Délai de bout-en-bout = de la source à la destination r Si le réseau n'est pas congestionné et que les paquets traversent Q-1 routeurs : m D end2end = Q (d proc + d trans + d proc)

76 1: Introduction76 Plan r Bordure du réseau m Applications m Terminaux m Protocoles de transport de bout-en-bout r Cœur du réseau m Routeurs m Liens physiques r Délais et pertes dans les réseaux à commutation de paquets r Backbones Internet, NAPs et ISPs

77 1: Introduction77 Structure Internet : réseau de réseaux r Globalement hiérarchique r ISP locaux m Se connectent aux ISPs régionaux r ISPs régionaux m Se connectent aux NBPs r National/International Service providers (NSPs) m = NBP (National Backbone Provider) m e.g. BBN/GTE, Sprint, AT&T, IBM, UUNet m Connectent les réseaux ensemble de façon privée ou via un réseau public m Les NSPs doivent être connectés entre eux par des NAPs (Network Access Points) NSP A NSP B NAP regional ISP local ISP local ISP

78 1: Introduction78 NSP r Location de fibre optique à 45 Mbps entre les côtes est et ouest des US : $ /mois r $ /an pour que qu'un NAP le relie à d'autres NSPs r Un NSP gagne de l'argent grâce aux ISPs régionaux qui sont connectés à lui m Montant dépend de la bande passante de la connexion entre l'ISP et le NSP

79 1: Introduction79 ISPs régionaux et locaux r ISP régional m Réseau complexe de routeurs et de liens de transmission m Connecté à un NSP ou directement à un NAP m Peut être connecté au backcone Internet en plusieurs points m Couvre ses frais grâce aux ISPs locaux r Les terminaux se connectent à un ISP local m Universités, corporations, etc. m N'importe qui peut devenir un ISP local !

80 1: Introduction80 e.g. dorsale du réseau américain BBN/GTE NBP

81 1: Introduction81 Plan r Bordure du réseau m Applications m Terminaux m Protocoles de transport de bout-en-bout r Cœur du réseau m Routeurs m Liens physiques r Délais et pertes dans les réseaux à commutation de paquets r Backbones Internet, NAPs et ISPs


Télécharger ppt "1: Introduction1 Sommaire Objectifs : r Avoir une vue d’ensemble du réseau r Les détails viendront plus tard ! r Approche : m descriptive m introduit Internet."

Présentations similaires


Annonces Google