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RSX101 Réseaux et Télécommunications Diaporama séance 12 Les Réseaux Haut Débit Révision AJean-Claude KOCH.

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1 RSX101 Réseaux et Télécommunications Diaporama séance 12 Les Réseaux Haut Débit Révision AJean-Claude KOCH

2 Les évolutions Réseaux

3 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 3 Les évolutions réseaux… Objectifs recherchés: Grands débits Meilleurs temps de transfert Mais aussi… Qualité de service Surveillance réseau Suivi coûts et imputations Adaptation aux besoins Sécurité Interopérabilité Facilité dévolution Gestion du réseau

4 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 4 Le suivi de la Qualité de Service Via des Engagements de Service (SLA - Service Level Agreement). Ceux-ci garantissent niveau de débits, délais dattente, temps moyen de réparation, priorités de trafic ainsi que QoS. Les réseaux à haut débit modernes permettent de respecter ces contraintes. Les protocoles Internet anciens ne savent pas satisfaire à ces exigences, une nouvelle génération d IP VPN sait y remédier. Basés sur la technologie de commutation multiprotocole avec étiquetage des flux (MPLS -multiprotocol label switching) ils peuvent supporter les communications voix et données en temps réel et les associer à des garanties contractuelles de qualité.

5 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 5 Aménagements TCP La QoS initiale de TCP est insuffisante. Pour satisfaire aux exigences précitées, il requiert au niveau Réseau, lintervention dun protocole RSVP: Ressource Reservation Protocol – Permet de réserver dans les routeurs des ressources permettant de garantir un débit, délai de traversée... – Cest le destinataire qui est à lorigine des réservations en fonction de la QoS attendue – Nécessite des échanges de paquets de signalisation – Différentiation de service (DiffServ) avec définition de classes de services de qualités différentes – Marquage des paquets et traitement prioritaire dans les routeurs Ces techniques sont encore peu utilisées à grande échelle car nécessitent la mise en œuvre de routeurs et commutateurs spécifiques aptes à satisfaire ces exigences. Elles se développent cependant rapidement.

6 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 6 Le « Priority Queuing » La fonction QoS du Priority Queuing est de plus en plus fréquemment incluse dans les caractéristique de base des routeurs. Cela consiste en une mise en files d'attente par priorités (priority output queuing) permettant à l'administrateur de réseau de définir quatre ou cinq niveaux de priorité pour les flux réseau : haute, normale, moyenne, basse ou aucune pour chaque interface et chaque protocole. Tout paquet entrant dans le routeur est affecté à l'une de ces files d'attente. Lordonnancement des ces files est fait de façon à assurer le respect des débits, y compris durant les périodes de congestion. Les données de priorité haute étant servies avec le maximum dattention. Cette fonction, habituellement présente sur les grands routeurs, maintenant de plus en plus rencontrée dans les routeurs d'entrée de gamme, et permet donc dassurer ce respect de QoS de bout en bout pour des coûts accessibles.

7 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 7 Files multi-niveaux sans retroaction Priorité croissante par niveaux (4…0) Priorité reste fixe à chaque niveau Tq = Quantum = nombre de paquets prélevés à chaque tour Quanta différents par niveaux, définis par administrateur La valeur du quantum peut changer en cas de congestion, de façon à satisfaire les priorités les plus élevées, et pour la file à priorité nulle, les paquets seront alors souvent détruits. Traitement des priorités Tq = a Tq = a/n1 Tq = a/n2 Tq = a/n4 Priorité max 1Tq = a/n3

8 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 8 Techniques de gestion des priorités Les outils de gestion de la bande passante permettent d'allouer en priorité la bande passante aux flux critiques, interactifs, pour le "métier" de l'entreprise en diminuant en compensation la priorité des flux non critiques. Certains produits combinent plusieurs fonctions pour mettre en oeuvre cette gestion de priorités avec une charge minimisée pour l'administrateur réseau, en mettant en œuvre certaines techniques: –Reconnaissance des flux par signature applicative (niveau OSI 7) pour allouer la bande passante aux applications identifiées comme critiques et non aux autres –Analyse statistique des flux: monitoring en temps réel, historique, rapports d'audit : pour identifier l'état d'utilisation de la bande passante –Edition interactive de la politique d'allocation des ressources: garantie, limitation des débits, affectation de priorités, marquage (labeling, tagging)

9 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 9 Exigences et niveaux de services Classification ISO 5 Classes de débits Isochrone exigent (faible gigue), débit fixe Isochrone lâche (gigue tolérée), débit variable Débit variable Débit sporadique Débit aléatoire

10 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 10 Le plan unique du modèle OSI (rappel) Médium Physique Liaison Transport Session Présentation Réseau Applications Ce modèle a été élaboré à une époque où les flux étaient essentiellement de type données alphanumériques, sans impératifs autres que le débit (et encore!)...

11 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 11 La notion de Plans Multiples du modèle UIT-T Médium LIAISON PHYSIQUE APPLICATION PRÉSENTATION PLAN GESTION Sécurité Qualité de service PLAN CONTROLE Surveillance et signalisation PLAN USAGER Transport de l'information Aujourdhui, avec lavènement du multimédia, les exigences sont tout autres… Il en va de même pour les multiples aspects de maintenance et de gestion, ce qui accroît notablement les variétés de protocoles à mettre en œuvre.

12 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 12 Le plan usager Transport de l information Couches basses : Modulation Accès au médium Couches moyennes : Gestion circuits Fiabilisation de base Fragmentation Couches hautes : Gestion sessions Connexions applicatives Présentation de base

13 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 13 Le plan gestion Qualité de Service Fiabilité Priorités Débits Synchronisations Sécurité Authentification Confidentialité Tunneling

14 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 14 Le plan Contrôle Routage Choix des algorithmes Équilibrage Optimisation Fonctionnement Signalisation Surveillance Mécanismes de repli Trafic Contrat usager Imputations Suivi consommation

15 A. T. M. Présentation Jean-Claude KOCH

16 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 16 Aspects Techniques: Commutation de "paquets" de taille fixe et réduite : les CELLULES (53 Octets : 5 dentête + 48 de charge) Multiplexage temporel asynchrone indépendant du débit du canal Mode connecté (chemin virtuel) Haut débit (jusqu'à 155 millions de bit/s sur paire torsadée) Applications: Mode de transfert universel WAN et interconnexion de LAN (MAN) Voix, données, images A T M

17 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 17 Examen et rejet de la commutation de circuit : débit fixe pas souple Examen et rejet de la commutation de paquets : non isochrone Choix de la commutation de cellules : Simplicité (longueur fixe) : émulation de circuit isochrone possible Flexibilité : connexion virtuelle multiplexable, débit adaptable Allègement des protocoles (fiabilité des lignes) Simplification du traitement des erreurs et du contrôle de flux (perte de cellule acceptée) Asynchronisme : adaptation aux émissions sporadiques Fusion de deux démarches ( ) ATD Asynchronous Time Division (CNET, projet européen RACE) FPS Fast Packet Switching (Bellcore, ATT, IBM) Proposition US : 64 octets Proposition Europe : 32 octets=> Choix de 48 octets (charge) ATM FORUM assure les spécifications (1991) Historique ATM

18 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 18 Les Multiplexages STM / ATM TRAME ATM = Asynchronous Temporal Multiplexer (Multiplexage Statistique) TRAME STM = Synchronous Temporel Multiplexer 293

19 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 19 En tête de cellules réduit (5 octets) Identification de la connexion logique Mécanisme de détection d'erreur dans l'entête Fonctions de maintenance Contrôle de flux élémentaire (autorisation suppression cellule si congestion) Routage en mode Connecté : Établissement d'une connexion logique avec réservation des ressources Universalité du réseau : Nombreux niveau de Qualités de Services Simplification des protocoles : Pas de protection contre les erreurs sur les données ni contrôle de flux. (Report en couches supérieures si nécessaire) Partage statistique optimal des ressources : Allocation dynamique de la bande passante. Haut débit : Jusquà 2 Gbps sur fibre optique Principales caractéristiques

20 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 20 Temps de transferts comparés TtTe Tp T T2 Te : temps émission paquet Tp : temps de propagation Tt : temps de transit commutateur T1 : temps de transfert paquet T2 : temps de transfert cellule Mode «PAQUET» Mode «CELLULE» Exemple de temps comparés avec 3 segments et 4 nœuds

21 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 21 Architecture ATM physique ATM AAL Couches supérieures physique ATM AAL Couches supérieures physique ATM physique ATM A B A Délimitation unités de données, Détection d erreurs (entête) Commutation cellule B Segmentation, ré-assemblage, Traitement d erreurs (pertes de cellules)

22 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 22 Composée de 2 niveaux entre les couches "Utilisateurs" et la couche de transmission ATM Couche AAL : Atm Adaptation Layer Sur ATM : SAR (Segmentation And Reassembly) Indépendante des services. Segmentation en cellule (numérotation et bourrage ) et réassemblage. Niveau supérieur : CS (Convergence Sublayer) Synchronisation de bout en bout selon prestations demandées. Classes de services/ classes de débits AAL1 : émulation de circuit : Isochrone débit fixe : Voix AAL2 : émulation de circuit : Isochrone débit variable : Vidéo compressée AAL3 : émulation de paquet : Débit variable : Données AAL4 : émulation de paquet : Débit sporadique AAL5 : Aléatoire

23 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 23 Répartition des classes de débits CBR : émulation de circuit : Isochrone débit fixe VBR-rt : émulation de circuit : Isochrone débit variable VBR-nrt : émulation de paquet : Débit variable ABR : émulation de paquet : Débit sporadique UBR : Aléatoire A.B.R. V.B.R. C.B.R. U.B.R.

24 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 24 La relation classes SERVICES / classes DÉBITS FONCTIONALITÉS CBRVBR-rt*VBR-nrt* oui non variable connecté AAL5 isochronismefiabilité ABRUBR Au choix Utilisation Non connecté AAL4 AAL3 AAL1AAL2 AAL Contraintes Interco. réseaux Voix/video compressée Voix/video interactive fixe Mode Débits Isochronisme * rt = Real Time (Temps réel) - nrt = Not Real Time Internet web Transfert données CLASSES DÉBIT

25 Le RELAIS de TRAMES Présentation Jean-Claude KOCH

26 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 26 Concept de base : Simplification des protocoles au niveau des nœuds en minimisant les contrôles et en portant le routage au niveau 2. Dans les nœuds (Noyau, assimilable à couche MAC) Vérification par FCS, et élimination si erreur (Pas de reprise) Routage par lien virtuel au niveau 2 Dans les extrémités (EOP, Elements Of Procedure) Acquittements et reprises Contrôle de flux de bout en bout RELAIS de TRAME (Frame Relay)

27 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 27 RELAIS de TRAME Architecture A Délimitation unités de données, Détection d erreurs Routage par liens virtuels B Acquittements Traitement d erreurs (reprises) Contrôle de flux B physique Noyau EOP physique Noyau physique Noyau A physique Noyau EOP Liaison

28 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 28 Souscription d un contrat : De «Débit Moyen Garanti» et «Débit Maximum Autorisé» (CIR - Committed Information Rate) Respect du contrat par : Transmission de toutes les trames comprises dans le «débit moyen garanti» Destruction éventuelle si engorgement des trames au dessus de ce débit et d une valeur maximale autorisée Destruction systématiques des trames au dessus de ce maximum autorisé. Si constat d une congestion dans un nœud : Signalement à l ensemble des nœuds du circuit Destruction de toutes les trames au dessus du débit garanti Contrôle de flux

29 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 29 Contrôle de Congestion (Suite) DMG DMA DÉBIT TEMPS Trames supprimées si engorgement Trames systématiquement supprimées

30 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 30 Interconnexions longues distance de réseaux locaux Jusqu à kbps Trames de 4096 octets maximum Bien adapté aux réseaux virtuels Cohabitation facile avec autres réseaux Évite l encapsulation IP : niveau 3 niveau 2 IP Relais de Trame X25 LAP-B IP Au lieu de (exemple X25) Utilisation du Relais de Trames

31 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 31 Ces deux types de réseaux seront étudiés plus en détail dans une autre U.E. Seuls les principes de base seront à retenir ici, pour une meilleure compréhension de certaines évocations dans les chapitres suivants, et une préparation à létude plus approfondie de lévolution des réseaux


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