RSX101 Réseaux et Télécommunications

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1 RSX101 Réseaux et Télécommunications
Diaporama séance 15 Interconnexion Réseaux Révision A Jean-Claude KOCH

2 Interconnexions Niveau Réseau

3 Hiérarchie des passerelles*
ROUTEURS PONTS & COMMUTATEURS REPETEURS & HUBS PASSERELLES Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveaux 4 à 7 * Passerelle «Gateway» est un terme générique qui désigne souvent l’ensemble des moyens d’interconnexion dans les réseaux. Pour les niveaux bas (1 à 3) des désignations spécifiques existent pour chacun d’eux… Utilisons les! RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

4 Les Passerelles (Rappel)
COUCHE OSI REPETEURS, HUBS, CONCENTRATEURS 1 COUPLEURS 1 & (2) PONTS ( BRIDGES) 2 COMMUTATEURS (SWITCHES) 2 BROUTEURS (BRIDGE-ROUTERS) 2 & 3 ROUTEURS (ROUTERS) 3 PASSERELLES - GATEWAY 4, 5, 6, 7 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

5 Interconnexion Réseaux
Ce sont les dispositifs qui permettent de raccorder entre eux : Différents sous-réseaux d ’un même réseau Différents réseaux entre eux De façon généralement hétérogène : Réseaux locaux différents Réseaux étendus différents En cherchant à respecter les critères de : Fiabilité Performance Sécurité Qualité de Service Efficacité RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

6 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Les Routeurs SITUATION dans le RÉSEAU réseau R SITUATION dans le SYSTÉME HIÉRARCHISÉ ROUTEUR RES 1 RES 2 COUCHE 3 LLC 1 LLC 2 COUCHE 2 MAC 1 MAC 2 COUCHE 1 Phy 1 Phy 2 Réseau 1 Réseau 2 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

7 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Les Routeurs (niveau 3) Acheminement des paquets avec choix du chemin (Routage) Analyse des paquets et modifications si besoin (hétérogénéité, translation d ’adresses) Connaissance de l’adresse logique (réseau + hôte) Lié à un protocole réseau (Routeurs multiprotocoles) Structuration de l’ensemble par un découpage logique du réseau Équipement complexe - Processeur, mémoire, interface - Systèmes d’exploitation et logiciels liés aux protocoles Utilisation d’un algorithme de routage (peut être différent suivant réseaux) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

8 Interconnexion de Réseaux
Y Réseau 05 Réseau 01 Réseau 03 Réseau 04 Routeur B Routeur A Routeur C Routeur G Routeur F Routeur E Routeur D Hôte Problèmes : - Quel est le meilleur chemin Réseau 03(X)->Réseau 05(Y) ? - Comment l’établir ? - Comment le faire connaître ? RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

9 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Le Routage Les TYPES: Par accrétion de circuits virtuels (mode connecté) Par choix d’une route propre à chaque datagramme (mode non connecté) Le ROUTEUR traditionnel : Table de routage élaborée hors ligne (Routage statique) Table de routage élaborée par dialogue inter routeurs (Routage dynamique) Le ROUTEUR par labels (MPLS): Routage préliminaire selon méthode traditionnelle, puis Établissement d’un chemin virtuel selon le mode connecté LES MÉTHODES Centralisées : Routage statique avec mises à jour périodiques par nœuds maîtres Distribuées : Inondation Négociations entre les nœuds Premier chemin libre (hot potatoe) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

10 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Paramètres de routage Paramètre courants: Débit Temps de transit Coûts Charge Distance Qualité de service … …& quelques paramètres non techniques : Passage imposé Passage interdit RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

11 Algorithmes de routage
Algorithmes non adaptatifs (routage statique) : Tables de routage établies hors ligne puis transmises par inondation Routage par le plus court chemin, sur les flux ou autres critères Algorithmes adaptatifs (dynamiques) : Routage à vecteurs de distance basé sur une table des meilleures distances mise à jour dynamiquement . Les algorithmes RIP (Routing Information Protocol) du réseau Internet et IGRP (Cisco) sont de cette famille. Routage par information d’état de lien basé sur des “poids” ou des «coûts» attribués selon différents critères à chaque liaison et établi d’une manière dynamique. Les algorithmes OSPF utilisés dans Internet, IS-IS reconnue par l’ISO et NLSP de Novell sont de cette famille. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

12 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Routage dynamique Basés sur le nombre de sauts (Distance Vector) : Diffusion périodique (30 à 90 secondes) de l’ensemble des informations de routage Minimisation du nombre de sauts. (Algorithme de Bellman-Ford) Temps de convergence important avec surcharge du réseau Exemples : IGRP Interior Gateway Routing Protocole RIP Routing Information Protocol Basés sur le «Poids» de chaque saut : - États des liaisons (Link State). Poids : débit, temps traversée, charge, coûts etc.. Constitution de tables, mises à jour partiellement en cas de changement Optimisation par l’algorithme de Dijkstra. Possibilité de création de domaines et gestion des flux Exemples: OSPF (Open Shortest Path First) IS/IS (Intermediate System to Intermediate System) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

13 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Le routage Internet FÉDÉRATEUR LAN 1 2 3 BGP IGP EGP Système autonome Un groupe de réseaux et passerelles relevant d ’une même responsabilité administrative au plan routage est appelé système autonome. Le routage entre systèmes autonomes est réalisé par des routeurs dits externes, les protocoles correspondants sont nommés EGP (External Gateway Protocol) A l ’intérieur d ’un système autonome, les protocole utilisés par les routeurs sont les IGP (Internal Gateway Protocol) A la frontière entre système autonome et un autre réseau se trouvent des routeurs (souvent multiprotocoles) utilisant des protocoles BGP (Border Gateway Protocol) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

14 Le «Tunneling»

15 (Création de réseaux Virtuels)
Le «Tunneling» Réseau d ’entreprise RESEAU ÉTENDU Ou comment constituer des regroupements de réseaux à travers un autre ? (Création de réseaux Virtuels) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

16 Qu’est-ce q’un réseau Virtuel ?
RESEAU ETENDU …C’est un réseau vu comme une entité administrative unique, mais constituée d’éléments disséminés interconnectés via un ou plusieurs autres réseaux RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

17 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Le mode « TUNNEL » RÉSEAU TUNNEL multiprotocoles Routeur Encapsulation Protocole natif D’INTERCONNEXION Réseau Local RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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Deux types de Tunnels Mode Tunnel niveau Réseau : Négocié et appliqué de bout en bout. Efficace en cas de mode connecté. Mode Tunnel niveau Liaison : Négocié par segment réseau (de nœud à nœud). Plus facile en cas de mode non connecté. Mode Réseau Mode Liaison RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

19 Une solution mixte : Le MPLS
Les routeurs MPLS sont équipements qui ont la particularité : De fonctionner en routeur (de niveau 3) pour l ’établissement du chemin Avec toutes les subtilités possibles au niveau tracé de route Puis de travailler en commutateur (de niveau 2) pour la suite des échanges Avec performance et respect QOS possibles à ce niveau grâce à une étiquette (label) placé en entête des paquets Ce type de Tunnel est parfois qualifié de niveau 2.5 ! RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

20 Commutateur X Commutateur Y
Le principe du MPLS Station A Réseau MPLS Commutateur X Commutateur Y Station B Table de Commutation hops dest B - 2 next Y Table de Routage Label entrée 55 - 121 sortie Station A Après établissement route : Recherche label dans TdC Retransmet vers suivant Por création route : dest. dans TdR Retransmet vers suivant Station B Couches Supérieures Couche IP Couche LIAIS Couche PHY Commutateur X Commutateur Y 55 121 @A => @B RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

21 Le VPN IP

22 Réseaux Privés Virtuels (V.P.N.*) à travers l ’Internet
Réalisation des interconnexions de réseaux locaux à travers l ’Internet Réalisation d ’Intranets «étendus» Connexion de stations nomades Sécurisation des transactions sous Internet * V P N = Virtual Private Network RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

23 Réseaux Privés versus Virtuels
Ensemble de ressources interconnectées via des média privés Coûts Distance Certitude d ’exclusivité Réseaux Privés Virtuels : Ensemble de ressources interconnectées via des média publics Moindre coût Étendue Non exclusif RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

24 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Qu’est-ce… …Qu'un VPN IP ? Le VPN IP apparut dans les entreprises fin des années 90 Un VPN IP est tout simplement un réseau privé virtuel qui fonctionne sur un réseau IP. La technologie sous-jacente est généralement ATM (et parfois Frame Relay), mais le réseau est considéré comme VPN IP car il opère au niveau de la couche IP et l'interface présentée à l'utilisateur final est de type IP. Les VPN IP devraient être considérés comme un complément de la gamme de technologies VPN traditionnelles, telles que Frame Relay et ATM, et pas comme un substitut. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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Le VPN IP RÉSEAU TUNNEL multiprotocoles Routeur Encapsulation Protocole natif D’INTERCONNEXION Réseau IP RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

26 Évolution des tunnels VPN
OPÉRATEURS PUBLICS OPÉRATEURS PRIVÉS ÉPOQUE 1990 2005 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

27 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Tunnel à cœur ATM Il existe trois types d’interfaces : • Les interfaces réseau utilisateur (UNI - user-network interface) connectent les systèmes terminaux d’ATM (tels que les hôtes et les routeurs) à un commutateur ATM. • Les interfaces de nœud inter-réseau (NNI- network-network node interface) connectent des commutateurs ATM • Les interfaces large bande inter-opérateurs (B-ICI - broadband-inter carrier interface) connectent des réseaux ATM publics. ATM est un service à commutation de paquets orienté Circuits Virtuels. Les ressources sont partagées par multiplexage statistique. Utilisation cellules de longueur fixe (53 octets) pour le transfert d’informations. L’existance de niveau de services garantit une adaptation possible à diverses exigences. L’ATM utilise des circuits virtuels permanents (PVC - permanent virtual circuits) qui permettent d’établir une connexion de bout en bout. Ce sont des routes de réseau préconfigurées ce qui supprime la nécessité d’établir un circuit (configuration d’appel) à chaque fois que l’utilisateur souhaite effectuer une transmission vers un site distant. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

28 Les Interfaces de l ’ATM
Commutateur ATM Réseau ATM privé Utilisateur DXI UNI public B-ICI privée NNI RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

29 Tunnel à cœur Frame Relay
Équipement d’accès : FRAD - Frame Relay Access Device Un réseau Frame Relay offre un service orienté connexion. Cette communication utilise un circuit virtuel Les standards du service définissent deux types principaux de circuits logiques : • Les circuits virtuels permanents (PVC - Permanent Virtual Circuit) définissent des connexions permanentes utilisées pour des transferts de données volumineux et fréquents. La communication n’exige pas de configuration d’appel et se trouve toujours à l’état de transmission ou d’attente. • Les circuits virtuels commutés (SVC - switched virtual circuit) sont des connexions temporaires utilisées dans les situations n’exigeant que des transferts de données sporadiques. Le matériel de transmission et de commutation d’un réseau Frame Relay est hébergé par un opérateur télécom. Les abonnés d’un VPN sont facturés en fonction de leur utilisation du réseau. Ils sont dispensés de la gestion et de la maintenance du matériel et des services nécessaires au réseau Frame Relay. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

30 Configurations hybrides
• Frame Relay est bien adapté à de nombreuses applications, dont l’interconnexion de réseaux locaux (LAN), la migration SNA (Systems Network Architecture), et l’accès distant. Cependant, d’autres applications telles que les communications multimédia avec qualité de service (QoS) garantie, sont mieux servis par des réseaux ATM. • Une vaste gamme de débits peut être supportée, de 64 Kbit/s à 622 Kbit/s. • Les clients ATM peuvent bénéficier des connexions Frame Relay lorsque le nœud ATM n’est pas disponible, et vice versa. • ATM peut être utilisé à la place du Frame Relay si ce dernier n’est pas disponible dans certaines zones géographiques, et vice versa. • Lors de la migration du Frame Relay vers ATM, l’interconnexion pérennise les investissements Frame Relay originels RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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VPN IP & QoS VPN IP QoS et VPN Internet L‘infrastructure IP qui délivre le service VPN IP peut être un réseau IP privé ou bien l'Internet public. L’offre de nombreux fournisseurs fait cette distinction entre : Les services qui utilisent l'Internet public, et de ce fait, transitent par plusieurs réseaux de fournisseurs de services Les services qui n’utilisent que la partie de l'Internet public qui dessert le fournisseur de services VPN IP. Cette seconde solution peut garantir une certaine qualité de service (QoS) On appelle VPN IP QoS les VPN IP qui s'exécutent sur un réseau privé. A noter que partie de l'Internet public s’appuie sur des réseaux de fournisseurs de services qui offre le service VPN IP et peut donc aussi proposer contractuellement ce service. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

32 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
MPLS et VPN sécurisés VPN IP MPLS et VPN IP IPsec Deux technologies se sont récemment imposées, qui englobent désormais la quasi-totalité des services VPN IP. Il s'agit de la commutation multiprotocole avec étiquetage des flux (MPLS, Multi-Protocol Label Switching) et de la sécurité IP (IPsec, IP Security). MPLS est un protocole d'acheminement utilisé dans la plupart des réseaux VPN IP privés. IPsec est un protocole de tunnellisation, qui permet de sécuriser les échanges. Il est employé dans la majorité des VPN IP basés sur l'Internet public. Ces technologies seront approfondies dans d’autres Unités d’enseignement. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

33 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK
Un réseau MPLS typique RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

34 Les mécanismes de fractionnement

35 Où il est question de vocabulaire…
Dans les réseaux, il se trouve de multiples endroits où l’on doit «découper» les structures de données d’un certain niveau, d’un certain réseau, pour les mettre dans les structures d’un même ou d’un autre niveau ou réseau… Et bien sûr tout reconstruire à l’autre extrémité! Tout cela parce que chaque niveau de chaque réseau à son propre MTU (Maximum Transfer Unit), c’est à dire une taille maximale à ne pas dépasser. Comme souvent en informatique où n’existe aucun organisme de normalisation du vocabulaire, différents auteurs, à différentes époques font dire des choses différentes aux mêmes mots, ou parfois nomment les même choses par des mots différents… Et c’est bien le cas de nos nécessaires «découpages» évoqués. Les transparents qui suivent ont pour but de bien préciser comment on doit (devrait?) appeler chacune de ces opérations qui portent le nom générique de «fractionnement» RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

36 Différents types de fractionnement
Groupage / Dégroupage n-SDU n-PCI (n+1) PCI Segmentation / Assemblage (n+1)-SDU Fragmentation / Défragmentation (n+1)PCI n- PCI n-PDU Concaténation / séparation (n-1)PCI (n-1)-SDU RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

37 Mécanismes de fractionnement
SEGMENTATION (ASSEMBLAGE) Découpage d'un PDU de niveau N+1 en plusieurs SDU (SEGMENTS) et ajout de PCI de niveau N FRAGMENTATION (DÉFRAGMENTATION) Découpage du SDU de niveau N+1 et portage dans plusieurs PDU de niveau N avec reprise du PCI de niveau N+1 dans chaque fragment. GROUPAGE (DEGROUPAGE) Regroupement de plusieurs SDU en un seul SDU de même niveau CONCATÉNATION (SÉPARATION) Regroupement de plusieurs PDU de niveau N dans un même SDU de niveau N-1, avec ajout d ’un PCI de niveau N-1 Note : Le terme « Encapsulation » est normalement réservé à une opération d ’intégration, à même niveau (souvent 3), d ’un PDU d ’un réseau donné dans un SDU d ’un autre réseau (avec ou sans fractionnement). Il est malheureusement également souvent utilisé de manière générale pour désigner l ’opération d ’ajout des PCI au SDU à tous niveaux. Voir exemple à suivre… RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

38 Encapsulation / Désencapsulation
C’est l’intégration, en un ou plusieurs segments, de la structure de donnée de niveau N (souvent 3) d’un protocole, dans la charge de même niveau d’un AUTRE protocole. Exemple : un datagramme IP de 600 octets dans trois paquets X25 Longueur maximale champ de données (MTU = 256 octets, entête IP= 20 octets) Entête IP Données datagramme (600 octets) 20 octets 235 490 599 Entête X25 Entête IP Segment 0-235 PAQUET n° 1 Entête PQT Segment PAQUET n° 2 Entête PQT Segment PAQUET n° 3 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK