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

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

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

Qu’est ce qu’Internet ? Les composants ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile Standards Internet Développés par l'IETF : Internet Engineering Task Force 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 1: Introduction

Qu’est ce qu’Internet ? Les services L’infrastructure de communication rend possibles les applications distribuées : Login distant, transfert de fichiers, streaming audio et vidéo, visioconférences, WWW, e-mail, jeux en réseau, e-commerce, bases de données, vote, … 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 ? 1: Introduction

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

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

Liens utiles http://www.ietf.org http://www.isoc.org http://www.w3.org IETF http://www.isoc.org Internet Society http://www.w3.org World Wide Web Consortium http://www.ieee.org IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) http://www.acm.org ACM (Association for Computing Machinery) 1: Introduction

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

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

Qu’est ce qu’un protocole ? Protocoles de réseau : Dans les routeurs : déterminent le chemin d'un paquet de la source à la destination Au niveau physique : contrôlent le flot de bits sur le support entre 2 machines Protocoles de contrôle de congestion : contrôlent le débit d'émission des paquets transmis Protocole HTTP … 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 1: Introduction

Qu’est ce qu’un protocole? Un protocole humain et un protocole réseau: Bonjour Connexion TCP req. Bonjour Connection TCP réponse. Quelle heure Est-il ? Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm 2:00 <file> temps 1: Introduction

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Exemple : Le réseau téléphonique commuté (RTC) CTP ~10 CTP : Centre de Transit Principal CTS : Centre de Transit Secondaire CAA Commutateur à Autonomie d’Acheminement CL : Commutateur Local CTS ~50 CAA ~1500 numérique Numérotation 0Z ABPQ MCDU 104 abonnés/CL CL ~6000 analogique Abonné ~30 M RNIS => numérique de bout en bout 1: Introduction

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

Codage MIC Echantillonnage Quantification => Echantillons time Echantillonnage Quantification =>  bruit de quantification time Echantillons ... 01001100 01001100 01001100 1octet/125s = 64Kbit/s Codage 1: Introduction

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

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

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

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

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

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

Cœur du réseau : commutation de paquets Comportement store and forward 1: Introduction

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

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

Commutation de Paquets : routage Objectif : déplacer les paquets de la source à la destination Reseau datagramme: L’adresse de destination détermine à chaque pas le routage Les routes peuvent changer durant la session. 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 1: Introduction

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

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

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 1: Introduction

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

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 : Bande passante (bits par seconde)? Partagée ou dédiée? 1: Introduction

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Accès institutionnel : réseaux locaux LAN Ethernet : 10 Mbps, 100Mbps, Gigabit Ethernet 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 Médium partagé (comme HFC) : partage de la BP entre les utilisateurs + récemment : Ethernet commuté Utilisation de plusieurs paires torsadées ou câbles pour fournir toute la BP à différents utilisateurs simultanément 1: Introduction

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

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

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

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

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

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

Médium physique : câble coaxial 2 conducteurs de cuivre concentriques Isolation et protection : plus hauts débits que les paires torsadées 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 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 bidirectionel Application 10 Mbps Ethernet Câble résidentiel 1: Introduction

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

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

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

Médium physique : radio Types de liens radio : Satellites Relient des émetteurs/récepteurs micro-ondes terriens (stations de base) Réception sur une bande de fréquences, régénération du signal par un répéteur et transmission sur une autre fréquence Jusqu’à 50 Mbps/canal (ou plusieurs canaux avec des débits plus faibles) Satellites géostationnaires Restent toujours au-dessus du même point Orbite située à 36000 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 Satellites LEOs Se déplacent par rapport à la surface de la Terre Basse altitude Plusieurs satellites pour assurer la couverture 1: Introduction

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

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

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

Délais dans les réseaux à commutation de paquets Délai de Transmission : R = Bande passante (bps) L = taille des paquets (bits) Délai de transmission = L/R Délai de Propagation : d = Longueur du lien s = vitesse de propagation (~2x108 m/s à 3x108 m/s ) Dépend du médium physique Délai de propagation = d/s Note : s et R sont totalement différents ! A B propagation transmission Traitement nodal File d’attente 1: Introduction

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

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

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

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

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

NSP Location de fibre optique à 45 Mbps entre les côtes est et ouest des US : $150 000/mois $300 000/an pour que qu'un NAP le relie à d'autres NSPs Un NSP gagne de l'argent grâce aux ISPs régionaux qui sont connectés à lui Montant dépend de la bande passante de la connexion entre l'ISP et le NSP 1: Introduction

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

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

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