Sommaire Objectifs du cours: Avoir une vue d’ensemble du réseau Les détails viendront après dans le cours Approche: descriptive introduit Internet comme un exemple de réseau Survol du cours: Internet ? protocole? Bordure du réseau Cœur du réseau Réseaux d’accès performance: pertes, delais Couches protocolaires, modèles de services Dorsale, ISP Réseau ATM 1: Introduction

Qu’est ce qu’est Internet? Les composants ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile Des millions de machines interconnectées : PCs, station de travail, serveurs PDAs, téléphones, toasters Exécutant des applications réseaux Liens de communications fibre optique, cuivre, radio, satellite routeurs: transférant des paquets de données dans le réseau 1: Introduction

Qu’est ce qu’est Internet? Les composants ISP local Réseau D’entreprise ISP régional routeur Station serveur mobile protocols: controlant l’émission, la réception des messages e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet: “réseau des réseaux” hiérarchique Contraste entre Internet et intranet privé Standards Internet RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force 1: Introduction

Qu’est ce qu’est Internet? Les services l’infrastructure de communications rend possible des applications distribuées: WWW, email, games, e-commerce, base de données, vote, plus? Services de communication offert: Sans connexion Orientés connexion cyberspace [Gibson]: “a consensual hallucination experienced daily by billions of operators, in every nation, ...." 1: Introduction

Qu’est ce qu’est un protocol? Protocols humain: “Quelle heure est-il?” “J’ai une question” … Messages spécifiques émis … Actions spécifiques accomplies quand des messages sont reçus Protocols réseau: Relient des machines Toutes les communications sur Internet sous gouvernées par des protocols Les protocols définissent le format, l’ordre des messages émis et reçus entre les entités réseaux, ainsi que les réactions à ces messages 1: Introduction

Qu’est ce qu’est un protocol? Un protocole humain et protocol 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

Précision sur l’architecture du réseau: Bordure du réseau: applications et hôtes ISP (Internet Service Provider) Réseau permettant aux terminaux de ce connecter à Internet Cœur de réseau: routeurs Réseau de réseaux Réseaux d’accès, liens physiques : liens de communication 1: Introduction

Bordure du réseau: Terminaux (hôtes): Modèle client/serveur Éxecute des applications e.g., WWW, email au “bord du réseau” Modèle client/serveur Le client demande (requiert), le serveur rend un service e.g., WWW client (browser)/ serveur; email client/serveur Modèle peer-peer: Interaction symétrique entre les hôtes e.g.: visioconférence 1: Introduction

Bordure de réseau : service en mode connecté Objectif: Transfert de données entre terminaux. handshaking: Mise en place au préalable du transfert de données Définition d’“états” dans les deux hôtes TCP - Transmission Control Protocol Service en mode connecté sur Internet Service TCP [RFC 793] Fiable, transmission dans l’ordre de flot d’octets Pertes: acquittement et retransmissions Contrôle de flot: L’émetteur ne submerge pas le récepteur Control de congestion : L’émetteur “réduit son débit d’émission” quand le réseau est congestionné 1: Introduction

Bordure de réseau : service en mode non connecté Objectif: Transfert de données entre terminaux. L’objectif ne change pas UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Service en mode non connecté sur Internet Transfert de données non fiable Sans contrôle de flot Sans contrôle de congestion Application utilisant TCP: HTTP (WWW), FTP ( transfert de fichier), Telnet (login distant), SMTP (email) Application utilisant UDP: Streaming de média, visioconférence, telephonie sur Internet 1: Introduction

Cœur de réseau Ensemble de routeurs interconnectés Question fondamentale : comment les données sont transmises sur le réseau? Commutation de circuit : circuit dédié pour chaque appel : réseau téléphonique Commutation de paquets: Les données sont transmises dans le réseau en paquets 1: Introduction

Cœur de réseau : Commutation de Circuit Reservation de ressources de bout-en-bout pour chaque «appel» Bande passante du lien, capacité du lien Ressources dédiées : sans partage Performance garantie Nécessite l’établissement de la connexion 1: Introduction

Cœur de réseau : Commutation de Circuit Ressources réseau (e.g., 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 1: Introduction

Cœur de 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 resources sont utilisés si nécessaires 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 étapes par étapes Transmission sur un lien Attente du service Partage de la bande passante Allocation dédiée Reservation de ressources 1: Introduction

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

Commutation de Paquet/Circuit La Commutations de paquet permet a plus d’utilisateur de Partager le résau Lien 1 Mbit Chaque utilisateur: 100Kbps quand il est actif actif 10% du temps Commutation de circuit: 10 utilisateurs Commutation de paquet: Avec 35 users, probabilité > 10 active inférieure à .004 N users 1 Mbps link 1: Introduction

Commutation de Paquet/Circuit Intérêt pour les flots irréguliers (bursty) Partage de ressources Sans mise en place d’appel Congestion excessive: délai et pertes de paquets protocols 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 Paquet : routage Objectif: déplacer les paquets de la source à la destination Reseau datagram: 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

Réseaux d’accès et média physique Q: Comment connecter les terminaux au routeur de bordure? Accès residentiel Accès institutionel Réseau d’accès sans fil A prendre en compte: Bande passante (bits par seconde)? Partagée ou dédiée? 1: Introduction

Accès résidentiel : accès point à point Accès par ligne téléphonique via un modem Jusqu’à 56Kbps ISDN: Accès numérique : jusqu’à 128Kbps ADSL: asymmetric digital subscriber line Jusqu’à 1 Mbps du modem vers le DSLAM Jusqu’à 8 Mbps du DSLAM vers le modem 1: Introduction

Accès résidentiels: le cable Le cable est constitué de HFC (Hybrid Fiber Coax) Lien asymétrique: jusqu’à 10Mbps en voie descendante, 1 Mbps en voie montante Réseau de cables et de fibres optiques connectant les résidences aux ISPs Le lien montant est partagé Problèmes: congestion, dimensionnement 1: Introduction

Accès institutionnel : réseaux locaux LAN Un réseau local (LAN) connecte les terminaux au routeur de cœur Ethernet: Des liens partagés ou dédiés peuvent être utilisés 10 Mbps, 100Mbps, Gigabit Ethernet 1: Introduction

Réseaux d’accès sans fil Un accès partagé sans fil connecte les terminaux au cœur de réseau LANs sans fils: Le cable 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

Structure Internet: réseau de réseaux Globalement hiérarchique National/International Backbone providers (NBPs) e.g. BBN/GTE, Sprint, AT&T, IBM, UUNet Connecte les réseaux ensemble soit de façon privé ou via un réseau public ISPs régionaux Se connectent aux NBPs ISP locaux Se connectent aux ISPs régionaux local ISP regional ISP NBP B NAP NAP NBP A regional ISP local ISP 1: Introduction

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

Médium physique Paires torsadées Lien physique: Paire de fil de cuivre Catégorie 3: fils téléphoniques classiques, Ethernet 10 Mbps Categorie 5 : Etherner 100Mbps Lien physique: Médiums guidés: Les signaux se propagent entre des médiums solides: cuivre, fibre Médiums non guidés: Les signaux se propagent dans un médium libre 1: Introduction

Médium physique: cable et fibre Cable coax: fil (signal) à l’intérieur d’une protection Bande de base: un seul canal sur le cable Large bande: plusieurs canal sur le cable bidirectionel Application 10Mbps Ethernet Cable résidentiel Fibre optique: Fibre de verre transmettant des impulsions numériques Haut débits: 100Mbps Ethernet Transmission point-à-point HD (e.g., 5 Gps) Très faible taux d’erreurs 1: Introduction

Médium physique: radio Types de liens radio: microwave e.g. jusqu’à 45 Mbps LAN (e.g., waveLAN) 2Mbps, 11Mbps Large accès (e.g., cellular) e.g. CDPD, 10’s Kbps Satellite Jusqu’à 50Mbps channel (ou plusieurs canal avec des débits plus faibles) Délai de bout-en-bout 270 msec geosynchrones versus LEOS signaux transmis dans le spectre éléctromagnétique bidirectionel Perturbations dues à l’environnement réflection obstruction par des objects interférence 1: Introduction

Delai dans les réseau à commutations de paquets Les paquets expérimentent des delais Quatres sources de delai à chaque étape Traitement nodal: Vérification des erreurs Déterminer la file de sortie (routage) File d’attente Temps de transmission sur le lien de sortie Dépends du niveau de congestion du routeur A B propagation transmission nodal processing queueing 1: Introduction

Delai dans les réseau à commutations de paquets Délai de Transmission : R=Bande passante (bps) L=taille des paquets (bits) Délai de transmission= L/R Delai de propagation : d = Longueur du lien s = vitesse de propagation (~2x108 m/sec) Delai de propagation = d/s Note: s et R sont totalement différents A B propagation transmission Traitement nodal File d’attente 1: Introduction

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