RSX101 Réseaux et Télécommunications Diaporama séance 12 Les Réseaux Haut Débit Révision A Jean-Claude KOCH

Les évolutions Réseaux

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 d’évolution Gestion du réseau RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Le suivi de la Qualité de Service Via des Engagements de Service (SLA - Service Level Agreement). Ceux-ci garantissent niveau de débits, délais d’attente, 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. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK Aménagements TCP La QoS initiale de TCP est insuffisante. Pour satisfaire aux exigences précitées, il requiert au niveau Réseau, l’intervention d’un protocole RSVP: Ressource Reservation Protocol – Permet de réserver dans les routeurs des ressources permettant de garantir un débit, délai de traversée... – C’est le destinataire qui est à l’origine 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. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 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. L’ordonnancement 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 d’attention. Cette fonction, habituellement présente sur les grands routeurs, maintenant de plus en plus rencontrée dans les routeurs d'entrée de gamme, et permet donc d’assurer ce respect de QoS de bout en bout pour des coûts accessibles. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Traitement des priorités 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. 4 3 2 Tq = a Tq = a/n1 Tq = a/n2 Tq = a/n4 Priorité max 1 Tq = a/n3 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Le plan unique du modèle OSI (rappel) Applications Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Médium 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!)... RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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 Aujourd’hui, avec l’avènement 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. RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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

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

A . T . M . Présentation Jean-Claude KOCH

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK A T M Aspects Techniques: Commutation de "paquets" de taille fixe et réduite : les CELLULES (53 Octets : 5 d’entête + 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK Historique ATM 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 (1982 - 1988) 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) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Les Multiplexages STM / ATM 1 2 3 29 30 31 TRAME STM = Synchronous Temporel Multiplexer 29 3 29 1 3 31 2 30 TRAME ATM = Asynchronous Temporal Multiplexer (Multiplexage Statistique) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Principales caractéristiques 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 : Jusqu’à 2 Gbps sur fibre optique RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Temps de transferts comparés Exemple de temps comparés avec 3 segments et 4 nœuds 3 2 1 4 Tt Te Tp T1 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» RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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

Couche AAL : Atm Adaptation Layer Composée de 2 niveaux entre les couches "Utilisateurs" et la couche de transmission ATM 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Répartition des classes de débits A.B.R. V.B.R. C.B.R. U.B.R. 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

La relation classes SERVICES / classes DÉBITS ABR UBR CBR VBR-rt* VBR-nrt* FONCTIONALITÉS Isochronisme non oui Débits fixe variable Mode connecté Au choix Non connecté Utilisation Voix/video interactive Voix/video compressée Transfert données Interco. réseaux Internet web AAL AAL1 AAL2 AAL3 AAL4 AAL5 Contraintes isochronisme fiabilité * rt = Real Time (Temps réel) - nrt = Not Real Time RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

Le RELAIS de TRAMES Présentation Jean-Claude KOCH

RELAIS de TRAME (Frame Relay) 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK Contrôle de flux 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 RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

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

Utilisation du Relais de Trames Interconnexions longues distance de réseaux locaux Jusqu ’à 2.048 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 IP Relais de Trame X25 X25 LAP-B IP Au lieu de (exemple X25) RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK

RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK 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 l’étude plus approfondie de l’évolution des réseaux RSX101 - Réseaux & Télécommunication - JCK