CHAPITRE 5

WAN : Wide Area Network Réseaux grande distance

PLAN

1. Introduction

2. Technologies wan

A. Lignes dédiées ( lignes spécialisées )

B. Le réseau RTC ( protocole PPP ).

C. X.25

D. Frame Relay.

3. Inernet : le réseau WAN public

4. Les VPN ( Virtuel Private Network )

5. Synthèse de conception d’un réseau

Types de réseaux

• Selon la surface couverte par un réseau ils peuvent être classifiés en 3 types :– LAN ( Local Area Network ) : réseaux locaux

– MAN (Metropolitan Area Networks ) : Réseaux métropolitains

– WAN ( Wide Area Network ): Réseaux à longue distance

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• Les réseaux locaux (Local Area Networks) gèrent les communications locales des données .

• Un LAN couvre une région géographique limitée ( distance10 m à 1 km) .

• Les LAN offrent un taux de transfert important.

Les LAN

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Les WAN

• Réseaux à longue distance ou les réseaux étendus (Wide Area Networks, WAN) interconnectent des réseaux locaux, et donnent accès aux ordinateurs situés en d'autres lieux lointains.

• Les WAN relient des réseaux géographiquement dispersés, ils permettent aux entreprises de communiquer entre elles sur de grandes distances.

• réseaux étendus sur plusieurs centaines voire milliers de km (un pays, un continent, …)

• réseaux publics ou privés• composés de commutateurs, de routeurs et de liaisons entre eux

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Exemple d’un WAN ( un réseau multi-sites )

WAN

Application des WAN : les Réseaux d’entreprises

• C’est un réseau privé qui permet à l’ensemble des unités , géographiquement éloignés , d’une entreprise de communiquer .

• Les unités peuvent être interne ou Externe ( des partenaires de l’extérieur )

• Comment permettre à l’entreprise de réaliser un tel réseau ?

Les réseaux d’opérateurs

• Le coût de mise en œuvre des réseaux WAN nécessitent un grand investissent ( réalisation , maintenance, exploitation,…. )

• c'est pourquoi les services WAN sont généralement loués à des fournisseurs de service ( opérateurs ).

• Les opérateurs sont des entreprises généralement spécialisés dans le domaine des télécommunication ( exemple : Algérie Telecom , France Télecom , …….)

• Le fournisseur de service utilise alors une partie de son réseau pour transporter les données de l'entreprise.

• Donc les solutions WAN sont généralement des solutions louées.

Les réseaux d’opérateurs

• Se sont généralement des réseau qui couvrent toute un payé • Ils possèdent des liaisons vers l’international ( relation avec

d’autres opérateurs internationaux )• Les réseau d’opérateur offrent un certain nombre de service

qui peuvent être utilisé par les entreprise pour avoir un réseau privé .

Réseau d’opérateur

Les réseaux WAN et le modèle OSI

• Les WAN sont définis au niveau 1, 2 et 3 du modèle OSI.• Ils transportent des données informatiques, de la vidéo ou de la voix.• Ils utilisent les services d'un opérateur télécom.

Un WAN = infrastructure physique + protocole de liaison de données

Types de liaisons WAN

• Les opérateurs offrent plusieurs types de liaisons WAN : • Lignes Spécialisées ( lignes louées )• Le réseau téléphonique commuté ( RTC )• Réseaux X.25• Réseaux Frame Relay

Lignes spécialisées ( lignes louées )

• Une Ligne louée (ou dédiée) fournit un chemin de communication longue distance prédéfini entre deux LAN via le réseau d’un opérateur .

• C'est une connexion réservée à l'usage privé• Le client dispose d’une ligne de connexion de manière

permanente .• Elles sont généralement utilisées pour transporter des

données .

• On distingue deux types de lignes spécialisées : analogique et numérique dans le cas des liaison analogique , il fut utiliser un modem pour la modulation/demodulation du signal.

Norme des LS

• T1, T3, E1 et E3 - Les services T sont offerts aux États-Unis et les services E en Europe .

• Débit : • T1 : 1,544 Mbits/s• T3 : 44,736 Mbits/s• E1 : 2,048 Mbits/s• E3 : 34,368 Mbits/s

Avantage et inconvenants des lignes louées

• Les liaisons spécialisées de ce type conviennent au entreprise qui nécessite le transfert d’un gros volume de données avec un débit de trafic constant.

• L'utilisation de la bande passante disponible pose un problème, car la disponibilité de la ligne est facturée même lorsque la connexion est inactive ( la facturation est en fonction du débit choisi par le client ).

• Le coût des liaisons spécialisées peut être très élevé lorsqu'elles servent à connecter plusieurs sites.

Réseau Téléphonique Commuté (RTC)

• Le principe consiste à utiliser le réseaux de télécommunication ( transport de la voix ) pour transporter les données Bien qu’il n’est pas fait explicitement pour cela .

• Le réseau RTC , est un réseau déjà existant et qui couvrent pratiquement toutes le payé donc Il constitue un modèle de réseau de communication longue distance facile à utiliser.

• Il faut disposer d’un modem pour y accéder , puisque la transmission dans les réseaux RTC est de type analogique.

Exemple d’utilisation d’un réseau RTC

Exemple d’utilisation d’un réseau RTC

Fonctionnement du réseau RTC

• Un réseau RTC est constitué d’un ensemble de commutateurs

• Dans le réseau RTC il faut établir une connexion avant toute communication.

• Crée une connexion physique entre l'émetteur et le destinataire pour la durée de la communication circuits virtuel une liaison dédiée temporaire ou à la demande .

• Une fois la communication terminée, la ligne est libérée et réutilisée pour un autre client.

• Principe de la téléphonie classique

Commutation de circuit

Commutateur Abonné 1

Abonnée 2

Établissement d’un circuit virtuel • Dans ces réseaux, on retrouve toujours les 3 phases

d’une connexion (on parle de service orienté connexion):• La phase établissement de connexion consiste à trouver

un chemin unique entre la source et la destination. • Le transfert de données se fait pendant la phase suivante

à travers le chemin établi. Les données arrivent à destination dans le même ordre qu’à l’émission

• La fermeture de connexion est effectuée lorsque toutes

les données ont été transmises.

Protocole de liaison de données utilisé dans les réseaux RTC

•Les réseau RTC sont pas dédié pour la transmission des données , donc il faut avoir un protocole au niveau liaison de données •Le protocole le plus utilisé est le protocole PPP ( Point To Point Protocol )

Rappel sur les fonctions de la couche liaison de données

•Fournit les procédures et les moyens nécessaires pour• établir une connexion• maintenir (transferts uni ou bidirectionnels)

•libérer la connexion•Détecte et corrige les erreurs de transmission et retransmissions en cas d’erreurs

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Protocole niveau 2

• L’objectif d’un protocole de liaison de données est d’assurer un transfert fiable de données entre les stations.

• Il doit prendre en considération les caractéristiques d’une liaison de données .

• Le protocole HDLC ( High-level Data Link Control ) est une ensemble de classes de procédures et de fonctionnalités ( normalisée par l'ISO en 1976)

• Pratiquement c’est le protocole de base et les autres protocole sont des adaptation a des situations spécifiques.

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Format d’une trame HDLC

• HDLC est un protocole orienté bits .• Il utilise un format de trame spécial

Fanion 1 octet 1 octet >= 0 2 Oct Fanion

Fanion (Flag) : séquence de délimitation de trame;

Adresse : champ d’adresse de la station secondaire ;

commande : champ de commande;

données : champ d’information;

FCS (Frame Control Sequence): séquence de contrôle de trame (contrôle d’erreur)

01111110 Adresse Commande Donnée FCS 01111110

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Autres protocoles de niveau 2

• SDLC : Synchronous Data Link Control • HDLC : High-level Data Link Control • PPP : Point to Point Protocol • LAP : Link Access Procedure • LAP-B : Link Access Procedure Balenced

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P P P (Point-à-point)

• PPP a été créé dans les années 90.• Objectif : palier les limitations des protocole utilisés à

l'époque.• PPP est un protocole WAN encore très répandu.

PPP

PPP offre les fonctions suivantes :

1. Contrôle de la configuration des liaisons

2. Multiplexage des protocoles réseau

3. Configuration des liaisons et vérification de leur qualité

4. Détection des erreurs

5. Négociation des options des fonctions (adresse IP de

couche réseau, compression des données).

•Pour assurer toutes ces fonctionnalités PPP utilise les protocoles : •NCP (Network Control Protocol) : encapsulation protocole de couche réseau ( exemple IP )• LCP (Link Control Protocol) : établissement, configuration et contrôle de la connexion.

Établissement d'une session PPP en quatre phases

1. Établissement de la liaison et négociation des paramètre de configuration grâce au protocole LCP.

2. Vérification de la qualité de la liaison (facultatif) pour s'assurer qu'elle permet d'activer les protocoles de couche réseau.

3. Phase 3 : préparation et encapsulation des données à transporter puis transmission.

4. Phase 4 : fermeture de la liaison

L’Authentification

• Le protocle (LCP) permet de faire l’Authentification de l'utilisateur ou du client par mot de passe avant d'entrer dans la phase de configuration du protocole de couche réseau.

• Il existe deux principale protocole d’authentification – par mot de passe : le protocole PAP (Password

Authentication Protocol ). – authentification à échanges confirmés CHAP (Challenge

Handshake Authentication Protocol ).

Authentification

partenaire 1

Modem

Réseau téléphoniqueServeur

d ’accès

Réseau entrepriseSite principal Machine

isolée

Modem

•Le serveur d'accès distant constitue le point d'entrée d'un réseau d’entreprise pour Les utilisateurs nomades ou pour les sociétés partenaires.• Son architecture détermine le nombre d'accès simultanés selon le nombre d'interfaces (modems ) et les moyens de se connecter.

Avantages et inconvénients du RTC

• RTC n’est pas fait spécialement pour la transmission des données

• Tarification dépend de la durée de la connexion et de la distance

• Limité au niveau du débit et la bande passante maximale est d'environ 56 Kbits/s.

• Simple a mettre en ouvre , son usage est encore très répandu.

Les réseau de commutation de messages/paquets

• Au lieu d’utiliser le réseau RTC , qui n’est pas adapté au transmission de données

• Utiliser des réseaux conçus spécialement pour cela .

• Ce sont des réseaux toujours d’opérateurs mais dédiés à la transmission de données réseaux numériques

• Ces nouveaux réseaux utilisent un mode différent de commutation et de protocoles au niveau 2

Commutation de messages/paquets

• Permettent à plus d’un ordinateur de se connecter ensemble.• Les données envoyées sont structurés en messages et ils sont

envoyer dans le réseau de l’opérateur qui est constitué d’un ensemble de commutateur spécial.

• Les messages d’un client sont mélangés avec ceux des autres clients

• Ils sont séparés à l’arrivée ou en cours de route• Un message peut être découpé messages en petits paquets

on parle de la commutation par paquets .• Facturation au nombre de paquets émis

Commutation

Hôte A

Hôte BHôte E

Hôte D

Hôte C

commutateur 1 commutateur 2

commutateur 3

commutateur 4

commutateur 5

commutateur 6 commutateur 7

Acheminement des paquets/messages

• Adresse de destination dans l’entête de chaque paquet• Deux types de services :

– sans connexion : chaque paquet est routé individuellement .

– avec connexion : création d’un circuit virtuel commuté une route identique pour tous les paquets

• On distingue deux types de circuits virtuels :– les circuits virtuels permanents qui sont des circuits établis

et maintenus de façon permanente par le réseau.– les circuits virtuels commutés (CVC) qui sont des circuits

établis et libérés à chaque communication sur demande d’un usager.

Réseaux à commutation de message /paquets

• Il existe deux principaux réseaux : – Les réseaux X.25 : commutation de messages – Frame relay : nouvelle génération de X25 ,

commutation de Paquets

X.25• La norme X.25 : Adopté par l’ITU (International

Telecommunications Union) en 1976.• X.25 est défini dans les couches 1 , 2 et 3 du modèle

OSI

X . 25•Un réseau X.25 est constitué d’un ensemble de commutateurs.• Les commutateurs X.25 effectuent les corrections d'erreurs ., l’Identification des paquets , l’acquittement , la reprise sur erreur , le contrôle de flux X.25 perd beaucoup de temps durant le traitement des paquets.

Commutateur

Couche 1 et 2 de X.25• Au niveau physique X.25 utilise la norme X.21

(caractéristiques électriques et mécaniques de l’interface physique, communication DTE-DCE)

• Au niveau de la couche 2, X.25 utilise le protocole LAPB ( similaire au protocole HDLC) .

Niveau 3 de X.25

N° de voie logique7 : 148 N° de voie logique

7 : 182

•La connexion X.25 est réalisée grâce à des numéros de "voies logiques", •Ces numéros sont contenus dans l'entête de la trame X.25.

Etablissement d’une connexion Phase 1 : demande d'ouverture d'une liaison avec un N° de voie logique. Le

destinataire est libre d'accepter ou de refuser. S'il accepte, un circuit virtuel

est ouvert et les ressources sont réservées. Phase 2 : transmission des données via le réseau virtuel permanent ou

commuté. Un contrôle de flux est réalisé. Phase 3 : fermeture de la liaison par l'émetteur ou le récepteur.

Réseaux utilisant X.25

• Transpac (France), • EPSS (Grande-Bretagne),• Datapac (Canada), • Telenet (USA),• DZPAC : Algérie

Le réseau DZPAC • DZPAC est le nom donné au réseau public algérien de transmission de

données par paquets conformément à la norme X25.• Il a été mis en service en 1992. • Il est géré par Algérie Telecom• DZPAC a été conçu pour satisfaire la demande des opérateurs

économiques nationaux en matière d'accès en transmission de données.• il répond aux besoins de toutes les catégories d'applications:

Applications interactives (interrogation ou mise à jour de fichiers, saisie interactive,...)

Saisie de données avec transmission différé Interconnexion d'ordinateurs pour le transfert de fichiers ou le partage

des ressources.

Architecture de DZPAC

• L'architecture du réseau DZPAC est basée sur quatre nœuds principaux (Alger, Oran, Constantine, Ouargla)

• Ces nœuds assurent la fonction de transit, de commutation, et de rattachement.

• Autour de chaque nœud principal et au niveau des 48 wilayas sont installés des commutateurs de raccordement d'abonnés.

• Concernant la connexion internationale, dès 1993 une liaison avec le noeud de transit international à PARIS (NTI) à été construite

• Il permet l'interconnexion de DZPAC aux réseaux étrangers utilisant la norme X25 avec deux liaisons a 64 Kbits

Capacité de DZPAC

• Dans sa configuration initiale, le réseau supporte 1070 accès.• Vers la fin de l'année 1999, le réseau a connu une saturation

totale à l'échelle nationale suite aux besoins croissants des structures financières (banques notamment).

• Une extension de 2500 accès supplémentaires a été réalisée au début de l'année 2000,

• Aujourd'hui il est à 5980 accès.

Entreprises utilisant DZPAC

• Les clients ayant optés pour le DZPAC • Banques et établissements financiers (Raccordement des Agences et

Distributeurs Automatiques de billets) : BADR, Satim, BNA, CNEP, BDL,

CPA, BEA, CNMA, BA, CNL, ABC, Rayan Bank, Impôts, Douanes,…

• Algérie Poste (Application CCP) ;

• Sonelgaz ;

• Naftal ;

• Ministère des Affaires Etrangères ;

• Office National de la Météo ;

Tarification de DZPAC

• Les tarifs sont indépendants de la distance;• La tarification est en fonction du volume des données

échangées;• Des frais supplémentaire lors de l’installation des

équipements

Tarification DZPAC

• Abonnement principal mensuel – Débit jusqu’à 2.400 bits/s 4 000,00 DA– Débit 4.800 bits/s 5 000,00 DA – Débit 9.600 bits/s 6 000,00 DA – Débit 64 K bits/s 20 000,00 DA– Débit 128 K bits/s 35 000,00 DA– Débit 2 Mbits/s 400 000,00 DA

• Coût du volume de trafic (accès direct trafic national) – 1 Kilo -octet 0,30 DA– Minimum facturé par communications 10 K

• Source : site de Algérie télécom www.algerietelecom.dz

Avantages et inconvénients de X.25

• Réseau dédié à la transmission de données • Tarification indépendante de la distance

dépend uniquement du volume de données échangé

• C’est un protocole assez lent traitement des messages au niveau des commutateurs .

Frame Relay ( relais de trame )

Date des années 1990 .C'est un X.25 allégé avec des débits élevés. Commutation de "paquets rapides". Agit comme un protocole de niveau 2. Pas de contrôle d'erreur ni de flux de données utiliser des

protocoles aussi simples que possible entre commutateurs. • Frame relay utilise des messages de tailles inférieurs au messages X.25 •On parle de paquets au lieu de messages

Principe de Frame Relay• Commuter au niveau trame et reporter le contrôle d’erreur et le

contrôle de flux sur les systèmes d’extrémité Frame Relay n'effectue pas de correction d'erreur au de contrôle de flux nécessaires en X.25 .

• Le contrôle de flux est supposé être géré par le protocole de couche supérieur par l'émetteur et le destinataire.

• Frame Relay diminue donc au maximum le temps passé dans la commutation des paquets.

• Frame Relay est de plus en plus implanté dans les réseaux WAN car facile à mettre en œuvre et peu onéreuse pour un bon niveau de performance.

Frame Relay

Adressage DLCI (10 bits)

•Au niveau 2 , Frame relay utilise une trame proche de la trame HDLC•Le numéro de voie logique utilisé par X.25 est replacé par la notion de N° DLCI (Data Link Connexion Identifier) sur 10 bits.

Synthèse

• Les liaisons WAN sont utilisées pour interconnecter des sites distants pour former un seul réseau privé.

• Les lignes spécialisées : offrent une connexion permanente avec un débit dédié très cher .

• Le réseau RTC : offre une solution simple pour l’interconnexion , mais avec un débit relativement faible

• Les réseaux à commutation de paquets ( X.25 et Frame relay ) , offre une solution intermédiaire.

• Comment choisir une des technologies du WAN ?

• Pour comparer entre les différentes technologies WAN , il faut définir des indicateurs.

• Il existe deux principales indicateurs :– Taux de connexion : durée pendant laquelle la

machine est connectée il est possible d'échanger des données ( session établie ) .

– Taux d’activité : C’est la durée réelle des échanges, en considérant qu’il existe au préalable une connexion d’établie.

Comment choisir une liaison WAN ?

Signification des indicateurs Ta et Tc

• Ces 2 paramètres Ta et Tc sont à prendre comme des outils d’aide au choix d’une solution de WAN simple.

• Ils ont l’avantage de permettre de mieux concrétiser ce qui se passe dans les réseaux WAN.

• Mais ils ne sont pas toujours significatifs surtout face à des problèmes complexes

Taux de connexion

• Le taux de connexion Tc est définie par la relation :

• N : nombre de sessions à l'heure chargée (ex : entre 11h et 12 h). L’heure chargée est l’heure ou il y a le plus de trafic

• T : durée moyenne de chaque session (en seconde) . C’est propre à une application

3600*TNTc

• Exemple :– N=10 10 sessions par poste – T= 30 la durée d’une session est égale à 30 secondes – Nombre de postes = 10 nombre de session totale =

10*10=100

• Le taux de connexion ne peut varier que de 0 à 1, au delà la solution est impossible.

• Pour des applications de type interactif Tc sera proche de 1.• Pour des applications de type transfert de fichiers les valeurs

de Tc seront relativement faibles.

83,0360030*10*10 Tc

Le taux d’activité • Le taux d’activité est donnée par la formule suivante : Ta= Durée de la transmission / durée d’une session

• T est la durée d’une session , propre à chaque application • Le temps t est une fonction de la longueur de message L ( en

bits ) transmis et du débits de la ligne D.• Chaque session comporte n transmission ou consultations

( message émis ou reçus ) t = nombre de messages* ( Longueurs du message / débit de la

ligne )

Donc le taux d’activité =

DLnt *

TtTa

DTLnTa **

Exemple • L=1Ko= 1024 *8= 8192 la taille d’un message • n= 10 messages • T= 30 s• 10 postes 100 messages

• Pour un débit = 128 K bits/S = 128*1024 = 131072 bits/s Ta = 100 * (8192/30*131072) = 0,2• Pour un débit = 64 K bits/S = 128*1024 = 131072 bits/s Ta = 100 * (8192/30*65536) = 0,4

• Le taux de d’activité ne peut varier que de 0 à 1, au delà la solution est impossible.

Interprétation des valeurs de Ta et Tc• Un faible taux de connexion et un faible taux d’activité un besoin

de réseau commuté en mode paquet ou du RTC.

• Un fort taux de connexion et un faible taux d’activité un besoin de commutation de paquets car ces réseaux facturent

essentiellement la quantité de données transmises et pas le temps de connexion.

• Un faible taux de connexion et un fort taux d’activité un besoin de commutation de circuits car ces réseaux facturent essentiellement le temps de connexion et pas la quantité de données transmises.

• Un fort taux de connexion et un fort taux d’activité un besoin de liaisons permanentes ( liaison spécialisée ).

RTC Ligne spécialisé

commutation de paquets ou RTC

Commutation de paquets

tc

ta1

1

0

0

Exemple

Une entreprise est installée sur 2 sites distants de 10 kms . Le premier site héberge le système informatique : un serveur abritant un SGDB.

Tous les postes informatiques des deux sites accèdent à ce système de base de données et échangent des données de façon régulière.

Le temps moyen de connexion entre les sites est de 10h par jour, 20 jours par mois, 10 mois par an.

Le site distant possède 12 postes se connectant chacun en moyenne 8 fois par jour sur le serveur pour une durée moyenne de 6 minutes (soit 8 sessions de 6 minutes par poste).

Dans une session, le nombre de messages échangé est 10 en moyenne (1 message est ici un ensemble : une interrogation ou modification de la base avec la réponse du serveur)

Le volume de données échangé entre les deux site est de 150 Mo par jour .

Interprétation du résultat

• Le taux de connexion est très élevé élimine la solution RTC .

• Le taux d’activité est supérieur à 1 pour 9600 bits/s, ce qui veut dire que cette solution est impossible,

• Pour un débit de 64kbits/s, la solution ligne spécialisée semble la plus adéquate (Ta = 0,57)

• Pour un débits à 128 Kbits/s c’est la solution commutation de paquets qui est plus intéressante (Ta = 0,28 )

• Pour choisir maintenant , il faut calculer le cout réel de la solution voir les tarif au niveau de l’opérateur

• Exemple :• Une LS à 64 Kbits/S coute 6000 DA par mois ( avec 30

000 DA de frais d’installation )– Pour une année = 6000*12 + 30000 = 102 000DA

• Pour un débit de 128 Kbits/s une liaison X.25 coute 35 000 DA par mois + 0,3 DA pour un Koctet de données transféré ( avec 10 000 DA de frais d’installation )– Pour une année = 35 000 * 12 + 0,3*150Mo + 10000 = 434

500• On remarque que le pris d’une solution X.25 est très

chers par rapport à une solution LS.