Interconnexion Et Conception de réseaux

8/14/2019 Interconnexion Et Conception de rseaux

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JL Archimbaud CNRS/UREC Interconnexion et conception de rseaux 2002 1

Interconnexion et conception de

rseaux

Cours de 24 h pour 3ime anneEcole dingnieurs rseaux

2002

Jean-Luc Archimbaud CNRS/UREC


Interconnexion et conception de rseaux

Rseau :

Quest-ce ?

Plusieurs rseaux interconnects? rseau

Dans le cours : rseau informatique dentreprise decampus

Concevoir un rseau cest actuellement :

Faire voluer lexistant

Rflchir toutes les couches

Tranches? Applications

Utiliser les services des oprateurs sous-traitance

Travail de puzzle : assemblage de briques

Matriel - logiciel


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Concevoir un rseau cest dfinir Larchitecture physique (rseau = cble)

Carte des sites btiments salles connecter

Les supports physiques

Les quipements actifs

Larchitecture logique (rseau = rseau IP) Les protocoles

Plan adressage Routage

Ladministration des quipements - surveillance

Les services rseaux DNS (nommage), Messagerie, Web,

Les outils de scurit

Les connexions avec lextrieur : Internet,

Adapte aux quipements - besoins des utilisateursStations Serveurs Applications


Plan du cours

Rseaux locaux - LAN

Liens physiques - cblage : Coax - TP FO sans fil

Cblage de btiment

Protocoles niveau 1-2 : Ethernets FDDI

Rappels : caractristiques du protocole IP

Elments actifs dinterconnexion Eth-IP Rpteurs hubs (Ethernet)

Ponts (Ethernet)

Commutateurs Ethernet

Routeurs (IP)

Commutateurs-routeurs (Ethernet-IP)


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Plan du cours

Liaisons longues distances

Liaisons physiques

Commutes RTC, RNIS, ADSL, X25, loues LS

Modems

ATM

Objectifs

QoS : Qualit de Service

Couches 1 et 2

Commutateurs et routage

Architectures LS et LANE

Bilan

Exemples darchitecture


Plan du cours Architecture logique IP

Adresses IP

Plan adressage IP

Routage IP

Exemples de rpartition dutilisateurs et de services

Architecture ATM : classical IP

MPLS

Intgration voix-donnes (tlphonie informatique) Pourquoi ?

Diffrents niveaux dintgration

Tlphonie sur IP Services rendus

H323

SIP

Bilan aujourdhui


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Plan du cours Rseaux virtuels

Pourquoi ?

VLAN

Avec ATM

VPN (PPTP, L2TP, IPsec)

Services dinterconnexion de France Tlcom

Interconnexion niveau 2 moyen dbit

Interconnexion niveau 2 haut-dbit

Services (entreprises)

Services assurer couche 7 Noms

Messagerie

Annuaire

Services Web


Plan de cours Qualit de service IP rappels

RSVP

DiffServ

Fonctions annexes de certains quipements actifs Rappels

NAT

Filtrage

Multicast Gestion des files dattente

Administration de rseau

Quoi ? Equipes, standards

Configuration, surveillance, dpannage

Stations dadministration

Mtrologie


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Plan du cours

Quelques lments de scurit

Accs lInternet

Accs depuis lInternet

A lIntranet

Aux serveurs Internet

Construction dun rseau solide

Etudes de cas

Rseau de petit laboratoire clat Rseau de campus

Gros site dune entreprise

Rseau Renater (national)

Entreprise multi-sites


Bibliographie Computer Networks 3rd edition (Tanenbaum)

TCP/IP Illustrated, Vol 1 - W. Richard Stevens

Constructeurs (white papers) CISCO : http://www.cisco.com

Elements dinterconnexion Ethernet http://www.unige.ch/dinf/jfl/elem/index.htm

Pointeurs cours, mmoires http://reseau.plisson.org/

Cours UREC http://www.urec.cnrs.fr/cours/

Moteurs de recherche


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LAN : dimension LAN : Local Area Network

Un tage

Un btiment

Diamtre < 2 km

Un site gographique : domaine priv

Plusieurs btiments (site-campus) Interconnexion de LAN

MAN : Metropolitan Area Network Dimension dune ville

Diamtre < 10 km

Domaine public : service doprateurs locaux

WAN : Wide Area Network Trs longues distances : oprateurs (inter)nationaux


LAN : Liens physiques : critres choix En thorie : proprits physiques

En pratique : Cot

Cble (media)

Connecteurs (connectique)

Emetteurs et rcepteurs

Installation : pose (tirer des cbles)

Immunit aux perturbations Foudre, lectromagntiques,

Longueur maximum possible entre deux quipementsactifs (? minimiser le nb)

Cot quipement

Besoin alimentation lectrique,

Dbits possibles (surtout dbit max) : bps


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LAN : liens physiques : cble coaxial Bande de base : Baseband

50 ohm transmissions numriques quelques kms

Ex : Ethernet cble jaune bus - prises vampires - 10base5 (500m)

Large bande : Broadband (LAN, MAN, WAN) 75 ohm transmissions analogiques 100 kms

Plusieurs bandes de frquences? plusieurs flux

Ex : cble tlvision

Bons dbits (Gbits/s) et distances, bonne immunit

Problme : cher

Equipements - encombrement ( = 1 cm) difficult de la pose

Nest plus utilis pour le LAN informatique Il peut rester quelques cbles coaxiaux jaunes Ethernet et

Ethernet fin (Bande de base) : 10base2 (185 m) - Prises en T

Utilis dans le rseau cble des villes Connexion ordinateur : Carte 10BaseT Modem Cble (TV)


LAN : cble coaxial fin et prise en T


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LAN : Liens physiques : TP TP : Twisted Pair : Paire torsade

Fil de cuivre isol de diamtre 1 mm

Utilis depuis trs longtemps pour le tlphone

TP catgorie (type de TP mais aussi composants) 3 : jusqu 16 Mhz : trs rpandu aux USA

4 : jusqu 20 Mhz : peu util is

5 : jusqu 125 Mhz : le plus rpandu actuellement

Cbles 4 paires avec des pas de torsades diffrents

5E : amlioration du cblage 5 (Gigabit Ethernet)

6 : jusqu 250 Mhz

7 : jusqu 600 Mhz

Blindage des cbles : UTP : Unshielded : pas de blindage

STP : Shielded : blindage avec tresse mtallique

FTP : Foiled : entoure dun feuillard daluminium


LAN : Liens physiques : TP Nombre de paires utilises : 2 4 suivant lutilisation

Connexions point point : architecture en toile

Connecteurs RJ45 : 4 paires

Avantages :

Cblage universel : informatique et tlphone

Dbit : plusieurs Mbits/s et Gbits/s sur 100 m (jusqu quelques

centaines)

Cble et pose peu chers

Dsavantages :

Trs sensibles aux perturbations (lectromagntiques, )

Courtes distances

Beaucoup de cbles : pose par professionnels

Cest le media le plus utilis lintrieur des btiments


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LAN : photos TP et RJ45


LAN : Liens physiques : FO FO : Fiber Optic : Fibre Optique

2 types : multimode - monomode

Multimode : rayons lumineux avec rflexions : dispersion

Cur optique : diamtre 50 ou 62.5 microns

Gaine optique : 125 microns

Multimode 50 ou 62.5 (le plus courant aujourdhui)

Monomode (single mode) : rayons lumineux en ligne droite

Cur optique avec un diamtre plus petit : 9 microns Gaine optique : 125 microns

Monomode pour de plus longues distances et plus haut dbits

Plusieurs fentres de longueurs donde possibles pour lefaisceau lumineux mis

Fentres dmission centres sur : 850, 1300 et 1550 nm


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LAN : Liens physiques : FO

Connectique :

Epissures (dfinitif) ~ soudures

Connecteurs : les plus rpandus :SC (encliquetage) et ST (baionnette)

Emetteurs :

Photodiodes (LED) : multimode, dbits moyens,distances courtes-moyennes, peu chers

Lasers : multi ou monomode, trs hauts dbits,

longues distances, plus chers Plus faciles installer sur de la fibre multimode

Unidirectionnel : 2 FO pour une liaison

Cbles gnralement de 2 40 fibres


LAN : Liens physiques : FO Budget optique :

Emetteur-rcepteur : quelle attnuation optique maximale

possible peut-on avoir ?

Ex 12 dB

Affaiblissements dans chaque liaison

Distance : lg de fibre : 3.5 dB/km pour FO 62.5 - 850 nm

Connectique : pissure : 0.2 dB, connecteur : 2 dB,

Dtrioration des lments

Affaiblissement total de la liaison < budget optique

Multiplexage optique

Multiples longueurs dondes sur une mme fibre

Protocole DWDM (Dense Wavelengh Division Multiplexing)

Mutiplexeurs, dmultiplexeurs, commutateurs optiques

Choix n fibres ou multiplexage optique : cot


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LAN : Liens physiques : FO

Avantages-inconvnients

Dbits possibles trs levs (potentiellementimmenses)

Longues distances (dizaines voir centaines de km)

Insensible aux perturbations lectromagntiques

confidentialit

Utilisation

Cest le support maintenant le plus utilis en

interconnexion de btiments, en MAN et WAN Quelques fois en cblage de stations : cher


LAN : photos de FO et connecteurs

Connecteur SC Connecteur ST


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LAN : sans fil

Liaisons radio LAN (R-LAN - WIFI) : 2.4 GHz

Architecture toile

Carte sur stations (PC, ) avec antenne

Concentrateur avec antenne : borne

Connect au rseau cbl : borne

Normes IEEE 802.11 Mme rle que 802.3 pour Ethernet

Distance max station-borne : entre 50 et 200 m

Dbits max 11 Mbits/s partags (802.11b) : 10 M 10 m, 1 M 50 m

Evolutions : Jusqu 54 Mbps (802.11a), 20 Mbps et + (802.11g)


LAN : R-LAN Utilisation : intrieur de btiment (en R-LAN)

Liaisons provisoires : portables, confrences,

Locaux anciens et protgs (impossible deffectuer uncblage)

Problmes Dbit limit

Scurit : diffusion Contrle de lespace de diffusion

WEP (Wired Equivalent Privacy)

Fixe les adresses Ethernet

Considre comme externe : ajout IPSec,

Se dploie trs fortement actuellement

MAN aussi : boucle locale radio (BLR 8M)


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LAN : sans fil

Liaisons laser

Depuis de nombreuses annes

Point point : interconnexion de rseaux

Distance : 1 ou 2 km sans obstacle

Dbits : plusieurs Mbits/s

Utilisation :

Quand cot tranches trop lev ou domaine public

Liaison provisoire

Problme : rglage de la direction du faisceau


LAN-MAN : sans fil Faisceaux hertziens : de 2.4 40 GHz

Pas les mmes frquences que R-LAN

Demande une licence lART et une redevance

Maxima de dbit : de lordre de 2 - 34 voir 155 Mbits/s jusqu plusieurs km

Interconnexion de rseaux (et tlphone)

Utilisation : Plutt en MAN Demande une solide tude pralable (obstacles )

Interconnexion de sites distants sans besoin doprateur

Utilis par les oprateurs (France Tlcom )

Satellite : pas en LAN ! Service doprateur

Quand FO non disponible


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LAN : cblage de btiment (TP)(vocabulaire)

Construction dun btiment : pr-cblage

TP : cblage courants faibles : informatique et tlphone

Rpartiteur : local technique Nud de concentration et de brassage

Arrives-dpart des liaisons, quipements actifs

Dans un grand btiment 1 rpartiteur gnral : RG

n sous-rpartiteurs : SR

Entre RG et SR : cblage primaire : rocades ou colonnes

Entre SR et prises stations : cblage horizontal

Structure toile

Cbles - connecteurs cordons - jarretires baies debrassage


LAN : cblage de btiment (TP) Chemins de cbles :

gaines techniques

faux plafond

goulottes,

Bureaux : Prises murales

Recommandation CNRS : 3 prises (tl + info) par personne

Tests aprs installation : cahier de recette Certification (classe dinstallation : classe D)

Rflectomtrie

Etiquetage plans : obligatoire Base de donnes pour le systme de cblage ?

Travail de spcialistes

Sans bon cblage, pas de bons servicesCblage : fondations du rseau


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LAN : Photo baie de brassage optique


LAN : tous les Ethernets Protocoles pour LAN (au dpart)

Gigabit Eth : protocole diffrent (sauf trame)? MAN

Trame Adresse destination (MAC address) : 6 octets 08:00:20:06:D4:E8

Adresse origine (MAC address) : 6 octets

Type (IP = 0800) ou longueur (IEEE 802.3) : 2 octets

Donnes : taille variable < 1500 octets

Adresses (6 bytes) MAC address Station : unique

3 premiers octets : constructeur

CISCO 00:00:0C

Sun 08:00:20

HP 08:00:09

3 octets suivants : coupleur

Broadcast : FF:FF:FF:FF:FF:FF

Multicast : 1er octet impair


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LAN : Ethernet 10 M - 10Base5

Protocole : Ethernet IEEE802.3

Dbut 1980

Conu pour 10Base5 : bus : coaxial : diffusion

Mthode daccs : CSMA-CD

Carrier Sense Multiple Access-Collision Detection

Accs multiple et coute de porteuse Dtection decollision


LAN : Ethernet 10 M - 10Base5 10 Mbits/s (partags)

CSMA-CD : Emet quand le media est libre

Si autre signal sur le media durant mission : arrte lmission

RTD : round trip delay < 51.2 s? lg max rseau

Taille minimum trame envoye (correcte) : 64 bytes

Quand trame taille < 64 bytes : collision

10Base5 : 5 cbles 500 m avec rpteurs : 2.5 km

Problmes 10Base5 Cot : cble et connectique

Sensibilit aux perturbations lectromagntiques

Besoin dune mme terre

Solution bas prix : 10Base2 Thin Ethernet - 185 m - stations en coupure

10Base5 et 10Base2? 10BaseT


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LAN : Ethernet 10 M - 10BaseT

CSMA-CD, 10 Mbits/s, RTD < 51.2 s

Cble : paire torsade : UTP 5 RJ45

Architecture toile : centre : hub (multi-rpteur)

Distance max hub-station ou hub-hub : 100 m

4 hubs max entre 2 stations : 500 m lg max


LAN : Ethernet 10 M : 10BaseF

Pbs 10BaseT : perturbations distance

? 10BaseF

CSMA-CD, 10 Mbps, RTD < 51.2 s

Liaison : 2 FO multimode 50 ou 62.5

Connecteurs SC ou ST

Station Rpteur : 1 km Rpteur Rpteur : 2 km


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LAN : Ethernet 10 M

Rseau au sens Ethernet : domaine de broadcast

Avantage : protocole simple

Problmes :

Dbit limit (10 M partag)

Distances limites

Dpendance vis a vis de son voisin (collisions, charge)

Broadcast : charge

Pas de confidentialit (diffusion)


LAN : Ethernet 100 M 1000 M 100BaseT (IEEE802.3U) Fast Ethernet 1995

Idem 10BaseT (CSMA/CD, RJ45, )avec dbit x 10 et taille rseau / 10

TP (100BaseT) ou FO (100BaseF)

Distance max : Hub Station : 100 m (TP) - 412 m (FO)

Lg max rseau 100BaseTX : 250 m

Utilisation : serveurs? stations

Auto-ngociation dbit : 10 ou 100

1000Base Gigabit Ethernet Idem 100Base avec dbit x 10 Taille min trame : 512 bytes

Cblage FO ou TP de trs bonne qualit

Point point, pas de diffusion

Full duplex possible

Utilisation : Serveurs - Backbone Campus MAN

ATTENTION : toutes les distances max Ethernet cites :rseau uniquement avec rpteurs-hubs


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LAN : Ethernets 10Base5

10 Mbits/s - Coax jaune - Lg maxrp station : 500 m

10Base2 10 Mbits/s Coax fin Lg max rp station : 185 m

10BaseT (IEEE802.3 1990) 10 Mbits/s 2 paires UTP Lg max hub-station : 100 m

1 paire pour chaque sens de transmission

10BaseFL 10 Mbits/s 2 FO (1 pour chaque sens)

Lg max rp et/ou stations : 2 km avec multimode 62.5

100BaseTX 100Mbits/s - 2 paires UTP catgorie 5

Lg max hub-station : 100 m (rseau 250 m)

100BaseT4 (peu utilis) 100Mbits/s - 4 paires UTP Catgorie 3 ou 4

Lg max hub-station : 100 m (rseau 250 m)


LAN : Ethernets 100 BaseFX

100 Mbits/s 2 FO

412 m (HD) ou 2 km (FD) multimode 62.5

20 km monomode

1000BaseSX (IEEE802.3z)

Sur 2 FO avec longueurs donde 850 nm

Lg max : multimode 50 550 m 62.5 220 m

1000BaseLX (IEEE802.3z)

Sur 2 FO avec longueurs donde 1300 nm

Lg max : multimode 50 550 m - monomode 5 km et plus

1000BaseT (IEEE802.3ab 1999)

Sur 4 paires UTP Cat 5E

Longueur max 100 m


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LAN : schma rseau campus de Jussieu


LAN : FDDI

FDDI : Fiber Distributed Data Interface

Protocole pour rseau local informatique

Dbit 100 Mbits/s (partag)

Anneau 2 FO multimode

Nud : station (SA/ DA)-concentrateur-routeur

Rseau max : taille 100 km, 500 stations

C

SSS

S R

S S S S

Ethernet

S

S


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21


LAN : FDDI

Accs au support par jeton (3 octets)

Un jeton circule sur lanneau

Une station qui veut mettre

Capture le jeton

Envoie les trames de donnes

Libre le jeton

Retire ses trames au passage suivant

Une station rceptrice Lit les trames qui lui sont adresses

Modifie un champ des trames (FS) pour indiquerquelle a lu la trame


LAN : FDDI

Trame

Adresse destination (6 octets idem Ethernet)

Adresse source

FS (Frame Status)

Erreur

Adresse reconnue

Trame lue

Donnes : lg max 4500 octets

Pb : station FDDI? station Ethernet

Taille des trames FDDI jusqu 4500 bytes alors quemax Ethernet est 1500

Solution pour IP : fragmentation IP


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LAN : FDDI

Circulation normale : anneau primaire

Coupure anneau

Rebouclage de lanneau

Mise en fonction : anneau secondaire

C

SSS

S R

S S S S

Ethernet

S

S Anneau primaire

Anneau secondaire

Fonctionnement normal


LAN : FDDI

C

SSS

S R

S S S S

Ethernet

S

S Anneau primaire

Anneau secondaire

C

SSS

S R

S S S S

Ethernet

S

S Anneau primaire

Anneau secondaire

Coupure de lien

Arrt de station


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LAN : FDDI

Possibilit davoir des stations prioritaires

CDDI : FDDI sur paire torsade

Bilan :

FDDI trop cher pas assez de dbit

Maintenant remplac par Ethernet 100 ou Giga

Bon example de rseau anneau jeton

C

SSS

S R

S S S S

Ethernet

S

S Anneau primaire

Anneau secondaire

Coupure lien station simple attachement


Rappels : caractristiques IPv4 Protocole rseau : couche 3

Mode non connect

Elments dun rseau IP : Stations, rseaux (sens niv2), routeurs

Informations : datagrammes (paquets)

Entte datagramme : Version (4)

TOS Type of Service : qualit de service

TTL Time To Live : 60? 0 (-1 chaque routeur)

Identification protocole de transport (TCP, UDP, ICMP, )

Adresse IP de la station origine

Adresse IP de la station destinataire

Taille datagramme < 64 KoctetsSouvent de taille denviron 512 ou 576 bytes


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IPv4 : couche 4 Couche 4 :protocole entre stations (pas entre routeurs)

TCP : Transmission Control Protocol

Paquet TCP = segment

Mode connect

Transport fiable (contrle derreurs, accuss de rception,

retransmission, )

Spcification des applications : numros de port (origine,

destination) dans le segment

Fentrage Slow start : sadapte tous les dbits

UDP : User Datagramm Protocol

Pas de contrle

Mode non connect

Spcification de lapplication : numros de port (orig, dest)

Protocole lger, permet multicast-broadcast facilement


IPv4 : ICMP

ICMP : Internet Control Message Protocol

RFC792

Messages de contrle mis par les stations oules routeurs

Messages :

Ralentir le dbit dmission Destination inaccessible

Demande decho

Rponse echo

Time To Live exceeded

Redirection

.


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IPv4 : couche 2

IP / couche 2 : les datagrammes IP peuvent tretransports par tous les types de rseaux :

Ethernet RFC894 et RFC1042

Liaison srie : point point (PPP RFC1331-1332)

ATM (RFC1577)

FDDI

X25

@ IP? @ couche 2 ? Ethernet, FDDI : broadcast : ARP, RARP

ATM : serveur ARP


IPv4 : exemple trame Ethernet (TCP)Une trame Ethernet avec un segment TCP a la forme :

Entte Ethernet @ Ethernet destination

@ Ethernet origine

Type = 800

Entte IP

Indication TCP @ IP origine

@ IP destination

Entte TCP Numro de port source

Numro de port destination

Donnes


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IPv4 : adresses

4 bytes 194.220.156.3

Chaque coupleur de station ou de routeur a uneadresse

Partie rseau (IP) : 194.220.156

Partie station (IP) : 3

Routeur : spare (interconnecte) 2 rseaux IP

Adresses (IP) de broadcast et de multicast

194.220.157.255 : broadcast sur rseau IP194.220.157.0

Dtails dans les cours suivants


Elments dinterconnexion

Ethernet - IP

Pourquoi ? Problmes

Rpteurs Hubs (Ethernet)

Ponts (Ethernet)

Commutateurs Ethernet

Routeurs (IP) Commutateurs-Routeurs (Ethernet-IP)


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Elments dinterconnexion : pourquoi ? R-amplifier les signaux

Electriques - optiques

? Augmenter la distance maximale entre 2 stations

Connecter des rseaux diffrents

Supports : Coax, TP, FO, Radio, Hertzien,

Protocoles niveau 2 : Ethernet, FDDI, ATM, rieur

Limiter la diffusion (Ethernet)

Diminuer la charge globale

Limiter les broadcast-multicast Ethernet (inutiles)

Diminuer la charge entre stations Limiter la dpendance / charge des voisins

Objectif in fine : garantir une bande passante disponible (une qualit deservice) entre 2 stations

Limiter les problmes de scurit

Diffusion? coute possible : pas de confidentialit


Elments dinterconnexion : pourquoi ? Restreindre le primtre de la connectivit dsire

Extrieur? Intrieur : protection contre attaques (scurit)

Intrieur? Extrieur : droits de connexion limits

Segmenter le rseau :

Un sous-rseau / groupe dutilisateurs : entreprises, directions,

services, )

Sparer ladministration de chaque rseau

Crer des rseaux rseaux virtuels

Saffranchir de la contrainte gographique

Pouvoir choisir des chemins diffrents dans le transportdes donnes entre 2 points

Autoriser ou interdire demprunter certains rseaux ou liaisons

certains trafic


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Elments dinterconnexion : problmes

Elments conus pour rpondre a des besoins :

Qui ont volu au cours du temps

Dure de vie courte des quipements

Toujours mieux et moins cher

Rapidement moindre cot : pragmatique

Chaque lment offre certaines fonctions

les prioritaires du march de lpoque

? Problmes :

Classification, frontires sont un peu complexes

Terminologie imprcise (dpend du contexte)

Commerciaux rarement techniciens

Attention : le choix est un compromis entre les

fonctions dsires et le cot


Elments dinterconnexion : rpteur

Rpteur (Ethernet)

Boite noire ddie

Remise en forme, r-amplification des signaux(lectroniques ou optiques)

But augmenter la taille du rseau (au sens Ethernet)

Exemple : distance maxentre stations A - C : 500 m? 1000 m

Repeteur

Station A Station B

Station C

Coax 1

Coax 2


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Elments dinterconnexion : rpteur Travaille au niveau de la couche 1

Ne regarde pas le contenu de la trame

Il n'a pas d'adresse Ethernet

Transparent pour les stations Ethernet

Entre supports coaxiaux, TP et FO

Avantages

dbit 10 Mb/s

pas (ou trs peu) d'administration

Dsavantages

Ne diminue pas la charge

Ne filtre pas les collisions

Naugmente pas la bande passante

Pas de possibilit de rseau virtuel (VLAN)


Elments dinterconnexion : hub

Hub : muti-rpteur : toile (obligatoire TP)

Idem rpteur pour :

Fonctions, avantages, dsavantages

Pour Eth 10 et 100

Ex : Hub 8 ports TP

HUB Station

StationStation

Station

Station StationStation

d < 100 m

HUB Station

Station

10 M

10 M10 M

10 M

10 M

10 M

10 M 10 M

10 M


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Elments dinterconnexion : hub Fonction annexes :

Affectation dune @ MAC (@ Eth) chaque brin : scurit

Auto-negotiation dbit hub 10-100 (IEEE 802.3u)

Surveillance SNMP

Nombre maximum sur rseau Ethernet 10Base5 : 4 rpteurs

10BaseT : 4 hubs

Distance max entre 2 stations : 500 m

100BaseT : 4 hubs

Mais distance max entre 2 stations : 250 m

1000BaseX : utilise des commutateurs Utilisation actuelle

En extrmit de rseau (stations utilisateurs)

Remplacs par des commutateurs Ethernet

En cur de rseau, pour serveurs, et mme pour stations


Elments dinterconnexion :hub

Remarque : borne sans fil 802.11b = hub

Face arrire hub stackable

3 x 24 ports TP (prises RJ45)

1 port FO (2 FO)


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Aussi appel rpteur filtrant ou "bridge"

Niveau de la couche 2 Traitement : valeur @ MAC destinataire? transmet

ou non : trafic A-D ne va pas sur coax 2

Localisation des @ MAC des stations par coute(auto-learning) ou fixe

Ignor des stations (transparent)

Elts dinterconnexion : pont (Ethernet)

Station A Station D

Station C

Coax 1

Coax 2

PONT

Station B

500 m

500 m


Elts dinterconnexion : pont

Avantages

Augmente la distance max entre 2 stations Ethernet

Diminue la charge des rseaux et limite les collisions

Le trafic entre A et D ne va pas sur Coax2

Remplacs en LAN par les commutateurs

Fonctions supplmentaires : cf commutateurs

Ponts distants

Ethernet Liaison spcialise (cuivre ou hertzienneou laser)

Encore utiliss


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Elts dinterconnexion : commutateur

Commutateur Switch Ethernet de niveau 2

10, 100, 1000 Mb/s TP ou FO

Fonction : multi-ponts, cur dtoile

Commute les trames Ethernet sur un port ou unautre

Matrice de commutation

COMM Station

StationStation

Station

Station StationStation

d < 100 m

HUB Station

Station

1 G

10 M

100 M


Elts dinterconnexion : commutateur Mmes fonctions et avantages que le pont +

augmentation de la bande passante disponible

Matriels - logiciel

Chassis ou boitier

Cartes : 2 ports FO, 8 ports TP avec dbits 10, 100, 1000 Mb/s

Systme dexploitation

Configuration : telnet, client Web

Surveillance : SNMP

Quelques critres de choix techniques (performances)

Bus interne avec un dbit max : 10 Gb/s

Vitesse de commutation nb de trames / s

Bande passante annonce : 24 Gb/s

Nb dadresses MAC mmorisable / interface


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33



Permet : Ethernet Full duplex (TP ou FO)

Emission et rception en mme temps : 2x10 ou 2x100

Auto-negotiation possible (IEEE 802.3u)

Fonctions supplmentaires

Auto-sensing dbit (IEEE 802.3u)

Affectation statique d@ MAC et filtrage au niveau 2

Spanning Tree : vite les boucles

Construction dun arbre

A un instant : un seul chemin utilis

Rseaux virtuels : VLAN

Port dcoute qui reoit tout le trafic des autres ports

Analyseur



Limitations dun rseau de commutateurs

Thoriquement pas de distance maximum

Broadcast et multicast diffuss partout

1 seul rseau IP possible

Trs rpandu :

Local : workgroup switch

Campus : complt par le routeur (plus lent etplus cher)

Remplac par le commutateur-routeur (plus cher)quand besoin


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34


Elts interconnexion :

commutateur et hubs


Elts interconnexion : routeur (IP)

Niveau 3 : aussi appel commutateur niveau 3

Il y a des routeurs multi-protocoles

On ne parlera que de IP

Interconnecte 2 ou plus rseaux (ou sous-rseaux) IP

Station

Station

Station

hub

Routeur

Ethernet

192.88.32.0

COMMEth Station

Station

Station

Station

Ethernet

192.99.40.0

COMM

ATM Station

Station

ATM129.88.0.0


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35



Table de routage / @ IP destination

Nest pas transparent pour les stations

Chaque station doit connatre l@ IP du coupleur durouteur pour le traverser

Pour le protocole Ethernet

Cest une station Ethernet

Chaque port possde une adresse Ethernet

Matriels

Chassis ou boitier

Cartes : 2 ports FO, 8/16/24/32/48/64 ports TP avecdbits 10, 100, 1000 Mb/s, LS, ATM, FDDI



Logiciel performances

Systme dexploitation

IOS CISCO

Configuration : avec telnet ou navigateur

Surveillance : SNMP

Performances :

Nb de paquets routs/s

Routage : ASIC

Un PC Linux avec 2 cartes Ethernet peut faire

fonction de routeur

Fonctions annexes : chapitre ultrieur du cours


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36


Elts interconnexion :

Commutateur-routeur (IP) Multilayers switch

Runion des fonctions commutateur et routeurdans une seule boite

On peut configurer certains ports en

commutation, dautres en routage

Lquipement tout faire

Mais pour le configurer il est ncessaire davoir dfini

larchitecture que lon veut mettre en place Maintenant trs performant avec des prix trs

comptitifs

Remplace les routeurs et les commutateurs


Elts interconnexion : commut-routeur

Exemple de rseau de laboratoire

COMMUTATEUR-ROUTEUR

CAMPUS

FO

1GFO

Serveur 1

Serveur 2

100M

TP

1 G

100M

TP

S1S2 S3 S4 Mail WWW

10M

TP

10MTP

10MTP

10M

TP

10M

TP


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37


Elts interconnexion : commut-routeur

Peut-tre quivalent :

ROUTEUR

CAMPUS

Serveur 1 Serveur 2

S1

S2 S3

S4

Mail WWW

COMMUT

COMMUT

COMMUT

3 (sous-)rseaux IP :Serveur 1, Serveur2 S1, S2, S3, S4 Mail, WWW


Elts interconnexion : action /trameTrame Ethernet contenant un datagramme TCP

Entte Ethernet

@ Ethernet destination? Pont - Commutateur

Entte IP

@ IP destination? Routeur

Entte TCP

Numro de port destination? Station (choix du service)

Donnes? Application


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Elts interco : Architecture Eth - IP

Dans une entreprise

Entre stations utilisateurs dun service

Hubs ou commutateurs

Entre serveurs ou stations demandant du dbit(graphiques, ) dun service

Commutateurs

Entre services

Commutateurs ou routeurs Entre lentreprise et lextrieur (Internet)

Routeurs


Ex interconnexion de rseaux Ethernet

Station M

Station L

Station K

hub

Routeur

COMMEth Station F

Station G

Station H

COMM

Eth Station J

Station I

Station E

Station D

hub

Station C

Station A

hub Station B

Pont

Station N

Station O

hub

PontStation P

Station QStation R

10 M

10 M

10 M 10 M

10 M

100 M

100 M

100 M100 M

10 M

10 M

100 M

2 M

100 M10 M

10 M

10 M

10 M10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

100 M


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39


Ex interconnexion de rseaux Ethernet Trame Eth A? C. Arrive -t- elle B ? E ? F ?

Trame Eth P? O. Arrive-t-elle N ? M ?

Trame Eth R? Q. Arrive -t-elle I ? J ?

Trame Eth A? L. Arrive-t-elle K ?

A -> Broadcast Eth. Arrive -t-il B ? D ? G ? R ?

L? Broadcast Eth. Arrive-t-il K ? O ? D ?

Collision possible entre les 2 trames :

A?B et D? E ? O? N et M? L ?

G? H et E? F ?

B a un coupleur dfectueux (envoie des trames sans coute?

collisions). Cette station perturbe t-elle A ? E ? G ? R ?

F dans le mme cas. G est-elle perturbe ?

O dans le mme cas. M est-elle perturbe ?


Ex interconnexion de rseaux Ethernet B met un flot de donnes de 5 M b/s vers A en continu. Quelle

bande passante (thorique) reste-t-il A ? C ? E ? F ? R ?

G met un flot de donnes de 5 M b/s vers H en continu. Quelle

bande passante (thorique) reste-t-il F ? E ?

G met un flot continu de broadcast 20 Mbps. Quelle bande

passante (thorique) reste-t-il H ? E ? B ? R ?

O met un flot de broadcast 2 Mbps. Quelle bande passante reste-t-

il entre N et M ?

Les flots de donnes en parallle suivants sont ils possibles ?

10 Mb/s A-B et 10 Mbps D-E ?

100 Mb/s R-Q et 10 Mbps I-J ?

10 Mb/s O-N et 10 Mb/s L-M ?

10 Mb/s F-G et 10 Mb/s F-H ?


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Liaisons longues distances - oprateurs Liaisons

Commutes = temporaires? partages

Pb : phase (+ ou - longue) dtablissement de connexion et dedconnexion? difficile pour un serveur

Permanentes : entre 2 points fixes

LS : Liaisons Spcialises Lignes Loues

Oprateurs Oprateurs Telecom traditionnels : FT, Cegetel,

Mais aussi SNCF, socits dautoroutes,

Liaisons : FO, cbles cuivre, liaisons hertziennes,

Equipements : (d)multiplexeur, commutateurs (en tous genres),

Offres sur mesure - contrats spcifiques

Offres catalogue : tudies ici

Les services valeur ajoute (dinterconnexion) seronttudis dans un chapitre ultrieur


Liaisons longues distances : utilisations

Entreprises :

Liaisons inter-sites

Louent des liaisons spcialises aux oprateurs

Cot dinstallation + cot de location

Particuliers ou petites agences :

Particulier - domicile? entreprise

Agence? sige

Utilisent les rseaux commuts

Gnralement : cot dinstallation + location +utilisation


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Liaisons commutes : RTC

Rseau Tlphonique Commut

Equipement : modem V90 56.6 Kb/s (rception)

Emission 33.6 Kb/s

Modem micro : interne, externe sur port srie

Particulier/agence? LAN Entreprise

Micro - Modem RTC Serveur daccs RTC (poolde modems Concentrateur - Routeur) LAN(Ethernet) entreprise

Fonction de r-appel : cot et scurit

Authentification des utilisateurs : protocole serveur RADIUS

Micro Modem RTC Fournisseur daccsInternet Connexion Internet Routeur (Garde-

barrire) - LAN entreprise


Liaisons commutes : RTC

IP

Protocole niveau 2SLIP? PPP (Point to Point Protocol)

Micro : @ IP statique ou dynamique (DHCP)

Liaison non permanente

Le micro ne peut pas tre serveur

Toujours trs utilis Rseau RTC partout

Toujours plus de dbit possible sur la paire torsade


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Liaisons commutes : RNIS

Rseau Numrique Intgration de Service

ISDN (surtout Europe et Japon)

Rseau national de FT : Numris

Accs de base (particulier-agence) : 144 Kb/s

2 canaux B 64 Kb/s : tlphone + Internet par exemple

1 canal D 14 Kb/s : signalisation

Utilisation liaison tlphonique classique

25,5 E / mois en oct 02 (Numeris Itoo) Accs primaire (Entreprise : PABX) : ~ 2 Mb/s

30 canaux B 64 Kb/s + 1 canal D 64 Kb/s


Liaisons commutes : RNIS Connexion micro (particulier-agence)

Modem RNIS : carte micro ou modem externesur port srie

Modem RTC - Boitier RNIS avec 2 prisestlphoniques

Chemin : Micro Modem RNIS Rseau Numris (Modem RNIS) Serveur daccs RTC ou PABX -

Entreprise Interconnexion de sites : routeurs RNIS (2B + D)

IP : idem RTC : PPP

Lutilisation na jamais vraiment dcoll Europen, surtout franais : pas USA - Cher

Encore utilis en back-up ou pour liaisons provisoires


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Liaisons longues distance : ADSL

ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line

xDSL : technologie pour transmission hautdbit sur le RTC


Liaisons longues distances : ADSL Modems :

512 Kb/s rception - 128 Kb/s mission

1 M b/s rception 256 Kb/s mission (ADSL Pro)

La liaison reste libre pour le tlphone

Bande de frquences utilise # frquences vocales

Filtres : chez particulier et au rpartiteur FT

Contraintes :

Poste tlphonique < 5 km dun rpartiteur FT

Le cas de 80 % des foyers franais

Que le rpartiteur FT soit connect un rseau ADSL

Abonnement

ADSL chez FT ou ailleurs

Chez un fournisseur accs Internet

Pack qui inclut les 2


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Liaisons longues distances : ADSL Liaison particulier entreprise :

Micro coupleur Ethernet ou port USB Modem ADSL RTC

FAI ADSL Internet Routeur LAN Entreprise

IP : idem Ethernet

Connexion permanente :

Cot installation et mensuel (pas la consommation)

Possibilit de connecter un routeur ct particulier ou agence

mais fournisseur daccs obligatoire

Offre FT :

Sans Internet : 30 E / mois ou 107 E / mois (ADSL Pro) en oct 02 De plus en plus utilis

Pbs : monopole de FT, disponibilit selon le lieu

Devrait devenir laccs standard


Liaisons longues distances : X25

Rseau commutation de paquets :

Couches 2-3

Circuits virtuels

Adresses X25

Oprateur historique : Transpac

Accs jusqu 64 Kb/s (ou gure plus) Les serveurs vidotex (minitel) ont une

connexion X25

Remplac par IP sous toutes ses formes


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Liaisons spcialises FT Transfix (nationales)

2.4 K b/s 34 Mb/s

STAS : Spcifications Techniques dAccs au Service

2.4 K 19.2 K : interfaces : V24, V28

64 K 34 M : interfaces : X24/V11 ou G703-G704

Modems fournis par oprateur

Liaisons internationales : idem nationales mais plus difficiles

mettre en place de bout en bout : sur-mesure

Connexions :

Routeurs

Ponts (distants)

Commutateurs ATM

PABX Tlphoniques


Liaisons longues distances : modems MOdulateur DEModulateur

Convertisseur digital/analogique ou adaptateurdigital/digital destin transporter des donnes surdes lignes point point

Plusieurs types de modems : RTC : Liaisons commutes : asynchrones

historiquement

LS : Liaisons permanentes : synchrones

RNIS

Cble

ADSL

TV


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Modems RTC

Programmation :

Commandes AT (origine Hayes)

Fonctions : Contrle de flux XON/XOFF ou RTS-CTS

Correction derreur (MNP 34, V42, ARQ)

Compression (MNP5, MNP7, V42Bis)

Adaptation automatique dbits et fonctions


ATM : plan

Objectifs

QoS : Qualit de Service

Couches 1 et 2

Commutateurs

Routage

Architectures LS et LANE Bilan

Exemple


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ATM : objectifs

ATM : Asynchronous Transfert Mode

Origine : CNET (FT R&D)

Oprateur tlphone lorigine

Supporter tout type de communicationVoix Vido - Donnes informatiques

Mieux utiliser la bande passante

Tlphonie longue distance

Fonctionner trs hauts dbits : Gbits/s Garantir une qualit de service (QoS) chaque

utilisateur (application) de bout en bout

Dmarche trs thorique


ATM : objectifs

Mmes protocoles et technologies en LAN, MANet WAN

Caractristiques des rseaux / services attendus

Bande passante (bps) partage : garantie si possible

Temps de latence (dlai de transmission) :minimum et constant si possible

Dpend distance, lments actifs, charge (files dattente)

Jitter (variation temps de latence) : min si possible

Taux de pertes : min si possible

ATM veut fournir ces services

? Protocoles et technologies complexes


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ATM : Exemple de QoS : Tlphonie Entendre tous les mots

Faible taux de pertes

Contrainte : bit error rate < 10-2

Dbit constant garanti

Contrainte : 64 Kbits/s sans compression ---> 5 Kbits/s avec

Recevoir au mme rythme que l'mission

Temps de latence fixe : contrainte : jitter < 400 ms

Dialogue possible

Temps de latence faible

Poste avec annulation d'echo Retransmissions : inutiles

Mode connect bien adapt

Exemple d'incompatibilit (thorique)Tlphone et Ethernet


ATM QoS : classes de service

Problme : pour supporter toutes les qualits deservice sur tous les rseaux ATM il faudrait sur-

dimensionner :

Les liaisons : bande passante et caractristiques

Les quipements : performances et fonctionnalits

Solution ATM :

On regroupe les applications qui demandent desqualits de service similaires? 4 groupes

On dfinit 4 classes de services que peuvent offrir lesrseaux (liens et quipements) ATM quicorrespondent aux 4 groupes : UBR, ABR, CBR, VBR


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ATM QoS : classes de services UBR Unspecified Bit Rate

Les applications peuvent mettre un flux variablejusqu un dbit maximum

Rseau : aucune garantie pas de contrle de flux

Service trs dgrad

ABR Available Bit Rate Pour supporter des applications qui peuvent utiliser

toute la bande passante disponible, avec un service Best Effort de type IP

Exemples : applications qui utilisent TCP (FTP,HTTP, ), interconnexion dEthernets

Services rseau Aucune garantie (bande passante, temps de latence, )

Mais mcanisme de contrle de flux


ATM QoS : classes de services CBR Constant Bit Rate

Pour supporter les flux dbit constant de donnes

Exemple dapplication : tlphone

Services rseau : bande passante rserve, temps de latence fixe

VBR Variable Bit Rate

Pour supporter les applications dbit variable mais qui

demandent certaines garanties (par exemple une bande passante

minimum garantie tous les instants) Exemple : multimdia : vido compresse dbit variable

Services rseau :

Bande passante minimum garantie

Bande passante maximum garantie pendant un temps maximum fix

Temps de latence

.

? Trs complexe raliser


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ATM 1-2 : mode connect

Problme : quand demande-t-on une (des)qualit(s) de service au rseau ?

Statiquement : labonnement

(Ou lors de la conception du rseau)

A chaque session : mode connect

Ouverture dune connexion de bout en bout

En indiquant ce dont on a besoin

Transfert dinformations

Fermeture dune connexion

Appel destinataire (ouverture connexion)

Adresse destinataire? Numro de VP et de VC


ATM 1-2 : les cellules

Donnes dans des cellules

Taille fixe : 53 octets

Compromis

Petite (avantage : faible temps de propagation, )

Grande (avantage : moins de traitements, )

Facilite les implmentations hardware

Facilite l'allocation de bande passante

Ni dtection, ni rcupration d'erreur

En Tte Information (Payload)

53 Octets

5 Octets 48 Octets


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ATM 1-2 : structure de la cellule

Champ Information

48 octets

GFC VPI

VPI VCI

VCI

VCI PT CLP

8 bits

HEC

GFC Generic Flow Control

VPI Virtual Path Identifier (8 bits : 256)VCI VirtualChannel Identifier

(16 bits : 64000 possibilits)

PT Payload Type

Message dadministration oudinformation

Etat de congestion(MAJ par commutateur)

CLP Cell Loss Priority"priorit" la destruction si 1

HEC Header Error Checksur l 'en-tte de la cellule


ATM 1-2 : UNI (standard)

UNI : User to Network Interface

Comment tablir une connexion

Comment la rompre

Format des paramtres de qualit de service

Dbit, taux derreur, temps de latence,

Format dadresse : 20 octets

Emetteur RcepteurRseau

Dbut de

l'appel

Setup

Call proceeding

Connect

Connect Ack, facultatif

Setup

Connect

Connect Ack

Call proceeding

Appeltermin

Appelaccept

Appel reu

Etablissement connexion


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ATM 1-2 : adresses : 3 types

AFI : Identificateur de l'autorit et du format

HO-DSP : High Order Domain Specific Part, utilis pour supporter des protocoles de routages hirarchiques.

ESI : End System Identifier, en fait la MAC adresse (idem Ethernet)

1 2 10 6 1

1 2 10 6 1

DCC ATM Format

ICD ATM Format

AFI

39

AFI

47

DCC

ICD

HO-DSP

HO-DSP ESI SEL

SELESI

1 8 4 6 1

E.164 ATM Format

AFI

45E.164 HO-DSP ESI SEL

DataCountry

Code

Codeorganisation

IDI

IDP

IDI

IDP

IDIIDP

Initial domainidentifier

Initial Domain Part


ATM 1-2 : liaisons Point point

Liaisons spcialises cble cuivre (longues distances)

E1 (2 Mbits/s), E2 (34 Mbits/s)

T1 (1.5 Mbits/s), T3 (45 Mbits/s)

.

Liaisons FO

FO multimode 155 Mbits/s (OC 3)

FO multimode ou monomode 622 Mbits/s (OC12)

.

Liaisons TP

155 Mbps UTP cat5

52 Mbps UTP cat3

.


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ATM : commutateurs ATM

Elments dinterconnexion de niveau 2

Commutateur ATM

Interconnecte des liaisons ATM (point point)

Commute les cellules sur une liaison ou une autre /table de routage

Cellule contient les numros de VP et de VC

Etablissement des VP et VC

Statiquement

Dynamiquement lors de louverture de la connexion


ATM : commutateurs ATM

Structure dun rseau ATM

COMMATM

Station

Station

Station

Station

StationStation

COMM

ATM

Station

Station

hub

Routeur

Eth

COMMATM


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ATM : commutateurs

VP et VC

Chemin de transmission

VP

VP

VP

VC

VC

VC

VC

VC

VCVC VC

VC

VC

VC

VC

VC

VC

VP

VP

VP


ATM : commutateurs

Commutateur de VP et de VC

VC Switch

VP Switch

VP 1

VP 6 VP 2

VP 7

VP 5

VC 1

VC 2

VC 1

VC 2

VC 3

VC 4

VC 1

VC 2


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55


ATM : routage

Switch1

2

3

Link 1 Routing Table

VCI-in Link out VCI-out

1 2 22 2 43 3 3

4 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4


ATM : routage

Switch1

2

3



1 2 2

2 2 43 3 34 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4

VCI = 4


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56


ATM : routage

Switch1

2

3


VCI-in Link out VCI-out1 2 2

2 2 43 3 34 3 6



2 1 1

4 1 2

Link 3 Routing TableVCI-in Link out VCI-out

3 1 3

6 1 4

VCI = 4 VCI = 4


ATM : routage

Switch1

2

3



1 2 2

2 2 43 3 34 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4

VCI = 4 VCI = 4

VCI = 6


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57


ATM : routage

Switch1

2

3



1 2 22 2 43 3 3

4 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4

VCI = 4


ATM : routage

Switch1

2

3



1 2 2

2 2 43 3 34 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4

VCI = 4

VCI = 4


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ATM : routage

Switch1

2

3



1 2 2

2 2 43 3 3

4 3 6



2 1 1

4 1 2



3 1 3

6 1 4

VCI = 2 VCI = 4

VCI = 4


Tables de routage ATM

Commutateur

port 1

Table de routage

Station VCI

B 2C 3

Station A

Table de routage port 1

VCI-in Port- out VCI-out

2 2 2

3 3 6

Table de routage

Station VCI

A 2

C 4

Table de routage

Station VCI

A 6

B 8

Station B Station C

port 2

port 3



2 1 2

4 3 8



6 1 3

8 2 4


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Architectures ATM

On peut btir plusieurs types darchitecture surun rseau ATM

Liaisons spcialises point point

Des rseaux LANE : mulation de LAN

Des rseaux classical IP : architecture IP

Trait dans la partie Architecture IP

Et on peut mixer lensemble

Ce que font les oprateurs


Architecture ATM : Liaison spcialise Utilisation courante : location de VC ou de VP entre 2

sites un oprateur qui possde un rseau ATM

WAN

Dbit demand pour la liaison

Certaines qualits de service assures : ABR, CBR,

Connexion des sites aux extrmits :

Commutateur ATM

Sil y a un rseau ATM sur le site, permet de garantir certaines qualitsde service jusqu lintrieur du site.

Routeur IP (fourni par le site) avec une carte ATM

Sur le site : rseaux Ethernets par exemple

Routeur fourni ou non par loprateur

Commutateur ou routeur Ethernet

Loprateur fournit lquipement ATM?? Ethernet

ATM est invisible pour le site


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Architecture ATM : LANE : buts

LANE : LAN Emulation

ELAN : Emulated LAN

Objectifs :

Interconnexions (niveau 2) de rseaux locaux commeEthernet travers un rseau ATM

Intgration de stations ATM comme stationsEthernet

But : rendre invisible les commutateurs ATM auxrseaux Ethernet? LAN emulation

En LAN mais aussi en MAN


Architecture ATM : LANE : schma

CommutateurATM

CommutateurATM

CommutateurATM

Rseau ATM

Station AATM

A

T Routeur IP

M

Commutateur

ATM - Eth

Commutateur

ATM - Eth

Commutateur

ATM - Eth

hub Station Eth

Station EthStation Eth

hub Station ETH

Station ETHStation ETH

hub Station Eth

Station Eth

Station Eth

hub Station Eth


Station BATM

hub


Serveur LANE


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Architecture ATM : LANE Emule un rseau Ethernet (de commutateurs) :

Stations Eth + Stations ATM A et B

Stations ETH ne font pas partie de ce rseau

Sur LANE : interconnexion de niveau 2

On peut utiliser dautres protocoles que IP

Logiciels : Stations Eth : pas de logiciel spcifique

ATM transparent

Stations ATM, routeur IP, Commut ATM-Eth : LEC LAN Emulation Client

Sur rseau ATM : serveur LANE LECS (Configuration Server)

LES (LAN Emulation Server)

BUS (Broadcast and Unknown Server)


Architecture LANE : pbs rsoudreTransformation @ Eth?? @ ATM

Lorsquune station ATM se connecte sur le rseau

(A, B, commutateur ATM-Eth, routeur ATM IP)

Elle connat ladresse ATM du Serveur LANE (config manuelle)

Elle senregistre auprs du Serveur LANE :

Jai telle @ ATM

Jai, ou je connais les @ Ethernet suivantes

Lorsquune station ATM veut envoyer une trameEthernet une station X

Interroge le Serveur LANE : quelle est ladresse ATM de la

station Ethernet X ?

Le Serveur lui indique l adresse ATM

La station ouvre une connexion ATM avec la station ATM

.


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Architecture LANE : pbs rsoudre

Broadcast Eth? Rseau mode connect ATM

Lorsquune station ATM veut envoyer unbroadcastEthernet

Elle envoie la trame vers le Serveur LANE

Celui-ci ouvre autant de connexions que de stationsATM sur le LANE

Il envoie la trame toutes les stations ATM

Ouverture-fermeture de connexion ATM

Mcanismes de time-out pour ne pas trop ouvrir oufermer de connexions ATM

On peut avoir plusieurs ELAN sur un rseau

ATM


ATM : bilan Trs complexe :

Cher

Trs dlicat faire fonctionner

Utilis en MAN et WAN par oprateur : Location de VC statiques entre 2 points (quivalent de LS)

Reconfiguration lorsque location de nouvelles liaisons

Garantit de bande passante

Cration de rseaux virtuels ELAN

Utilisation en LAN Annes 1995-2000

Remplac par Gigabit Ethernet maintenant

Avantage restant : peut intgrer le tlphone (PABX)

Utilisation en MAN et WAN Encore trs utilis

Remplac par DWDM, IP directement sur FO,

Bon exemple de rseau multiservices en mode connect


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ATM exemple : rseau MAN (C3I2)

VPs C3I2 10 M, 20, 30, 35,

selon les sites

VPs SAFIR

2, 4 ou 10 M

SAFIR

France

C3I2Grenoble

INRIAMontbonnot

Domaine

universitaire

INPGFelix Viallet

CNET

Meylan

CEA

Polygone

CNRS

Paris

Jussieu

Lyon

La Doua

Rouen

Crihan

Toulouse

CICT

CEA

Saclay

Sophia

INRIA

EDF

Clamart

Liaison interneau site 155 M

Prise C3I2 155 M


Ex darchitecture : dorsale Jussieu


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Ex darchitecture : tour


Ex darchi : interco 2 btiments distants


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65


Ex darchi : interco 2 btiments distants


Ex darchi : RAP : MAN Rseau Acadmique Parisien

Universits, CNRS, INSERM, 300 000 tudiants 40 000 personnels

99 sites Paris intra-muros

Rseau priv : ART

5 POP (Point Of Presence) Jussieu (27 sites)

Odon (34 sites)

Auteuil (15 sites)

Malesherbes (10 sites)

CNAM (13 sites)

Ouverture: t 2002


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Ex darchi : RAP : cbles

Fibre noire : Single Mode G652

69 sites

Lg totale (liaison) : 356.1 km

Mtro : 312 km

Egouts : 33 km

Gnie civil : 0.3 km

Plus petite liaison : 1 km, plus grande : 9.6 km

BLR (Boucle locale radio)/ S-HDSL ( ADSL

particulier) 23 sites 2 Mbits/s

Faisceaux hertziens

2 sites proches de Paris


DWDM

Infrastructure

de transport optique

Ex darchi : RAP : services rseau

Data, voice, vido, multimdia, VPN

ATM

SDH/SONET

Ethernet

IP

DWDM

Infrastructurede services

Services


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67


Ex darchi : RAP : Architecture

OdonW

W

E

E

Auteuil

Jussieu

E

dwdmdwdm

dwdmdwdm

dwdmdwdm

crcr

crcr

crcr

ss--atmatm

ss--atmatm

Site FSite FEth100

Gigabit Ethernet

ATM OC12

GigaEthernet

8410 m

3100 m

WW E

E

Malesherbes

dwdmdwdm

s-atm

crcr

dwdmdwdm

crcr

ss--atmatm

Site ASite A

Site DSite D

Site CSite C

c

c

NRD

ATM

IP

5082 m

8672 m

5120 m

ATM OC3

Eth100

10 longueurs donde10 longueurs donde

20 rseaux optiques virtuels20 rseaux optiques virtuels

SP

SP

Site BSite B

ss--atmatm

ss--atmatm

gw-rap


Architecture logique IP : plan

Dans ce chapitre : rseau = rseau IP

Adresses IP

Affectation statique ou dynamique (DHCP)

Plan adressage IP Routage IP

Exemple de rpartition dutilisateurs et de

services



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68


Architecture IP : rseaux IP

Station M

Routeur

COMM

Eth

Station G

Station H

COMM

Eth Station J

Routeur

Station C

Station A

hub Station B

Station N Station Ohub

RouteurStation P

Station Q

Station R

LS 1 M

256 Kb/s

Station L

hub

Fournisseur daccs

Internet


Architecture IP : adresses

Une adresse IP par coupleur (machine, routeur)

Format : 4 octets notation dcimale A.B.C.D

Ex : 130.190.5.3 193.32.30.150

Une adresse doit tre unique au monde

Pour laccs depuis lInternet

? Surtout pour les serveurs

Pas obligatoire pour les stations clientes Internet

? Intervalles dadresses locales

2 ou 3 parties dans une adresse IP :

@ de rseau (@ sous-rseau) - @ machine

Elment qui spare 2 (ou +) rseaux ou sous-rseaux IP : routeur (ou commut-routeur)


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Archi IP : @ (ancienne classification)

Classe A : A.B.C.D avec A ? 127 1er octet : @ de rseau : 126 rseaux possibles

Reste : 254 x 254 x 254 (16 M) machines adressables

Ex : DEC : 16.0.0.0 MIT : 18.0.0.0

Classe B : 128 ? A ? 191 2 premiers octets : @ de rseau

64 x 254 : 16 000 rseaux possibles

Reste : 254 x 254 (64 000) machines adressables

Ex : IMAG : 129.88.0.0 Jussieu : 134.157.0.0

Classe C : 192 ? A ? 223 3 premiers octets : @ de rseau

31x 254 x 254 (2 M) de rseaux possibles )

Dernier octet : 254 adresses de machines

IBP : 192.33.181.0 CITI2 : 192.70.89.0


Archi IP : sous-rseaux (subnets) Sous-rseaux : dcoupage dun rseau IP (classe A, B, C)

Les sous -rseaux dun mme rseau (subnett) devaientavoir une taille identique (contrainte routeurs) : Masque de subnet spcifiait le dcoupage

Bits qui dsignent la partie rseau + sous-rseau = 1

192.33.181.0 dcoup en 4 sous-rseaux

Masque 255.255.255.192

192.33.181.0-192.33.181.63

192.33.181.64-192.33.181.127

192.33.181.128-192.33.181.191

192.33.181.192-192.33.181.255

Les routeurs permettent maintenant de crer des sous -rseaux de tailles diffrentes

Les sous -rseaux sont connexes Non spars par un autre rseau IP

Dcoupage en sous-rseaux nest connu que du propritaire durseau (site, entreprise, provider, ), pas de lInternet


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Archi IP : classless Pour obtenir une adresse de rseau (unique)

Auprs de son fournisseur daccs lInternet

AFNIC (France) RIPE (Europe)

Classe A : impossible

Classe B : presque impossible (puis)

Classe C ou partie de Classe C : OK

Nouvelle notation et dcoupage : classless

Rseau 129.88.0.0? Rseau 129.88/16

Rseau 192.33.181.0? Rseau 192.33.181/24

Rseaux (sous-rseaux avant) 192.33.181.0/26 : 192.33.181.0-192.33.181.63

192.33.181.64/26 : 192.33.181.64-192.33.181.127

192.33.181.128/26 : 192.33.181.128-192.33.181.191

192.33.181.192/27 : 192.33.181.192-192.33.181.223

192.33.181.224/27 : 192.33.181.224-192.33.181.255


Archi IP : @ particulires

Classe D : 224?A ? 239 : multicast 224.10.15.3 :? groupe de stations sur lInternet (nimporte o)

Classe E : 240 ? A ? 254 : utilisation ultrieure

Adresses locales (ne doivent pas sortir sur lInternet)

10.0.0.0 10.255.255.255 : 10/8

172.16.0.0 172.31.255.255 : 172.16/12

192.168.0.0 192.168.255.255 : 192.168/16

Loopback (soi-mme) : 127.0.0.1

0.0.0.0 : quand station ne connat pas son adresse

130.190.0.0 : le rseau 130.190/16

130.190.255.255 : broadcast

Toutes les machines du rseau 130.190/16


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Archi IP : Affection @ IP une station Configuration statique

Unix : commande ifconfig

Windows (2000 pro) : panneau de conf connexion rseau TCP/IP

Configuration dynamique : DHCP Serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) dans un

rseau IP avec une plage dadresses attribuer

Station sans adresse IP fait une demande DHCPDISCOVER

@ IP source 0000 @IP dest 255.255.255.255

Contient @ Ethernet et nom de la station

Serveur DHCP rpond :

Adresse IP -Masque de sous-rseau informations de routage Adresses DNS Nom de domaine

Dure du bail

Explication simplifie (plusieurs serveurs DHCP possibles, )

Avantage : pas de conf sur stations, portables, conomie d@

Dsavantage : qui est qui ?


Archi IP : pbs adresses IP

Adressage ni hirarchique, ni gographique

Tables de routages normes au cur de lInternet

Distribution des adresses

Au compte-goutte (maintenant bataille commerciale)

Uniquement 4 bytes (et certaines plages vides)? Pnurie dadresses

FAI : adresses dynamiques aux clients

Entreprises FAI :

Adresses locales sur rseau priv

NAT : Network Address Translation

Et PAT : Port Address Translation

IPv6


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Archi IP : plan dadressage Un routeur spare 2 (ou plus) rseaux ou sous-rseaux IP

Il faut construire un plan dadressage

Dcouper lespace dadressage dont on dispose en sous-rseaux

et le rpartir entre les stations

Elments prendre en compte :

Les routeurs sparent les sous-rseaux

Proximit gographique des stations

Ou non si VLAN

Dans un sous-rseau on est dpendant de son voisin

Broadcast Ethernet par exemple

On regroupe dans un mme sous-rseau les stations qui

travaillent entre elles (dun service par exemple)

La majorit du trafic reste local au sous-rseau (vite de charger lesautres sous-rseaux

Profils de connexion et de scurit identiques


Archi IP : plan adressage 192.33.181/24

192.33.181.129

Routeur 3

COMMEth

192.33.181.141

192.33.181.142

COMMEth 192.33.181.200

Routeur 2

192.33.181.67

192.33.181.65 (B)

hub192.33.181.66 (A)

192.33.181.2 192.33.181.3hub

Routeur 1192.33.181.5

192.33.181.201192.33.181.202 (C)

LS 1 M

256 Kb/s

192.33.181.130

hub

Fournisseur daccs

Internet

192.33.181.0/26

192.33.181.64/26

192.33.181.128/26

192.33.181.192/27

192.33.181.224/27

Quelles @ manquent ils ?


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Archi IP : plan adressage 192.33.181/24

192.33.181.129

Routeur 3

COMM

Eth

192.33.181.141

192.33.181.142

COMM

Eth 192.33.181.200

Routeur 2

192.33.181.67

192.33.181.65 (B)

hub192.33.181.66 (A)

192.33.181.2 192.33.181.3hub

Routeur 1192.33.181.5

192.33.181.201192.33.181.202 (C)

LS 1 M

256 Kb/s

192.33.181.130

hub

Fournisseur daccs

Internet

192.33.181.0/26

192.33.181.64/26

192.33.181.128/26

192.33.181.192/27

192.33.181.224/27

192.33.181.203

192.33.181.231

192.33.181.10

192.33.181.230

192.33.181.80

192.33.181.150

192.33.181.145

X

Pour ladministration des quipements, il en manque dautres


Archi IP : routage IP A (192.33.181.66) veut envoyer un datagramme IP B

(192.33.181.65) Pb : A doit envoyer une trame Ethernet mais ne connat l@ Eth

B

Elle envoie un broadcast Ethernet sur le rseau qui demande :quelle est l@ eth de B ? (l@ Eth de A est spcifie dans la trameEthernet : @ Eth origine)

B rpond l@ Eth A en disant : je suis 192.33.181.65 et mon

adresse Ethernet est @ Eth B A peut alors envoyer alors les datagrammes IP dans des trames

Ethernet (elle connat l@ Eth de B)

Mcanisme : ARP RARP

A (192.33.181.66) veut envoyer un datagramme C(192.33.181.202) Elle doit envoyer une trame Eth au routeur 2 : 192.33.181.80

Il lui manque cette information? Information de routage


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Archi IP : routage IP

Chaque station doit tre configure pour spcifier Son adresse IP (Commande Unix ifconfig)

Ladresse du sous-rseau sur laquelle elle est (Commande Unixifconfig)

Une table (de routage) qui indique comment atteindre les autresrseaux (Commande Unix route add)

Exemple A @ IP : 192.33.181.66 - @ Rseau : 192.33.181.64/26

Routes (numro IP du prochain routeur destinataire) : 192.33.181.128/26? 192.33.181.80

192.33.181.224/27? 192.33.181.80

192.33.181.192/27? 192.33.181.80 192.33.181.0/26? 192.33.181.80

Reste du monde (default route)? 192.33.181.80

La route par dfaut (default route - default gateway) suffit

Toutes les stations doivent tre configures Ex : mon PC dans panneau de configuration


Archi IP : routage IP Les routeurs aussi doivent tre configurs

Par port : @ IP, @ Rseau (ou sous-rseau)

Table routage

Exemple routeur 3 :

Port 1 : 192.33.181.230 - rseau 192.33.181.224/27

Port 2 : 192.33.181.145 rseau 192.33.181.128/26

Port 3 : 192.33.181.203 rseau 192.33.181.192/27 Port 4 : X rseau Y

Table routage Route 192.33.181.64/26? Port 2 : 192.33.181.150

Route 192.33.181.0/26? Port 1 : 192.33.181.231

Route default? Port 4 : routeur du fournisseur daccs

Exemple : envoi datagramme B? C


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Archi IP : routage IP Routage statique

Mise jour tables de routage : manuelle

ICMP redirect : Ce nest pas ici cest ailleurs

Problme : intervention manuelle Quand le rseau volue : modification manuel des tables

Quand plusieurs chemins possibles et coupures

Utilis gnralement au niveau des stations, danscertains routeurs dextrmits

Routage dynamique

Protocoles entre routeurs et entre routeurs et stationspour mettre jour automatiquement les tables deroutages : annonces de routes

Ex : RIP, OSPF, BGP

Cf cours sur le routage


Archi IP : routage IP LInternet ne fonctionnerait pas sans bons

protocoles de routage et sans experts pour lesfaire fonctionner

Cest une problmatique surtout doprateursInternet A laquelle sajoutent les accords de peering

Routeurs doivent tre trs rapides Traitement du routage directement en ASIC

Routeurs au cur de lInternet : doiventconnatre toutes les routes : impossible?Agrgation de plages dadresses de rseaux IP

On nest pas oblig davoir une route par dfautsur tous les quipements : scurit


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Archi IP : rpartition dutilisateurs



Objectif :

Utiliser un rseau ATM pour transporter desdatagrammes IP

RFC 1483

Comment encapsuler (transporter) les datagrammesIP dans des cellules ATM

RFC 1577

Comment construire un rseau IP sur un rseau ATM

Pb ARP par exemple


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CommutateurATM

CommutateurATM

CommutateurATM

Rseau ATM

Station IP AATM

AT Routeur IP

M

ATMRouteur IP

Routeur IP

ATM

Routeur IP

ATM

hub Station IP Eth

Station IP EthStation IP Eth

hub Station IP Eth


hub Station IP Eth

Station IP Eth

Station IP Eth

hub Station IP Eth


Station IP BATM

hub


Serveur ARP


Architecture ATM : classical IP Un sous-rseau IP dans un rseau ATM

Un serveur ARP

Gre une table @ IP ?? @ ATM

Lorsquune station ATM IP se connecte

Elle connat l@ ATM du serveur ARP Configuration manuelle

Elle senregistre auprs du serveur ARP Indique son adresse ATM et son adresse IP

Lorsquune station ATM-IP veut mettre undatagramme IP vers une autre station ATM-IP Demande au ARP Serveur l@ ATM de la station IP

Ouvre un VC avec cette station ATM


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Architecture ATM : classical IP Lacunes :

Pas de broadcast ou multicast IP

Un seul serveur ARP : pas de redondance : pb si panne

On peut avoir plusieurs sous-rseaux IP sur un rseauATM :

Passe par un routeur ATM-IP pour communiquer

ATM complexe avec IP :

Mode non connect (IP) avec techno en mode connect (ATM)

Rq : sur un mme rseau ATM on peut avoir :

Des VC ou VP permanents (ouverts en permanence) : LS informatique : interconnexions LANs

Interconnexions PABX

Des ELAN (plusieurs LANE)

Des sous-rseaux IP


MPLS : buts

MPLS : Multi Protocol Label Switching

Protocole pour oprateurs de WAN IP

Lacunes dun rseau WAN IP classique

Travail dun routeur important

Il doit tudier chaque datagramme

Il doit extraire l@ IP destinatrice du datagramme IP, consulter sa

table de routage et agir en consquence

Pas de partage de charge entre plusieurs liaisons

Il ny a quune route par destination

Pas de routage qui tiendrait compte de qualits deservice demandes


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MPLS Les routeurs en bordure de rseau ajoutent (et

enlvent) une tiquette aux datagrammes selon : La route que devra emprunter le data

Interconnexion Et Conception de réseaux

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Transcript of Interconnexion Et Conception de réseaux