ROYAUME DU MAROC

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail

Planification et optimisation du rseau informatique

DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION SECTEUR NTIC

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Sommaire1. Pourquoi analyser les performances ?........................................................2 1.1. Analyse des donnes de performance et des goulots d'tranglement........2 2. Instructions pour tablir une ligne de base.................................................2 2.1. Facteur prendre en compte lors de la dtermination d'une ligne de base 3 2.1.1. Utilisation d'une ligne de base.......................................................3 3. Facteurs affectant les performances du rseau...........................................4 4. Dtermination des performances du rseau...............................................5 4.1. Introduction Fonctionnement dEthernet...............................................6 4.2. Ethernet : dbit................................................................................6 4.3. Utilisation Ethernet :.........................................................................7 5. Outils dvaluation des performances du rseau.........................................8 5.1. Outils de contrle du trafic et analyseurs de protocole............................8 6. Considrations en matire de mise niveau du rseau................................9 7. Instructions dutilisation Ethernet recommandes.....................................10 8. Calcul du dbit brut de donnes..............................................................12 9. Planification de la croissance future.........................................................13 10. Instructions dvaluation des performances du rseau.............................14

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1.Pourquoi analyser les performances ?L'analyse des performances est une partie ncessaire de la maintenance prventive de votre rseau. En analysant rgulirement les performances de votre serveur sur des priodes de temps allant de quelques jours quelques semaines et quelques mois, vous pouvez tablir une ligne de base des performances du rseau. Ces informations constituent des donnes comparatives qui permettront l'analyse du systme et la rsolution des problmes ventuels.

1.1. Analyse des donnes de performance et des goulots d'tranglementL'analyse des donnes de performance est susceptible de rvler des problmes comme la constitution de goulots d'tranglement au niveau de ressources exposes une demande excessive. Un goulot d'tranglement est constat lorsque les performances d'une ressource nuisent aux performances du systme dans son ensemble. La demande laquelle cette ressource doit faire face peut excder ses capacits au point de causer l'engorgement des quatre sous systmes : mmoire, processeur, disque et rseau. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles se crent des goulots d'tranglement : Les sous-systmes sont insuffisants, si bien qu'il est ncessaire d'ajouter ou de mettre niveau des composants. Par exemple, une mmoire insuffisante est une cause frquente de goulot d'tranglement. Les sous-systmes ne partagent pas les charges de travail galement et doivent tre quilibrs. Par exemple, une vieille carte rseau installe sur un nouveau serveur peut causer un engorgement. Un sous-systme fonctionne mal et doit tre remplac. Par exemple, un dbit anormalement faible sur une carte rseau peut indiquer une dfaillance de cette carte. Un programme monopolise une ressource particulire. Par exemple, il se peut qu'un programme crit par un consultant ne partage pas la mmoire correctement. Un sous-systme n'est pas configur correctement. Par exemple, une ancienne carte rseau multi vitesse peut tre configure pour 10 mgabits par seconde (Mbits/s) au lieu de 100 Mbits/s.

2.Instructions pour tablir une ligne de baseVous tablissez une ligne de base partir d'un ensemble de donnes recueillies sur une priode prolonge caractrise par des charges de travail et des connexions rseau variables mais habituelles. La ligne de

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Titre du document base est une mesure du comportement d'une ressource spcifie en priode d'activit normale.

2.1. Facteur prendre en compte dtermination d'une ligne de base

lors

de

la

En dterminant une ligne de base, vous devez tenir compte des facteurs suivants : Lorsque vous laborez la ligne de base, il est important de connatre le type de la charge systme et son volution dans le temps. Ceci vous permet d'associer des types de charges l'utilisation des ressources et de dterminer si le niveau des performances pendant ces priodes est raisonnable. Collectez ces donnes de performance sur une priode de temps prolonge d'utilisation faible, moyenne et maximale, afin de cerner les performances systme acceptables. La dtermination de ces performances acceptables constitue votre ligne de base. En observant l'volution des performances dans le temps, vous identifierez peut-tre un modle de performance refltant l'impact normal des ouvertures ou des fermetures de session simultanes (au dbut ou la fin de la journe) ou le ralentissement prvisible durant les sauvegardes systme. partir des performances observes et d'une analyse des relations de cause effet, vous pouvez dterminer les performances acceptables. Les lignes de base tablies un stade prcoce de la phase de dploiement facilitent la rsolution des problmes de dploiement.

2.1.1.

Utilisation d'une ligne de base

En utilisant une ligne de base, vous devez tenir compte des facteurs suivants : Pour identifier rapidement et rsoudre les goulots d'tranglement du Systme, vous avez intrt tablir une ligne de base le plus tt possible. Utilisez la ligne de base pour dtecter les modifications long terme Intervenant dans les modles d'utilisation et rendant ncessaire un Accroissement des capacits.

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3.Facteurs affectant les performances du rseauLes rseaux peuvent comporter des restrictions concernant le volume de donnes quils peuvent transfrer sur une priode donne. Lors de la planification dune infrastructure rseau, vous devez avoir conscience des facteurs suivants pouvant affecter les performances du rseau. La bande passante est le volume maximal de donnes pouvant transiter sur un chemin de communication au cours dune priode donne. Elle est souvent mesure en bits par seconde (bps). La latence est la dure ncessaire un paquet pour transiter de la source la destination. Elle est gnralement mesure en secondes. Le dbit est le taux de transfert des donnes obtenu en combinant les effets de bande passante et de latence. Pour simplifier, disons que la bande passante est ce que vous payez et le dbit est ce dont vous disposez rellement. La capacit est la capacit de prise en charge de donnes maximale en pratique. La vitesse filaire est la vitesse relle de transmission des donnes sur le cble une fois une transmission commence. Elle est gnralement mesure en mgabits par seconde (Mbps). La vitesse filaire ne reprsente pas la capacit ou le dbit rel que le rseau local peut prendre en charge (bits sur le cble). Lutilisation est le pourcentage de dure occup par le cble et comprend une retransmission russie et en chec de la trame (collisions et erreurs). Le terme cble occup peut galement tre utilis. En rgle gnrale, dure dinactivit + utilisation = 100 pour cent. Linstabilit correspond aux retards variables sur un rseau. Le jabotage est un flux continu de donnes alatoires transmises sur un rseau en raison dun dysfonctionnement. Un goulot dtranglement est un retard survenant lorsquune partie dun rseau est plus lente que les autres et entrave donc le dbit gnral. Les collisions sont des trames dont lenvoi a chou sur un support partag car les expditeurs ont tent denvoyer plusieurs trames simultanment.

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Titre du document Le rendement est le pourcentage de donnes brutes contenues dans une trame par rapport la longueur de trame totale. Chaque trame Ethernet comporte des donnes et des informations den-tte, ainsi quun cart entre les trames. En fonction de la taille de la trame, le pourcentage de sur dbit reprsent par len-tte par rapport aux donnes brutes peut varier. Pour les trames importantes, par rapport aux faibles trames, le sur dbit reprsente un pourcentage infrieur de la trame. Les trames importantes sont donc plus fiables que les trames plus petites. Le taux de trame reprsente le nombre de trames envoyes par seconde. Le taux de trame dpend de la taille de la trame. Les deux variables suivantes constituent les deux principaux facteurs prendre en compte lors du calcul de la capacit de dbit sur un rseau Ethernet partag : Nombre dutilisateurs : mesure que le nombre dutilisateurs augmente, le nombre de collisions augmente en consquence. Un dbit maximal est obtenu lorsquil nexiste que deux n.uds, dans le cadre dune connexion commute. Le dbit minimal est obtenu lorsque le nombre maximal dutilisateurs est de 1 024. Taille de trame : Le dbit diminue pour les petites trames ; il est donc moins fiable. Les trames importantes rduisent les risques de contention

4.Dtermination des performances du rseau

Bien quun rseau Ethernet puisse fonctionner des taux dutilisation levs, les utilisateurs rencontreront des retards inacceptables mesure que lutilisation augmente. Des retards fixes, connus sous le nom de latence , peuvent tre acceptables pour certains types dapplications

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Titre du document dans lesquels ils doivent tre moins flagrants. Des retards variables, connus sous le nom d instabilit , sont inacceptables pour des applications telles que la diffusion multimdia par flux (streaming). En outre, les piles de protocoles de communication excutant une livraison fiable (TCP par exemple) attendent un accus de rception des trames retourner au cours dune priode donne. Si laccus de rception nest pas retourn au cours de la dure prvue, une retransmission aura lieu. Il est donc important de dterminer la latence et linstabilit que vous souhaitez accepter sur votre rseau.

4.1.

Introduction Fonctionnement dEthernet

Sur un rseau Ethernet partag et standard, tous les noeuds doivent partager le support rseau. Plus le nombre de n.uds relis au rseau est important, plus le rseau est occup ; la disponibilit du support diminue et les collisions sont plus frquentes. Les performances diminuent mesure que le dbit dcrot et que la latence augmente. Sur un rseau commut, la connexion ne comporte que deux n.uds. Les collisions sont donc rares et le dbit peut demeurer lev car le support nest pas partag par plus de deux noeuds.

4.2.

Ethernet : dbit

Le graphique Dbit Ethernet (graphique) illustre que le dbit diminue mesure que le nombre de n.uds augmente. Les petites trames rduisent galement le dbit. Un Ethernet commut (semi-duplex) est toujours partag mais, du fait quil nexiste que deux n.uds ou connexions, les collisions sont bien moins frquentes. Vous pouvez donc lutiliser de manire fiable et permanente 80 pour cent. Le graphique indique galement que, dans un environnement Ethernet commut, le dbit peut atteindre 90 pour cent de vitesse filaire pour des trames de 1 000 octets. Un environnement Ethernet commut utilise des commutateurs pour relier le rseau. Un commutateur est un pont intelligent et plusieurs ports servant segmenter un rseau local important en plusieurs rseaux locaux de moindre envergure. Le dbit maximal dpend essentiellement des deux variables suivantes : Nombre dutilisateurs :Plus vous disposez dutilisateurs sur un rseau local, plus le canal rvle de contention et plus le nombre de collisions est important. Le dbit maximal est atteint avec deux n.uds uniquement sur un rseau local, galement appel connexion commute . Cela suppose que les deux n.uds peuvent gnrer le taux de trame maximal.

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Titre du document Taille de trame : Le dbit Ethernet diminue dans le cadre de trames plus petites. Inversement, les trames importantes sont plus efficaces et prsentent lavantage supplmentaire de rduire les risques de contention et de collisions du canal.

4.3.

Utilisation Ethernet :

Le graphique Utilisation Ethernet (graphique B) illustre que la latence augmente mesure que lutilisation augmente. Prenez en compte les trois tendances dutilisation suivantes : vous devrez remdier rapidement la situation. ! Faible = 0-50 pour cent dutilisation Ce niveau dutilisation rvle relativement peu de collisions (moins de 10 pour cent) et une faible latence ou instabilit. ! Modr lev = 50-80 pour cent dutilisation Ce niveau dutilisation commence produire des retards consquents. Il peut tre jug acceptable pour le transfert de fichiers, mais la diffusion multimdia par flux produit une instabilit probablement inacceptable. Cette plage est acceptable pour les courtes priodes, mais vous ne pouvez pas conserver ce niveau en permanence. ! Saturation = 80 pour cent ou rsolution suprieure Ce niveau dutilisation entrane des retards importants, dpassant parfois 1 seconde. Il se peut que vous rencontriez des situations dans lesquelles certains n.uds transmettent des flux importants de trames alors que dautres attendent plusieurs secondes. (Cette situation est appele rseau encombr ou satur .) Si vous oprez ce niveau dutilisation, vous devrez remdier rapidement la situation.

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5.Outils dvaluation des performances du rseauLa plupart des outils vous aident mesurer la charge du rseau et dterminer lutilisation du rseau. Certains de ces outils, comme les outils de contrle du trafic logiciel et les analyseurs de protocole, sont gratuits. Dautres, tels les outils de diagnostic de poche, sont plus conviviaux et portables. Quel que soit loutil utilis, il vous fournit des informations utiles sur le statut du rseau. Plusieurs outils logiciels relativement conomiques sont dsormais disponibles et offrent des fonctionnalits de suivi et des analyseurs de protocole.

5.1. Outils de contrle du trafic et analyseurs de protocoleOutils de contrle : Les outils de contrle vous permettent de mesurer lutilisation du rseau, la distribution de protocole et lutilisation de la bande passante. Analyseurs de protocole : Vous pouvez utiliser les analyseurs de protocole pour tudier le contenu des trames du rseau afin de procder un dpannage rseau complexe. Les analyseurs de protocole peuvent galement simuler du trafic sur le rseau afin de vous aider planifier une croissance future. Le Moniteur rseau constitue un exemple classique de ce type doutil. Logiciel dadministration rseau : Vous pouvez utiliser un logiciel dadministration rseau pour raliser lanalyse de protocole et certains types de contrles. Dautres exemples de ce type de produits sont notamment Observer Suite de Network Instruments, LANdecoder32 de Triticom et lanalyseur rseau Ethereal, FlukNetwork Analyseurs de protocole assists par matriel Les analyseurs de protocole assists par matriel sont gnralement des outils demandant des connaissances accrues et utiliss pour rsoudre et analyser les rseaux. Ils sont gnralement excuts sur un ordinateur personnel et comportent une carte rseau spcifique. Sniffer, de Network Associates, est le produit le plus connu parmi cette gamme doutils. Logiciel dadministration rseau La plupart des plates-formes dadministration rseau SNMP (Simple Network Management Protocol) sont disponibles de nos jours et la plupart des matriels rseau rcents permettent de collecter des statistiques

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Titre du document rseau. Vous utiliserez gnralement la fonction de contrle distance (RMON) SNMP pour rassembler des informations sur les ports de commutation individuels. Voici quelques exemples de plates-formes dadministration rseau : CiscoWorks de Cisco Systems, Optivity de Nortel Networks et OpenView de Hewlett-Packard. Outils de diagnostic de poche Bien que les outils de diagnostic de poche se rsument gnralement aux testeurs de cblage de poche, ces priphriques intgrent prsent des fonctions rseau de couche 2 et 3. Leurs portabilit et fonctions (test de cblage, analyse de protocole et de trame, contrle et diagnostic de serveur, ainsi que mesures gnrales du trafic, par exemple) font de ces priphriques des outils trs utiles, notamment grce leur capacit mesurer lutilisation du rseau et le taux de collisions un endroit prcis du rseau. Voici deux exemples de produits de ce type : FrameScope 350 de Agilent Technologies et OneTouch Series II Network Assistant de Fluke Networks

6.Considrations en matire de mise niveau du rseauIntroduction Vous devez prendre en considration de nombreux facteurs significatifs lors de la mise niveau de votre rseau. En tant quadministrateur rseau, outre les plans futurs, vous devez valuer lutilisation et les tendances actuelles. Vous devez ensuite choisir le niveau de performances du rseau que vous souhaitez conserver. Enfin, vous devez anticiper toutes les rpercussions possibles susceptibles de se produire lors de la modification de lenvironnement. Lors de la dfinition des statistiques dutilisation actuelle, veillez collecter les taux dutilisation moyen et maximal des diffrents segments sur une priode de 24 heures minimum. Le fait de connatre la situation actuelle de votre rseau vous donne une base sur laquelle fonder votre mise niveau. Sources de trafic actuelles Une fois lutilisation du trafic du rseau dtermine, il savre utile de connatre la source et la destination du trafic. Posez-vous les questions suivantes : Les htes produisent-ils du trafic selon une configuration poste poste ? Ont-ils accs un serveur ?

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Assurez-vous que tous les goulots dtranglement ne sont pas dus linfrastructure matrielle physique uniquement. Des problmes peuvent tre constats sur dautres sources, comme des erreurs dinstallation, le non-respect des spcifications, une configuration inapproprie, de faibles performances du nud, un positionnement inappropri des pare-feu et des serveurs de fichiers saturs.

Croissance future Il est prfrable dinclure une croissance future du rseau, comme le dmontre les scnarios suivants : Un service de votre entreprise prvoit une croissance trs prochainement ; il est possible que vous deviez augmenter la bande passante sur ce segment. Un service de votre socit travaille de manire intensive sur des fichiers multimdias ; il se peut que vous deviez conserver des taux dutilisation moyen et maximal infrieurs pour ce segment. Dtermination des cibles Une fois votre situation actuelle et le potentiel futur valus, vous devez choisir les taux dutilisation cibles. Lors de la dfinition de ces taux, vous pouvez dterminer si des serveurs ou utilisateurs avec pouvoir doivent tre isols des autres htes du rseau.Souvenez-vous que les connexions commutes peuvent fonctionner des taux dutilisation bien plus levs que les connexions partages.

Rpercussions Il est possible que, lors dune mise niveau, vous modifiiez lenvironnement de telle sorte que dautres problmes surviennent. Vous devez ainsi penser aux ventuelles rpercussions en aval avant de procder une mise niveau. Par exemple, la mise niveau dun segment spcifique provoque-t-elle un goulot dtranglement en aval ?

7.Instructions dutilisation Ethernet recommandes

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Lors de la planification dune infrastructure rseau, vous devez dterminer le volume de donnes maximal qui transite au cours de priodes de pointe o les utilisateurs accdent aux donnes et services. Le fait de connatre cette valeur de trafic maximal vous permet de choisir la vitesse rseau approprie pour maintenir un dbit acceptable du rseau. Type de connexion Les deux catgories de base des types de connexions sont Ethernet partag et Ethernet commut. Ethernet partag est le type conventionnel dans lequel tous les htes sont connects et sont concurrents les uns des autres pour la bande passante. Au contraire, un Ethernet commut comporte une ou plusieurs connexions point point entre les htes ou les segments. Les priphriques connects Ethernet laide dun commutateur ne sont pas concurrents les uns des autres et disposent donc dune bande passante ddie. Les rseaux Ethernet commuts sont de plus en plus utiliss car ils constituent un moyen fiable et pratique dextension de la bande passante des Ethernet existants. Vitesse filaire La vitesse filaire reprsente le taux de transfert de donnes pouvant tre atteint au niveau du cblage physique. Lutilisation moyenne est le meilleur taux, soit du trafic entrant moyen, soit du trafic sortant moyen, divis par la vitesse de transmission dune ligne.Utilisation

Lutilisation maximale est le meilleur taux, soit du trafic entrant maximal, soit du trafic sortant maximal, divis par la vitesse de transmission dune ligne.

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Titre du document Limites du dbit Les limites du dbit constituent des limites sur le taux auquel les donnes peuvent tre envoyes ou reues sur une priode donne. Le graphique propos illustre deux limites du dbit diffrentes : donnes brutes et donnes maximales. Recommandations Voici quelques recommandations que vous pouvez adopter dans le cadre de loptimisation du dbit de votre rseau : Limitez les rseaux Ethernet partags une utilisation infrieure 50 pour cent et une utilisation maximale de 80 pour cent. Un segment de rseau local ne doit pas accueillir plus de 200 utilisateurs. Un taux de collision de 20 pour cent maximum est acceptable. Une connexion commute peut tre excute une utilisation de 90 pour cent maximum car la connexion ne doit pas obligatoirement tre partage avec dautres n.uds. Des connexions commutes en duplex intgral peuvent tre excutes une utilisation de 95 pour cent maximum sur chaque paire de cbles (envoi et rception) pour atteindre une utilisation thorique de 190 pour cent.

8.Calcul du dbit brut de donnesPlusieurs mthodes soffrent vous pour dterminer le dbit brut de transfert de donnes. Les donnes tant contenues dans des trames et des paquets comportant des informations den-tte, vous devez retirer les bits utiliss pour le surdbit si vous mesurez le dbit brut de donnes. Dbit brut de donnes Le dbit brut de donnes est le volume de donnes utilisables transfr au logiciel avanc de couche 3. Dbit brut de donnes = UTILISATION NETTE (UTILISATION. COLLISIONS) * rendement * vitesse filaire Facteurs affectant le dbit Fast Ethernet a un taux de 100 Mbps. Le taux de transfert de donnes utilisateur actuel est bien infrieur ; il peut atteindre 50 pour cent du taux de donnes spcifi. Lajout de n.uds supplmentaires rduit la vitesse reconnue dun LAN Ethernet partag car des collisions se Document23125949.doc

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Titre du document produisent, entranant ainsi un retard des n.uds sur une priode donne, puis une tentative de retransmission. En outre, les informations den-tte des trames et des paquets rduit de manire significative le dbit brut des donnes. Les en-ttes contiennent les adresses source et de destination, des informations sur ltablissement dune liaison, des codes de contrle derreur, etc. De mme, certains protocoles ncessitent que le destinataire des trames et des paquets, ou des groupes de trames et de paquets, en accuse la rception. Cela cre un trafic supplmentaire ne permettant pas lenvoi des donnes brutes. Exemple Par exemple, un paquet de donnes peut contenir 53 octets dinformations mais, tant donn que 5 octets sont rservs aux informations den-tte, seuls 48 octets de donnes brutes sont rellement transmis dans le paquet. En rgle gnrale, plus les informations dentte sont nombreuses, plus le volume de donnes envoyes diminue. Le dbit brut de donnes constitue simplement une autre caractristique des performances du rseau que vous pouvez dterminer grce aux donnes sur lutilisation. Il indique le volume de donnes utiles rellement transfr sur le rseau.

9.Planification de la croissance futurePlusieurs instructions utiles vous aident administrer votre croissance actuelle et planifier la croissance future. Planifier la croissance future Vous devez anticiper la croissance future et veiller ce que tous les produits acquis puisse tre adapts vos plans long terme. Par exemple, vous ne souhaiterez pas remplacer un composant matriel un an seulement aprs et rencontrer les mmes problmes. Utiliser des produits et des technologies volutifs Veillez ce que tout produit ou technologie rseau puisse tre mis niveau et soit galement compatible en amont avec votre rseau existant. Utilisez des produits et des technologies grce auxquels votre entreprise peut crotre et qui ne sont pas en fin de vie. tre proactif et non ractif Si vous oprez une administration ractive, certains de vos utilisateurs seront mcontents et, de ce fait, il sera trop tard pour faire machine arrire. Pour tre proactif, vous devez contrler rgulirement les donnes dutilisation et de dbit afin de pouvoir prendre les mesures appropries avant que vos utilisateurs ne rencontrent un problme et avant de dpasser la capacit de bande passante.

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Tester les nouvelles applications Veillez tester toute nouvelle application pour connatre son ventuel impact sur le rseau avant sa mise en .uvre. Assurez-vous de connatre la charge de cette application sur votre rseau avant sa mise en .uvre. Rester inform des technologies actuelles Soyez inform des technologies rseau que vous tes mme dutiliser Les produits ou les technologies ventuellement disponibles peuvent amliorer la fiabilit de votre rseau et en simplifier ladministration. De mme, vous pouvez en savoir plus laide des groupes de discussion ou des publications pouvant vous aider amliorer votre rseau.

10. Instructions dvaluation des performances du rseauIl y a quatre instructions simples suivre lors de lvaluation du dbit du rseau. Ces instructions vous fournissent les informations dont vous avez besoin pour prendre les dcisions appropries quant loptimisation dun rseau physique. Vrifier les capacits de la technologie Ethernet actuelle Il est fortement recommand aux ingnieurs systme de se tenir informs quant aux avances de la technologie Ethernet. Via lvaluation des technologies existantes, vous serez en mesure de garantir que votre rseau bnficie des derniers dveloppements technologiques. Comparer ces capacits celles du rseau Existant Une fois les technologies Ethernet actuelles analyses, vous devez comparer les lments disponibles des lments mis en .uvre dans linfrastructure de votre rseau. Lvaluation du dbit actuel vous permet didentifier les problmes de performances et vous propose une base correcte sur laquelle vous pourrez estimer la croissance future. Dterminer si les technologies actuelles peuvent rsoudre les problmes du rseau dentreprise Les cots de mise en .uvre de la technologie la plus rcente ne valent parfois pas les amliorations des performances dont vous tirerez profit. Vous devez dterminer si les avantages justifient les cots et si la mise en .uvre peut rsoudre le problme de performances du rseau spcifique que vous rencontrez. Dterminer les besoins de la croissance future

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Une fois la base tablie, et lorsque vous connaissez les besoins futurs de lentreprise qui affecteront les performances du rseau, vous devez estimer les besoins futurs de dbit du rseau. Certain problme pouvant affect la croissance future sont des n.uds supplmentaires, lajout dapplications consommatrices de bande passante et des exigences supplmentaires daccs aux ressources.

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Pour approfondir le sujet.Proposition de rfrences utiles permettant dapprofondir le thme abord

Sources de rfrenceCiter les auteurs et les sources de rfrence utilises pour llaboration du support

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