Architecture des R

1
Architecture des Réseaux
2
Architecture des RéseauxArchitectures étendues

• - Partie I -

3
Agenda (deuxième journée)

• Interconnexion de réseaux
• Architectures étendues
• Solutions de réseaux daccès
• Solutions de réseaux fédérateurs
• Notions de réseaux privés virtuels
• Réseaux de mobiles

4
Segmentation des services (1)

• Classification des offres de services
• Nature technique (mode de transmission)
• Topologie des liens entre sites
• Liaisons point-à-point
• Réseaux étoilés
• Réseaux maillés
• Besoins des clients, attentes du marché
• On distingue deux types déchanges en entreprise
  en fonction de la nature des sites
• Communication entre les sites majeurs de
  lentreprise
• Communication entre les sites périphériques de
  lentreprise

5
Segmentation des services (2)

• Communication entre les sites majeurs
• Établissements de première importance siège
  social ou administratif, centres informatiques,
  centres de RD, bureaux détude, centres de
  production, directions régionales
• Les besoins de communication entre ces sites
  conditionnent le fonctionnement global de
  lentreprise
• Caractéristiques
• Volumes de données importants
• Flux de données nombreux et variés travail
  coopératif, accès aux bases de données,
  visioconférence, back-up informatique
• Pour véhiculer lensemble de ses applications
  stratégiques, lentreprise doit sappuyer sur un
  réseau fédérateur de grande capacité le
   backbone 

6
Segmentation des services (3)

• Qualités du backbone
• Unicité il correspond aux caractéristiques
  propres de lentreprise
• Adaptabilité
• il doit évoluer rapidement
• montée en débit
• ajout de sites
• pour répondre aux changements de lentreprise
• tests de nouvelles applications
• partenariat avec autres entreprises
• Migrations
• Capacité il doit offrir des débits élevés
• Sécurité garanties en relation avec
• les volumes transportés
• la nature des applications
• le caractère stratégique des informations
  transmises

7
Segmentation des services (4)

• Communication entre les sites périphériques
• Sites  autres  de moindre importance
• Généralement beaucoup plus nombreux ou dispersés
  
• Agences, succursales, filiales, concessionnaires,
  franchisés
• Personnel mobile de lentreprise
• Télé-travailleurs
• Caractéristiques
• Volumes moindres
• Diversité
• Éloignement
• Le réseau entre les sites mineurs constitue le
  réseau  capillaire 

8
Segmentation des services (5)

• Besoins du réseau capillaire
• Communication interpersonnelle (messagerie,
  téléphone)
• Accès aux bases de données de lentreprise (via
  un Intranet)
• Enjeux
• Convergence des applications
• Solutions globales (progiciels, clients légers)
• Uniformisation des interfaces (interactivité
  multimédia)
• Croissance très forte des flux
• Cadre budgétaire limité du fait de la taille des
  sites concernés
• De plus en plus, les débits daccès du réseau
  capillaire sorientent fortement à la hausse

9
Segmentation des services (6)

• Les nouveaux modes de travail et dorganisation
  des entreprises (la  e-transformation )
  induisent une croissance exponentielle des flux
• Forte demande de montée en débit
• Développement de services  haut-débit 
• Augmentation de la bande passante opérateur
• Exploitation des nouvelles technologies (xDSL,
  ATM, WDM)

10
Segmentation des services (7)

• Exemple daugmentation des débits à budget
  équivalent (offres FT)

4 x 15 Mb/s
2 x 2 Mb/s
6 x 45 Mb/s
Global ATM 60 Mb/s
SMHD 270 Mb/s
Inter LAN HD 4 Mb/s
1999
Longue distance
Métropolitain
Transfix 512kb/s
Transfix 36Mb/s
Transfix 10Mb/s
1996
Budget mensuel
6 x 3 x 2 Mb/s
2 x 256 kb/s
5 x 2 Mb/s
176kF (distance 35km, 4 sites)
340kF (distance 600km, 4 sites)
16kF (distance 10km, 2 sites)
11
Segmentation des services (8)

• Offres de réseau backbone services sur fibre
  optique
• Services ATM haut-débit
• Infrastructure opérateur
• Échelle régionale, nationale ou internationale
• Boucles SDH
• Réseau dédié de transmission
• Échelle agglomération
• Possibilités dinterconnecter plusieurs boucles

12
Segmentation des services (9)

• Offres de réseau backbone services sur fibre
  optique
• Services ATM à la carte
• Interconnexion de réseaux locaux
• Échelle agglomération
• Extension des réseaux locaux avec le Fast
  Ethernet ou le Gigabit Ethernet
• Échelle locale

13
Segmentation des services (10)

• En fonction des paramètres suivants
• Niveau de performance technique attendu
• Qualité de Service souhaitée
• Topologie du réseau et son évolution
• Quantité de trafic à écouler
• le réseau capillaire peut être constitué de
  divers services compatibles entre eux

14
Segmentation des services (11)

• Offres de réseau capillaire
• Accès commutés RTC, RNIS ou GSM
• Analogique ou numérique
• Facturation à la connexion, au temps et à la
  distance
• Accès permanents liaisons louées
• Débit garanti
• Abonnement forfaitaire fonction de la distance
• Réseaux virtuels commutés ou permanents
• Accès X.25
• Réseaux privés Frame Relay
• Nouvelles offres daccès
• Solutions xDSL

15
Segmentation des services (12)

• La demande des entreprises évolue actuellement
  vers des solutions de plus en plus proche des
  besoins utilisateurs
• Offres de service de niveau supérieur (solutions
  IP)
• RPV-IP (Réseaux Privés Virtuels IP)
• Réseaux IP avec Classes de Services (COS)
• Réseaux IP sécurisés (IPSec)
• Dans tous les cas, les backbones opérateurs ont
  des besoins spécifiques de transmission et
  gestion du trafic
• Croissance des débits (WDM)
• Gestion, protection, priorisation des flots
  (MPLS)

16
Interconnexion de réseaux

• Objectifs
• Connaître les différentes technologies des
  réseaux d'entreprise
• Comprendre avantage inconvénients des solutions
  du marché
• Plan
• Solutions de réseaux daccès
• Solutions de réseaux fédérateurs
• Notions de réseaux privés virtuels
• Réseaux de mobiles

Solutions de réseaux d'accès
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Solutions daccès (1)

• Accès commutés historiques
• Sphère de la téléphonie fixe
• Accès au RTC (Réseau Téléphonique Commuté)
• Liaisons RNIS (Réseau Numérique à Intégration de
  Services)
• Sphère de la téléphonie mobile
• Accès via GSM
• Montée en débits et en services avec GPRS
• Arrivée de lUMTS
• Accès permanents
• Accès historiques X.25 (Transpac)
• Liaisons louées numériques (LL)
• Réseaux privés Frame Relay (très répandus)
• La nouvelle solution daccès économique et
  performante xDSL

18
Solutions daccès (2)

• Positionnement des solutions

Produit Positionnement Avantages Inconvénients
RNIS Communication ouverte (vers nimporte quel site) Communications ponctuelles Simplicité de mise en œuvre Tarification dépendant de la distance et la durée Pas de maîtrise des coûts Complexité de conception de solution dIRLE Débit limité
LL Communication point-à-point Communication permanente Réseau voix/données Couverture nationale Performance Simplicité de conception de solution dIRLE Tarification simple et forfaitaire Liaison dédiée Peu de souplesse dévolution Tarif dépendant de la distance Peu de choix de débits
X.25 Réseau maillé international Flux de type transactionnel Capillarité Couverture Performance limitée du protocole Temps de transit long Inadapté pour la voix
19
Solutions daccès (3)

• Positionnement des solutions

Produit Positionnement Avantages Inconvénients
Frame Relay Réseau maillé Réseau étoilé (distance moyenne supérieure à 300km) IRLE Souplesse dévolution Tarification forfaitaire, indépendante de la distance Gestion dynamique de bande passante International Engagement sur QS difficile (temps de transit) Débit limité à 8Mb/s
xDSL Réseau daccès Capillarité Débits garantis Asymétrie client/serveur Investissements légers Complexité de conception de solution dIRLE Débit limité
20
RNIS (1)

• RNIS Réseau Numérique à Intégration de Services
• Développement au CNET à Lannion
• Numéris RNIS Français
• ISDN Integrated Services Digital Network
• Support de RNIS Réseau numérique
• Le réseau français est numérisé à plus de 95

21
RNIS (2)

• Support de RNIS Réseau numérique
• La numérisation de la commutation signifie que
  les commutateurs électromagnétiques sont
  remplacés par des commutateurs électroniques à
  technologie de commutation temporelle
• commutation temporelle
• exploration séquentielle des N voies d'entrée
• élaboration d'une trame multiplexée comportant N
  intervalles de temps (IT) de k bits
• dans les autocommutateurs destinés au RNIS,
  chaque IT comprend 8 bits et se reproduit toutes
  les 125 microsecondes, soit 8000 fois par seconde
  (64000 bits/s)

22
RNIS (3)

• Accès Numéris de base 2BD
• Débit utile 144 kbit/s pour un débit nominal de
  192 kbit/s
• Une trame de 48 bits toutes les 250 Microsecondes
  avec 36 bits de données.
• 2 canaux B à 64 kbit/s pour la parole, les
  données, le texte et les images.
• 1 canal D à 16 kbit/s pour la signalisation, la
  messagerie et l'accès à Transpac (paquet dans D).
• Les canaux B sont en mode circuits
• Le canal D est en mode commutation de paquets
• Signalisation
• Emprunte un réseau  sémaphore  qui peut être de
  type variable
• Permet de ne réserver la ressource que si le
  destinataire est disponible (présent ou non
  occupé)
• Accès primaire 30BD
• Débit de 1984Kb/s sur un lien 2Mb/s

23
RNIS (4)

• Coûts des accès
• Accès de base  S0 
• Frais daccès au réseau
• Abonnement mensuel
• Accès primaire
• Frais daccès au réseau
• Abonnement mensuel par canal B avec une
  perception minimum
• Tarif des communications pour un service donné à
  64Kb/s
• Mise en œuvre des périodes de tarification (nuit,
  WE)
• Pour un canal B, le coût est maintenant identique
  au téléphone

24
Liaisons louées (1)

• Les liaisons louées permettent de relier les
  sites  mineurs  de lentreprise
• Reliés aux sites centraux  majeurs 
• Reliés entre eux
• Les échanges sont variables dune entité à
  lautre
• Volumes en forte croissance
• Distances souvent longues
• Localisations diverses
• Nombre de sites important
• Les offres de liaisons louées cèdent peu à peu
  leur place aux services DSL

25
Liaisons louées (2)

• La gamme des liaisons louées recouvre
• LLA (Liaison Louée Analogique)
• Lien point-à-point bi-directionnel
• Transport de la voix et des données à bas débit
• Le débit dépend des extrémités sur sites (modems)
• Bande de fréquences garantie 300Hz - 3400Hz
  (fréquences de la voix)
• Principalement utilisées
• pour interconnecter des PABX
• en relation avec des applicatifs ne pouvant
  plus évoluer (coût et technologie)
• pour des questions de coût

26
Liaisons louées (3)

• La gamme des liaisons louées recouvre
• LLN (Liaison Louée Numérique)
• Liaison point-à-point permanente
  bi-directionnelle
• Débit symétrique garanti
• Transport voix/données/images
• Large gamme de débits en fonction des interfaces
  normalisées

Liaisons Louées Débits Interfaces normalisées Interfaces fonctionnelles Caractéristiques électriques
Bas débits 2,4 à 19,2 kb/s V24/V28 V24 V28
Moyens débits 48 à 64 kb/s X.21 bis V24 V11 (V10)
Moyens/hauts débits 48 à 1920 kb/s X.24/V11 X.24 V11
Hauts débits 2048 kb/s G.703 G.703 ETS300166 G.703 ETS300166
Hauts débits 256 à 1984 kb/s G.703/G.704 G.704 G.703
27
Liaisons louées (4)

• La portée maximale des liaisons louées est
  limitée en bande de base
• Il est nécessaire de mettre en place des
  équipements répéteurs

Débits (en kb/s) Diamètre des conducteurs (en mm) Diamètre des conducteurs (en mm) Diamètre des conducteurs (en mm)
Débits (en kb/s) 0,4 0,6 0,8
2,4 15 30 35
9,6 9 15 20
19,2 7 12 18
48 6 9 14
64 5 8 12
128 5 8 10
256 4 6 7
Portée (en km)
28
Liaisons louées usages

• Besoin de connexion des sites informatiques

Types d'applications(exemples)
Caractéristiques des transmissions
Gros volumes Sites fixes(connexions 1 to
1) Temps de transfert longs Alternance
transmissions voix/données
Transfert de fichiers
Connexion de terminaux à une unité centrale
distante
Connexion de mainframes entre eux
Constitution d'un réseau privé
Interconnexion de réseaux locaux
29
Liaisons louées critères de choix

• Connexion de sites informatiques

Fréquence Durée
l Temps total des connexions
Disponibilité
l Niveau de sécurisation exigé
Qualité de transmission Bon ordre de réception
l Niveau de fiabilité exigé
30
Liaisons louées stratégie
1
Transport de données
Besoins recensés
Bénéfices
l Connexions longues,fréquentes, volumes élevés
Tarification forfaitaire
l Disponibilité maximale
Sécurisation des liaisons
l Fiabilité exigée
Liaison à usageexclusif d'un client,transmission
"brute"
l Alternance des transmissions voix/données
31
Liaisons louées stratégie
2
Transport de la voix
l Le résultat d'un calcul économique
Coût par mois
Seuil d'intérêt des LL
Économie de LL sur RNIS
Liaison Louée 64 kbit/s
Temps de communication
Accès de base RNIS
32
Liaisons louées tarifs
1
Les frais d'établissement de la liaison
FAS Frais d'Accès au Service ils
dépendent de la tranche de débit utilisée
cest un prix forfaitaire par extrémité
2
L'abonnement mensuel
il est fonction
du type de débit utilisé
et
de la distance en km entre les sites
de la durée du contrat
et
33
Liaisons louées exemple de tarif (Transfix 2.0)
l Liaison 64 kbit/s de 10km
Frais d'accès au service
600 HT par extrémité
Abonnement mensuel
349,1 HT
l Liaison 128 kbit/s de 10km
Frais d'accès au service
600 HT par extrémité
Abonnement mensuel
418,92 HT
34
X.25 (1)

• Protocole adopté fin 1976 par le CCITT (i.e.
  UIT-T)
• Ce protocole contient en lui-même les 3 premières
  couches du modèle OSI
• Couche physique essentiellement norme X.21bis
• Couche liaison sous-ensemble de la norme HDLC
  (LAP-B)
• Couche réseau
• définition des types de paquets de leur format
• Protocole dinterface entre un équipement et le
  réseau

35
X.25 (2)
X.25
X.25
interface
interface
ETTD
ETCD
X.25
LAP-B
X.25 niveau 3
36
X.25 (3)

• Le protocole X.25 utilise le mode avec connexion
• Au niveau 2, X.25 multiplexe des circuits
  virtuels
• Association bi-directionnelle entre deux
  extrémités (voies logiques)
• Au niveau 3 (paquet) X.25 spécifie dans len-tête
  
• 4 bits pour le champ  groupe de voies  16
  groupes
• 8 bits pour le champ  numéro de voie  256
  voies
• LETTD et lETCD partagent le même numéro de voie
  logique
• Le circuit virtuel est formé par l envoi dun
  paquet dappel
• Marquage du chemin interne au réseau
• Possible allocation de ressources

37
X.25 (4)

• Un circuit virtuel X.25 est une connexion logique
  créée pour assurer une communication fiable entre
  deux équipements terminaux
• Il indique lexistence dun chemin logique
  bi-directionnel entre un ETTD et un autre au
  travers dun réseau X.25
• Physiquement, la connexion passe au travers de
  nombreux autres équipements (ETCD et commutateurs
  de cœur de réseau)
• De multiples circuits virtuels (connexion
  logique) peuvent être multiplexés sur un unique
  circuit physique (connexion physique)
• Les circuits virtuels sont dé-multiplexés à
  lextrémité distante
• Les données sont finalement acheminées vers leur
  destination finale

38
X.25 (5)

• Le réseau procède à létablissement et à la
  libération de la communication sur demande dun
  abonné
• Labonné peut transmettre une interruption à son
  correspondant, celle-ci nest pas soumise au
  contrôle de flux
• La réinitialisation permet de provoquer
  labandon, par le réseau, de toutes les données
  en cours sur un circuit virtuel
• Au moyen de la reprise, il est possible de
  provoquer la libération de tous les CV.

39
X.25 (6)
DCE
DCE
DTE
DTE
(CALL REQUEST) (X, B)
(INCOMING CALL)
Call setup
Call setup
(CALL ACCEPTED) (Y, A)
(CALL CONNECTED)
Data (X)
Data (Y)
Data transfer
Data (X)
Data (Y)
Data transfer
Data (Y)
Data (X)
40
X.25 (7)
DCE
DCE
DTE
DTE
Data (X)
Data (Y)
Data transfer
Data (Y)
Data (X)
Data transfer
(CLEAR REQUEST) (Y)
(CLEAR INDICATION) (X)
Call clearing
Call clearing
(CLEAR CONFIRMATION) (Y)
(CLEAR CONFIRMATION)
41
X.25 (8)

• Les services réseaux X.25 ne correspondent plus à
  la réalité actuelle des besoins clients
• Historiquement infrastructure de réseau X.25
  Transpac
• Les accès X.25 sappuient sur des accès directs
  via
• Liaisons Louées de 14,4kb/s à 256kb/s
• Canal D RNIS
• Les tarifs se structurent selon
• Frais daccès au service
• Frais de mise en service (2k)
• Frais dabonnement (1,4k/mois pour 256kb/s)
• Frais de communication dépendant de la distance,
  du volume et des horaires (modèle téléphonique)

42
Frame Relay

• Objectifs
• Évolution
• Apports
• Fonctionnement
• Contrôle de trafic
• Offres de service

43
Frame Relay objectifs

• Meilleure utilisation des Liaisons Louées
• Adaptation aux nouvelles applications
• Prise en compte de la plus grande fiabilité des
  systèmes de transmission
• Interconnexion de réseaux locaux
• Haut-débit et QS adaptative

44
Frame Relay évolution (1)
27.7G
Frame Relay
22.6G
6.8G
Marché mondial des services 1997 - 2000
3.9G
X.25
Liaisons Louées
2.7G
2.6G
ATM
1.6G
SMDS
.24G
.17G
.13G
45
Frame Relay évolution (2)
Marché mondial des services équipements FR
17.2
Nombre de clients FR gt 30000
14.6
11.9
Nombre de membres du FR Forum gt 300
9.1
6.1
1er service Frame Relay
3.5
Nombre de ports FR gt 500000
.793
.262
1.7
46
Frame Relay (1)

• Inspiration de larchitecture X.25
• Mode avec connexion
• Réseaux haut-débit large bande
• Adaptation des débits
• Trames de taille variable
• LAN/WAN
• Vers ATM

47
Frame Relay (2)

• Inspiration de larchitecture X.25
• Évolution du mode de transport de données X.25
  aux débits trop limités pour accueillir les
  nouveaux besoins des flux
• Technologie de transition avant lavènement dATM
  la mise en place et le coût des infrastructures
  ATM ont laissé la place à Frame Relay
• Originellement conçu pour les interfaces RNIS
• Technologie à commutation de paquets niveau 2
  trames
• Frame Relay saffranchit de certains contrôles
  sophistiqués de la suite X.25
• Fenêtrage, retransmission, contrôle derreur à
  chaque nœud
• Frame Relay OSI niveau 2 / X.25 OSI niveau
  1-3
• Mettre à profit la fiabilité accrue des supports
  de transmission

48
Frame Relay apports

• Temps de transmission réduit en réduisant
  certains traitements dans les nœuds devenus
  obsolètes avec les avancées technologiques
• Contrôle derreur allégé
• Système de fenêtrage
• Évolution du contrat de labonné par partage
  dynamique des ressources
• Gestion de circuits virtuels au niveau 2 (liaison
  de données) à laide des DLCI (Data-Link
  Connection Identifier)
• Mécanismes de contrôle de trafic spécifiques
• Conservation des équipements X.25 ou LL

49
Frame Relay composants

• Deux types déquipements
• DTE Data Terminal Equipment (ETTD)
• Équipements clients
• Routeur, multiplexeur, FRAD (Frame Relay Access
  Device)
• DCE Data Circuit-terminating Equipment (ETCD)
• Équipements WAN (opérateur)
• Commutateur Frame Relay

50
Frame Relay circuits virtuels (1)

• Frame Relay utilise le concept de circuit virtuel
  entre deux DTE
• Chemin logique de communication bi-directionnel
• Identifiés de manière unique (sur le LAN) par un
  DLCI
• Plusieurs circuits virtuels peuvent être
  multiplexés sur le même circuit physique

51
Frame Relay circuits virtuels (2)

• Deux types de circuits virtuels
• PVC (Permanent Virtual Circuits) ou CVP
• La connexion existe, quil y ait ou non de
  linformation à envoyer
• Aucune étape détablissement ou de terminaison à
  effectuer
• Paramètres exprimés dans un formulaire et
  configurés par ladministrateur
• SVC (Switched Virtual Circuits) ou CVC
• La connexion est établie à la demande, et donc
  temporaire (et donc plus économique)
• Trois étapes nécessaires à lenvoi dinformation
• Établissement
• Transfert de données
• Libération
• Paramètres précisés dans la demande de connexion

52
Frame Relay contrôle derreurs

• Le protocole Frame Relay suppose
• un réseau fiable
• des équipements dextrémité intelligents
• Un contrôle derreur simple basé sur le principe
  du CRC
• FCS Frame Check Sequence
• Utilisé par les équipements dextrémité
  uniquement
• Le réseau vérifie la taille de la trame et la
  validité des adresses
• Les trames invalides sont rejetées
• Le réseau ne fournit aucun contrôle derreur

53
Frame Relay structure de la trame
1
2
2
1 - 4090
Octets
1
FCS
F
F
HDR
Données utilisateur
Encapsulation
6
1
1
DLCI
C/R
0
Paquet IP
DLCI
DE
1
FECN
BECN
Trame Ethernet
1
4
1
1
1
. . .

• F (Flag) délimiteur (01111110)
• HDR (Header) en-tête
• DLCI Data-Link Connection Identifier
• C/R Command / Response
• FECN Forward Explicit Congestion Notification
• BECN Backward Explicit Congestion Notification
• DE Discard Eligibility
• FCS CRC-16

54
Frame Relay contrôle dadmission (1)

• Un contrat de trafic est établi entre lusager et
  le réseau concernant le trafic qui sera envoyé
  sur le CV
• Le trafic est qualifié par trois paramètres
  essentiels (descripteur)
• CIR (Commited Information Rate)
• Bande passante définie pour le CV
• Débit moyen garanti par le réseau durant un
  intervalle T
• CBS (Commited Burst Size) nombre maximum (Bc)
  de bits pouvant être transmis pendant T
• EBS (Excess Burst Size) nombre maximum de bits
  (Be) que le réseau essaiera de transmettre
  au-delà de CBS pendant T

55
Frame Relay contrôle dadmission (2)

• Le bit DE est marqué à 1 lorsque le nombre de
  bits transmis pendant T est compris entre Bc et
  BcBe

bits
Trames rejetées
Débit daccès
Be Bc
Trames marquées
Activité utilisateur
Bc
CIR
Trames acceptées (garanties)
temps
T
DE 0
DE 1
DE 0
Rejetées
56
Frame Relay contrôle de flux (1)

• Pas de contrôle de flux de bout-en-bout comme
  dans X.25 ou TCP
• Des indicateurs (positionnement de bits dans la
  trame) sont donnés à lémetteur/récepteur pour
  que le protocole de niveau supérieur réagisse
• FECN (Forward Explicit Congestion Notification)
  pour le destinataire
• BECN (Backward Explicit Congestion Notification)
  pour lémetteur
• Marquage des bits ECN par les DCE
• Un DTE peut décider de marquer la trame comme non
  prioritaire à laide du bit DE (Discard
  Eligibility)
• Lors dune congestion, les trames marquées (DE
  1) sont rejetées par les DCE
• Cest un moyen (sommaire) de protéger des flux
• Les indications de contrôle de flux peuvent être
  ignorées par le protocole de niveau supérieur

57
Frame Relay contrôle de flux (2)
58
Frame Relay contrôle de flux (3)
59
Offres de service Frame Relay (1)

• Les services Frame Relay sont aujourdhui
  disponibles à léchelle mondiale
• Une entreprise peut choisir un réseau
• Semi-privé de CVP relayés par un cœur de réseau
  opérateur (ATM)
• Entièrement privé sous son administration
  complète ou déléguée (outsourcing)

60
Offres de service Frame Relay (2)

• A lheure actuelle le positionnement du Frame
  Relay se situe dans la gamme de débits daccès de
  64kb/s à 2Mb/s, même si de plus hauts débits
  peuvent être atteints
• La règle de dimensionnement de base est la
  suivante
• Le CIR sétalera donc généralement, pour un CVP,
  entre 4kb/s et 1,5Mb/s

CIR ? 75 débit daccès
61
Offres de service Frame Relay (3)

• Les réseaux homogènes sans couture Frame Relay
  garantissent des temps de transit courts
• Idéal pour les demandes actuelles des
  applications
• Exemples
• Intra-CEE 18 35ms
• Paris New York 65ms
• Paris Tokyo 190ms
• Caractéristiques séduisantes pour lentreprise
• Débit CIR garanti 100 du temps (engagement
  contractuel)
• Capacité dabsorber des rafales sporadiques
  (définition dun EIR)
• Possibilités de définir des classes de services

62
Classes de service Frame Relay

• Par la définition des descripteurs de trafic
  attachés à chaque CVP demandé par une entreprise,
  il est possible de définir (implicitement ou
  explicitement) des classes de service
• A chaque CVP sera associé un descripteur de
  trafic particulier
• Applications temps-réel (Voix/Vidéo)
• Haute priorité
• Faible capacité de  burst 
• Applications critiques et stratégiques (flux
  transactionnels ERP, flux monétiques)
• Protection à lélimination
• Forte capacité de  burst 
• Applications autres non critiques (messagerie,
  etc.)
• Le réseau (commutateurs) met en œuvre des règles
  de priorisation des CVP et de marquage des trames

63
Offres de service Frame Relay (4)

• Structure tarifaire
• Frais daccès au service
• Structure dabonnements dépendant
• du débit daccès
• de la localisation géographique
• du nombre de CVP
• ou décomposé par CVP, selon les valeurs de CIR
  et les classes de services demandées
• Les offres de service Frame Relay sont les plus
  avantageuses encore à lheure actuelle pour des
  débits dinterconnexion jusquà 2Mb/s (8Mb/s en
  France, 45Mb/s à linternational dans certains
  pays)

64
Offres de service Frame Relay (5)
65
Offres de service Frame Relay (6)

• Le service est fondé sur létablissement dun CVP
  pour chaque besoin dinterconnexion entre deux
  sites clients
• Disponible dans plus de 50 pays
• Gamme de débits daccès de 64kb/s à 2Mb/s,
  jusquà 8Mb/s en France
• Service de PVC donnant le choix entre plusieurs
  CIR
• Débit minimum garanti (CIR) 100 du temps
• Absorption des rafales (EIR) jusquà 100 du
  débit daccès
• Disponibilité du réseau 99,9
• Tarification forfaitaire
• Fourniture de tableaux de bord
• Prise en charge des équipements dextrémité
  (routeurs, FRAD)

66
Offres de service Frame Relay (7)

• Le service opérateur peut présenter des éléments
  contractuels différents de la norme, mais
  directement liés aux notions de CIR, CBS et EBS
• CIR (Committed Information Rate)
• SIR (Sustainable Information Rate)
• EIR (Excess Information Rate)

67
Technologies DSL (1)

• La technologie DSL (Digital Subscriber Line) est
  une technologie modem qui utilise les lignes
  téléphoniques à paires torsadées existantes pour
  transporter des données avec une bande passante
  étendue jusquau client terminal
• Le terme xDSL recouvre un certain nombre de
  formes similaires, et pourtant concurrentielles
  de DSL
• ADSL
• SDSL
• HDSL
• VDSL
• Lintérêt principal de la technologie DSL réside
  dans sa capillarité sans modifier
  fondamentalement les infrastructures existantes,
  il est possible datteindre des clients dispersés

68
Technologies DSL (2)

• Les services xDSL sont des services dédiés,
  point-à-point, daccès à un réseau dopérateur
• par le biais dune boucle locale cuivre
• entre le local du NSP (Network Service
  Provider) et le site client
• ou sur des boucles locales créées dans un
  bâtiment ou sur un campus
• À lheure actuelle, les développements principaux
  concernent le déploiement des services et des
  architectures ADSL et VDSL

69
Technologies DSL (3)

• Lancement du concept par Bellcore en 1988
• Transmission sur paire de cuivre symétrique
  torsadée
• réutilisation des paires de cuivre installées
  pour le téléphone
• maintien de la disponibilité de la ligne pour la
  téléphonie
• mise en œuvre de nouvelles techniques de
  traitement du signal
• Barrière théorique des 300-3400 Hz repoussée
• Limitation due au réseau, pas à la boucle locale
• Bande passante de la paire torsadée de l'ordre du
  MHz
• Utilisation envisageable jusqu'à une distance
  d'environ 3 à 3.5km

70
HDSL

• High data rate DSL
• Débits 1.544Mb/s (T1) ou 2.048Mb/s (E1)
• Mode duplex
• Bande des 80kHz à 240kHz
• Distance maximale de 3.6km
• 2 paires torsadées pour T1 (chaque paire à ½
  vitesse)
• 3 paires torsadées pour T2 (chaque paire à 1/3
  vitesse)
• Utilisation
• Connexion de PABX
• Accès à Internet (serveurs)
• Réseaux privés

71
SDSL

• Single line DSL
• Version de HDSL utilisant une seule paire
  torsadée
• Débits 1.544Mb/s (T1) ou 2.048Mb/s (E1)
• Opère sur le réseau téléphonique
• Une ligne supporte le service téléphonique et la
  transmission T1/E1
• Mode duplex
• Bande des 80kHz à 240kHz
• Distance maximale de 3km

72
ADSL (1)

• Asymmetric DSL
• ANSI Standard T1.413
• 6.1Mb/s en flux descendant
• Mode de connexion permanente

73
ADSL (2)

• Lasymétrie provient plus du câblage que de la
  technologie de transmission
• Câble nombre important de paires torsadées
• Envoyer des signaux symétriques sur plusieurs
  paires dans un même câble limite de manière
  significative le débit et la longueur de la ligne
• Débits
• Voie descendante (downstream) 1.5Mb/s à
  8.448Mb/s
• T1, E1, DS2, E2
• Voie montante (upstream) 16kb/s à 640kb/s
• Signalisation, opérations de contrôle et
  dadaptation aux lignes, trafic usager
• Le service téléphonique reste disponible

74
ADSL (3)

• Fréquences
• Le spectre est divisé en 3 régions
• Téléphone 4kHz
• Canal montant (usager-réseau)
• Canal descendant (réseau-usager)
• Deux méthodes
• Echo Cancellation
• FDM (Frequency Division Multiplexing)

75
ADSL (4)

• Modulation DMT (Discrete Multi-Tone)
• Intégrée dans la norme ANSI T1.413
• Division de la bande (0-1.1MHz) en 256
  sous-canaux de 4.31kHz
• Chaque canal a son propre flot de signaux
• Le protocole ADSL permet aux extrémités de savoir
  quels canaux sont actifs en fonction du SNR
  (Signal Noise Ratio) de la ligne
• Cette information est utilisée pour éclater le
  flux de données sur les différents canaux

76
ADSL (5)

• Le standard de lANSI autorise le transport de 16
  bits par Hz, mais la plupart des implémentations
  actuelles ne transportent que 8 bits/Hz
• Le débit se calcule en multipliant le nombre de
  canaux par le nombre de bits/canal et par la
  vitesse de modulation (DMT)
• Exemple avec 8bits/Hz
• Débit montant maximal 25 x 8 x 4000 800kb/s
• Débit descendant maximal 229 x 8 x 4000
  7.328kb/s
• Le débit descendant normalisé sélève à 6.1Mb/s

77
ADSL (6)

• Il existe une version allégée de ADSL G.Lite
  DSL
• Normalisée ITU G922.2
• Associée à un débit T1 (1.544Mb/s)
• Plus de limitation de distance
• Pas dintervention chez labonné on évite la
  pose dun séparateur de fréquence (téléphone
  ADSL)

78
ADSL (7)

• Protocoles mis en œuvre pour IP sur ADSL

Point to Point Protocol transport de
datagrammes en mode point à point avec services
dauthentification
Niveau 3
Utilisation pour authentification
ATM assure le niveau 2 à 25Mb/s
Niveau 2
Niveau 1
79
ADSL (8)

• Services téléphoniques classiques

80
ADSL (9)

• Connexion ADSL classique

81
ADSL (10)

• Modem/splitter ADSL

82
ADSL (11)

• Accès ADSL à Internet pour un réseau local

83
VDSL (1)

• Il devient évident que les compagnies de
  téléphone prennent aujourdhui les décisions
  nécessaires pour inclure les boucles de paires
  cuivres existantes dans leurs réseaux daccès
  large bande de demain
• HFC (Hybrid Fiber Coax), un médium partagé idéal
  pour la diffusion analogique et numérique, montre
  ses limites dans le transport simultané de la
  voix, de la vidéo interactive et des
  communications haut-débit
• Le coût du FTTH (Fiber-To-The-Home) est encore
  prohibitif
• Une alternative attirante, souvent appelée FTTN
  (Fiber-To-The-Neighborhood), utilise une
  combinaison de fibres alimentant des unités de
  réseau optique de proximité et des terminaisons
  cuivres

84
VDSL (2)

• Le VDSL est une technologie permettant le FTTN
• VDSL transmet des données à haut-débit sur de
  courtes distances de paires cuivres, selon une
  gamme de débit dépendante de la longueur
• Le débit descendant maximal se situe aujourdhui
  entre 51 et 55 Mb/s (respectivement 13Mb/s) sur
  des lignes de 300m (resp. 1,5km) maximum
• Le débit montant, dans les premiers modèles, sera
  asymétrique, pour des vitesses allant de 1,6 à
  2,3 Mb/s
• Les deux canaux seront séparés, dans des
  fréquences prises dans les bandes du service
  téléphonique et du RNIS

85
Fréquences Radio

• Les ondes hertziennes terrestres
• Fixes à Fréquence Radio
• Mobiles
• IMT 2000 (International Mobile Telecommunication
  for the year 2000)
• débit jusquà 2Mbit/S
• UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)
• Débuts commerciaux en Europe en 2002
• Les réseaux radio locaux
• BLR (Boucle Locale Radio)
• Wavelan 802.11, 802.16
• Bluetooth 802.15

86
Bluetooth

• PAN personal area networking
• 2.4 Ghz
• Industrial support Bluetooth sig
• Ericsson, Nokia, IBM, Intel, etc.
• Distances 10m 100m
• Débit 720kbps par canal
• Coût objectif 5 par module
• http//www.bluetooth.com

87
IEEE 802.11
88
Réseaux Ethernet mobile

• IEEE 802.11b
• 2 400 et 2 483,5 Mhz
• 11 Mbit/s
• IEEE 802.11a
• HiperLAN 2 (MAC ATM) from ETSI
• 802.11a opère sur la bande des 5 Ghz
• 802.11a propose 8 vitesses de 6 à 54 Mbit/s
• 802.11e

89
IEEE 802.11e

• Téléphone IEEE 802.11
• IEEE 802.11e pour une bonne qualité de service

90
IEEE 802.16

• Wireless Local Loop (WLL)

91
LMDS

• Local Multipoint Distribution System

92
Satellites

• Infrastructure
• Nombreux projets
• Premières offres commerciales
• Trop et trop cher?
• Partenariats
• satellites, télécom, électronique, services
• Plusieurs orbites en fonction des objectifs
• GEO (Géostationnaire, 36000km)
• MEO (Orbite moyenne, 5000-12000km)
• LEO (Orbite basse, 500-1500km)

93
Projets services satellites

• Géostationnaires
• Intelsat, Eutelsat, Immarsat, Orion
• 3 satellites pour couvrir la terre
• problème du terminal au sol (antennes)
• Orbites moyennes (MEO)
• ICO
• 10 satellites pour couvrir la terre
• Orbites basses (LEO)
• constellations (48, 66, 80, 288 satellites)
• délai de lordre de 10ms
• Globalstar (Loral et Alcatel), Irridium
  (Motorola)
• Teledesic (Motorola), Skybridge (Alcatel)

94
Téléphonie mobile

• Génération 1
• Radiocom 2000
• Génération 2
• GSM (1992)
• GSM WAP (2000)
• GPRS WAP (2002)
• Génération 3
• UMTS (2003)

95
GSM Système de communication radio public

• Groupe Special Mobile 1982
• Global System for Mobile Communications 1992
• Services de seconde génération
• Voix (circuit)
• Data (basse vitesse lt 9.6kbps, circuit)
• Facsimile
• SMS (Short Message Service, paquet)
• Roaming International

96
Évolutions

• GPRS
• Passe de circuit GSM à paquetcircuit
• Multi-slots 8 slots
• Dessert moins dutilisateurs
• Paquet, accès IP
• Débit théorique 170kbps
• Débit effectif de 20 à 40 kbps
• Contraintes sur les terminaux

97
Troisième génération

• UMTS
• Universal Mobile Telecommunication System
• Intégration fixe-mobile
• Multimédia !!!
• Haut débit
• Exterieur rural 144kbps, 500km/h
• Exterieur sub-urbain 384kbps, 120km/h
• Exterieur faible, intérieur 2Mbps, 10km/h
• QoS
• Terminaux variés

98
UMTS dans le monde

• Japon
• Leader
• Testbed NTT Docomo
• USA
• Peu dintérêt
• Pénurie de fréquences
• Existence dune technologie Haut Débit IS-95
• Evolution vers CDMA2000
• Europe
• Succès du GSM canaux TDMA 200khz
• UMTS offre seulement 60 de capacité en plus que
  GSM (GPRS)

99
Capacités des réseaux mobiles

• Comparaison des débits réels ou estimés pour
  lenvoi dun courrier électronique avec un
  document attaché de 10 pages (500Ko)
• ()en conditions optimales

100
Interconnexion de réseaux

• Objectifs
• Connaître les différentes technologies des
  réseaux d'entreprise
• Comprendre avantage inconvénients des solutions
  du marché
• Plan
• Solutions de réseaux daccès
• Solutions de réseaux fédérateurs
• Notions de réseaux privés virtuels
• Réseaux de mobiles

Solutions de réseaux fédérateurs
101
Réseaux fédérateurs

• Extension des technologies d'accès
• Réseau d'interconnexion Frame Relay
• Réseau "point-à-point" Liaisons Louées
• Technologie reine des opérateurs ATM
• Support privilégié liaisons optiques, boucles
  métropolitaines SDH
• Optimisation du support WDM
• Offres de services IP (sur ATM) MPLS
• Concurrence marginale Gigabit Ethernet

102
Introduction

• ATM nouvelle technologie pour répondre à de
  nouvelles applications
• Comprendre les solutions proposées par ATM
• Connaître les fonctionnalités techniques des
  réseaux
• Prendre en compte les caractéristiques (besoins)
  des applications

 Contrary to common misconceptions, ATM is a
very complex technology, perhaps the most complex
ever developed by the networking industry  A.
Alles (Cisco)
103
Historique

• RNIS à bande étroite (RNIS-BE, ISDN, Numéris)
• Réseau numérique de bout-en-bout
• Réseau multi-services (voix, données, vidéo, )
• Interface usager unique (câble et RJ45)
• Débits variables à linterface réseau (n ? 64
  kb/s, n ? 1 30)
• Réseau dédié pour la signalisation (sémaphore)
• RNIS à large bande (RNIS-LB, B-ISDN)
• Débits très élevés (Gigabit/s)
• Une seule infrastructure de transport (ATM)

104
Origines dATM

• Principes élaborés à partir de 1982 dans les
  laboratoires de France Telecom (Lannion)
• Démarche similaire chez ATT et autres opérateurs
  télécoms (STM)
• Recherche dune nouvelle technique de
  transmission numérique capable
• de transporter tous types dinformations
  (données, voix, images) sur les supports
  physiques des opérateurs publics (infrastructure
  partagée)
• doffrir des débits variables et élevés
• de garantir des performances aux applications
  (Qualité de Service)
• dêtre intégrée dans le nouveau RNIS
• doffrir le même service de bout-en-bout (LAN,
  WAN, mobile)

105
Normalisation (1)

• Normes et standards concernant le RNIS-LB
• CCITT (UIT) appellation I.xxx
• ATM Forum groupement dutilisateurs et de
  constructeurs
• IETF IP over ATM
• Calendrier
• 1982 concurrence entre ATM (Europe) et STM
  (US)
• 1988 choix dATM par lUIT
• Définition des formats de transfert de données
• Négociation entre US-Japon et Europe
• 1993-1995 définition des autres protocoles du
  RNIS-LB par lUIT

106
Normalisation (2)

• Spécifications majeures issues de lATM Forum
• Réseaux locaux ATM
• Protocoles de routage avec Qualité de Service
• Protocoles de signalisation
• Services de transport de données pour Internet,
  Ethernet
• Vidéo à la demande (VoD, MPEG-2 sur ATM)
• Voix sur ATM (VoATM, en coordination avec lUIT)

107
Objectifs génériques dATM (1)

• Objectifs initiaux
• Supporter tout type de communication (voix,
  vidéo, données) sur un même réseau
• Offrir le même service de bout en bout quels que
  soient les réseaux LAN, MAN, WAN, mobile
• Fonctionner à très hauts débits (Gbits/s)
• Garantir une qualité de service (bande passante,
  temps de latence, gigue, taux de perte) à chaque
  utilisateur
• Utiliser les standards de couches physiques
  existants
• Fibre optique (SONET, SDH)
• Paire torsadée

108
Objectifs génériques dATM (2)

• Besoins des opérateurs
• Solution intégrée
• Simplification de loffre
• Support de tous types de trafics (voix, données,
  vidéo)
• Qualité de service différenciée
• Meilleure performance
• Optimisation de la bande passante
• Multiplexage des rafales
• Évolutivité

109
Descripteurs de trafic

• Chaque application génère son profil de trafic
• Exemples flux constant, sporadique
  ( bursty ), haut ou bas débit
• ATM veut supporter toutes les applications dans
  de bonnes conditions
• Nécessité de qualifier/caractériser le
  comportement des applications au moyens de
  paramètres de trafic

110
Applications et services (1)

• Intégration de trafics multiples
• Internet
• Interconnexion de réseaux locaux
• Vidéo-conférence, travail collaboratif
  (groupware)
• Télé-enseignement, télé-médecine,
  télé-surveillance
• Broadcast (diffusion TVHD), multicast (VoD)

111
Applications et services (2)

• Intégration de trafics multiples

112
Applications et services (3)

• Téléphonie numérique (son interactif)
• Débit constant garanti 64 Kb/s (5 Kb/s si
  compression)
• Temps de latence fixe faible
• Dialogue de bonne qualité 100-500 ms)
• Annulation décho (RTT lt 24 ms)
• Gigue nulle ou faible (lt 400ms)
• Supporte des erreurs/pertes (BER lt 10-2)
• Retransmissions inutiles
• Mode connecté bien adapté

113
Applications et services (4)

• Vidéo numérique
• Bande passante garantie
• Vidéo-conférence débit constant n ? 64 Kb/s
  (norme H.261)
• CD-Vidéo débit constant 1.5 Mb/s
• DVD-VoD débit variable 3-6 Mb/s (codage MPEG-2)
• TVHD débit variable 30-60 Mb/s (codage MPEG-2)
• Temps de latence fixe
• Interactivité 100-500 ms
• Diffusion quelques secondes
• Gigue faible (lt 100ms)
• Supporte mal les erreurs (BER lt 10-5)
• Mode diffusion implicite

114
Paramètres de trafic ATM (1)

• Afin de décrire le profil de la demande
  applicative, ATM définit des paramètres de trafic

Réseau
115
Paramètres de trafic ATM (2)

• Débit maximal (crête)
• Débit minimal (requis)
• Débit moyen
• Débit soutenu
• Taille maximale des rafales

• Peak Cell Rate (PCR)
• Minimum Cell Rate (MCR)
• Average Cell Rate (ACR)
• Sustainable Cell Rate (SCR)
• Maximum Burst Size (MBS)

ACR ? SCR ? PCR
116
Descripteurs de Qualité de Service

• Une application a besoin de certaines garanties
  du réseau
• Critères de QoS
• Demandées à louverture de la connexion (CV)
• Le réseau offre une bande passante par connexion
• Négociation des paramètres de trafic
• Insuffisant pour garantir le temps de latence, le
  taux derreur
• ATM définit des paramètres de QoS

117
Paramètres de Qualité de Service

• Temps de latence
• Temps de transfert maximal
• Gigue
• Taux derreur
• Taux de perte de paquets
• Taux derreur bits

• Cell Delay
• Maximum Cell Transfer Delay (Max CTD)
• Cell Delay Variation (CDV)
• Loss/Error Rate
• Cell Loss Ratio (CLR)
• Bit Error Rate (BER)

118
Classes de services

• En mixant les demandes des applications et les
  services offerts par ATM, on peut définir les
  notions de
• Classes de services de transfert
• Contrat de service

Classe A Classe B Classe C Classe D
Temps Isochrone Isochrone Asynchrone Asynchrone
Débit Constant Variable Variable Variable
Mode Connecté Connecté Connecté Non connecté
Applications types Voix interactive Vidéo Voix ou vidéo compressées Données Données
119
Contrats de service (1)

• CBR DBR (Constant/Deterministic Bit Rate)
• Offre de garanties maximales
• Coût élevé

Paramètres Classe de service
Paramètres CBR
QS CTD ?
QS CDV ?
QS CLR ?
Trafic PCR ?
Trafic SCR
Trafic MBS
Trafic MCR
120
Contrats de service (2)

• VBR (Variable Bit Rate)
• Temps réel real-time VBR (rt-VBR)
• Non temps réel non-real-time VBR (nrt-VBR)

Paramètres Classe de service Classe de service
Paramètres rt-VBR nrt-VBR
QS CTD ? ?
QS CDV ?
QS CLR ? ?
Trafic PCR ? ?
Trafic SCR ? ?
Trafic MBS ? ?
Trafic MCR
121
Contrats de service (3)

• UBR (Unspecified Bit Rate)
• Offre de garanties minimales
• Coût minime

Paramètres Classe de service
Paramètres UBR
QS CTD
QS CDV
QS CLR
Trafic PCR ?
Trafic SCR
Trafic MBS
Trafic MCR
122
Contrats de service (4)

• ABR (Available Bit Rate)
• Spécifications ATM Forum
• Peu utilisée en pratique (concurrencée par UBR)

Paramètres Classe de service
Paramètres ABR
QS CTD
QS CDV
QS CLR ?
Trafic PCR ?
Trafic SCR
Trafic MBS
Trafic MCR ?
123
Classes/contrats de service

• But
• Économie dinfrastructures (ressources accordées
  en fonction de la demande)
• Problèmes
• Classification des applications
• Choix dépendant de la compréhension de la QS
  requise
• Exigence de remontées opérateurs pour vérifier le
  respect du contrat
• Philosophie concurrente
• Monde IP  Pourquoi ne serait-ce pas aux
  applications de sadapter dynamiquement au réseau
  ? 

124
Réseau de cellules

• Idée de base
• Transmettre toutes les données dans des petits
  paquets de taille fixe
• Paquets blocs de données avec des informations
  de contrôle placées dans un en-tête
• Cellules paquets de petite taille fixe
• Moins de gaspillage de place les cellules sont
  toujours remplies par de linformation
• Optimisation du délai transmission,
  commutation, émission

Cellules
UNI
UNI
Paquet réassemblé
Paquet
125
Horloges

• Dans un réseau temporel numérique, les
  informations se présentent aux nœuds de
  commutation
• Sous forme cyclique lorsquil sagit de circuits
• Dintervalles de temps pour les paquets
• Le système émetteur fournit son horloge au nœud
  de commutation
• Synchrone
• Les horloges ont la même fréquence
• Plésiochrone
• Même rythme théorique, les horloges sont voisines
  mais pas synchrones
• Asynchrone
• Aucune relation entre les horloges

126
Multiplexage temporel synchrone

• Chaque élément (slot) numéroté n est réservé à un
  canal n
• Un canal une communication
• Le temps est découpé en trames successives
  contiguës et de durée constante
• Bande passante fixe
• Délai constant lors de lacheminement
• Si silence dans la communication
• Élément vide
• Gaspillage de la bande passante

127
Multiplexage temporel asynchrone

• Plus de synchronisme entre les trames (trames
  acycliques)
• Sil ny a pas dassignation fixe de  slot ,
  chaque unité dinformation doit être étiquetée
• Il ny a pas de  slot  fixe
• Slot de longueur fixe (simple) ou variable (plus
  compliqué)