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Introduction Réseau Topologies - Protocoles Architectures en couches (Modèles O

Introduction Réseau Topologies - Protocoles Architectures en couches (Modèles OSI, IEEE, TCP/IP) Catherine Bernard (catherine.bernard@esigetel.fr) ESIEE – I3FR 2011/2012 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Objectifs du cours ◦Obtenir une culture générale sur l’architecture des réseaux en termes de matériel, interconnexion, topologie et support ◦Comprendre les architectures en couches des modèles réseaux Un certain nombre de technologies abordées ici seront approfondies dans les cours suivants : ◦Couches Physique et Liaison (support, codage, MAC) (semestre 1) ◦Couches Réseau et Transport – Routage – Traffic Management – TCP/IP (semestre 2) Volume horaire : CM 18h – TD 4h - TP 8h 2 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Introduction Concepts réseaux Les réseaux d’entreprise/Les réseaux d’opérateurs Architecture logicielle des réseaux – Structure en couches Le modèle OSI Les réseaux locaux (modèle IEEE) Le modèle TCP/IP Conclusion - Glossaire - Bibliographie 3 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Introduction ◦Petit historique ◦Indicateurs pour le secteur Réseau et Télécom ◦Perspectives : Le Cloud ??? Concepts réseaux Les réseaux d’entreprise/Les réseaux d’opérateurs Architecture logicielle des réseaux – Structure en couches Le modèle OSI Les réseaux locaux (modèle IEEE) Le modèle TCP/IP Conclusion - Glossaire - Bibliographie 4 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard L’histoire des télécommunications démarre en 1832 avec le physicien américain Morse (1792-1872) ◦Première liaison officielle en 1844 ◦Première liaison transocéanique en 1858 (elle ne fonctionne qu’un mois à cause d’un défaut d’isolement du câble immergé !) 1865 : Union Internationale des Télécommunications 1876 : En parallèle, développement de la téléphonie : dépôt d’un brevet par Graham Bell (1847-1922). 1899 : Première liaison hertzienne avec Marconi (1874-1937) 1931 : Télévision (principes) ◦1953 : Première transmission d’images TV par faisceaux hertziens Invention du transistor : une nouvelle voie aux communications... ◦1956 : 1ier câble téléphonique transocéanique avec 15 répéteurs immergés ◦1962 : 1ière liaison de télévision transocéanique avec le satellite Telstar 1 1961 : Invention du Laser - 1975 : première liaison sur fibre 5 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard 1969 : Début de l’Internet 1970 : Réseaux locaux - Ethernet qui ne cessera d’évoluer... (1995 : Fast Ethernet, 1998 : Gigabit Ethernet, aujourd'hui 10Gigabit Ethernet, demain 100 Gigabit) 1978 : Premier réseau mondial de transmission de données par paquets -X25- ouvert au public - France : Transpac). 1981 : Expérience de Velizy qui concrétise l’explosion de la télématique, le Minitel ! ! ! 1981 : Modèle OSI (Open System Interconnection) 1988 : RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) 1995 : ATM (Asynchronous Transfer Mode) 1998 : Ouverture des services de téléphonie à la concurrence Les années 2000 avec la démocratisation de la Téléphonie mobile (GSM, GPRS, UMTS…), les accès Internet Haut débit (ADSL, FTTx…), le Tbit/s dans les backbones Le début du 21ème siècle : Web 2.0, les réseaux sociaux, la virtualisation et demain tous dans le nuage! (Cloud Computing) 6 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard son ancêtre : ARPANET, conçu dans les années 1960 par le DARPA But : Concevoir une architecture de réseau dans laquelle la rupture d’une liaison n’interrompt pas brutalement les conversations Principe : les données sont découpées en « paquets » de bits, chaque paquet peut emprunter un chemin différent pour atteindre sa destination => réseau à commutation de paquets Connexion des centres du DoD à l’ARPANET dans les années 1970, puis des centres de recherche et des universités Fin des années 1980 : connexion des entreprises privées => naissance de l’Internet – Standardisation de IPv4 en 1981 (RFC 791) Tous ces réseaux fonctionnent selon les protocoles de routage et de transport TCP/IP 1.5 milliard d’internautes soit 22% de la population mondiale connectés en 2011 (source : Juniper Research) (1980, quelques dizaines d’hôtes – 1996, 12 millions de machines réparties en 500 000 réseaux). Croissance nourrie par 4 pays : Brésil, Russie, Inde, Chine 7 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Explosion du marché des Télécoms ◦Volume des transmissions de données qui double tous les ans ◦La vague Internet  21.3 millions d’abonnements à Internet à haut débit fin 2010 (soit un accroissement de 7.5% en un an - Réf. : http://www.arcep.fr/ ) Place de plus en plus importante dans les économies nationales Revenus des opérateurs de communications électroniques sur le marché des clients finaux : 11.5 milliards d’euros au 3ème trimestre 2010 – Réf. : http://www.arcep.fr/ Trois composantes majeures du marché (téléphonie fixe, Internet et téléphonie mobile) : 8.8 milliards d’euros au 3ème trimestre 2010 (Services fixes 3.9Md, services mobiles 4.9Md) Déréglementation - Arrivée de nouveaux opérateurs sur le marché ◦1000 opérateurs déclarés auprès de l’ARCEP (juillet 2010) Les acteurs du monde Réseaux & Télécom ◦Les constructeurs : Cisco, Alcatel-Lucent, Ericsson, Huawei, Nokia- Siemens… ◦Les opérateurs : Orange, AT&T (US), Verizon (US), Telefonica (Spain), China Mobile (CH), NTT (Japon), British Telecom (UK)… 8 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard 9 Définition du Cloud ◦Selon le Burton Group, le Cloud Computing regroupe « l’ensemble des disciplines, technologies et modèles d’entreprise utilisés pour fournir des capacités informatiques (logiciels, plates-formes, matériels) à la manière d’un service à la demande, évolutif et élastique » Caractéristiques du Cloud (NIST, National Institute of Standards Technology ) ◦Libre-service à la demande ◦Accès étendu au réseau ◦Mutualisation des ressources ◦Elasticité/mise à l’échelle rapide ◦Service mesuré Microsoft TechDays (février 2011) – Etude menée par Brocade ◦60 % des entreprises envisagent une migration vers le Cloud Computing d’ici 2012  Pour quelles raisons ??? Réduction des coûts, gain en agilité et flexibilité ◦Marché du Cloud entre 2009 et 2013, une croissance continue : + 20% Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Software as a Service ◦Concerne les applications d’entreprise : CRM, outils collaboratifs, messagerie, ERP…. Plateform as a Service ◦Concerne les environnements middleware, de développement, de test Infrastructure as a Service ◦Concerne les serveurs, moyens de stockage, réseau… Techniques de Virtualisation 10 Un modèle économique novateur ◦Plus de couts de licence, plus de coûts d’infrastructure, plus de coûts de maintenance et d’exploitation ◦… mais un coût unique à l’utilisation Et demain ??? De nouveaux défis… ◦De nouvelles régulations (internationales, locales) ?? Domaine de responsabilité ?? ◦Quelle sécurité ?? Une solution Green??? Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Introduction Concepts réseaux ◦Notion de Réseau – Classification des réseaux ◦Le transport de l’information ◦Les modes de communication Architecture logicielle des réseaux – Structure en couches Le modèle OSI Les réseaux locaux (modèle IEEE) Le modèle TCP/IP Conclusion - Glossaire - Bibliographie 11 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Réseau : ◦Étymologie : du latin « reticulum », petit filet, diminutif de « retis » ◦Définition : maillage constitué de nœuds et de fils les reliant les uns aux autres Pourquoi constituer un réseau ? ? ? ◦Partage de logiciels, de fichiers ◦Mise en commun d’applications ◦Partage de ressources : imprimantes, espace disque ◦Augmenter les performances ◦Diminution des coûts ◦Fiabilité des équipements, Sécurité 12 Réseau = résultat de la connexion de plusieurs machines entre elles Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard 13 Critères de choix d’un réseau : ◦La couverture géographique MAN Réseaux métropolitains Structure d’interconnexion Bus LAN Réseaux locaux WAN Réseaux étendus 1 m 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km Ethernet et ses évolutions (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Giga…) Réseaux d’interconnexion de LAN : ATM, SDH Internet, MPLS, SDH/PDH, WDM Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Critères de choix d’un réseau : ◦Le type d’environnement Bureautique : Réseaux Locaux d’Entreprises (RLE) Industriel : Réseaux Locaux Industriels (RLI) : CAN, BITBUS, FIP… ◦Le débit ◦Le type d’architecture physique (filaire ou radio) Au niveau des LAN : Ethernet défini sur paires torsadées, fibre optique - Réseaux 802.11/Wi-Fi ◦La qualité de service (QOS) : garantie de bande passante, taux d’erreurs… ◦Contrainte différente suivant le type d’application, de trafic Transport de la voix, vidéo - Transport de données ◦La sécurité : disponibilité, confidentialité, authentification… ◦Le coût 14 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Introduction Concepts réseaux ◦Notion de Réseau – Classification des réseaux ◦Le transport de l’information Signal analogique/numérique Les supports de transmission  Paires Torsadées, Coaxiaux, Fibre optique  Support à Propagation libre Les techniques de transmission  Transmission Bande de Base  Transmission large bande - Modulations ◦Les modes de communication Les réseaux d’entreprise/Les réseaux d’opérateurs Architecture logicielle des réseaux – Le modèle OSI Les Réseaux Locaux L’architecture TCP/IP Conclusion - Glossaire - Bibliographie 15 Ingénieur Réseaux par apprentissage - ESIEE 2011-2012 - Catherine Bernard Quelle tendance ?? « Communiquer plus vite et plus loin » Plusieurs types de signaux à transmettre : voix, vidéo, images, données signaux analogiques ou numériques Analogique ? ◦Les données analogiques = signaux de type continu ◦Signaux se présentant comme des variations de grandeurs physiques pouvant prendre n’importe quelle valeur de façon continue entre deux intervalles de temps ◦Propriétés d’un signal : fréquence uploads/Ingenierie_Lourd/ introduction-reseau-topologies-protocoles-architectures-en-couches-modeles-osi-ieee-tcp-ip-pdf.pdf