Les architectures de réseaux
Un rapide tour d'horizon est établi ci-dessous des différents types de réseaux.
Les réseaux DAN ou réseaux départementaux représentent 50 % du total des communications,
Les réseaux LAN ou réseaux locaux représentent 30 % du total des communications,
Les réseaux MAN / WAN ou réseaux distants représentent 20 % du total des communications.
Nota : Cette liste n'a pas la prétention d'être exhaustive mais simplement de montrer aux lecteurs les applications , les technologies utilisées et les interconnexions à l'échelle mondiale.
Nous constatons que les échanges au sein de l'entreprise (réseaux DAN et LAN) représentent 80 % du total des communications qui transitent sur le LAN.
Fig. 2.1.1. Les différents types de réseaux
Les Réseaux Locaux d'Entreprise - RLE
Les Réseaux Locaux d'Entreprise (RLE) ou en anglais Local Area Network (LAN) peuvent se classer en trois générations qui se caractérisent par :
la capacité de débit,
le partage du support physique ou non,
la synchronisation ou non,
Les trois générations de réseaux locaux sont les suivantes :
les réseaux à 10 Mb/s avec partage du support physique - asynchrone (Ethernet), ETHERNET normalisé IEEE 802.3 et ISO 8802.3, la méthode d'accès CSMA/CD découle de la méthode aléatoire appelée "ALOHA" qui était implantée sur un réseau reliant les îles Hawaï. Cette méthode est simple et ne nécessite aucune synchronisation.
les réseaux à 100 Mb/s avec partage du support physique - synchrone FDDI (Fiber Distributed Data Interface) normalisé ISO 9314 comprend une administration de réseau intégrée, il permet l'interconnexion de réseaux Ethernet et Token-Ring dont il reprend la méthode d'accès de type jeton temporisé.
les réseaux à 1 Gb/s (en cours d'apparition). Une technique se développe très rapidement, la commutation de réseaux locaux (ex : la commutation Ethernet à 100 Mb/s), les trames Ethernet sont commutées de noeud en noeud jusqu'à son destinataire final.
Les Réseaux étendus
Les réseaux étendus ou WAN (Wide Area Network) sont soit terrestres soit satellite et transportent des données numériques sur de grandes distances.
Les réseaux informatique : utilisent la technique de transfert par commutation de paquets,
Les réseaux de télécommunication : ayant des contraintes de synchronisation et de temps utilisent principalement la technique de transfert par commutation de circuits.
Les réseaux des cablo-opérateurs : Actuellement ils transportent l'image en analogique mais à terme ils transporteront également la voix et les données à plusieurs dizaines de Mbit/s pour des applications Multimédia.
La spécificité du transport de l'image nécessitera la commutation de cellules.
Les réseaux haut-débit : permet d'intégrer les différentes contraintes "VIDE" .
Les autres types de commutation utilisés sont :
les réseaux à commutation de messages,
la commutation multi-circuits (MUX de n x 64 Kb/s),
la commutation rapide de circuits,
la commutation de trames (Frame Switching), elle ne remonte pas au paquet,
le relayage de trame (Frame Relay), FS simplifié, contrôles effectués par les extrémités,
la commutation de cellules (ATM - cellules de longueur fixée à 53 octets dont 48 de données),
Les réseaux informatique
La commutation de paquets (x 25) est largement utilisée en informatique, elle est à la base du réseau Transpac en France notamment.
-
Paquet (x 25)
Commutation de trames
Relayage de trames
RNIS
RNIS-LB / ATM
Formatage
oui
oui
oui
-
oui
Transparence
oui
oui
oui
-
oui
Existence CRC
oui
oui
oui
-
oui
Contrôle d'erreurs
oui
oui
non
-
non sur champ info
Contrôle de flux
oui
oui
non
-
non sur la cellule
Reprise
oui
non
non
-
non
Connecté
non
non
non
oui
avec / sans
Commutation
paquet
trame
trame
circuit
cellule
Mode de connexion
-
-
-
connecté
connecté
-
Mode de transfert
asynchrone
asynchrone
asynchrone
synchrone
asynchrone
Reprise
oui
non
non
-
non
Services offerts
-
-
-
-
interactifs distribution
Fig. 2.1.3 Tableau comparatif des types de commutation de données
Le relayage de trames est utilisé de manière importante étant donné sa simplicité d'utilisation et son faible coût dépendant des lignes louées, les contrôles d'erreurs et de flux sont gérés par les extrémités et donc transparents pour le réseau.
Cependant, cette technique de commutation n'est qu'une technique de transport de données informatique et non une technique apte à supporter le réseau large bande nécessaire à l'intégration des divers médias et aux applications Multimédia. La technique à long terme, imposée par les opérateurs, est l'ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Stations de travail à débit élevé 1 à 10 Mbit/s
Les applications Multimédia sur réseau longue distance se développeront très vite dans les prochaines années offrant aux utilisateurs de nouvelles fonctionnalités de communication.
L'utilisateur possédera sur son écran un fenêtrage lui permettant de suivre simultanément les informations provenant des différents médias. Un micro, un haut-parleur, une souris, un clavier et une imprimante compléteront la station multimédia.
Sur son écran, l'utilisateur visualisera dans les différentes fenêtres affichées :
l'image de son correspondant,
les textes partagés avec son correspondant,
les textes non partagés avec son correspondant,
les graphiques partagés avec son correspondant,
les graphiques non partagés avec son correspondant.
Les réseaux de télécommunication
Les réseaux de télécommunication utilisent actuellement le RNIS bande étroite (Réseau Numérique à Intégration de Services), il offre un certain niveau de service pour les transports VIDE (Voix / Images fixes / Données / position dans l'Espace) mais montre rapidement ses limites pour des débits supérieurs nécessaires aux applications Multimédia utilisant notamment l'image animée, voir la visioconférence de qualité.
L'évolution du RNIS vers un réseau unique et performant est le RNIS -LB pour "Large Bande" qui offrira , d'une part, des services qui lui sont propres et d'autre part, une compatibilité ascendante avec le réseau RNIS existant.
L'intérêt d'un réseau unique RNIS-LB transportant tout type de médias "VIDE" réside notamment dans :
un coût d'investissement et d'exploitation inférieur au RNIS standard (double interface en mode circuit et paquet),
l'allocation dynamique de la bande passante et sa gestion du partage des ressources en fonction des besoins,
une forte capacité d'adaptation aux nouveaux besoins des utilisateurs.
|
- |
Paquet (x 25) |
Commutation de trames |
Relayage de trames |
RNIS |
RNIS-LB / ATM |
|---|---|---|---|---|---|
|
Connecté |
non |
non |
non |
oui |
avec / sans |
|
Commutation |
paquet |
trame |
trame |
circuit |
cellule |
|
Mode de connexion |
- |
- |
- |
connecté |
connecté |
|
Mode de transfert |
asynchrone |
asynchrone |
asynchrone |
synchrone |
asynchrone |
|
Services offerts |
- |
- |
- |
- |
Interactifs : -conversation -messagerie -consultation Distribution |
Fig. 2.1.3 Tableau comparatif des caractéristiques des réseaux
L'architecture UIT-T permet la gestion du large bande à des débits de l'ordre du Gbit/s Les réseaux haut débit deviendront le média utilisé car il est capable d'offrir les services "VIDE" simultanément chacun ayant des contraintes de temps, débit, de période et de capacité différents mais rendus compatible dans un réseau de type ATM à commutation de cellules. La notion d'intégration devient une réalité opérationnelle.
|
Type d'information "VIDE" |
Débit |
Remarques |
|---|---|---|
|
Voix vocal |
64 Kbit/s |
RNIS accès de base |
|
Image de type : -fixe -vidéo phonie -image haute définition -vidéo -T.V. ordinaire -T.V. HD |
-64 Kbit/s -64 à 128 Kbit/s -> 30 Mbit/s -1;5 Mbit/s -1 à 10 Mbit/s - < 50 Mbit/s - > 100 Mbit/s |
- télécopie du groupe 4 - qualité réduite - image fixe de haute qualité - magnétoscope qualité VHS - télévision de qualité ordinaire - télévision haute définition - liaison entre studios de TVHD |
|
Donnée de type : - texte - traitement graphique |
Débits divers - plusieurs Kbit/s - 100 Mbit/s |
transmission texte grand volume échange de modèles en 3 dimensions |
|
Espace positionnement |
- 64 Kbit/s |
- |
Fig. 2.1.3/3 Tableau comparatif des débits par type de média
Un peu d'histoire, le concept qui sous-tend le réseau Internet est l'interconnexion de réseaux avec une architecture et des protocoles (TCP-IP) au tout début des années 70 sous l'impulsion de l'agence DARPA du DOD aux États-Unis.
Les protocoles ont acquis leur forme actuelle vers 1978 et l'Internet en 1990. Ses origines militaires lui ont procuré son principal avantage technique qui est de diviser les données en petits paquets pouvant prendre des routes différentes pour arriver à destination rendant ainsi toute tentative d'espionnage des messages très difficile. Après s'être développé dans le milieu universitaire américain, il fut étendu aux centres de recherches et universités du monde entier.
C'est en 1992 que l'explosion a réellement eu lieu avec la mise en place du WWW (World Wide Web) ou encore WEB par le CERN de Genève. Aujourd'hui Internet représente le plus grand réseau mondial, connectant pas moins de 40 millions de personnes à travers plus de 100 pays.
Internet, c'est le Minitel (en plus rapide) à l'échelle de la planète, interactif et multimédia utilisant pleinement l'interface utilisateur et la puissance des ordinateurs d'aujourd'hui.
Les applications sur lesquelles l'on peut se connecter sont de plusieurs ordres :
la messagerie électronique est le service de base sans doute le plus utilisé sur le réseau avec E.Mail. Il permet d'échanger des messages avec des millions de personnes à travers le monde. Il utilise le protocole SMTP (Simple Mail Tranfer Protocol). L'applicatif le plus employé dans le monde est EUDORA.
les connexions à distance permet le transfert de fichier (FTP) en émulation de terminal (Telnet) sur un site distant accessible au travers du réseau. Cela permet d'accéder (protection par mot de passe) à la puissance de traitement d'un gros ordinateur où qu'il soit dans le monde.
la recherche de fichiers et documents le programme ARCHIE effectue une recherche de fichiers comportant une chaîne de caractères, il est généralement supporté par les serveurs FTP.
La recherche de documents utilise le programme GOPHER qui fonctionne par indexation contrairement au précédent.
les Forums et Conférences (Newsgroup) donnent accès à plus de 500 thèmes. Ce sont des clubs virtuels permettant à des personnes ayant les même centres d'intérêts de se regrouper et de s'exprimer sur le sujet ou de réagir à une contribution.
Les dialogues sont en temps différé dans les Conférences alors qu'ils sont en temps réel dans les Forums, également connu sous le nom de BBS (Bulletin Board System).
la navigation hypermédia avec les interfaces de navigation tels Mosaïc, Netscape, Java...
Le concept de base
C'est une architecture de réseau destinée à faciliter l'introduction de nouveaux services complexes, plus rapidement et à moindre coût. Ce concept est applicable à tous les types de réseaux et repose sur l'accroissement des puissances de traitement.
Les réseaux intelligents représentent l'intégration des différents médias numérisés qui permet à un opérateur d'offrir aux utilisateurs des services complémentaires à son métier de base de transporteur d'informations. Ces besoins seront générés entre autres, par les applications multimédias nécessitant des réseaux à large bande et l'utilisation des techniques ATM.
Les principes techniques qui gouvernent ce concept partent d'une centralisation de la logique des services, c'est-à-dire de la partie intelligence, au travers d'une interface de commande du réseau de commutation. Les données et la logique liée à un service particulier sont échangées avec le réseau au travers de cette interface.
La normalisation
Les réseaux intelligents se doivent d'utiliser la normalisation internationale notamment :
l'OSI avec le modèle ISO en matière d'informatique,
les standards de fait tel que SNMP pour l'administration des réseaux TCP-IP,
l'approche TMN de IUT en matière de management de réseaux de télécom,
l'IUT et l'ETSI pour la mise en oeuvre de solutions multifournisseurs (CS1/2/3),
un projet d'architecture à long terme est à l'étude dans le cadre de "TINA"
Les nouveaux services devront être rapidement disponibles et personnalisés aux besoins des utilisateurs, ils seront souples et évolutifs pour un rapport coût / performances optimum.
La plupart des services qui seront offerts aux utilisateurs en l'an 2000 sur les réseaux intelligents n'existent pas et restent encore à inventer.
Nous pouvons projeter quelques axes, listés ci-dessous :
le service de numéro d'appel unique personnel (TPU) avec détection du média "VIDE",
Les services liés à la traduction vocale simultanée automatique multilingue,
Les services de télé-citoyenneté à identification du média "VIDE" (voix-visage-empreinte),
Les services de télé-sécurité / télé-sûreté à identification du média "VIDE",
Les services de positionnement personnel avec transfert des fonctionnalités télécom.,
Les services d'accès à des banques de logiciels applicatifs ponctuellement,
Les services d'accès automatique à des systèmes experts "on-line",
Les services de visioconférence et visio-réunions,
Les services d'EDI sécurisé à identification du média "VIDE",
Les services de réseaux privés virtuels d'entreprise ou de groupes fermés,
Les services de routage sur annuaire mondial.
Les réseaux intelligents auront un tel niveau de complexité que le rôle des acteurs sera d'administrer et d'exploiter ces services dans une approche centrée sur la réussite et le développement des individus utilisant ces réseaux comme outils de démultiplication pour échanger avec les autres êtres humains son expérience et son vécu.
