Optimisation de la fiabilité d'un réseau par la technologie PPPoE du RouterOS Mikrotik

1.2. Les topologies logiques

1.2.1 Ethernet :

Ethernet est un réseau local a bande de base qui utilise la méthode d'accés au média dite la contention de type CSM A/CD (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCES/Collision Detection), ce qui veut dire que tout le monde peut prendre la parole quand il le souhaite, mail fonctionnalité g CD D permet d'éviter les collisions. Cette technologie est aujourd'hui le type de réseau local le plus répandu au monde, sa diffusion dépasse de trés loin le Token-Ring.

Le succés remarquable d'Ethernet repose sur plusieurs facteurs parmi lesquels :

ü La capacité d'évolution

ü La fiabilité

ü Disponibilité des outils de gestion.

1.2.2. Token Ring :

Les technologies Token Ring sont implantées dans une topologie physique en anneau. Toute fois la topologie physique est en étoile et c'est par le concentrateur que se font les liaisons d'un ordinateur a l'autre. Elle utilise comme méthode d'accés le passage de jeton (méthode d'accés de l'anneau a jeton) qui n'autorise que son détenteur a utiliser le réseau.

1.2.3. ATM (Asynchronous Transfer Mode) :

ATM fait partie de la norme UIT de relais de cellules dans laquelle des informations destinées a différents types de services (voix, vidéo, données) sont transmises en paquets (cellules) de longueur fixe.

1.2.4. FDDI (Fiber Distributed Data Interconnect):

FDDI spécifie un réseau a jeton a 100 Mbit/s utilisant un cable a fibre optique. Pour assurer la redondance de niveau physique, il utilise une architecture a double anneau. Voici une illustration.

Fig.5. Réseau utilisant la technologie FDD1

1.3. Types de réseaux

Le langage courant distingue les réseaux selon différents critéres. La classification traditionnelle fondée sur la notion d'étendue géographique, correspond a un ensemble des contraintes que le concepteur devra prendre en compte lors de la réalisation de son réseau, généralement, on adopte la terminologie suivante : ¹⁶

.3.1. Réseaux locaux : (LAN, Local Area Networks e n a nglais

et RLE, Réseaux Locaux d'Entreprise e n français) :

C'est un réseau de communication au sein d'une organisation de couverture géographique limitée (environ 1 km).

Ce type réseau posséde un débit élevé et par conséquent un taux d'erreur faible.

1.3.2. Réseaux a grande distance (Wide Area Networks, WAN) : C'est la communication entre des organisations diverses, en d'autres termes, c'est l'interconnexion des différents réseaux locaux(LAN).

¹⁶ C. SERVIN, Réseaux et Télécoms, DUNOD, Paris 2003

Contrairement au LAN, dans ce cas il existe des diverses administrations, la couverture géographique est étendue, il peut couvrir un pays, ou toute la planéte. Le débit est variable, le taux d'erreur est parfois négligeable.

/.3.3. Réseaux métropolitai ns (Métropolitai n Area Networks,

MANA :

Ce type de réseau est intermédiaire entre le réseau LAN et le réseau WAN, c'est en quelque sorte un réseau local dont la couverture géographique est d'environ. Il peut couvrir quelque dizaines de kilométres, et couvre km, il peut alors couvrir une région ou une ville.

I.4. Le modèle OSI et le modèle TCP/IP

Les constructeurs informatiques ont proposé des architectures réseaux propres a leurs équipements. Par exemple, IBM a proposé SNA, DEC a proposé DNA... Ces architectures ont toutes le me^-me défaut : du fait de leur caractére propriétaire, il n'était pas facile de les interconnecter, a moins d'un accord entre constructeurs.

Afin d'éviter la multiplication des solutions d'interconnexion d'architectures hétérogénes, l'/S0 (International Standard Organisation), a développer un modèle de référence appelé : « Modéle OSI (Open System Interconnexion), qui devait permettre l'interconnexion des systémes hétérogénes.¹⁷

¹⁷ C. SERVIN, Réseaux et Télécoms, DUNOD, Paris 2003

6					Protocole de transport
Présentation
				Protocole de

I.4.1. Les sept couches du modèle OSI

APDU
PPDU

SPDU TPDU

Paquet

	Protocole d'application
Application			7

Session			Session

Trame

bit

4

Protocole de transport

3

2

1

Transport

Réseaux

Liaison de
données

Physique

Transport

Réseaux

Liaison de
données

Physique

Routeurs Routeurs

Hôte A Hôte B

Frontière de sous réseau

Fig 6. Representation du modele OSI

Les couches 1, 2, 3 et 4 sont necessaires a l'acheminement des informations entre les extremites concernees et dependent du support physique. Les couches hautes (5, 6 et 7) sont responsables du traitement de l'information relative a la gestion des echanges entre systemes informatiques.

La couche Physique (1) : Elle s'occupe de la transmission des bits de fagon brute sur un canal de communication. Cette couche doit garantir la parfaite transmission des donnees, un bit ''1'' envoye doit etre recu comme bit valant ''1''. Cette couche doit normaliser les caracteristiques electriques, mecaniques et fonctionnelles des circuits de donnees et les procedures d'etablissement de maintien et de liberation du circuit de donnees.

La couche de liaison de do nnées(2) : Elle transforme la couche physique en une liaison a priori exemptée d'erreurs de transmission pour la couche réseau, elle fractionne les données d'entrée de l'émetteur en trames, transmet ces trames en séquences et gére les trame d'acquittement renvoyées par le récepteur.

Au cas ou il y a des problémes sur la ligne de transmission, cette couche est capable de renvoyer la trame concernée, en conclusion cette couche a pour role important; la détection et la correction d'erreurs intervenues sur la couche physique, et le contrôle du flux pour éviter l'engorgement du récepteur.

La couche réseau (3) : Elle permet de gérer les sous réseaux, c'est-à-dire, le routage des paquets sur ce sous réseaux et l'interconnexion des différents sous réseaux entre eux, également l'engorgement des sous réseaux.

La couche transport (4) : Elle est responsable du bon acheminement des messages complets au destinataire. Le role principale de la couche transport est de prendre les messages de la couche session, de le découper s'il le faut en unités plus petites et de les passer a la couche réseau, tout en s'assurant que les morceaux arrivent correctement de l'autre coté, elle effectue aussi le réassemblage du message a la réception des morceaux, elle optimise le réseau...

Elle est aussi responsable du type de service a fournir a la couche session et finalement aux utilisateurs du réseau tout en gérant l'ensemble du processus de connexion, avec toutes les contraintes qui y sont liées.

La couche session (5) : Elle organise et synchronise les échanges entre taches distantes. Elle réalise le lien entre les adresses logiques et les adresses phtisiques des taches reparties. Elle établit également une liaison entre deux programme d'application devant coopérer et commende leur dialogue (qui doit parler, qui parle...) ceci s'appelle la gestio n du jeto n.

La couche pr6sentation (6) : Elle s'occupe de la syntaxe et de la sémantique des données transmises : c'est elle qui traite l'information de maniére a la rendre compatible entre taches communicantes. Elle va assurer l'indépendance entre l'utilisateur et le transport de l'information.

Typiquement cette couche peut convertir les données, les reformater, les crypter et les compresser.

La couche application (<) : Cette couche est le point de contact entre l'utilisateur et le réseau, c'est donc elle qui va apporter a l'utilisateur les services de base offerts par le réseau, comme par exemple le transfert de fichier, la messagerie...

I.4.2. Le model TCP/IP18

TCP/IP désigne communément une architecture réseau, mais cet acronyme désigne en fait 2 protocoles étroitement liés : un protocole de transport, TCP (transmission control Protocol) qu'on utilise X'par-dessus'' un protocole réseau, IP (internet Protocol).

Ce qu'on entend par TCP/IP, c'est en fait une architecture réseau en 4 couches dans laquelle les protocoles TCP et IP jouent un role prédominant, car ils en constituent l'implémentation la plus courante. Par abus, de langage, TCP/IP peut donc designer deux choses : le modéle TCP/IP et la suite de deux protocoles TCP et IP. L'origine du TCP/IP remonte au réseau ARP NET qui est un réseau de télécommunication concu par l'ARPA (Advanced Research Projetcts Agency), l'agence de recherche du ministére américain de la défense.

Outre la possibilité de connecter les réseaux hétérogénes, ce réseau devait résister a une éventuelle guerre nucléaire, contrairement au réseau téléphonique habituellement utilisé pour les télécommunications mais considéré trop vulnérable. Il a alors été convenu qu'ARPANET utiliserait la technologie de communication par paquet (mode datagramme), une technologie émergeante promettant. C'est donc dans cet objectif et ce choix technique que le protocole TCP et IP furent inventés en 1974.

¹⁸ G. Pujolle, LES RESEAUX ^6ème Edition, Eroylles, Septembre 2007

22

APPLICATION

APPLICATION

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

INTERNET

TRANSPORT

RESEAU

LIAISON

2

PHYSIQUE

HOTE-RESEAU

1

7

6

5

4

3

MODEL TCP/IP MODELE OSI (de référence)

Fig 7. Parallelisme entre TCP/IP et OS

Le modéle TCP/IP peut en effet Ctre décrit comme une architecture réseau à 4 couches :

La couche hate réseau : Elle regroupe les couches physiques et liaison du modéle OSI. Dans le modéle TCP/IP, elle permet, d'envoyer des paquets IP sur le réseau.

La couche i nternet : C'est la clé de voute de l'architecture, elle réalise l'interconnexion des réseaux hétérogénes distants sans connexion, Son role, est de permettre l'injection des paquets dans n'importe quel réseau et l'acheminement de ces paquets indépendamment les uns des autres jusqu'à destination.

Comme aucune connexion n'est établie au préalable, les paquets peuvent arriver dans les désordres ; le contrôle de l'ordre de remise est éventuellement la tAche des couches supérieures.

Du fait du role imminent de cette couche dans l'acheminement des paquets, le point critique de cette couche est le routage. C'est en ce sens que l'on Apeut se permettre de comparer cette couche avec la couche réseau du modéle OSI. Le protocole IP (internet protocole) est une implémentation officielle que posséde la couche internet.

La couche transport : Elle joue le me^-me rôle que la couche transport du modéle OSI, celle de permettre a des entités paires de soutenir une conversation, officiellement, cette couche n'a que deux implementations : le protocole TCP (transmission Control Protocol) et le protocole UDP (User Datagram Protocol). TCP est un protocole fiable orienté connexion qui permet l'acheminement sans erreur des paquets issus d'une machine du me^-me internet.

Tant dis que UDP est en revanche un protocole trés simple que TCP, il est non fiable, son utilisation presuppose que l'on n'a pas besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l'ordre de remise des paquets.

La couche application : Contrairement au modéle OSI, c'est la couche immédiatement supérieure a la couche transport, tout simplement parce que les couches presentation et session sont apparues inutiles. On s'est en effet apergu avec l'usage que les logiciels réseau n'utilisent que trés rarement ces deux couches, et finalement, le modéle OSI dépouille de ces deux couches ressemble fortement au modéle TCP/IP. Tous les protocoles de haut niveau se retrouve sur cette couche, par exemple : Telnet, TFTP (trivial file transfert Protocol), http (hyper Text transfert Protocol).

Le point important pour cette couche est le choix de du protocole a utiliser, par exemple : TFTP, surtout utilise sur réseaux locaux, utilisera UDP, car on part du principe que les liaisons physiques sont plus fiables et le temps de transmission suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets a l'arrivée.

Ce choix, rend TFTP plus rapide que le protocole FTP qui utilise TCP. A l'inverse, SMTP utilise TCP car pour la remise du courrier electronique, on veut que tous les messages parviennent integralement et sans erreur.

1.5. Notion sur les protocoles

Comme définition générale, le protocole réseau représente le langage utilisé sur la connexion pour communiquer entre les machines. Chaque ordinateur ou périphérique d'un réseau doit utiliser les me-mes protocoles pour pouvoir se comprendre, il commande le déroulement des communications. Ils se basent soit sur le modéle OSI, soit sur le modéle TCP/IP.¹⁹

Plusieurs protocoles peuvent exister sur un me^-me réseau, on distingue les protocoles routables et les non routables.

Par protocoles routables, on voit : ceux qui permettent l'utilisation des routeurs et donc de transmettre des informations entre des réseaux différents, tandis que les non routables ne permettent pas l'usage des routeurs et donc pas de transmission de l'information entre différents réseaux.

¹⁹ www.materiels-informatique.be/protocole.php

Voici quelques protocoles :

Nom du Protocole	Caractéristiques		ROUTABLE	NetBeui
-Niveau 4 du modéle OSI, -Peu encombrant en ressources, -Utilisé que sur des petits segments de réseau, si non la communication est paralysée, -Il était surtout utilisé par le DOS de Microsoft.	NON		IPX
-INTERNET PACKET EXCHANGE PROTOCOL -Niveau 3 du modéle OSI, - Principalement utilisé dans les réseaux Netware développés par Novell, -Assure les fonctions d'adressage et de routage des paquets.	OUI		SPX
-SEQUENCED PACKET EXCHANGE PROTOCOL) -C'est une extension du IPX basée sur le niveau 4 de la couche OSI.	OUI		TCP/IP
-C'est le plus important, -permet la communication entre différents systémes d'exploitations, - Implanté sur le niveau 3 de la couche OSI, -Utilise TCP (mode connecté) ou UDP (mode non connecté) pour la communication, - Par rapport a PBX, il inclut des protocoles de niveau supérieur (d'application) comme : *SMTP (Simple Mail Transfert Protocol pour les mails), *.FTP (File Transfert Protocol pour les Fichiers), *SNMP (gestion des ordinateurs a distances), *http (HyperText Transfer Protocol pour les documents internet) et l'UPnP (gestion des périphériques), - IMAP (Internet Access Protocol) : il est utilisé dans la réception des courriers électroniques, -Il utilise d'autres protocoles pour la connexion comme PPP( point to point Protocol), PPPoE et PPPoA utilisés pour les connexions via un routeur, ICMP et ARP pour la correction d'erreur et la correspondance d'adresse Ethernet/Physique.	OUI

Tableau 1. Quelques protocoles en reseau

1.6. Les medias de transmission20

Les supports réseaux permettent a des systemes de communiquer entre eux.

Il existe différents types de supports adaptés a un besoin ainsi qu'a un budget ou une contrainte technique.

²⁰ D.DROMARD-D.SERET, Synthèse de Cours d'Architecture des Réseaux, Ed Person, Paris 2009

1.6.1. Le Cable Coaxial :

Utilisé dans la topologie réseau en bus, et dans des applications comme la transmission TV. Il est utilisé dans les transmissions en mode large bande (bande passante découpée en plages de fréquence, chacune étant attribuée a un canal). Les réseaux en topologie Etoile Ethernet actuels fonctionnent en bande de base (toutes les stations émettent sur un me^-me canal occupant la totalité de la bande passante).

Fig 8. Cable coaxial

Le blindage permet de protéger les données transmises sur le support dans un environnement des parasites (bruits) pouvant causer une distorsion de l'information, puis d'un blindage métallique tressé et enfin d'une gaine extérieure qui permet de protéger le cable de l'environnement extérieur.

Elle est habituellement en caoutchouc. Grace a son blindage, le cable coaxial peut e-tre utilisé sur des longues distances et a haut débit, on le réserve toutefois pour des installations de base.

1.6.2. La Paire Torsadée :

La paire torsadée décrit un modéle de cablage ou les lignes de transmission de deux conducteurs enrôlés l'un de l'autre dans le but de maintenir précisément la distance entre deux fils et de diminuer la diaphonie.

Le maintien de la distance entre deux fils permet de définir une impédance caractéristique de la paire, pour supprimer les réflexions des signaux. Les contraintes géométriques (épaisseur de l'isolant/diamétre du fil) maintiennent cette impédance autour de 100 ohms

Fig 9. Cable a paires torsadees (droit et croise)

Il existe deux types de paires torsadées :

Paire Torsadée non bli ndée : unshielded twisted pair (UTP) est un cable non protéger par un blindage ;

Paire Torsadée bli ndée : shielded twisted pair (FTP) posséde une couche conductrice de blindage, de fagon similaire a un cable coaxial, lui permettant une meilleure protection contre les interférences.

1.6.3. La fibre optique :

C'est un type de connexion utilisé pour le transfert de données numériques, principalement cablage de réseau informatiques mais également pour le transfert de données entre serveur.

Le cablage est constitué d'un connecteur en verre ou en plastique entouré d'une gaine protectrice, le conducteur permet uniquement de transférer la lumiére et nécessite a chaque coté du cablage un émetteur/récepteur lumineux (d'oU l'appellation optique). La vitesse de transfert dépend principalement de la longueur d'onde utilisée.

Deux types de fibre sont utilisés :

La mo nomode : Réservé au réseau WAN, ce mode utilise un seul canal de transfert a l'intérieur du conducteur, le cheminement du rayon est linéaire avec pratiquement pas de dispersion du signal, les performances atteignent les 100 Gb/s au kilométre. Une installation avec ce type de fibre optique coute chére car elle nécessite une source avec rayon laser.

La multi mode : Utilise un cceur plus large, l'émetteur est une simple diode LED, elle est donc moins chere, dans ce type d'installation, les rayons peuvent suivre différents trajet suivant l'angle de réfraction et donc différents temps de propagations. Les données doivent donc e-tre reconstituées a l'arrivée. Si les performances atteignent le Gb/s, elles ne sont utilisées que pour les courtes distances en réseau LAN.

I.7. Les Adresses IP (Internet Protocol)

Le systeme d'adresse IP offre des fonctions similaires au systeme postal ou un code qui sert a envoyer des informations a une personne et d'en recevoir des autres personnes. Ce systeme d'adresse utilise la troisieme couche du modele OSI pour transmettre des informations au destinataire, et nous avons les adresses IP version 4 et version 6 (noté respectivement IP v4 et IP v6), dans ce travail, il sera question de travailler avec les adresse IP v4.