Etude et mise en oeuvre d'un système streaming via le réseau internet

II.2.5. Infrastructures et fonctionnement

II.2.5.1. Les supports physiques :

La couche physique constitue le socle sur lequel les signaux, porteurs d'informations, se propagent. L'infrastructure d'internet s'appuie sur des supports physiques de différentes natures, que l'on peut regrouper en trois catégories :

les supports de transmission optique : le signal propagé est constitué de photons, qui se déplacent dans des fibres optiques. Il s'agit du support qui offre le débit le plus élevé. Le support optique est principalement utilisé dans les réseaux de transport et de collecte ; il est progressivement introduit dans le réseau de desserte.

les supports de transmission électrique : le signal est constitué de flux d'électrons, qui se propagent sur des câbles métalliques (généralement en cuivre). Ils sont largement utilisés pour la desserte, par exemple avec l'ADSL.

les supports de transmission radioélectrique : le signal est constitué d'ondes électromagnétiques, qui se propagent dans l'air. On les utilise principalement en desserte (Wi-Fi par exemple) et en collecte (faisceaux hertziens).

II.2.5.2. Les équipements actifs

Les signaux transportés par le support physique sont générés par des équipements de transmission. Ces équipements transforment les signaux qui leurs parviennent en signaux qui vont pouvoir se propager sur le support physique. Ainsi, un émetteur Wi-Fi relié par un câble à un ordinateur traduira le signal électrique, transmis par l'ordinateur, en une onde radioélectrique.

Compte tenu de l'interconnexion de tous les éléments du réseau internet les uns avec les autres, il est nécessaire de disposer d'équipements "intelligents", capables d'orienter le trafic en direction des bons destinataires. A défaut, chaque signal émis sur le réseau serait transmis, par propagation physique, sur l'ensemble du réseau, parcourant tous ses tronçons et parvenant à l'ensemble des machines connectées. Bien entendu, étant donnée la taille du réseau, l'ensemble serait immédiatement saturé...

Le principal équipement actif intelligent à l'oeuvre dans le réseau est le routeur. En raison du maillage des réseaux, il existe plusieurs routes pour aller d'un point A à un point B d'internet. Le rôle du routeur est de choisir la meilleure route pour atteindre un destinataire, en fonction de différents critères (par exemple le temps de parcours).

Figure II.6 : routes pour aller d'un point A à un point B d'internet.

II.2.5.3. Trafic Et Routage

La topologie des réseaux des opérateurs Internet est telle que :

- les données traversent le plus souvent plusieurs réseaux d'opérateurs (figure II.7) ;^7(*)

- si l'on peut choisir l'opérateur de transport auquel sont raccordés nos équipements et maîtriser ainsi localement la qualité de la transmission, il n'est pas possible de garantir cette qualité à travers les réseaux traversés ;

Figure II.7 : Les données traversent plusieurs réseaux d'opérateurs.

- pour assurer la transmission des données nécessaires à certaines applications telles la vidéo, l'ensemble des opérateurs devra dans les années à venir assurer une qualité de service (QoS) sur leur réseau ;

- le routage (choix d'un chemin entre ordinateurs source et destination à partir des adresses) emprunte rarement le plus court chemin, rallongeant le délai de transmission. Les temps de traversée d'un réseau d'opérateur sont de quelques centaines de millisecondes ;

- si les capacités actuelles des liaisons engendrent peu d'encombrement des réseaux (environ 10 % de la capacité est utilisée), les opérateurs ne peuvent garantir les délais de transmission.

Le routage IP sur réseau maillé

Le routage IP utilise des tables de routage pour trouver le chemin des paquets entre la source et la destination. Le réseau Internet étant de type maillé, il existe plusieurs chemins possibles pour une même destination (figure II.8). A son arrivée sur un routeur, le paquet est mis en mémoire en attendant d'être routé. Lorsque le débit entrant d'un routeur amène la saturation de sa mémoire, le routeur en amont doit trouver un autre chemin pour les paquets (le routeur ne peut retenir les paquets sortants au risque de bloquer tous les paquets en attente d'émission).

Dans l'exemple (a) de la figure II.8, la saturation de la mémoire du routeur R2 oblige le routeur R4 à trouver un nouveau chemin pour les paquets. Ceux-ci traverseront les routeurs R4, R1, R3 et R5.

Figure II.8 : Routage des paquets IP dans un réseau maillé.

L'exemple (b) est plus critique. La saturation de la mémoire du routeur R3 entraîne le re-routage des paquets. Le routeur R2, informé par le routeur R3 qu'il ne peut lui adresser de paquet (protocole RIP), va envoyer les paquets vers le routeur R1. Celui-ci, informé également par R3, va envoyer les paquets vers R4. Ceux-ci vont donc tourner entre les routeurs R2, R1 et R4, sans jamais atteindre leur destination, encombrant ainsi le trafic « normal ». Pour éliminer ces paquets, le compteur du champ « durée de vie » de l'en-tête IP est décrémenté à chaque traversée de routeur. À son passage à zéro, le paquet est détruit par le routeur. Internet étant constitué d'interconnexions de réseaux d'opérateurs, le problème du routage se présente sous deux aspects:

- le routage à l'intérieur de leur propre réseau ;

- le routage d'interconnexion avec les autres réseaux d'opérateurs. Ces deux types de routage font appel à des protocoles spécifiques :

- les protocoles de routage interne (Interior Gateway Protocols) tels que RIP (Routing Information Protocol) et OSPF (Open Short Path First) ;

- les protocoles de routage externe comme EGP (Exterior Gateway Protocols) ou BGP (Border Gateway Protocol).

Figure II.9 : Organisation des routeurs d'un opérateur Internet.

* ⁷ http://www.eyrolles.com