Memoire Online - Déploiement d'un coeur de reseau IP/MPLS

A toute la famille NDWO et particulièrement à Papa Jean Ndwo, Hilaire Ndwo, Jean Kayolo, Maman Martine Batubenga. Vous m'avez inculqué le sens de responsabilité, d'optimisme et de confiance ; vos conseils ont guidé mes pas vers la réussite et vos encouragements ont été pour moi un soutien indispensable ;

A mes oncles, tantes, frères et soeurs :Evariste Kabisa, Samuel Diangitukulu, Patience Ndwo, Clarisse Lumesa, Françoise Ndwo, Brigitte Lufungula Kifuka, Masse Lufungula, Polycarp Batubenga, Depril Ndwo et Jeanne d'arc Nome.

A mes proches :David Katuma, Nicolas Katembwe, Grâce Idaya, Papy Kasambi, Abed Tomisa, Beatrice Bintu, Israël Matamba, Thethe Lufutuainsi que Prince Messa;

A nos compagnons de lutte : David Ilunga Tubilandu, Emmanuel Kongo, Harmonie Bazayakana, Arnold Bisidi Bulala et tant d'autres.

A tous ceux qui de quelques manières que ce soit, ont contribué à l'élaboration de ce travail. C'est à vous que je dédie ce travail.

Nous exprimons nos profonds remerciements à celui qui garde l'âme et protège le corps ; Le Seigneur Jésus-Christ pour nous avoir gardéen bonne santé tout au long de notre second cycle. Et qui a bien voulu que nous achevions le présent travail avec son soutien précieux.

Notre profonde et inoubliable reconnaissance s'adresse également au Professeur Eugène MBUYI MUKENDIet à l'Assistant Alain TSHIKOLO KABAMBA, respectivement Directeur et Encadreur de ce travail, qui en dépit de leurs multiples fonctions et engagements, ont bien voulu diriger notre mémoire de fin d'études. Leurs avis éclairs, leurs critiques et remarques pertinentes nous ont été d'une utilité indispensable, nous ont permis de réaliser notre pensée et ont donné à notre étude sa structuration définitive.

Nous exprimons nos remerciements à coeur de joie à tous nos Professeurs, Chefs de travaux et aux Assistants de la Faculté des Sciences de l'université de Kinshasa pour tous les enseignements biens riches et l'encadrement adéquat qu'ils nous ont fournis tout au long de notre formation.

Nous nous faisons l'agréable devoir d'exprimer nos vifs remerciements à Monsieur Jean-Louis KAYEMBE WA KAYEMBE, Directeur Général de la Politique Monétaire et Opérations Bancaires de la Banque Centrale du Congo pour son soutien tant moral que financier.

Que ce travail soit l'accomplissement de vos voeux tant allégués, et le fruit de votre soutien indéfectible.

Figure I.1	:	Couches du modèle OSI
Figure I.2	:	Communication des couches du modèle OSI
Figure I.3	:	Transmission des données à travers le modèle OSI
Figure I.4	:	Représentation du modèle TCP/IP
Figure I.5	:	Comparaison du modèle OSI à TCP/IP
Figure I.6	:	Architecture point à point simple
Figure I.7	:	Architecture point à point centralisée
Figure I.8	:	Architecture point à point hiérarchique
Figure I.9	:	Architecture Client/Serveur
Figure I.10	:	Architecture générale du triple play
Figure I.11	:	Connexion d'un abonné vers sa STB
Figure I.12	:	Connexion entre la STB et Internet
Figure I.13	:	Architecture logique de réseau NGN
Figure I.14	:	Architecture physique de réseau NGN
Figure II.1	:	Architecture physique d'un réseau IP
Figure II.2	:	Fonctionnement du protocole ARP
Figure II.3	:	Format des messages ICMP
Figure II.4	:	Format du message RSVP
Figure II.5	:	Segmentation d'un réseau logique IP en plusieurs sous-réseaux
Figure II.6	:	Adresse IPv6
Figure II.7	:	Format d'un datagramme IPv6
Figure II.8	:	Architecture Internet
Figure II.9	:	Architecture physique du réseau MPLS
Figure II.10	:	Architecture logique du réseau MPLS
Figure II.11	:	Routage implicite des labels
Figure II.12	:	Routage explicite des labels
Figure II.13	:	Principe de fonctionnement d'un LDP
Figure II.14	:	MPLS au niveau des couches
Figure II.15	:	Flux MPLS
Figure II.16	:	Détails d'un label MPLS
Figure II.17	:	Encapsulation pour ATM, Frame Relay
Figure II.18	:	Format de mise à jour BGP
Figure II.19	:	Architecture indiquant la place de BGP et OSPF
Figure II.20	:	Architecture indiquant la place des protocoles EBGP, IBGP et IGP
Figure II.21	:	Architecture générale d'un VPN
Figure II.22	:	Architecture d'un VPN d'accès
Figure II.23	:	Architecture d'un VPN Intranet
Figure II.24	:	Architecture d'un VPN Extranet
Figure II.25	:	Structure de la trame PPP
Figure II.26	:	Format des paquets IPsec
Figure II.27	:	Tunnel IPsec
Figure II.28	:	Architecture SSL
Figure II.29	:	Architecture du protocole SSLv3
Figure III.1	:	Organigramme de la Banque Centrale du Congo
Figure III.2	:	Organigramme de la Direction de l'Informatique de la BCC
Figure III.3	:	Architecture Réseau de la B.C.C
Figure III.4	:	Architecture Backbone de la BCC
Figure III.5	:	Architecture VPN de la B.C.C
Figure IV.1	:	Schéma physique du coeur IP/MPLS
Figure IV.2	:	Schéma physique VPN/MPLS
Figure IV.3	:	Schéma fonctionnel du coeur de réseau IP/MPLS
Figure IV.4	:	Plan d'adressage du réseau

ADSL	:	Asymetric Digital Subscriber Line
APDU	:	Application Protocol Data Unit
ARP	:	Address Resolution Protocol
ARPANET	:	Advanced Research Projects Agency Network
AS	:	Autonomous Systems
ATM	:	Asynchronous Transfer Mode
BAS	:	Broadband Access Server
BCC	:	Banque Centrale du Congo
BE	:	Best Effort
BGP	:	Border Gateway Protocol
BRAS	:	Broadband Remote Access Server
CAC	:	Cali Acceptance Control
CE	:	Customer Edge
DARPA	:	Defense Advanced ResearchProjects Agency
DHCP	:	DynamicHost Configuration Protocol
DIRO	:	Direction d'Informatique et de Recherche Opérationnelle
DNS	:	Domaine Name Service
DSLAM	:	Digital Subscriber Line Access Multiplexer
DWDM	:	Dense Wavelength Division Multiplexing
EAS	:	Équipement d'Accès au Service
EBGP	:	Exterior Border Gateway Protocol
EGP	:	Exterior Gateway Protocol
ELSR	:	Edge Label Switch Router
ENUM	:	Electronic NUMbering
FAI	:	Fournisseur d'Accès Internet
FDDI	:	Fiber Distributed Data Interface
FEC	:	Forwarding Equivalent Class
FIB	:	Forwarding Information Base
HDLC	:	High-level Data Link Control
HTTP	:	HyperText Transfer Protocol
HTTPs	:	HypeText Transfer Protocol Secure
IBGP	:	Interior Border Gateway Protocol
ICMP	:	Intemet Control Message Protocol
IETF	:	Internet Engineering Task Force
IGP	:	Interior Gateway Protocol
IP	:	Internet Protocol
IPS	:	Intrusion Preventing System
IPsec	:	Internet Protocol Security
IPv4	:	Internet Protocol version 4
IPv6	:	Internet Protocol version 6
IS-IS	:	Intermediate System to Intermediate System
ISP	:	Internet Service Provider
L2F	:	Layer 2 Forwarding
L2TP	:	Layer 2 Tunneling Protocol
LDP	:	Label Switch Path
LER	:	Label Edge Router
LFIB	:	Label Forwarding Information Base
LIB	:	Label Information Base
LSP	:	Label Switched Path
LSR	:	Label Switching Router
MAC	:	Media Access Control
MEGACO	:	Media Gateway Control
MGC	:	Media Gateway Controller
MGW	:	Media Gateway
MPLS	:	Multi Protocol Label Switching
MPLS/VPN	:	Multi Protocol Label Switching/Virtual Private Network
MPLS-TE	:	Multi Protocol Label Switching - Trafic Engineering
MRT	:	Multiplexage à Répartition dans le Temps
NAC	:	N etwork Access Control
NAS	:	Network Access Server
NAT	:	Network Address Translation
NGN	:	Next Génération Network
OIPC	:	Organisation Internationale de Police Criminelle
OSI	:	Open System Interconnexion
OSPF	:	Open Shortest Path First
P	:	Provider Router
PE	:	Provider Edge
PoP	:	Point of Presence
POP	:	Post Office Protocol
PPDU	:	Presentation Protocol Data Unit
PPP	:	Point to Point protocol
PPTP	:	Point to Point Tunneling Protocol
QdS	:	Qualité de Service
RARP	:	Reverse Address Resolution Protocol)
RIP	:	Routing Information Protocol
RSVP	:	Resource reSerVation Protocol
RSVP-TE	:	Resource reSerVation Protocol - Trafic Engineering
RTCP	:	Real-time Transport Protocol
RTP	:	Real-time Transport Protocol
SDH	:	Synchronous Data Hierarchy
SG	:	Signalling Gateway
SIP	:	Session Initiation Protocol
SMTP	:	Simple Mail Transfer Protocol
SNMP	:	Simple Network Management Protocol
SONET	:	Synchronous Optical Network
SPDU	:	Session Protocol Data Unit
SS7	:	Signaling System 7
SSH	:	Secure Shell
SSL	:	Secure Socket Layer
STB	:	Set-Top-Box
TCP	:	Transmission Control Protocol
TDM	:	Time Division Multiplexing
TFTP	:	Trivial File Transfer Protocol
TPDU	:	Transport Protocol Data Unit
TTL	:	Time To Live
UIT	:	Union Internationale des Télécommunications
UMTS	:	Universal Mobile Telecommunications System
URL	:	Uniform Resource Locator
VLAN	:	Virtual Local Area Network
VPI/VCI	:	Virtual Path Identifier / Virtual Chanel Identifier
VPN	:	Virtual Private Network
VSAT	:	Very Smarl Aperture Terminal
WiFi	:	Wireless Fidelity
WiMAX	:	Worldwide Interoperability for Microwave Access

0. INTRODUCTION GENERALE

L'évolution rapide des technologies d'Internet a permis l'émergence des réseaux dynamiques utilisant des architectures fortement décentralisées et dont les services sont organisés de manière autonome provoquant ainsi la croissance de la taille d'entreprises, des systèmes d'informations et la diversification des besoins des applications lors de la transmission de données et rend la gestion des multiservices de plus en plus contraignante.

Ces spécificités ont un réel avantage : le déploiement et la mise en place rapide et peu coûteux de ce type de réseaux. Mais en contrepartie, elles ont engendré de nouveaux besoins en termes de Qualité de Service afin de faire face aux contraintes d'applications novatrices et aux attentes des utilisateurs finaux. Certes, le développement de l'Internet et la simplicité du protocole IP ont permis à ce dernier de devenir un protocole quasi universel, mais son aspect non connecté implique une difficulté d'intégration de service temps réel qui exigentun certain degré de la qualité de service (QdS).

En effet, les technologies réseaux qui ont suivi IP ont essayé de trouver une panacée face à ce problème, principalement les réseaux ATM au travers du lancement de la transmission des données en temps réel en gérant les classes de trafic. Mais au fil du temps, ils sont devenus vulnérables. A cet effet, il s'avère impérieuxdebasculer vers une technologie de commutation multi protocole permettant d'optimiserla qualité de service, la souplesse et la possibilité d'intégration sur différents types de réseaux (Ethernet,ATM...) ; d'où l'apparition de la technologie de commutation par étiquettes ou MPLS (Multi Protocol Label Switching).

Cette technologie représente une solution prometteuse dans les réseaux de transit où plusieurs millions de flux de données sont acheminés au travers des routeurs et permet d'intégrer facilement de nouvelles technologies dans un coeur de réseau existant, basé sur le principe de commutation de circuits il est donc un remède face au problème de gaspillage des ressources à travers la gestion des priorités dans le trafic à faire circuler.

0.1 Annonce du sujet

Dans le cadre de notre travail, nous avons pris comme cas d'étude les réseaux coeurs.Nous y avons ciblé un problème très récurrent que nous formulons de la manière suivante, « Déploiement d'un coeur de réseau IP/MPLS ».

0.2 Problématique

La problématique peut être appréhendée comme un ensemble de questions que se pose le chercheur dans un domaine d'étude en vue d'y apporter des solutions.

Cependant, l'échange de flux, l'acheminement des paquets entre les composants réseaux déployés dans les différents sites équidistants d'une entreprise s'avère très impérieux au regard de l'accroissement fulgurant d'une part, des performances des équipements réseaux et de l'autre, des technologies et protocoles de routage implémentés en vue d'optimiser l'efficacité, la performance et la sécurité du réseau de manière générale et particulièrement des réseaux coeurs.

Au regard de la transmission des informations, l'utilisation de plusieurs infrastructures sans filposebeaucoup de problème d'ordre Sécuritaires, Qualité de Services, Interférences, Disponibilités etc.

A cet effet, le choix de la technique de routage pouvant remédier à la problématique précitée devient très pertinent surtout quand il faut évaluer les paramètres du choix du meilleur chemin que doivent emprunter les paquets afin d'être acheminer à bon escient.

Quelques questions telles qu'énumérées ci-dessous, traduisent et reflètent nos préoccupations.

- Quelle infrastructure réseau à mettre en place pour répondre au mieux les préoccupations évoquées dans le paragraphe précédent ?

- Comment les succursales d'une entreprise d'envergure nationale pourraient-elles être interconnectées de manière plus sécurisées ?

0.3 Hypothèses

L'hypothèse étant définie comme une réponse provisoire à une question posée, elle permet de se rassurer de la véracité de la question posée pour un problème en étude.

Nous pouvons envisager de mettre sur pied un coeur de réseau utilisant la technologie IP/MPLS qui estle moyen le plus évident pour assurer le contrôle, la simplicité et la gérabilité des transferts de données avec une qualité de service garantie. Elle nous permettra de combiner la gestion de la qualité de service (QdS) et l'acheminement rapide de flux d'informations afin de réduire le temps de propagation aller-retour, assurant une transmission fiable. Nous entamerons initialement l'étude du trafic afin de mesurer le débit nécessaire pour les différents sites et ensuite, nous présenterons une nouvelle architecture à l'aide des résultats de la dernière en vue de dégager les avantages de cette architecture par rapport à l'existante.

En outre, l'impact du nouveau système que nous pensons déployer sera sublime dans la mesure où il permettra à cette entreprise de migrer vers une infrastructure réseau innovante, sécurisée et fiable et optimisera la qualité de service de son réseau informatique face aux contraintes que posait le système existant.

0.4 Intérêt du Sujet

Le but du présent travail est de faire bénéficier à la Banque Centrale du Congo les avantages qu'offre la technologie IP/MPLS, dans la mesure où elle contribueraà la fiabilisation, à l'optimisation de la qualité de service ainsi qu'à la disponibilité de son réseau de transport, en vue de la rendre plus performant qu'avant et servira de même aux futurs chercheurs oeuvrant dans le domaine de réseaux coeurs de documentation adéquate en vue de parfaire leurs études.

0.5Délimitation du travail

Du point de vue spatial, notre travail se limite au déploiement d'un coeur de réseau IP/MPLS de la Banque Centrale du Congo. Et du point de vue temporel, nos investigations ont été menées de la période allant d'Avril 2016 en Mai 2017.

0.6 Méthodes & Techniques utilisées

L'élaboration d'un travail scientifique exige un certain nombre des méthodes et techniques universellement admises afin de recueillir le plus objectivement possible les données nécessaires à sa bonne réalisation et dans le souci de bien cerner tous les aspects du problème de recherche il nous est utile de recourir aux méthodes et techniques de recherche.

0.6.1. Méthodes utilisées

Une méthode peut être appréhendée comme étant l'ensemble de démarches intellectuelles par lesquelles une discipline cherche à atteindre les vérités qu'elle poursuit, les démontre, les vérifie.Pour ce qui nous concerne, nous avons utilisé les méthodes ci-dessous :

C'est une méthode qui nous a permis d'interpréter et analyser profondémentles données recueillies afin d'en dégager les spécificités auxquelles le nouveau système fait face. Durant notre étude, elle nous a facilité de faire des analyses des données et informations recueillies au cours de différentes années.

La méthode historique est celle qui s'efforce de reconstituer les événements jusqu'au fait générateur ou fait initial en essayant de rassembler, d'ordonner et de hiérarchiser autour d'un phénomène singulier ou une pluralité des faits afin de déceler celui qui exerce le plus d'influences sur le phénomène étudié.

0.6.2 Techniques utilisées

Une technique est un ensemble d'instruments ou d'outils qu'utilise la méthode afin d'aboutir à la réalisation d'un travail scientifique.

Elle nous a permis d'interroger les différents employés du service réseau de ladite entreprise afin d'acquérir des informations pertinentes sur l'étude de l'existant au travers d'un jeu des questions / réponses.

Elle nous a permis de consulter divers documents afin de mieux appréhender les activités qui se déroulent au sein de la Direction informatique de manière générale et du service réseau en particulier.

0.7 Subdivision du travail

En vue d'élucider à bon escient notre étude, hormis l'introduction générale et la conclusion générale, nous avons jugé bon de subdiviser notre travail en trois grandes parties dont la première sera les concepts théoriques de base.Et, elle est divisée en deux chapitres respectivement : les architectures des réseaux et Conception de réseau IP/MPLS. La seconde effectue une étude préalable avec l'unique chapitre l'étude du site : Cas de la Banque Centrale du Congo. Et, la troisième c'est une implémentation ; nous avons montré comment concevoir et déployer un coeur de réseau IP/MPLS.

CHAPITRE I : ARCHITECTURES DES RESEAUX

Ce chapitre consacré aux différents types d'architectures réseaux, nous pousse à stipuler qu'une architecture de communication formalise l'empilement de couches de protocoles et des services offerts afin d'assurer l'interconnexion des systèmes. A cet effet, le modèle OSI appréhendé comme l'architecture de référence facilitant la mise en relation des différents systèmes hétérogènes a été évoqué en premier lieu. En second lieu, nous avons abordé l'architecture TCP/IP qui permet de résoudre les problèmes d'interconnexion en milieu hétérogène. Cependant, pour une bonne clarté des modèles précédemment cités, nous avons mené une étude comparative déduisant les caractères divergents et convergents de ces derniers afin de l'expliciter davantage. Enfin, nous avons succinctement décrit la structure, le fonctionnement, les failles et la portée des autres architectures telles que le point à point, le Client/Serveur, le Triple-play ainsi que celle des réseaux convergents dans l'optique de déceler leurs apports pour la disponibilité des informations ainsi que l'épanouissement, la qualité et l'interopérabilité de réseaux informatiques.

I.1MODELE OSI

I.1.1 Généralités

Au début des années 70, chaque constructeur avait développé sa propre solution réseau autour d'architectures et protocoles privés tels que SNA d'IBM, DECnet de Bull etc. Ainsi, il s'est vite avéré qu'il serait impossible d'interconnecter des différents réseaux « propriétaires » si une norme internationale n'était pas établie. Cette norme établie par l'International Standard Organisation (ISO) ou « Organisation de Standardisation International (OSI) est la norme « Open System Interconnexion », (OSI) ou « Interconnexion des Systèmes Ouverts » (ISO).

I.1.2 Définition

Le modèle OSI (Open System Interconnexion) est un modèle générique et standard d'architecture d'un réseau en sept couches, élaboré par l'Organisme International de Standardisation en 1984 tel que décrit dans la norme X.200 de l'Union Internationale des Télécommunications (UIT).

I.1.3 Découpage en couches

Le modèle OSI se découpe en 7 couches comme constaté sur la figure I.1. Toutes ces couches peuvent être classifiées en deux classes dont les couches basses et les couches hautes. Les couches basses, commençant de la 1^ère couche jusqu'à la 4^ème, s'intéressent au transfert de l'information par les différents services de transport. Et les couches hautes, commençant de la 5^ème couche jusqu'à la 7^èmecouche, s'occupent du traitement de l'information par les différents services applicatifs.

I.1.4 Description des couches du modèle OSI

I.1.4.1 Couche physique

La couche physique fournit les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires au maintien et à l'activation des connexions physiques destinées à la transmission de bits entre deux entités de liaison de données. Les normes et standards de la couche physique définissent le type de signaux émis (modulation, puissance, etc.), la nature et les caractéristiques des supports (câble, fibre optique, etc.), le sens de transmission, etc.

· L'initialisation de la connexion et son relâchement à la fin de la communication entre l'émetteur et le récepteur ;

· La résolution de possibilités de transmission dans les deux sens (Half et Full duplex).

I.1.4.2 Couche liaison de données

La couche de liaison de données a pour rôle de fournir les moyens fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'établissement, au maintien et à la libération des connexions de liaison de données entre entités du réseau. Elle détecte et corrige, si possible, les erreurs irrécupérables. Elle supervise en même temps, le fonctionnement de la transmission et définit la structure syntaxique des messages, la manière d'enchainer les échanges selon un protocole normalisé ou non.

- En tant que récepteur,de constituer des trames à partir des séquences de bits reçus ;

- En tant qu'émetteur,de constituer des trames à partir des paquets reçus et les envoyer en séquence. C'est elle qui gère les trames d'acquittement renvoyées par le récepteur ;

Une connexion de liaison de données est réalisée à l'aide d'une ou plusieurs liaisons physiques entre deux machines adjacentes dans le réseau, donc sans noeuds intermédiaires entre elles.

I.1.4.3 Couche réseau

Cette couche assure toutes les fonctionnalités de relais et de l'amélioration de services entre entités de réseau, à savoir : l'adressage, le routage des paquets, le contrôle de flux, la détection et la correction d'erreurs non réglées par la couche 2.

Elle permet aussi de gérer le sous-réseau, la façon dont les paquets sont acheminés de la source à la destination ; de la route que prendront les paquets pour arriver à la destination. Ces routes peuvent être fondées sur des tables statiques ou dynamiques de routage. Elle renferme les fonctions de comptabilité, c'est-à-dire le comptage du nombre de paquets traversant le sous-réseau en vue d'une éventuelle facturation. Elle doit aussi résoudre les problèmes de l'interconnexion de réseaux hétérogènes à savoir :

A ce stade de l'architecture OSI, il s'agit de transiter une information complète (un fichier par exemple) d'une machine à une autre à travers un réseau de plusieurs ordinateurs. Il existe deux grandes possibilités pour établir un protocole de niveau réseau : le mode avec connexion qui s'établit lors du transfert de données entre deux entités homologues, passant par la phase d'établissement de la connexion, le transfert de données ainsi que la libération de la connexion et le mode sans connexionquise repose sur la transmission de données dans laquelle chaque paquet est préfixé par un en-tête contenant une adresse de destination, suffisante permettant une livraison autonome du paquet sans recourir à d'autres informations.

I.1.4.4 La couche transport

Cette couche a pour rôle d'assurer un transport de données transparent entre les entités de session et en les déchargeant des détails d'exécution. Elle a pour rôle d'optimiser l'utilisation des services de réseau disponibles afin d'assurer à moindre coût les performances requises par la couche session.

C'est la première couche à résider sur les systèmes d'extrémité. Elle permet aux applications de chaque extrémité de dialoguer directement et indépendamment de la nature des sous-réseaux traversés et comme si le réseau n'existait pas. Au niveau inférieur de la couche réseau, seule la phase établissement de la liaison logique s'effectue de bout en bout, alors que les transferts d'informations se font de proche en proche.

Un des rôles les plus importants de la couche transport est l'administration de la communication fiable de bout en bout, entre l'émetteur et le récepteur, qui agissent entre machines d'extrémité, alors que les protocoles des couches basses agissent entre machines voisines. La connexion de transport la plus courante consiste en un canal point à point exempt d'erreur, délivrant les messages ou les octets dans l'ordre d'émission. Cela suppose un contrôle d'erreur et de flux entre hôtes, l'assemblage et le désassemblage des données.

I.1.4.5 Couche session

La couche session fournit aux entités de la couche présentation les moyens d'organiser et de synchroniser les dialogues et les échanges de données ; permet aux utilisateurs travaillant sur différentes machines d'établir entre eux un type de connexion appelée « session ». Un utilisateur peut établir une session pour se connecter à un système temps partagé ou transférer un fichier entre deux machines.

Elle a pour rôle l'administration du dialogue. Les sessions peuvent utiliser le mode unidirectionnel ou bidirectionnel du trafic. Quand on travaille en mode bidirectionnel alterné, ou Half duplex logique, la couche session détermine qui a le contrôle. Ce type de service est appelé « administration du jeton ». La couche session permet aussi de gérer la synchronisation en insérant des points de reprise dans le flot des données de façon à reprendre le transfert des données en cas d'interruption accidentelle.

I.1.4.6 Couche présentation

La présente couche s'occupe de la syntaxe et de la sémantique des informations transportées en se chargeant notamment de la représentation des données. Pour ce faire, l'ISO a défini une norme appelée syntaxe abstraite numéro un qui permet de définir une sorte de langage commun (une syntaxe de transfert) dans lequel toutes les applications représentent leurs données avant de les transmettre. C'est à ce niveau de la couche présentation que peuvent être implémentées des techniques de compression (Code Huffman par exemple) et de chiffrement de données (RSA, DES, etc.)

I.1.4.7 Couche application

La couche application donne au processus d'application le moyen d'accéder à l'environnement OSI et fournit tous les services directement utilisables par application, à savoir :

La couche application gère les programmes de l'utilisateur et définit des standards pour que les différents logiciels commercialisés adoptent les mêmes principes comme l'illustre la figure ci-dessous :

Cependant, il existe pour chaque couche du modèle OSI, une unité de données ou de mesure des informations échangées dans un réseau informatique. La couche application du modèle précité a comme unité de données, l'APDU qui est un message électronique utilisé pour la communication avec une carte à puce, pour la couche présentation, son unité de données est le PPDU, la couche session a pour unité de données le SPDU, la couche transport a pour unité de données le TPDU, pour la couche réseau, l'unité de données est le Paquet, la couche liaisons de données a comme unité principale de données le Trame et le Bit en est l'unité de données de la couche physique, qui est la dernière couche du modèle OSI.

I.1.5 Transmission des données à travers le modèle OSI

Pour ce qui est de la transmission des données, le modèle OSI utilise le principe de communication virtuelle en utilisant des interfaces inter-couches. Nous dirons qu'il y a encapsulation successive de données à chaque interface (H : header, T : Trailer ou bande annonce), tel qu'explicité dans la figure ci-dessous :

Il sied de préciser que ce dernier reste, comme l'indique son nom, un modèle qui n'est pas scrupuleusement respecté, mais vers lequel, on tente généralement de se rapprocher dans une optique de standardisation.

I.2 MODELE TCP/IP

I.2.1 Généralités

L'architecture TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) désigne communément une architecture réseau, résultant de la jonction de deux protocoles dont celui de transport, TCP (Transmission Control Protocol) et celui du réseau, IP (Internet Protocol).

L'origine de TCP/IP remonte au réseau APARNET qui était un réseau de télécommunication conçu par l'ARPA (Avanced Research Projects Agency), l'Agence de Recherche du Ministère Américain de la Défense. Ce modèle présente la possibilité de connecter des différents réseaux dits hétérogènes.

Il a alors été convenu qu'APARNET utiliserait la technologie de commutation des paquets (mode datagramme), une technologie émergente et promettante. C'est donc dans cet objectif et à ce choix technique que les protocoles TCP et IP furent inventés en 1974.

I.2.2 Présentation de l'architecture TCP/IP

L'architecture TCP/IP compte quatre couches, comme le montre la figure I.4 : La couche Accès-réseau, la couche internet, la couche transport et la couche application.

I.2.3 Description des couches du modèle TCP/IP

I.2.3.1 Couche Accès-réseau

Cette couche a pour rôle d'assurer la communication entre les réseaux grâce au protocole IP (Internet Protocol). Il utilise la commutation de paquets de types datagramme afin d'acheminer des données entre les systèmes d'extrémité, quelle que soit la technologie réseau qu'ils emploient. Ainsi, le protocole IP gère les datagrammes : il les achemine jusqu'à leur destinataire, se charge du routage et de l'adaptation de la taille des données au réseau sous-jacent. Il définit enfin un service minimal par l'acheminement des datagrammes à travers l'interconnexion de réseaux. Parmi les services y attachés, nous citons le service Ethernet, PPP (Point to Point Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), Token Ring etc.

I.2.3.2 Couche internet

La présente couche est la clé de voute de cette architecture, du fait qu'elle réalise l'interconnexion des réseaux dits hétérogènes distants sans connexion. Elle permet l'injection de paquets dans n'importe quel réseau et l'acheminement de ces paquets indépendamment, les uns des autres jusqu'à la destination. Les paquets peuvent tout de même arriver en désordre s'il y a aucune connexion établie au préalable ; le contrôle de remise sera éventuellement la tâche des couches supérieures. Ainsi, nous y trouvons plusieurs protocoles entre autres : IP (Internet Protocol), ICMP (Intemet Control Message Protocol), ARP (Address Resolution Protocol), RARP (ReverseAddress Resolution Protocol) etc.

I.2.3.3 Couche transport

Le rôle de cette couche est de permettre à des entités paires de soutenir une conversation. Précisons à cet effet, qu'elle regorge deux implémentations dont le protocole TCP et le protocole UDP. Le premier est fiable, orienté connexion et permet l'acheminement sans erreur de paquets issus d'une machine, à une autre machine du même réseau. Il a pour rôle de fragmenter le message à transmettre de manière à pouvoir le faire passer sur la couche internet. Pour ce qui concerne la machine de destination, le protocole TCP replace dans l'ordre des fragments transmis sur la couche internet afin de reconstituer le message initial. En revanche, le second est non fiable et sans connexion. Son utilisation présuppose que l'on n'a besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l'ordre de remise de paquets.

I.2.3.4 Couche application

Cette couche se greffe directement au-dessus de la couche de transport et contient tous les protocoles de haut niveau que tout utilisateur souhaiterait avoir entre autres : Telnet, TFTP (Trivial File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol), POP (Post Office Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), HTTPs (HyperText Transfer Protocol Secure) et elle est aussi indispensable sur le choix du protocole de transport à utiliser partant du principe que les liaisons physiques sont suffisamment fiables et les temps de transmission suffisamment courts pour qu'il n'y ait pas d'inversion de paquets à l'arrivée.

I.3 OSI COMPARE A TCP/IP

Les modèles OSI et TCP/IP sont tous les deux modèles fondés sur le concept de pile de protocoles indépendants. Ensuite, les fonctionnalités des couches sont globalement les mêmes.

Cependant, au niveau des différences, le modèle OSI faisant clairement la différence entre concepts principaux dont les services, interfaces et protocoles alors que TCP/IP fait peu la distinction entre ces concepts malgré les efforts des concepteurs stipulant de le rapprocher du modèle TCP/IP, ce sont les protocoles qui sont apparus premièrement. Le modèle n'a fait que donner une justification théorique aux protocoles finalement. Sans le rendre véritablement indépendants les uns des autres.

En outre, la dernière grande différence est liée au mode de connexion. Certes ces modes orienté connexion et sans connexion sont disponibles dans les deux modèles mais pas à la même couche : pour le modèle OSI, s'ils ne sont disponibles qu'au niveau de la couche transport pour le modèle TCP/IP (la couche internet n'offre que le mode sans connexion). Le modèle TCP/IP a donc cet avantage par rapport au modèle OSI : les applications (qui utilisent directement la couche transport) ont véritablement le choix entre les deux modes de connexion.

Enfin, comme évoqué ci-haut, l'architecture TCP/IP compte 4 couches alors que le modèle OSI en compte 7. C'est ainsi qu'à travers la figure ci-dessous nous essayons d'illustrer la structuration de ces deux modèles.

En nous référant au modèle OSI, le TCP/IP est amputé de la couche Présentation et Session, mais cela ne peut pas handicaper ce dernier aux manques de fonctionnalités que regorge chacune de ces couches auxquelles nous faisons allusion.

I.4 ARCHITECTURE POINT A POINT

I.4.1 Généralités

La présente architecture se définit comme étant une architecture partageant des ressources et des services par échange direct entre différents systèmes. Ces échanges peuvent porter sur les informations, les cycles de traitement, la mémoire cache, ou encore le stockage sur disque des fichiers.

Cependant, dans l'architecture point à point, les ordinateurs personnels ont le droit de faire partie du réseau. Ainsi, il désigne une classe d'applications qui tient partie des ressources matérielles ou humaines qui sont disponibles sur le réseau Internet.

I.4.2 Caractéristiques du point à point

Les ressources ayant une connectivité instable ou des adresses IP variables, elles fonctionnent de manière autonome, indépendamment de systèmes centraux comme les DNS (Domaine Name Service). A cet effet, le système point à point authentique se reconnait donc par ces deux caractéristiques principales :

- Le système doit permettre à chaque point de se connecter de manière intermittente avec des adresses IP variables ;

I.4.3 Fonctionnement de l'architecture point à point

L'architecture point à point fonctionne à travers une connexion communicante entre deux noeuds. Il existe plusieurs types d'architecture point à point, mais nous épinglerons particulièrement le point à point simple, centralisé et hiérarchique.

I.4.3.1 Architecture point à point simple

Théoriquement, cette architecture représente la solution la plus confortable pour les échanges et partages des ressources. Mais dans l'aspect pratique, elle exige plus de ressources que les servicesde bonne qualité (lenteur, disponibilité, ...) soit elle est saturée ou limitéeau cas où elle s'étend à plusieurs utilisateurs.

En termes de sécurité, une telle architecture s'avère vulnérable par le fait qu'elle ne propose qu'une et une seule porte d'entrée d'où, il suffirait qu'un poste tombe en panne, l'autre utilisateur ne saura plus inter opérer avec celui-ci et cela arrête le bon fonctionnement du réseau.

I.4.3.2 Architecture point à point centralisé

Cette architecture résultede l'amélioration de l'architecture point à point simple en vue de résoudre les problèmes de robustesse, de la qualité de connexion et éviter la chute du réseau en cas d'une panne au niveau d'un serveurafin de mieux répartir les demandes de connexions et aussi de limiter la diminution de la bande passante.

I.4.3.3 Architecturepoint à pointhiérarchique

Contrairement à l'architecture point à point centralisée, cette architecture présente plusieurs avantages. Du point de vue évolutivité,elle peut être aisément étendue parce que la modularité de la conception permet de reproduire des éléments de la conception au fur et à mesure que l'évolution du réseau est effective et rend la gestion du réseau facile,comme l'illustre la figure ci-dessous :

I.4.3 Avantages de l'architecture point à point

L'architecture point à point présente de manière globale plusieurs avantages parmi lesquelles nous citons :

- L'optimisation de l'utilisation de la bande passante pour un équilibrage de la charge du réseau ;

- Laréduction des coûts des logiciels à installer par le moyen de partage de ressources ;

I.4.4 Inconvénients de l'architecture point à point

Comme toute autre architecture, le point à point présente aussi quelques failles que nous pouvons énumérer ci-dessous :

- L'inefficacité de fonctionner correctement en cas de manque de participation active de ses composants ;

- Le freeloading, phénomène nuisible au bon fonctionnement de ce type de réseaux qui bénéficie des ressources partagées sans pour autant en partager les leurs ;

- Le manque minimum de contrôle des activités occasionnant la diffusion de virus, l'atteinte à la vie privée, l'envahissement des bannières publicitaires etc...

I.5 ARCHITECTURE CLIENT/SERVEUR

I.5.1 Généralités

L'architecture client/serveur étant indispensable pour l'utilisation de nombreuses applications fonctionnant dans un environnement client/serveur, elle regorge à la fois les machines clientes (des machines faisant partie du réseau) contactent un serveur (machine puissante en termes de capacités d'entrées/sorties) qui leur fournit des services. Ces services sont des programmes qui fournissent des données telles que l'heure, les fichiers, une connexion, etc...Ces services sont exploités par des programmes, appelés programmes clients, s'exécutant sur les machines clientes.

Un client peut être appréhendé comme un processus effectuant une demande de service ou l'exécution d'une opération à un autre processus par envoi de message contenant le descriptif de l'opération à exécuter et attendant la réponse de cette opération par un message en retour.

Un serveurpeut être définicomme étant un processus qui est à l'écoute des requêtes clientes, il offre des services sur demande d'un client en lui transmettant le résultat.

Dans cette architecture, le client a pour rôle d'établir la connexion au serveur à destination d'un ou plusieurs ports réseaux lorsque la connexion est acceptée par le serveur. En effet, le serveur joue le rôle d'un site à accès permanent parce qu'il lui revient la lourde tâche d'accepter, traiter et renvoyer les résultats voulus par le client qui en est le demandeuret nous l'avons illustré dans la figure ci-dessous :

I.5.2 Avantages de l'architecture Client/Serveur

Le modèle Client/Serveur est particulièrement recommandé pour des réseaux nécessitant un grand niveau de fiabilité, ses principaux atouts sont :

- Des ressources centralisées : étant donné que le serveur est au centre du réseau, il peut gérer des ressources communes à tous les utilisateurs ;

- Une meilleure sécurité : car le nombre de points d'entrée permettant l'accès aux données est moins important ;

- Une administration au niveau serveur : les clients ayant peu d'importance dans ce modèle, ils ont moins besoin d'être administrés ;

- Un réseau évolutif : grâce à cette architecture, il est très facile de rajouter ou supprimer des clients ou serveurs sans perturber le fonctionnement du réseau et sans modification majeure.

I.5.3 Inconvénients du modèle Client/Serveur

Cette architecture est loin d'être parfaite comme toutes les autres architectures, elle présente quelques lacunes parmi lesquelles :

- Un coût d'exploitation élevé dû à la technicité du serveur, bande passante, câbles, ordinateurs surpuissants etc...

- Un maillon faible : le serveur est le seul maillon faible du réseau Client/Serveur, étant donné que tout le réseau est architecturé autour de lui.

I.5.4 Fonctionnement du modèle Client/serveur

L'idée essentielle du fonctionnement de l'architecture Client/Serveur réside sur le fait que dans cette architecture, le client émet desrequêtes vers le Serveur grâce à son adresse IP et le serveur reçoit à son tour les demandes et répond au client à l'aide de l'adresse de la machine cliente et son port. Cependant, cette interaction forme un système coopératif donnant à un serveur le moyen de répondre à plusieurs clients de manière simultanée.

I.6 ARCHITECTURE TRIPLE-PLAY

I.6.1 Généralités

Depuis belle lurette, les Fournisseurs d'Accès Internet (FAI) proposent à leurs abonnés des nouvelles offres permettant à ces derniers de bénéficier d'un accès internet haut débit, de la téléphonie et de la télévision à travers l'Internet. A cet effet, nous aborderons les différentes technologiques sur lesquelles se base l'offre triple play tout en spécifiant son contexte historique ; l'analyse des changements apportés par ce dernier dans le secteur de télécoms ainsi que les perspectives d'évolution.

I.6.2 Architecture générale du triple play

Architecture triple play est celle qui permet une adjonction de la valeur ajoutée aux services Internet standards, comme l'indique son nom, l'architecture triple play propose trois catégories de services dont le service d'accès à l'Internet, l'accès à la Téléphonie via IP, l'accès à la Télévision via IP et tous ces services via une seule et unique prise téléphonique comme le décrit la figure ci-dessous :

I.6.3 Triple play par ADSL

L'ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) est la technologie la plus utilisée actuellement pour l'accès à l'internet par les particuliers. Bien que cela ne fût pas historiquement sur ce type de technologie que les offres triple-play ont été développées, c'est aujourd'hui le premier fournisseur de ce genre d'offres. A cet effet, nous tenterons par la suite expliciter le fonctionnement de ces offres via ADSL en abordant brièvement la description de ladite technologie.

I.6.3.1 Technologie ADSL

La présente technologie a été développée dans l'optique de transiter les données informatiques au travers des lignes téléphoniques (cela permet de réutiliser un réseau de câble existant déjà). Elle utilise les bandes de hautes fréquences, non utilisées pour la téléphonie (300 - 400 Hz), en utilisant des techniques de multiplexage et de modulation adaptées aux lignes téléphoniques. Le fait d'utiliser les fréquences hautes de la ligne téléphonique implique cependant l'utilisation d'un filtre de part et d'autre de la ligne téléphonique afin que les signaux de téléphonie ne viennent pas perpétuer les signaux ADSL (et vice-versa).

I.6.3.2 Set-Top-Box

La Set-Top-Box (STB) est un appareil que les fournisseurs d'accès Internet ASDL fournissent (parfois gratuitement) à leurs abonnés afin qu'ils bénéficient des offres triple-play. Il s'agit d'un boitier qui se connecte sur la ligne téléphonique, et qui dispose au minimum d'une sortie télévision (prise péritel ou RCA), d'un connecteur téléphonique (R) 11 ou prise téléphonique), et d'un connecteur internet (RJ45, wifi etc.)

I.6.3.3 Accès à Internet

L'accès à Internet est le premier type de service qui a été proposé à travers l'ADSL. Les autres services d'une offre Triple Play par ADSL étant dépendant de celui-là, nous allons nous intéresser au fonctionnement de ce service dans un premier temps.

La connexion entre l'utilisateur et la STB peut généralement s'effectuer de trois façons différentes :

Il s'agit d'une liaison série permettant à l'utilisateur de connecter directement son ordinateur à la STB. Elle ne spécifie aucun protocole de communication particulier à utiliser. Cependant, la communication avec la STB se fait, la plupart du temps, en utilisant soit le protocole ATM, soit le protocole Ethernet. Il se peut aussi que la STB ne fonctionne que comme un modem ADSL classique en utilisant ce type de connexion, obligeant alors l'utilisation du protocole PPP au-dessus d'ATM (PPPoA) ou d'Ethernet (PPPoE) dans ce cas.

Il s'agit d'une connexion Fast Ethernet (100 Mbit/s) qui permet à l'utilisateur de se connecter à la STB au moyen d'une carte réseau.

La plupart du temps, il s'agit d'un module optionnel payant qui permet à l'utilisateur de se connecter à la STB au moyen d'une connexion sans fil, type 802.11b/g, tel qu'illustré dans la figure ci-dessous :

La STB est connectée à la ligne téléphonique de l'utilisateur. A l'autre bout de la ligne téléphonique se trouve le DSLAM ayant pour tâche d'établir une passerelle entre les équipements des utilisateurs (via la STB) et le réseau du FAI. Le DSLAM se situe au niveau du central téléphonique local appelé autrement le Noeud de Raccordement Abonné, et peut être un équipement appartenant au FAI tout en dépendant du niveau de dégroupage de l'abonné. Un même DSLAM est connecté à un ensemble d'abonnés (du même FAI). Le nombre d'abonnés par DSLAM varie en fonction du fabricant, comme nous l'avons illustré dans la figure ci-dessous :

I.6.4 Télévision par ADSL

Actuellement, on trouve des chaînes de télévision en ligne qui transmettent leurs programmes en temps réel. C'est ce que l'on appelle du streaming accessible grâce à des logiciels particuliers (le plus souvent Windows Media Player). Il s'agit alors d'un simple flux disponible sur son écran d'ordinateur. Avec ce système, il faut disposer d'un débit constant pour assurer une bonne réception. La télévision par l'ADSL permet quant à elle d'accéder à un bouquet de chaînes télévisés directement sur son poste de télévision.

I.6.4.1 Fonctionnement

Avec la télévision par ASDL, le câble et le satellite de toutes les chaînes sont transmis aux abonnés et c'est au décodeur de faire le tri. Le débit sur la boucle locale étant limité, le DSLAM ne transmet qu'une seule chaîne au domicile de l'abonné. Il n'est pas possible de regarder deux chaînes de manière simultanée, ou d'enregistrer une chaîne sur son magnétoscope pendant que vous en regardez une autre. Lorsque l'utilisateur veut changer de chaîne, la set-top-box transmet la demande au DSLAM et celui-ci a la charge de sélectionner le bon flux mêmes'il ne reçoit pas toutes les chaînes. Il ne reçoit que les chaînes qu'il transmet à ce moment à ces abonnés, et cela pour ne pas saturer le réseau. Quand un abonné zappe, le DSLAM vérifie s'il ne reçoit pas déjà la chaîne désirée. Ce serait le cas s'il la transmet à un autre abonné. Si c'est le cas, il duplique le flux pour l'envoyer aux différents abonnés. Dans le cas contraire, il doit aller le rechercher à la tête du réseau pour entraîner un délai lors du changement de chaîne.

I.6.4.2 Bande passante et encodage

La télévision est le service le plus critique en matière de bande passante pour les offres Triple play de l'ADSL et requiert un débit garanti pour une bonne visualisation. La bande passante allouée à la télévision sur ADSL d'obtenir une qualité d'images très correcte avec le type d'encodage.

I.7 ARCHITECTURE DU RESEAU CONVERGENT

La convergence des technologies des réseaux, des services et des équipements terminaux a été à la base de l'évolution des offres novatrices et des nouveaux modèles économiques dans le secteur de la communication. En effet, cette convergence se traduit par le passage de l'architecture traditionnelle en une situation dans laquelle les différents services assurés par des réseaux distincts (réseaux mobiles, réseaux de lignes fixes, télévision par câble,etc) à une situation dans laquelle l'accès et l'utilisation des services de communication se feront de façon intégrée sur différents réseaux. Ces services étant dispensés de façon interactive à travers des plates-formes multiples. Certes, nous précisons qu'il existe de nombreuses architectures de réseaux convergents. Mais pour ce qui nous concerne, nous évoquerons l'architecture NGN (Next Génération Networks).

I.7.1 Généralités sur le NGN (Next Generation Network)

NGN, Réseau de Nouvelle Génération est un réseau s'appuyant sur la technologie du transport IP émulant le réseau de commutation de circuit avec l'ensemble de ses services de téléphonie ; elle s'appuie sur une architecture constituée de deux entités principales : Media Gateway (MGW) et Media Gateway Controller (MGC). Le premier introduit à la couche application et le second appartient à la couche contrôle.

Ce réseau repose sur une architecture répartie, exploitant pleinement la technologie de pointe et offre des nouveaux services sophistiqués et augmenter les recettes des opérateurs tout en réduisant leurs dépenses d'investissement et leurs coûts d'exploitation. Il est de même à la base progressive vers le « tout IP » et sont normalisés en couche indépendante dialoguant via des interfaces ouvertes et normalisées, il offre aux fournisseurs de service une plate-forme évolutive pour créer, déployer et gérer des services multimédias innovants et accessibles indépendants des réseaux d'accès.

I.7.2 Les exigences de tourner vers NGN

La nouvelle architecture réseau, le NGN a amené plusieurs laboratoires de constructeurs et les multiples organismes de standardisation de s'y pencher afin de répondre à certaines exigences telles qu'énumérées ci-dessous :

o Les réseaux de télécoms sont spécialisés et structurés avant tout pour la téléphonie fixe ;

o Le développement de nouveaux services, évolution des usages du réseau d'accès fixe et l'arrivée du haut débit ;

o Difficulté à gérer des technologies multiples (SONET, ATM, TDM, IP) seul un vrai système intégré peut maîtriser toutes ces technologies reposant sur la voix ou le monde des données ;

o Prévision d'une progression lente du trafic voix et au contraire une progression exponentielle du volume de données, ce qui provoque la baisse de la rentabilité des opérateurs.

I.7.3 Caractéristiques du réseau NGN

I.7.3.1 Une nouvelle génération de commutation

Les solutions de commutation de nouvelle génération fournissent une gamme complète de la catégorie de commutation, voix over IP adaptée aux besoins des abonnés complétés par des applications convergées de voix/données pour établir un réseau de NGN (une commutation par paquets).

I.7.3.2 Une nouvelle génération de réseaux optiques

Les solutions de système optique de nouvelle génération rassemblent les deux réseaux optiques existants y compris celui du multiplexage DWDM et les réseaux optiques SDH avec la nouvelle génération de systèmes optiques, des réseaux IP optimisés peuvent être déployés. Les fonctions de données et Ethernet sont ajoutées aux dispositifs classiques de transport.

I.7.3.3 Une nouvelle génération de type d'accès

Les nouvelles technologies d'accès sont une composante très importante car elles influencent la rapidité d'introduction et les modalités techniques de mise en oeuvre des coeurs de réseaux NGN. Elles ont chacune un rôle à jouer dans le développement des services IP multimédia de NGN et sont caractérisées par :

§ La commutation utilisée (interface vers le coeur de réseau) et les débits.

La multitude et la montée en puissance de ses technologies devenant ingérable en matière de Qualité de Service sur le mode de perfectionnement actuel, l'intégration du protocole MPLS s'est avérée urgente dans la couche transport en vue d'y faire face.

I.7.4 Architecture logique de réseau NGN

Les réseaux NGN reposent sur une architecture en couches indépendantes (transport, contrôle, services) communiquant via des interfaces ouvertes et normalisées. Les services doivent être évolutifs et accessibles indépendamment du réseau d'accès utilisé comme illustrée dans la figure ci-dessous :

I.7.4.1 Couche transport

C'est la partie responsable de l'acheminement du trafic voix ou données dans le coeur de réseau, selon le protocole utilisé. De ce fait, elle se subdivise en deux sous-couches différentes dont la couche d'accès et la couche coeur de réseau.

Elle regroupe les fonctions et les équipements permettant de gérer l'accès des équipements utilisateurs au réseau, selon la technologie d'accès (téléphonie commutée, DSL, câble). Cette couche inclut par exemple les équipements DSLAM (DSL Access Multiplexer) fournissant l'accès DSL.

Cette couche gère l'ensemble des fonctions de contrôle des services en général, et de contrôle d'appel en particulier pour le service voix. L'équipement important à ce niveau dans une architecture NGN est le « Media Gateway » (MGW) qui est responsable de l'adaptation des protocoles de transport aux différents types de réseaux physiques disponible (TDM, IP, ATM, SDH, DWDM).

I.7.4.2 Couche contrôle

Cette couche gère l'ensemble des fonctions de contrôle des services en général, et de contrôle d'appel en particulier pour le service voix. L'équipement important à ce niveau dans une architecture NGN est le serveur d'appel, plus communément appelé « Softswitch », qui fournit, dans le cas de services vocaux, l'équivalent de la fonction de commutation.

I.7.4.3 Couche service

L'ensemble de fonctions permettant la fourniture de services dans un réseau NGN. En termes d'équipements, cette couche regroupe deux types d'équipements les serveurs d'application (ou applications serveurs) et les « essablers » qui sont des fonctionnalités, comme la gestion de l'information de présence de l'utilisateur, susceptibles d'être utilisées par plusieurs applications ; elle inclut d'une manière générale des serveurs d'application SIP (Session Initiation Protocol), car il est utilisé dans une architecture NGN pour gérer des sessions multimédias générales, et des services de voix sur IP en particulier.

I.7.5 Architecture physique de réseau NGN

I.7.5.1 Eléments de réseau NGN

- La tendance est d'utiliser les réseaux IP sur diverses technologies de transport (ATM, SDH, WDM...)

- Les réseaux IP doivent offrir des garanties de qualité de service (QdS) concernant les caractéristiques de temps réel de la transmission vocale, vidéo et multimédia.

- Convertissement en paquets les flux de trafic provenant de dispositifs d'accès analogiques (service téléphonique ordinaire) ou de dispositifs d'accès à 2 Mbit/s

- Assurent l'interfonctionnement entre le réseau téléphonique MRT classique et les réseaux NGN en mode paquet

- Convertissent les flux provenant des circuits MRT (64 kbits/s) en paquets de données et inversement.

- Assure la commande d'appel et de la commande des passerelles média (accès et/ou jonction) via le protocole H.248

- Remplit la fonctionnalité de passerelle de signalisation ou utilise une passerelle de signalisation pour l'interfonctionnement avant le système de signalisation N7 du RTPC

- Assure la connexion au réseau intelligent / aux serveurs d'application pour offrir les mêmes services que ceux qui sont mis à la disposition des abonnés MRT.

- Elément qui sert d'appui à l'exécution des services. Pour mieux élucider ce qui précède, nous illustrons un exemple par un serveur qui contrôle les appels et les ressources spéciales de réseau NGN (Serveur média, serveur de messages).

- Egalement appelé MEGACO : protocole normalisé pour la signalisation et la gestion de session nécessaires pendant une communication entre une passerelle média et le contrôleur de passerelle média qui la gère ;

- H.248/MEGACO permet d'établir, de maintenir et de terminer les appels entre plusieurs points d'extrémité, par exemple entre des abonnés téléphoniques utilisant la technologie MRT (Multiplexage à Répartition dans le Temps).

Protocole d'ouverture de session utilisé pour l'établissement, le maintien et la terminaison d'appel à partir de terminaux en mode paquet.

Elément assurant la conversion de signalisation entre le réseau NGN et les autres réseaux (par exemple point STP dans le système SS7).

Numérotage électrique: protocole permettant d'établir une correspondance entre les numéros de téléphone traditionnels (E.164) et les adresses de réseau liées aux réseaux en mode paquet.

Commutation multiprotocole par étiquette: est un protocole qui assigne des étiquettes aux paquets d'information afin de permettre aux routeurs nodaux de traiter les flux dans le réseau en fonction de la priorité établie pour chaque catégorie.

Fonction de commande d'acceptation d'appel, qui permet d'accepter ou de rejeter le trafic dans le réseau afin de garantir la qualité de service pour les services faisant l'objet d'un accord sur le niveau de service.

Protocole de passerelle frontière permettant de négocier les procédures et les capacités de routage de flux entre différents domaines de réseau NGN.

I.7.6 Principaux équipements du réseau NGN

I.7.6.1 MGC (Media Gateway Controller)

Le serveur d'appel autrement appelé sofswitch n'est autre qu'un serveur informatiques doté d'un logiciel de traitement des appels vocaux, gérant d'une part les mécanismes de contrôle d'appel (pilotage de la couche transport, gestion des adresses) et d'autre part l'accès aux services (profils d'abonnés, accès aux plates-formes de services à valeur ajoutée). Dans un réseau NGN, c'est le MGC qui possède « l'intelligence ». Il gère :

- L'échange des messages de signalisation transmise de part et d'autre avec les passerelles de signalisation, et l'interprétation de cette signalisation ;

- Le traitement des appels : dialogue avec les terminaux H.323, SIP voire MGCP, communication avec les serveurs d'application pour la fourniture des services ;

- Le choix du MG de sortie selon l'adresse du destinataire, le type d'appel, la change du réseau, etc ;

- La réservation des ressources dans le MG et le contrôle des connexions internes au MG (Commande des Média Gateways).

I.7.6.2 Media Gateway (MGW)

Les Gateways ont un rôle essentiel : elles assurent non seulement l'acheminement du trafic, mais aussi l'interfonctionnement avec les réseaux externes et avec les divers réseaux d'accès. La Media Gateway est située au niveau du transport des flux média entre le réseau RTC et les réseaux en mode paquet, ou entre le coeur de réseau NGN et les réseaux d'accès. Elle a pour rôle le codage et la mise en paquets du flux média reçu du RTC et vice-versa (conversion du trafic TDM IP). Et aussi la transmission, suivant les instructions du Media Gateway Controller, des flux média reçus de part et d'autre.

I.7.6.3 Signalling Gateway (SG)

La fonction Signalling Gateway a pour rôle de convertir la signalisation échangée entre le réseau NGN et le réseau externe interconnecté selon un format compréhensible par les équipements chargés de la traiter, mais sans l'interpréter (ce rôle étant dévolu au Media Gateway Controller). Notamment, elle assure l'adaptation de la signalisation par rapport au protocole de transport utilisé. Cette fonction est souvent implémentée physiquement dans le même équipement que la Media Gateway, d'où le fait que ce dernier terme est parfois employé abusivement pour recouvrir les deux fonctions MG + SG.

I.7.7 Services offerts par les NGN

Les NGN offrent les capacités, en termes d'infrastructure, de protocole et de gestion, de créer et de déployer de nouveaux services multimédia sur des réseaux en mode paquet. La grande diversité des services est due aux multiples possibilités offertes par les réseaux NGN en termes de :

· Mode de communication, Unicast (communication point à point), Multicast (Communication point-multipoint), Broadcast (diffusion)

Parmi ces services offerts, nous citons : La voix sur IP, La diffusion de contenus multimédia, La messagerie unifiée, Le stockage de données, La messagerie instantanée, Services associés à la géolocalisation etc ...

CHAPITRE II : CONCEPTION DE RESEAU IP/MPLS

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Ce chapitre consacré à la conception de réseau IP/MPLS,s'attèlera sur les différents moyens et techniques de mise en oeuvre de réseau IP avec le protocole MPLS. Nous avons décrit en premier lieu, les réseaux IP tout en spécifiant les protocoles qu'ils utilisent ensuite, les différents types d'adressage sans lequel, la transmission de données entre les hôtes du réseau serait pratiquement impossible. L'Internet et son service de meilleur qualité « best effort » ont été évoqué par la suite et allonsparlerdu routage dans les réseaux IP dont la prérogative consiste à décider sur quelle interface de sortie les paquets doivent emprunter pour être transmis, les réseaux privés virtuels ont été évoqué par la suite ainsi que les protocoles de tunnelisation qui permettent d'encapsuler dans leurs datagrammes des paquets afin d'être transmis.

II.1 RESEAUX IP

Les Réseaux IP sont à la base de la genèse du protocole IP qui a pour tâche de faciliter la réalisation des réseaux privés d'entreprises, tels que les réseaux intranets et extranets ou encore les réseaux mis en place pour la domotique. Ces réseaux IP présentent de nombreuses propriétés communes que nous allons examiner succinctement tout en décrivant le fonctionnement et en détaillant les principaux protocoles mis en oeuvre pour l'acquisition d'un réseau plus performant.

II.1.1 Architecture physique d'un réseau IP

Au niveau physique, le réseau IP est constitué d'un ensemble d'équipements interconnectés, commutateurs (ou switches) et routeurs, sous le contrôle de différentes entités indépendantes appelées Systèmes Autonomes (ou AS, AutonomousSystems) : ce sont généralement des fournisseurs d'accès, de contenu, des universités, des entreprises comme illustrée dans la figure ci-dessous :

Cependant, dans un réseau d'opérateur, nous pouvons distinguer trois composantes structurellement différentes, en termes de technologies, de débits des liens ou encore de nombre d'utilisateurs simultanées. Leur étude est généralement spécifique et met en jeu des modèles théoriques distincts.

- Le réseau d'accès est la partie en bordure de réseau reliant le client à l'opérateur. C'est le cas du réseau ADSL par exemple, qui relie la passerelle domestique à un DSLAM, ou des réseaux sans fil et mobiles. Sa capacité est aujourd'hui plutôt limitée et il est souvent un goulot d'étranglement pour le trafic (les connexions peuvent facilement atteindre le débit d'accès).

- Le réseau de collecte centralise le trafic de plusieurs DSLAM et le connecte au réseau de l'opérateur par l'intermédiaire des équipements d'accès au service. Typiquement le réseau de collecte est en ATM ou Ethernet Gigabit, et peut potentiellement être un point de saturation en fonction des nouveaux services consommateurs de bande passante comme la vidéo à la demande par exemple.

- Le réseau coeur est la partie centrale qui offre la connectivité entre les utilisateurs et les différents services. La capacité des liens est généralement grande comparée à celle des réseaux d'accès (plusieurs dizaines de gigabits par seconde), puisque les liens de coeur transportent le trafic d'un très grand nombre d'utilisateurs.

II.1.2 Quelques protocoles utilisés par les réseaux IP

Les réseaux IP utilisent plusieurs protocoles mais pour le cas de notre travail, nous aborderons particulièrement le protocole ARP, DNS, ICMP, RSVP et RTP.

II.1.2.1 Le protocole ARP (Address Resolution Protocol)

Ce protocole joue un rôle prépondérant parmi les protocoles de la couche Internet de la suite TCP/IP, il permet de connaitre l'adresse physique d'une carte réseau correspondant à une adresse IP, raison pour laquelle il est appelé protocole de résolution d'adresse. Ci-dessous, la figure II.2 illustre le fonctionnement du protocole ARP.

De manière opposée, une station qui se connecte au réseau peut connaître sa propre adresse physique sans avoir d'adresse IP. Au moment de son initialisation
(bootstrap), cette machine doit contacter son serveur afin de déterminer son adresse IP et ainsi de pouvoir utiliser les services TCP/IP.

II.1.2.2 DNS (Domain Name Service)

Le DNS « Domain Name Service ou Système de Nom de Domaine », il peut être appréhendé comme un protocole indispensable au fonctionnement d'Internet, du point de vue de son utilisation, car il permet la mise en correspondance des adresses physiques et des adresses logiques.

L'utilisation de ce protocole est fréquente quand un utilisateur désire se connecter à l'Internet. Il joue le rôle d'un annuaire pour l'ordinateur qui veut échanger avec un autre sur le réseau. Le premier ordinateur doit interroger le serveur DNS pour récupérer l'adresse de l'ordinateur qu'il désire joindre, une fois que la récupération est effective, il pourra le joindre directement avec son adresse IP. Ce dernier (Serveur DNS) va permettre d'établir la relation entre nom d'ordinateur et adresse IP, et à ce stade, vous pouvez maintenant communiquer avec la machine destinateur.

II.1.2.3 ICMP (Internet Control Message Protocol)

Le protocole ICMP est un protocole de signalisation des problèmes utilisé par le protocole IP dont le but est d'une part, de tester la connectivité réseau et de l'autre, d'apporter une aide au diagnostic en cas de problèmes ou de défaillances. Ci-dessous, la figure II.3 illustre le format des messages qu'utilise le protocole ICMP.

II.1.2.4 RSVP (Resource reSerVationProtocol)

RSVP est un protocole permettant de réserver des ressources dans un réseau informatique. Il effectue la signalisation (avec ou sans réservation) à partir du récepteur, ou des récepteurs dans le cas d'un multipoint et a pour fonction d'avertir les noeuds intermédiaires de l'arrivée d'un flot correspondant à des qualités de service déterminées. Cette signalisation s'effectue sur un flot (flow) envoyé vers un ou plusieurs récepteurs. Ce flot est identifié par une adresse IP. Lorsqu'un nouveau point s'ajoute au multipoint, celui-ci peut réaliser l'adjonction de réservations d'une façon plus simple que ne pourrait le faire l'émetteur. Les paquets RSVP sont transportés dans la zone de données des paquets IP. Ci-dessous, nous présentons le format de message du protocoleRSVP.

II.1.2.5 RTP (Real-time Transport Protocol)

L'existence d'applications temps réel, comme la parole numérique ou la visioconférence, est un problème pour l'Internet. Ces applications demandent une excellente qualité de service (QdS) que les protocoles classiques d'Internet ne peuvent offrir. C'est ainsi que le RTP (Real-time Transport Protocol) a été conçu pour résoudre ce problème, qui plus est directement dans un environnement multipoint. RTP a à sa charge aussi bien la gestion du temps réel que l'administration de la session multipoint.

§ Le séquencement des paquets par une numérotation permettant de détecter les paquets perdus essentiel en vue de la recomposition de la parole.Il est impérieux de repérer qu'un paquet a été perdu de façon à en tenir compte et à le remplacer éventuellement par une synthèse déterminée en fonction des paquets précédents et suivants.

§ L'identification de ce qui est transporté dans le message pour permettre, par exemple, une compensation en cas de perte, la synchronisation entre médias, grâce à des estampilles.

§ L'indication de tramage : les applications audio et vidéo sont transportées dans des trames, dont la dimension dépend des codecs effectuant la numérisation. Ces trames sont incluses dans les paquets afin d'être transportées. Elles doivent être récupérées facilement au moment de la dépaquétisation pour que l'application soit décodée simplement.

§ L'identification de la source : la synchronisation supplémentaire entre médias, l'Identification ainsi que le Contrôle de la session.

II.1.3 La qualité de service dans IP

La qualité de service (QdS) est la capacité à véhiculer dans de bonnes conditions un type de trafic donné, en termes de disponibilité, débit, délais de transmission, gigue, taux de perte de paquets, latence.

ü La disponibilité : est une mesure de performance ou le rapport entre la durée de fonctionnement et la durée disponible pour le fonctionnement.

ü Le débit : est le nombre de données qui peuvent être transmises d'un point à un autre en un laps de temps déterminé.

ü Le délai de transmission:est le temps de transfert des paquets (le codage de données ; passage en file d'attente, propagation dans le réseau).

ü Gigue : est le délai de transmission de bout en bout entre des paquets choisis dans un même flux de paquets, sans prendre en comptes les paquets perdus.

ü Taux de perte de paquets : est le pourcentage de paquets perdus lors de leur transition dans le réseau par rapport aux paquets émis.

ü Latence : désigne le temps nécessaire que prend un paquet de données pour passer de la source à la destination à travers un réseau.

A cet effet, lebut de la qualité de service dans IP est d'optimiser les ressources d'un réseau ou d'un processus et de garantir de bonnes performances aux applications primordiales d'une organisation. Cependant, dans le réseau IP, la qualité de service permet de hiérarchiser, de contrôler et de recueillir les statistiques comptables et de fournir des niveaux de services homogènes, aux utilisateurs du réseau en gérant le trafic pour éviter la congestion du réseau.

II.2 ADRESSAGE IP (IPv4 et IPv6)

L'adressage est l'une des premières fonctions des protocoles de la couche réseau, il permet de mettre en oeuvre la transmission de données entre des hôtes situés sur un même réseau ou sur des réseaux différents. D'après ce qui précède, une adresse IP peut être appréhendé comme étant un identifiant unique attribué à chaque interface (ordinateur ou périphérique) avec le réseau utilisant le protocole IP et associé à une machine (routeur, ordinateur, etc.). C'est une adresse unicast utilisable comme adresse source ou comme destination.

II.2.1 Les types d'adressage IP et leurs affectations

II.2.1.1 Adressage IPv4

II.2.1.1.1 Décomposition des adresses IPv4

L'adresse IP d'un hôte se divise en deux parties distinctes dont la première se situant à gauche de l'adresse indique l'adresse du réseau logique permettant d'identifier l'adresse de sous-réseau et la seconde indique l'adresse de l'hôtepermettant d'identifier la machine. Un hôte désigne un équipement du réseau possédant une adresse comme un ordinateur, routeur ou imprimante réseau.

Pour illustrer ce qui précède, prenons l'exemple de cette adresse : 192.168.52.85 avec le masque 255.255.255.0 :

Pour déterminer la partie réseau (netid) auquel appartient un équipement, l'opération suivante est réalisée :

Pour déterminer le numéro de l'hôte (hostid) dans le réseau, l'opération suivante est réalisée :

L'utilisation du masque 255.255.255.255 donnera l'adresse IP complète assignée à une machine.

II.2.1.1.2 Taille d'un réseau IPv4

On entend par taille d'un réseau, le masque qui définit la taille d'un réseau IP : c'est-à-dire la plage d'adresses assignables aux machines du réseau.

Prenons l'exemple d'un réseau 176.16.0.0 avec un masque de 255.255.0.0. Quel est le nombre d'adresses machine de ce réseau ?

La réponse à la question précédemment évoquée nous amène à suggérer que : le masque 255.255.0.0 possède 16 bits à 1 et découpe donc une adresse IP de la manière suivante :

Le nombre d'adresses machines de ce réseau sera donc : 2¹⁶ - 2 = 65536 -2 = 65534 adresse machines. Et le nombre de bits à 1 dans le masque de la manière suivante : 176.16.0.0/16.

II.2.1.1.3Types de réseaux adressable en IP

En ce qui concerne les types des réseaux adressables en IP, nous en distinguons deux types :

o Une adresse IP dite « Privée » est une adresse qui n'est pas unique au niveau mondial et n'est utilisé qu'au sein d'un réseau local. Elle se retrouve dans chacune de classe A, B et C comme suit :

o Une adresse IP dite « Publique » est une adresse unique au niveau mondial et qui est attribué à des ordinateurs afin qu'ils puissent trouver l'autre sur Internet. Elles permettent à ces derniers de communiquer entre eux sur Internet tel que :

· Le réseau 127.0.0.0 est réservé pour les tests de boucle locale avec notamment l'adresse IP 127.0.0.1 qui est l'adresse « localhost », c'est-à-dire de boucle locale de votre PC.

· Le réseau 0.0.0.0 est celui aussi réservé et utilisé notamment pour définir une route par défaut sur un routeur.

II.2.1.1.4 Adressage IPv4 des sous-réseaux

Pour segmenter un réseau en sous-réseaux, il faut alors décomposer la partie hostid de l'adresse IP en deux parties : une adresse de sous-réseau (subnetid) et une adresse machine (hostid) comme l'illustre la figure ci-dessous :

Figure II.5 : Segmentation d'un réseau logique IP en plusieurs sous-réseaux [20]

Le masque de départ change et doit maintenant englober la partie netid et la partie subnetid. Ce nouveau masque se nomme masque de sous-réseaux.

Maîtriser l'adressage et la segmentation du réseau, l'utilisation des masques de sous-réseaux permet d'optimiser le fonctionnement du réseau en segmentant de la façon la plus correcte l'adressage du réseau (séparation des machines sensibles du réseau, limitation des congestions, prévision de l'évolution du réseau, etc ...)

Gérer des tables de routages plus complexes. Malheureusement, la séparation d'un réseau en plusieurs sous-réseaux n'a pas que des avantages. L'inconvénient majeur est notamment la complexification des tables de routage, étant donné le plus grand nombre de réseaux à «router».

II.2.1.2 Adressage IPv6

IPv6 est conçu pour remédier aux limitations d'IPv4 et en même temps répondre à de nouvelles exigences techniques apparues au niveau des réseaux ou des applications. Les travaux principaux concernant IPv6 sont maintenant terminés. Voici une explication synthétique des fonctionnalités principales du protocole IPv6.

Les adresses IPv6 ont pour mission d'apporter un plus grand nombre d'adresses. Une adresse IPv6 est composée de 128 bits contre 32 bits pour IPv4. Le nombre d'adresses IPv6 disponibles a été estimé entre 1 564 et 3 911 873 538 269 506 102 adresses par mètre carré (océans compris). On peut considérer le nombre d'adresse IPv6 comme illimité. La représentation textuelle d'une adresse IPv6 s'opère en découpant le mot de 128 bits de l'adresse en 8 mots de 16 bits séparés par le caractère ":", chacun d'eux étant représenté en hexadécimal.

Pour illustrer ce qui précède, prenons l'exemple de l'adresse ci-après : fedc:0000:0000:0000:0400:a987:6543:210f

Dans un champ, il n'est pas nécessaire d'écrire les 0 placés en tête et plusieurs champs nuls consécutifs peuvent être abrégés par "::". Ce symbole ne peut apparaître qu'une seule fois dans une adresse. L'adresse précédente s'écrit donc en fait : fedc::400:a987:6543:210f.

II.2.1.2.1 Architectures des adresses IPv6

Le grand nombre d'adresse IPv6 a permis de hiérarchiser les adresses pour permettre de plus grands agrégats et une réduction de la taille des tables de routage des routeurs de backbone (coeurs de réseau).

Ci-dessous, la figure II.6 illustre le schéma d'une adresse IPv6 unicast global:

Chaque partie est réservée à un usage précis. Il est à noter que la partie publique de l'adresse peut être encore amenée à certaines modifications. La partie privée quant à elle gardera définitivement cette structure.

II.2.1.2.2 Format d'un datagramme IPv6

- Version (4 bits) :Til s'agit de la version du protocole IP que l'on utilise (ici la valeur de version est 6) afin de vérifier la validité du datagramme.

- Classe du Trafic, en anglais Traffic Class (8 bits) :T champ relatif à la classe de trafic au sens DiffServ (Mécanisme qui permet de garantir la qualité de service).

- Label du Flux, en anglais Flow Label (20 bits) :T champ relatif au flux d'information. Ce champ contient un numéro unique choisi par la source, qui a pour but de faciliter le travail des routeurs et la mise en oeuvre des fonctions de qualité de service.

- Longueur de la "Charge Utile», en anglais Payload Length (entier non-signé
sur 16 bits) :T Longueur en octets de la charge utile, c'est-à-dire le reste du paquet qui suit cet en-tête IPv6. (Il faut noter que tous les en-têtes d'extension présents sont considérés comme faisant partie de la charge utile, c'est-à-dire inclus dans le décompte de la longueur).

- En-tête suivant, en anglais Next Header (8 bits) : Identifie le type de l'en-tête suivant immédiatement l'en-tête IPv6. Utilise les mêmes valeurs que le champ " protocole " d'IPv4.

- Nombre de Sauts Maximum, en anglais Hop Limit (entier non-signé sur 8
bits) :décrémenté de 1 pour chaque noeud que le paquet traverse. Le paquet est éliminé si le Nombre de Sauts Maximum arrive à zéro.

- Adresse Source, en anglais Source Address (128 bits) : adresse de l'expéditeur initial du paquet.

- Adresse Destination, en anglais Destination Address (128 bits) : adresse du destinataire projeté du paquet (qui peut ne pas être le destinataire ultime, si un en-tête de routage est présent).

II.2.1.2.3 Les différents types d'adresses IPv6

o Unicast : c'est le plus simple de types d'adresses, elledésigne une interface unique c'est-à-dire un paquet envoyé à une telle adresse, sera donc remis à l'interface ainsi identifiée.

o Multicast : l'adresse de type multicast désigne un groupe d'interfaces qui en général appartiennent à des noeuds différents pouvant être situés n'importe où dans l'Internet.

o Anycast : désigne un ensemble de machines dans un domaine bien défini permettant de désigner un service par une adresse bien connue.

II.2.1.2.4 Auto configuration des stations

Un autre objectif a été de supprimer les commandes manuelles à fournir en IPv4 (adresse IP, passerelle par défaut) pour que la connexion au réseau devienne "plug-and-play" sans avoir à configurer de serveurs supplémentaires comme les serveurs DHCP. Les 64 bits de poids fort de l'adresse IPv6 correspondent à un identifiant de réseau et les 64 bits restants peuvent être calculés en fonction de l'adresse physique de l'interface. L'autoconfiguration est réalisée par la découverte des voisins (« neighbor discovery ».

II.3 RESEAU INTERNET ET SON SERVICE BEST-EFFORT

Nous évoquerons ci-dessous le réseau Internet qui n'est rien d'autres que l'interconnexion d'une multitude de réseaux de diverses formes ainsi que son service de meilleur qualité appelé « best-effort » qui permet de maintenir la qualité de service de manière continuelle.

II.3.1 Réseau Internet

Le réseau Internet peut être appréhendé comme étant un réseau informatique mondial accessible au public, parfois appelé réseau des réseaux, à commutation de paquets, sans centre névralgique, composé de millions de réseaux interconnectés capables d'échanger du trafic de données à l'aide du protocole IP.

Cependant, chacun de ces réseaux ont une autonomie technique et de fonctionnement nommé « domaine ». Les domaines sont interconnectés les uns les autres par des liaisons inter domaines au niveau de points d'interconnexion, les « peering point ». Pour obtenir un accès à l'Internet, un domaine a besoin d'un point d'interconnexion avec un autre domaine déjà connecté à l'Internet.

II.3.2 Architecture de l'Internet

L'architecture Internet se fonde sur une idée simple : demander à tous les réseaux qui veulent en faire partie de transporter un type unique de paquet, d'un format déterminé par le protocole IP. De plus, ce paquet IP doit transporter une adresse définie avec suffisamment de généralité pour pouvoir identifier chacun des ordinateurs et des terminaux dispersés à travers le monde.

II.3.3 Service best-effort dans Internet

Le principe fondateur de l'Internet est d'offrir un réseau fondé sur la brique IP offrant à cet effet, une connectivité de bout en bout sans aucune garantie de service. Cette technologie simple associée aux réseaux IP est parfaitement adaptée aux services de type «Best Effort (BE)» ou service de meilleur qualité fournis initialement dans Internet. A cet effet, ce service s'avère important car il épargne les applications d'expédier des requêtes avant de commencer à envoyer leurs trafics et au cas où ces dernières n'arrivent pas à faire acheminer leur trafic à cause du manque de capacité du réseau. Il leur permet d'adapter leurs trafics en fonction de la capacité disponible de manière permanente.

II.4 TECHNOLOGIE MPLS

II.4.1 Définition

MPLS est une technologie nouvelle qui utilise des mécanismes de commutation de labels destinés à réduire les coûts du routage. Son intérêt n'est actuellement plus la rapidité de commutation par rapport au routage d'adresse IP mais les services offerts. Un domaine MPLS est composé de deux sortes de routeurs : les LSR et les ELSR. Les LSR sont les routeurs de coeur capables de supporter le MPLS et les ELSR sont des routeurs permettant de faire la transition entre le domaine MPLS et les autres réseaux par exemple les clients IP.

II.4.2 Architecture physique du réseau MPLS

II.4.3 Architecture logique MPLS

L'architecture logique MPLS est composée de deux plans principaux pour la commutation dans le réseau backbone :

- Plan de contrôle : Il permet de créer et de distribuer les routes et les labels. Ainsi, il contrôle des informations de routage, de commutation et de distribution des labels entre les périphériques adjacents ;

- Plan de données : Il est connu également sous le nom de « Forwarding Plane » et permet de contrôler la transmission des données en se basant sur la commutation des labels

II.4.3.1 Plan de contrôle

Il est composé d'un ensemble des protocoles de routage classique et de signalisation. Il est chargé de la construction, du maintien et de la distribution des tables de routage et de commutation. Pour ce faire, le plan de contrôle utilise des protocoles de routage classique tels qu'IS-IS ou OSPF afin de créer la topologie des noeuds du réseau MPLS et des protocoles de signalisation spécialement développés pour le réseau MPLS comme LDP, MP-BGP (utilisé par MPLS-VPN) ou RSVP (utilisé par MPLS-TE).

Dans un réseau MPLS, il existe deux méthodes pour créer et distribuer les labels : « Implicitrouting » et « Explicit routing ». Ces deux méthodes sont celles utilisées pour définir les chemins LSP dans le réseau MPLS.

II.4.3.1.1 La méthode « ImplicitRouting »

Cette méthode est un modèle orienté-contrôle fondé sur la topologie du réseau où les labels sont créés à l'issue de l'exécution des protocoles de routage classique. Il existe également la distribution implicite des labels aux routeurs LSR.

Cette distribution est réalisée grâce au protocole LDP où les labels sont spécifiés selon le chemin « Hop By Hop » défini par le protocole de routage interne classique IGP dans le réseau. Chaque routeur LSR doit donc mettre en oeuvre un protocole de routage interne de niveau 3 et les décisions de routage sont prises indépendamment les unes des autres comme l'illustre la figure ci-dessous :

II.4.3.1.2 La méthode « Explicit Routing »

La méthode explicite est fondée sur les requêtes (REQUEST-BASED) et consiste à ne construire une route que lorsqu'un flux de données est susceptible de l'utiliser. Avec cette méthode, le routeur Ingress ELSR choisit le chemin de bout en bout au sein du réseau MPLS. Dans ce cas, la création des labels est déclenchée lors de l'exécution d'une requête de signalisation comme RSVP par exemple. Comme illustré dans la figure ci-dessous.Cette méthode est utilisée pour CR-LDP (CR-LDP=LDP+TE) et RSVP-TE. Et, le LSP n'est plus déterminé à chaque bond contrairement au routage implicite.

Ce qui permet MPLS de faire du « Trafic Engineering » afin d'utiliser efficacement les ressources du réseau et d'éviter les points de forte congestion en répartissant le trafic sur l'ensemble du réseau. Ainsi, des routes, autres que le plus court chemin, peuvent être utilisées tel que décrit dans la figure ci-dessous :

II.4.3.1.3 Protocole de distribution des labels

LDP est un ensemble de procédures par lesquelles un routeur LSR en informe un autre des affectations faites des labels. Ce protocole LDP est bidirectionnel utilisé dans l'épine dorsale MPLS. Les routeurs LSR se basent sur l'information de label pour commuter les paquets labellisés et l'utilisent pour déterminer l'interface et le label de sortie. Il définit de même un ensemble de procédures et de messages permettant l'échange des labels et la découverte dynamique des noeuds adjacents grâce aux messages échangés par UDP tel qu'illustré dans la figure ci-dessous :

II.4.3.2 Plan de données

Le plan de données permet de transporter les paquets labélisés à travers leréseau MPLSen se basant sur les tables de commutations. Il correspond à l'acheminement des données enaccolant l'en-tête SHIM aux paquetsarrivant dansle domaine MPLS. Il est indépendant des algorithmes de routages et d'échanges deslabels etutilise une table decommutation appelée LFIBpour transférer les paquets labélisés avec les bons labels.

Cette table est remplie par les protocoles d'échange de label comme le protocole LDP.Apartir des informations de labels apprises par LDP, les routeurs LSR construisent deux tablesla LIB et la LFIB. La première contient tous les labels appris des voisins LSR et la seconde est utilisée pour la commutation proprement dite des paquets labélisés ainsi, la table LFIB est un sous ensemble de la base LIB.

II.4.3.2.1 Table LIB (Label Information Base)

Elle est la première table construire par le routeur MPLS, elle contient pour chaque sous-réseau IP la liste des labels affectés par les LSR voisins. Il est de même possible de connaitre les labels affectés à un sous-réseau par chaque LSR voisin et donc elle contient tous les chemins possibles pour atteindre la destination.

II.4.3.2.2Table FIB (Forwarding Information Base)

Cette table est la base de données utilisé pour acheminer les paquets non labélisés.

II.4.3.2.2 Table LFIB (Label Forwarding Information Base)

La table LFIB est construit à partir de la table LIB et de la table de routage IP du réseau interne au Backbone par chaque routeur LSR afin d'être utilisée afin de commuter les paquets labélisés. C'est ainsi que dans le réseau MPLS, chaque sous-réseau IPest appris par un protocole IGPqui détermine le prochain saut (NextHop) pour atteindre le sous-réseau.

II.4.4 Composants du réseau MPLS

Les composants du réseau Multi Protocol Label Switching sont au nombre de 4 dont : le LSR, le LSP, le FEC et le LDP.

II.4.4.1 LSR (Label Switching Router)

C'est un routeur de coeur du réseau MPLS qui effectue la commutation sur les labels et qui participe à la mise en place du chemin par lequel les paquets sont acheminés. Lorsque le routeur LSR reçoit un paquet labélisé, il le permute avec un autre de sortie et expédie le nouveau paquet labélisé sur l'interface de sortie appropriée. Le routeur LSR, selon son emplacement dans le réseau MPLS, peut jouer plusieurs rôles à savoir : exécuter la disposition du label (appelé déplacement), marquer l'imposition (appelée poussée) ou marquer la permutation en remplaçant le label supérieur dans une pile de labels avec une nouvelle valeur sortante de label.

II.4.4.2. LSP (Label Switched Path)

C'est un chemin pour un paquet de données dans un réseau basé sur MPLS ou une séquence de labels à chaque noeud du chemin allant de la source à la destination. Les LSP sont établis avant la transmission des données ou à la détection d'un flot qui souhaite traverser le réseau. Il est unidirectionnel et le trafic de retour doit donc prendre un autre LSP.

II.4.4.3 FEC (Forwarding Equivalent Class)

Il représente un groupe de paquets ayant les mêmes propriétés. Tous les paquets d'un tel groupe reçoivent le même traitement au cours de leur acheminement. Dans le réseau MPLS, la transmission de paquets s'effectue par l'intermédiaire de classes d'équivalence FEC. Contrairement aux transmissions IP classiques, un paquet est assigné à une FEC une seule fois lors de son entrée sur le réseau. Les FEC sont basés sur les besoins en termes de service pour certains groupes de paquets ou même un certain préfixe d'adresses.

II.4.4.4 LDP (Label Switch Path)

C'est un protocole permettant d'apporter aux LSR les informations d'association des labels dans un réseau MPLS. Il est utilisé pour associer les labels aux FEC pour créer des LSP. Les sessions LDP sont établies entre deux éléments du réseau MPLS qui ne sont pas nécessairement adjacents. Il construit la table de commutation des labels sur chaque routeur et se base sur le protocole IGP pour le routage.

Upstream and Downstream : Ce sont les deux modes de distribution des labels utilisés par le protocole LDP dans un réseau MPLS : Upstream pour le mode ascendant et Downstream pour le mode descendant.

II.4.5 Principes MPLS

Le principe de base de MPLS est la commutation des labels qui rend le concept de commutation générique car il peut fonctionner sur tout type de protocole de niveau 2 comme illustré dans la figure ci-dessous :

Les routeurs MPLS, à l'intérieur de coeur du réseau, permutent les labels tout au long du réseau jusqu'à destination sans consultation de l'en-tête IP et la table de routage. La commutation MPLS est une technique orientée connexion. Une transmission des données s'effectue sur un chemin LSP et chaque routeur MPLS, LSR possède une table de commutation associant un label d'entrée à un label de sortie. La table de commutation est rapide à parcourir dans le but d'accroître la rapidité de commutation sur label par rapport à la table de routage du réseau IP.

Le résumé du mécanisme se présente comme suit : le « Ingress ELSR » reçoit les paquets IP, réalise une classification des paquets dans un FEC en fonction du réseau de destination, y assigne un label VPN et un label MPLS puis transmet les paquets labélisés au réseau MPLS. En se basant uniquement sur les labels, les routeurs LSR du réseau MPLS commutent les paquets labélisés jusqu'au routeur de sortie « Egress LSR » qui supprime les labels et remet les paquets à leur destination finale comme l'illustre la figure ci-dessous :

II.4.5.1 Label

Les labels sont des simples nombres entiers de 4 octets (32 bits) insérés entre les en-têtes des couches 2 et 3 du modèle OSI. Un label a une signification locale entre deux routeurs LSR adjacents et mappe le flux de trafic entre le LSR amont et le LSR aval. A chaque bond, le long du chemin LSP, un label est utilisé pour chercher les informations de routage (Next Hop, interface de sortie). Les actions à réaliser sur le label sont les suivantes: insérer, permuter et retirer. Un label MPLS se présente sous la forme telle qu'illustrée dans la figure ci-dessous :

· BS (1 bit) : Indicateur de fin de pile (égal à 1 s'il s'agit du dernier label).

Un label peut être mis en oeuvre dans les différentes technologies ATM, Frame Relay, PPP et Ethernet (Encapsulation). Pour les réseaux Ethernet, un nouveau champ appelé « SHIM » a été introduit entre les couches 2 et 3 comme l'indique la figureci-dessous :

La technologie MPLS repose sur la technique de la commutation de label, chaque paquet qui traverse le réseau doit donc être capable de transporter un label. A cet effet, Il existe deux façons de réaliser le transport des labels dans un réseau MPLS :

- La première solution de transport de labels est celle appliquée aux protocoles de la couche 2 qui, transporte des labels à l'intérieur même de leur en-tête (ATM, Frame Relay). Dans le cas du protocole ATM, le label sera transporté dans le champ « VPI/VCI » de l'en-tête et dans le cas du Frame Relay, c'est le champ « DLCI » qui sera affecté à cette tâche ;

- Pour la seconde solution, le label sera transporté dans le champ « SHIM » qui sera inséré entre l'en-tête de la couche liaison et l'en-tête de la couche réseau. Cette technique permet de supporter la technique de commutation de label sur n'importe quel protocole de la couche de liaison de données

II.4.6 Sécurisation des réseaux MPLS

L'intérêt croissant des opérateurs réseaux pour l'ingénierie de trafic et les nouveaux services proposés par le protocole MPLS ont soulevé tout naturellement le problème de sécurisation des réseaux dans le sens de la tolérance de pannes.

Ainsi, nous pouvons le scinder en deux catégories dont la restauration correspond aux solutions réactives dont les LSR jouent un rôle important, car ils activent les protocoles de re-routage dynamique afin de déterminer de nouveaux chemins permettant de transférer le flux et la protection correspond aux solutions proactives. C'est pourquoi elles agissent en prévision de pannes en déterminant anticipativement les chemins de re-routage appelé LSP de backup ou chemin de protection. Ces LSP de backup doivent être alloués comme les LSP principaux et prêts à accueillir le trafic re-routé qui leur est dédié.

II.5 ROUTAGE DANS LE RESEAU IP/MPLS

Le routage est une fonctionnalité de la couche réseau ayant pour responsabilité de décider sur quelle interface de sortie, un paquet entrant doit être retransmis. Cependant, nousdistinguons deux types de transfert de datagrammes entre autre la remise directe qui s'opère entre les hôtes du même réseau et la remise indirecte qui s'opère quand un routeur sépare l'expéditeur initial à l'expéditeur final. Ainsi, nous aborderons en ce point les protocoles de routage utilisé dans le réseau IP/MPLS, à l'instar du protocole BGP, OSPF, IGP, IS-IS, RIP.

II.5.1 BGP (Border Gateway Protocol)

BGP (Border Gateway Protocol) est un protocole de routage utilisé pour l'échange d'informations de routage entre AS de l'Internet. Les informations de routage se présentent sous la forme de la suite des numéros d'AS à traverser pour atteindre la destination.

Dans ce protocole, il existe trois grandes procédures fonctionnelles définies de la manière ci-dessous :

II.5.2 OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF (Open Shortest Path First : Chemin le plus court d'abord) est un protocole d'état de liaison qui utilise une base de données distribuées afin de garder en mémoire l'état des liens. Ces informations forment une description de la topologie du réseau et de l'état des noeuds permettant ainsi de définir l'algorithme de routage par un calcul des chemins les plus courts.

Cependant, avec les protocoles à état des liens, chaque noeud est capable de détecter l'état du lien avec ses voisins et le coût de ce lien. Il suffit de donner à chaque noeud suffisamment d'informations, cela lui permettra de trouver la route la moins chère vers toutes les destinations. Chaque noeud doit donc avoir la connaissance de ses voisins. Si chaque noeud a la connaissance des autres noeuds, une carte complète du réseau peut être dressée. La dissémination fiable des informations sur l'état des liens et le calcul des routes par sommation des connaissances accumulées sur l'état des liens et ajoute les propriétés supplémentaires suivantes :

Authentification des messages de routage : pour un noeud qui, à la suite de la réception de messages erronés, volontairement ou non, ou de messages d'un attaquant modifiant sa table de routage, calcule une table de routage dans laquelle tous les noeuds peuvent être atteints à un coût nul reçoit automatiquement tous les paquets du réseau. Ces dysfonctionnements peuvent être évités en authentifiant les émetteurs des messages.

Nouvelle hiérarchie : ce mécanisme permet de partitionnerles domaines en ères (area), cela signifie qu'un routeur à l'intérieur d'un domaine n'a pas besoin de savoir comment atteindre tous les réseaux du domaine ; Il suffit qu'il sache comment atteindre la bonne aire et entraine la réduction des informations à stocker ou à transmettre. Ci-dessous, nous présentons une architecture indiquant la place de BGP et OSPF.

II.5.3 EBGP (Exterior Border Gateway Protocol)

EBGP (Exterior Border Gateway Protocol) est le protocole de routage utilisé entre deux systèmes autonomes dont les connexions sont établies sur des connexions point-à-point ou sur des réseaux locaux (un Internet Exchange Point par exemple), le TTL des paquets de la session BGP est alors fixé à 1. Si la liaison physique est rompue, la session eBGP l'est également, et tous les préfixes appris par celle-ci sont annoncés comme supprimés et retirés de la table de routage.

II.5.4 I-BGP (Interior Border Gateway Protocol)

I-BGP (InteriorBorder Gateway Protocol) est le protocole de routage utilisé à l'intérieur d'un système autonome dont les connexions sont établies entre des adresses logiques, non associées à une interface physique particulière. Ceci permet, en cas de rupture d'un lien physique, de conserver la session iBGP active si un lien alternatif existe et si un protocole de routage interne dynamique (IGP) est employé (en général OSPF et IS-IS).

Une fois la connexion entre deux routeurs établie, ceux-ci s'échangent des informations sur les réseaux qu'ils connaissent et pour lesquels ils proposent du transit, ainsi qu'un certain nombre d'attributs associés à ces réseaux qui vont permettre d'éviter des boucles (comme AS Path) et de choisir avec finesse la meilleure route.

II.5.5 IGP (Interior Gateway Protocol)

IGP (Interior Gateway Protocol) : est un protocoleutilisé pour le routage au sein d'un système autonome.Il est également appelé « Routage Intra-S.A » et est utilisé par les entreprises (organisations) et même les fournisseurs de services sur leurs réseaux internes.

o D'établir les routes optimales entre un point de réseaux et toutes les destinations disponibles d'un système autonome ;

o En cas de modification de topologie (déconnexion d'un lien physique, arrêt d'un routeur), d'assurer le rétablissement de la connectivité optimale sans boucle dans les plus brefs délais).

Nous présentons ci-dessous, une architecture dans laquelle nous montronsla place des protocoles EBGP, IBGP et IGP.

Figure II.20: Architecture indiquant la place des protocoles EBGP, IBGP et IGP [21]

II.5.6 EGP(Exterior Gateway Protocol)

(Exterior Gateway Protocol) est un protocole de routage permettant d'échanger les informations d'acheminement avec les passerelles appartenant à d'autres systèmes autonomes.

Il présente trois caractéristiques principales dont la première comporte un mécanisme d'acquisition de voisinage permettant à un routeur de demander l'autorisation à un autre d'échanger des informations d'accessibilité. La seconde est la vérification performante par un routeur que ses voisins EGP répondent et enfin, les routeurs voisins EGP échangent périodiquement des messages de mise à jour de routage.

II.5.7 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)

IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) est un protocole de routage interne multi-protocoles à état de lien. Il utilise la taille de masque de réseau variable et utilise le multicast pour découvrir les routeurs voisins en utilisant des paquets « héllo ».

II.5.8 RIP (Routing Information Protocol),

RIP (Routing Information Protocol), est un protocole de routage IP de type à vecteur de distance. Il s'appuie sur l'algorithme de détermination des routes décentralisées de Bellman-Ford et permet à chaque routeur de communiquer aux routeurs voisins la distance qui les sépare d'un réseau IP déterminé quant au nombre de sauts.

Cependant, il existe deux versions de RIP, la première s'avère très limitée et ne prend pas en charge les masques de sous-réseaux de longueur variable ni l'authentification des routeurs et la seconde améliore la précédente et répond aux contraintes des réseaux actuels (découpages des réseaux IP en sous-réseau, authentification en mot de passe).

Toutefois, ce protocole est limité et ne prend en compte que la distance entre deux machines en ce qui concerne le saut, mais il ne considère pas l'état de la liaison afin de choisir la meilleure bande passante possible.

II.6 RESEAU PRIVE VIRTUEL

II.6.1 Définition

Le réseau privé virtuel est une liaison permanente, distante et sécurisée entre deux sites d'une organisation qui permet de transmettre de données cryptées par le biais d'un réseau non sécurisé comme Internet. En d'autres termes, Un VPN est l'extension d'un réseau privé englobant les liaisons sur des réseaux partagés ou publics, permettant d'échanger des données entre deux ordinateurs sur un réseau partagé en utilisant une liaison privée point à point comme l'illustre la figure II.21.

II.6.2 Fonctionnement d'un réseau privé virtuel

Le fonctionnement du VPN repose sur les protocoles de tunnelisation (tunneling) permettant le passage de données cryptées d'une extrémité du VPN à l'autre grâce à des algorithmes. Le tunnel symbolise le fait que les données soient cryptées et de ce fait incompréhensible pour tous les autres utilisateurs du réseau public.

A cet effet, si le VPN est établi entre deux machines, on appelle client VPN l'élément permettant de chiffrer et de déchiffrer les données du côté utilisateur (client) et serveur VPN ou d'accès distant l'élément chiffrant et déchiffrant les données du côté de l'organisation. Ainsi, lorsqu'un utilisateur désire accéder au VPN, sa requête sera transmise en clair au système passerelle, qui se connectera au réseau distant par l'intermédiaire d'une infrastructure du réseau public, puis va transmettre la requête de manière chiffrée. L'ordinateur distant va alors fournir les données au serveur VPN de son niveau local et transmettre la réponse de façon chiffrée. La réception sur le client VPN de l'utilisateur, les données seront déchiffrées.

II.6.3 Types de VPN

En ce qui concerne les types de VPN, nous en distinguons trois dont le VPN d'accès, le VPN intranet ainsi que le VPN extranet.

II.6.3.1 Le VPN d'accès

Le VPN d'accès est utilisé pour permettre à unutilisateur itinérant ou isolé de se connecter dans un réseau local interne par exemple, de son entreprise. L'utilisateur se sert d'une connexion Internet pour établir la connexion VPN. A cet effet, cette connexion pourrait être établie de deux manières distinctes :

· L'utilisateur demande au fournisseur d'accès de lui établir une connexion cryptée vers le serveur distant : il communique à cet effet avec le NAS (Network Access Server) du fournisseur d'accès et ce dernier établit la connexion cryptée.

· L'utilisateur possède son propre logiciel client pour le VPN auquel il établit directement la communication de manière cryptée vers le réseau d'entreprise.

Dans ce cas, il peut avoir son propre client VPN afin de se connecter directement au réseau. Si non, il doit demander à son FAI de lui fournir un serveur isolé et le serveur d'accès n'est pas crypté tel qu'illustré dans la figure ci-dessous :

II.6.3.2 L'Intranet VPN

L'intranet VPN est utilisé pour relier au moins deux intranets entre eux. Ce type de réseau est particulièrement utile au sein d'une entreprise possédant plusieurs sites distants. Le plus important dans ce type de réseau est de garantir la sécurité et l'intégrité de données. Une entreprise peut utiliser ce type de VPN pour communiquer avec ses clients et ses partenaires comme l'illustre la figure ci-dessous :

II.6.3.3 VPN Extranet

Une entreprise peut utiliser le VPN extranet pour communiquer avec ses clients, les fournisseurs et les partenaires au moyen d'un intranet d'entreprise reposant sur une infrastructure partagée à l'aide de connexions dédiées. Dans ce cas, il est fondamental que l'administrateur du VPN puisse tracer les clients sur le réseau et gérer les droits de chacun sur celui-ci.

II.6.4 Intérêt d'un VPN

Le réseau privé virtuel a pour tâche de permettre de connecter de façon sécurisée des ordinateurs distants au travers d'une liaison non fiable (Internet), comme s'ils étaient sur le même réseau local. C'est dans cette optique que de nombreuses entreprises l'utilisent afin de permettre à leurs utilisateurs de se connecter au réseau d'entreprise hors de leur lieu de travail.

II.7 PROTOCOLES DE TUNNELISATION

La tunnelisation peut être appréhendée comme étant une technique permettant aux protocoles d'encapsuler dans son datagramme un autre paquet de données complet utilisant un protocole de communication différent. Un tunnel est ainsi créé entre deux points sur un réseau afin de transmettre en toute sécurité les données de l'un à l'autre. Cependant, il existe plusieurs protocoles de tunnelisation dont chacun entre eux est adapté à un objectif de tunnelisation spécifique comme le protocole PPP, PPTP, L2F, L2TP, IPsec, MPLS et SSL.

II.7.1 Le protocole PPP

Le protocole PPP (Point-to-Point Protocol) est utilisé dans les liaisons d'accès au réseau Internet ou sur une liaison entre deux routeurs. Son rôle est d'encapsuler un paquet IP pour le transporter vers le noeud suivant et sa fonction consiste à indiquer le type des informations transportées dans le champ de données de la trame. Le réseau Internet étant multiprotocole, il est important de savoir détecter, par un champ spécifique de niveau trame, l'application qui est transportée de façon à pouvoir l'envoyer vers la bonne porte de sortie.

La trame du protocole PPP ressemble à celle de HDLC. Un champ déterminant le protocole de niveau supérieur vient s'ajouter juste derrière le champ de supervision comme illustrée dans la figure II.25 ci-dessous :

II.7.2 Le protocole PPTP

Le protocole PPTP (Point to Point Tunneling Protocol), est un protocole qui utilise une connexion Point to Point Protocol à travers un réseau IP en créant un réseau privé virtuel (VPN). Il est en même temps une solution très employée dans les produits VPN commerciaux à cause de son intégration au sein des systèmes d'exploitation tels que Windows. Tout en étant un protocole de niveau 2, Le PPTP permet aussi l'encryptage des données ainsi que leur compression.

Le principe du protocole PPTP est de créer des paquets sous le protocole PPP et de les encapsuler dans les datagrammes IP.

Le tunnel PPTP se caractérise par une initialisation du client, une connexion de contrôle entre le client et le serveur ainsi que la clôture du tunnel par le serveur. Lors de l'établissement de la connexion, le client effectue premièrement une connexion avec son Fournisseur d'Accès Internet. Cette première connexion établira une connexion de type PPP et permettra la bonne circulation des données sur Internet. Par la suite, quand la seconde connexion est établie, les paquets PPP seront encapsulés dans des datagrammes IP et formera ainsi le tunnel PPTP.

II.7.3 Le protocole L2F

Le protocole L2F, Layer 2 Forwarding, d'origine Cisco est un tunnel dit opérateur, il est initialisé par le fournisseur d'accès (ISP, Internet Service Provider) et se termine chez le client par un équipement spécifique. Le protocole L2F n'assure l'authentification de l'utilisateur qu'à la connexion. Le tunnel L2F ne garantit pas la confidentialité des données (pas de chiffrement). Cependant, un chiffrement utilisateur de bout en bout peut être mis en oeuvre.

II.7.4 Le protocole L2TP

Le protocole L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), est un protocole de tunnel opérateur (ouvert par le provider), il autorise les appels outbounds (appels initiés depuis l'intranet destination), il peut être utilisé conjointement à IPSec pour chiffrer les données, en-tête IP d'origine comprise, il tire son origine de l'IETF.

Pour réaliser les communications entre les BAS (Broadband Access Server) et les serveurs, un protocole de tunneling doit être mis en place puisque ce chemin peut être considéré comme devant être emprunté par tous les paquets ou trames provenant des différents DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) et allant vers le même serveur. Le tunneling est une technique courante, qui ressemble à un circuit virtuel. Les trois protocoles utilisés pour cela sont PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), L2F (Layer 2 Forwarding) et L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol). Ces protocoles permettent l'authentification de l'utilisateur, l'affectation dynamique d'adresse, le chiffrement des données et éventuellement leur compression.
Le protocole le plus récent, L2TP, supporte difficilement le passage à l'échelle, ou scalabilité, et n'arrive pas à traiter correctement et suffisamment vite un nombre de flots dépassant les valeurs moyennes.

II.7.5 Le protocole IPsec (IP sécurity)

Ce protocole introduit des mécanismes de sécurité au niveau du protocole IP, de telle sorte qu'il y ait indépendance des fonctions introduites pour la sécurité dans IPsec vis-à-vis du protocole de transport. Le rôle de ce protocole est de garantir l'intégrité, l'authentification, la confidentialité et la protection contre les techniques rejouant des séquences précédentes. L'utilisation des propriétés d'IPsec est optionnelle dans IPv4 et obligatoire dans IPv6. L'authentification, l'intégrité des données et la confidentialité sont les principales fonctions de sécurité apportées par IPsec. Pour cela, une signature électronique est ajoutée au paquet IP. La confidentialité est garantie pour les données et éventuellement pour leur origine et leur destination. Ci-dessous, la Figure II.26 illustre le format des paquets IPsec.

Dans un tunnel IPsec, tous les paquets IP d'un flot sont transportés de façon totalement chiffrée. Il est de la sorte impossible de voir les adresses IP ni même les valeurs du champ de supervision du paquet IP encapsulé. La figure II.27 illustre un tunnel IPsec.

II.7.6 Le protocole MPLS (Multi Protocol Label Switching)

Multi Protocol Label Switching est un protocole de routage dont le rôle principal est de combiner les concepts de routage IP de niveau 3, et les mécanismes de la commutation de niveau 2 telles qu'implémentée dans ATM. Il doit permettre d'améliorer le rapport entre la performance et le prix des équipements de routage, d'améliorer l'efficacité du routage et d'enrichir les services de routage.

Le principe premier de la commutation de labels est de remplacer les traitements longs et complexes associés au relayage de paquets IP par un traitement plus simple. Ainsi, cette commutation permet de réduire fortement le cout de cette recherche dans la mesure où elle n'est plus effectuée dans les équipements du coeur de réseau. En fait, chaque équipement interne au coeur de réseau effectue une seule fois la recherche au moment de la création du chemin. Pour cela, un label est ajouté dans chaque paquet par les routeurs en frontière du domaine. Ceux-ci peuvent choisir le label en fonction de différents critères parmi lesquels on retrouve généralement l'adresse de destination du paquet.

II.7.7 Le protocole SSL (Secure Sockets Layer)

SSL est un logiciel permettant de sécuriser les communications sous http ou FTP. Ce logiciel a été développé par Netscape pour son navigateur et les serveurs Web. Le rôle de SSL est de chiffrer les messages entre un navigateur et le serveur Web interrogé. Le niveau d'architecture où se place SSL est illustré à la figure II.28 Il s'agit d'un niveau compris entre TCP et les applicatifs.

Les signatures électroniques sont utilisées pour l'authentification des deuxextrémitésdela communication et l'intégrité des données. Et cette communication continue par une négociation du niveau de sécurité à mettreenoeuvre et peut se dérouler avec un chiffrement associé au niveau négocié à la phase précédente. Ci-dessous, la figure II.29 illustre une architecture plus évoluée du protocole SSLv3.

CHAPITRE III : ETUDE DU SITE

Le troisième chapitre de notre travail porte sur l'étude du site pouvant être appréhendé comme le centre d'intérêt de nos investigations. Cependant, cette étude est envisageable dans l'optique de recueillir des informations nécessaires et relatives à la structuration, au fonctionnement et à l'organisation d'une entreprise spécifique. A cet effet, l'objet de ladite étude est surtout de nous permettre de faire une analyse fine, émettre des critiques objectives et suggérer quelques recommandations et propositions adéquates dans le but de maximiser la qualité de service et de réduire des failles dans les mécanismes de sécurité au sein de l'entreprise.

III.1 ANALYSE PREALABLE

L'analyse préalable peut être appréhendée comme une analyse permettant de vérifier la viabilité technique, économique et architecturale d'une entreprise dont l'objectif primordial consiste à recenser les solutions informatiques existantesainsi que les besoins en termes de nouvelles fonctionnalités.

III.1.1 Présentation de l'entreprise

La Banque Centrale du Congoest un organisme public doté d'une autonomie de gestion ayant pour mission principale de maintenirla stabilité monétaire en République Démocratique du Congo. Une stabilité qui ne peut être effective qu'à travers l'application d'une politique monétaire adéquate et conduisant à bon escient cette institution en vue de l'obtention des résultats escomptés.

Outre ce qui précède, la Banque Centrale du Congo a d'autres missions à accomplir telles que décrites ci-dessous :

- Déterminer et gérer les réserves officielles de l'Etat ; promouvoir le bon fonctionnement des systèmes de compensation et de paiement ;

- Elaborer la réglementation et contrôler les établissements de crédit, les institutions bancaires, de micro finances et les autres intermédiaires financiers du pays ;

- Editer les normes et règlements des opérations sur les devises étrangères ;

- Participer à la négociation de tout accord international comportant des modalités de paiement et en assurer l'exécution ;

III.1.2 Situation géographique

La Banque Centrale du Congo est installée dans son siège social sise n° 563, Boulevard Colonel Tshatshi dans la commune de la Gombe. Elle est entourée, par le Ministère de la Fonction Publique, le Palais de la nation, l'ISP Gombe et la Nonciature Apostolique et son adresse postale est logée à la B.P 2697 à Kinshasa Gombe.

III.1.3 Organigramme et Directions

Ci-dessous, nous présentons l'organigramme général ainsi que toutes les Directions de la Banque Centrale du Congo.

III.1.4 Direction de l'informatique

III.1.4.1 Evolution historique

Jadis, au sein de la Banque Centrale du Congo existait un service dénommé « Service d'Organisation », rattaché à la Direction du Secrétariat Général et un Service Informatique qui, détaché du Secrétariat Général, dépendait de la Direction Générale de la Banque. Mais au fil du temps, cette dernière mettra sur pied une Direction de l'Informatique à part entière dont la genèse date du 05 mars 1971 par l'ordre de service numéro 201.

Cependant, cette genèse a amené à la fusion de deux services précités ainsi, la nouvelle Direction a été définie et arrêtée par l'ordre de service numéro 206 du 07 mai 1971 dontla mission principale consistait à étudier les problèmes de gestion qui se posait au sein de la Banque afin de les éradiquer de manière adéquate. A cet effet, cette restructuration nécessitera l'application des nouvelles techniques du traitement de l'information dans le souci d'interconnecter toutes les autres directions de la Banque pour une collaboration plus large ainsi qu'une migration vers des structures meilleures et plus économiques.

Mais arrivé le 30 décembre 2000, la Direction de l'Informatique et de la Recherche Opérationnelle (DIRO) sera effectivement mise en place par l'ordre de service numéro 0072 même si cette configuration sera restructurée pour l'ultime fois par l'ordre de Service n° 00202/05 du 24 novembre 2005 auquel elle lui a été conférée les nouveaux organes et attributions dans l'optique de la rendre plus dynamique et rationnelle.

III.1.4.2 Services de la Direction d'Informatique et Organigramme

Au vue de la complexité de tâches que doit accomplir cette direction, elle a été scindée en deux Sous-directions,entre autre la Sous-direction Infrastructures et la Sous-direction Développement. En dehors des Sous-directions précitées, il existe trois services directement rattaché à la Direction entre autre :

- Le service de secrétariat administratif, qui a pour mission d'assurer à l'ensemble des organes de la Direction les services administratifs et de la Logistique et de gérer aussi de manière conséquente les ressources matérielles ainsi que les indices budgétaires de la Direction.

- Le service d'infocentrea pour mission d'assurer le suivi de la qualité des services rendus aux utilisateurs et une assistance de premier niveau ; de proposer le planning et assurer leurs formations sur les applications de bureautique et métier ; développer, maintenir l'entrepôt des données pour le mettre à la disposition des utilisateurs les outils d'aide à la décision.

- - Service de Planification, Sécurité et Changement a pour mission d'Edicter, contrôler et assurer le suivi des mesures de sécurité informatique au sein de la banque ; Elaborer et assurer le suivi du plan opérationnel de la Direction de l'Informatique ainsi que le schéma directeur informatique de la banque ;

III.1.4.2.1 La Sous-direction Infrastructures

Cette Sous-direction a pour mission d'assurer l'exploitation des applications, d'évaluer, en collaboration avec les organes de la Banque centrale, les besoins en équipements ; gérer les équipements informatiques, de réseau, de sécurité, de téléphonie et de télécommunication ainsi que l'énergie, la climatisation dans les locaux techniques et l'espace informatique et aussi de Coordonner la maintenance des infrastructures informatiques et de télécommunication.

· Le Service Système conçoit et met en oeuvre l'infrastructure système et les bases de données ; assure l'administration technique des systèmes et logiciels ainsi que la gestion de messagerie, la sauvegarde et le stockage des données informatiques

· Le Service Exploitation réceptionne, installe, maintient et entretient les postes clients ; crée et gère les comptes clients dans le système ; assure l'exploitation des applications informatiques et applique les règles de sécurité informatique sur les équipements sous sa responsabilité.

· Le Service Réseau installe, configure les fonctions réseaux du système informatique et de télécommunication ainsi que les dispositifs connectant la banque aux réseaux externes ; assure la maintenance et l'administration des réseaux informatiques de la Banque Centrale du Congo ;

· Le Service Technique conçoit, gère et met en oeuvre les systèmes intelligents de gestion d'énergie, de climatisation et de téléphonie des locaux techniques ;assure la maintenance des équipements de sécurité, de télésurveillance et d'anti-incendie des locaux techniques et de l'espace informatique ;

III.1.4.2.2 La Sous-direction Développement

La Sous-direction Développement a pour mission d'évaluer en collaboration avec les utilisateurs, les besoins d'informatisation des organes de la Banque ; analyser en collaboration avec les partenaires concernés les besoins d'intégration des logiciels et proposer le développement ou l'acquisition de nouveaux logiciels.

· Le Service des applications des Systèmes Comptables, Financiers et de Gestion est chargé de développer et / ou de proposer l'acquisition des logiciels de gestion des activités du domaine comptable et financier de la Banque

· Le Service Applications Economiques et Monétaires est chargé de développer ou de proposer l'acquisition des logiciels de gestion.

· Le Service Gestion Technique du Système de Paiements : ce service est exclusivement dédié à la gestion technique de l'organe chargé du système de paiement.

Ci-dessous, nous présentons l'organigramme de la direction de l'informatique de la Banque Centrale du Congo.

Figure III.2 : Organigramme de la Direction de l'informatique de la BCC [15]

III.1.4.3 Réseaux informatiques et Interconnexion

La croissance des systèmes d'information, l'acquisition des applications fiables de transmission de données, la gestion des multiservices et le partage de ressources s'avèrent indispensables pour une entreprise en vue d'optimiser la qualité de ses services. Soucieuse de répondre à cesexigences, la BCC a mis sur pied un réseau d'entreprise étendue (WAN) afin d'assurer le traitement, l'échange et partage de ses ressources ; et pour ce qui est de l'interopérabilité entre son siège principal avec toutes ses représentations sur l'étendue du pays et à l'étranger, elle se fait aux moyens des liens VSATafin de garantir à ses utilisateurs l'accès sécurisé, le partage et échange de ressources ainsi que la traçabilité de fonds, moyens matériels et logistiques leurs alloués.

III.1.4.3.1 Type de matériels

Pour le déploiement de son architecture réseau, le Banque Centrale a disposé des matériels énumérés ci-dessous :

III.1.4.3.2 Protocoles coeur

Comme protocole coeur, la Banque Centrale du Congo utilise le PBB-TE (Provider Backbone Bridge - Traffic Engineering) afin de rendre plus fiable, extensible et déterministe son réseau de grande dimension.

III.1.4.3.3 Protocoles d'accès

La Banque centrale du Congo utilise la technologie NAP (Network Access Protection) qui permet de contrôler l'accès réseau hôte à partir de la conformité du système hôte en question.

III.1.4.3.4 Topologie

L'architecture réseau de la BCC utilise une topologie étoilée qui relie le point central qui est son siège, aux directions provinciaux etcentre hospitalier.

III.1.4.3.5 Architecture

III.1.4.4 Le Backbone de la Banque

La Banque Centrale utilise les protocoles de routage dynamique intra-domaine OSPF afin d'acheminer paisiblement les informations au sein de son système et BGP pour l'échange d'informations entre les différents sites. Il s'appuie sur la qualité et les performances du média de communication touten employant une base de données distribuée permettant de garder en mémoire l'état des liaisons. En outre, elleprésente aussi quelques failles contraignantes d'une part, par la complexité de sa configuration au cas où il est segmenté en aires, et de l'autre, il est sensible au phénomène de bagottement ou flapping.

Ci-dessous, nous illustrons l'architecture backbone de la Banque Centrale du Congo.

III.1.4.5 Mécanismes de sécurité

Les mécanismes de sécurité s'avèrent indispensables pour toute entreprise de manière globale et bancaire de manière particulière, car la sauvegarde des informations vitales, la restriction des accès malveillants aux ressources matérielles ou logicielles et la perte des infrastructures déployées dans une entreprise demeure une préoccupation majeure. Au vue de ce qui précède, la Banque Centrale du Congo a mis sur pied une politique de sécurité physique et logicielle afin de sécuriser au maximum ses infrastructures réseaux et maintenir ainsi, la qualité de service en son sein.

Elle consiste essentiellement à se protéger contre les vols, fuites d'eau, incendies, coupures d'électricité, etc. Les règles génériques à considérer sont les suivantes :

- Une salle contenant des équipements réseau ne doit pas être vue de l'extérieur afin de ne pas attirer ou susciter des idées de vol ou de vandalisme

- Des périmètres de sécurité physique à accès restreint doivent être définis, et équipés de caméras de surveillance

- Des procédures doivent autoriser et révoquer l'accès aux périmètres de sécurité.

- Des équipements de protection contre le feu, l'eau, l'humidité, les pannes de courant, le survoltage, etc., doivent être installés.

- Des procédures de supervision des éléments de protection doivent être mises en place.

- Les ressources critiques doivent être placées dans le périmètre le plus sécurisé.

Les contrôles d'accès constitués de filtrages de paquets(pare-feu) et de relais applicatifs (proxy) est l'un de mécanismes de sécurité appliqué à la Banque Centrale du Congo afin d'autoriser un certain nombre de flux réseau sortants (HTTP, FTP, SMTP, etc.) appliqués à l'ensemble du réseau interne ou à certaines adresses. Elles interdisent tout trafic non autorisé vers le réseau interne. Les contrôles d'accès s'accompagnent d'une politique définissant les règles suivantes à respecter :

§ Obligation est faite d'installer et de mettre à jour le logiciel antivirus choisi par l'entreprise.

§ Interdiction d'utiliser tout outil permettant d'obtenir des informations sur un autre système de l'entreprise.

§ Concernant les communications entre le réseau de l'entreprise et un autre réseau, une politique spécifique de contrôle d'accès précise les points suivants :

§ Définition des contrôles associés aux flux autorisés à transiter par le périmètre de sécurité pour vérifier, par exemple, que les flux SMTP, HTTP et FTP ne véhiculent pas de virus. Ces contrôles peuvent aussi concerner des solutions de filtrage d'URL pour empêcher les employés de visiter des sites non autorisés par l'entreprise, réprimés par la loi, ou simplement choquants (pédophiles, pornographiques, de distribution de logiciels ou de morceaux de musique piratés, etc.).

§ Définition des mécanismes de surveillance qui doivent être appliqués au périmètre de sécurité. Ces mécanismes concernent la collecte et le stockage des traces (logs), les solutions d'analyse d'attaque, comme les sondes d'intrusion, ou IDS (Intrusion Detection System), et les solutions d'analyse de trafic ou de prévention d'intrusion IPS (Intrusion Preventing System).

Les contrôles d'authentification des utilisateurs s'effectuent à plusieurs passages, au niveau de la sortie Internet, où chaque utilisateur doit s'authentifier pour avoir accès à Internet, mais aussi au niveau de chaque serveur pour accéder au réseau interne (serveurs de fichiers, serveurs d'impression, etc.).

Chaque fois qu'un utilisateur s'authentifie, un ticket est créé sur un système chargé de stocker les traces (logs) afin que le parcours de l'utilisateur soit connu à tout moment de manière précise.

Cette logique peut être généralisée et entraîne la création d'une trace pour chaque action de l'utilisateur sur chaque serveur (création, consultation, modification, destruction de fichier, impression de document, URL visitée par l'utilisateur, etc.).

Il permet de vérifier un certain nombre de points de sécurité avant d'autoriser un système à se connecter au réseau local. L'objectif est ainsi de contrôler les accès au plus près de leurs sources.

Dans ce stade, le système qui désire se connecter et le commutateur (ou le routeur) attaché au LAN doivent intégrer la fonctionnalité NAC. Du point de vue de la sécurité, il est toujours recommandé de choisir la fonctionnalité NAC intégrée dans un commutateur mettant en oeuvre les mécanismes de sécurité de VLAN (Virtual Local Area Network), de contrôle des adresses MAC (Media Access Control), etc., qui sont moins permissifs que ceux d'un routeur, qui ne voit passer que des trames IP.

Avant de se connecter au réseau, un dialogue s'établit entre le système et le commutateur (ou routeur) d'accès au réseau. Le commutateur (ou routeur) communique alors avec un serveur de politiques de sécurité pour valider ou refuser la demande d'accès du système au réseau. Et au cas où l'un de ces contrôles n'est pas validé, le système n'est pas autorisé à se connecter au réseau.

III.1.4.6 Réseau virtuel privé de la Banque Centrale du Congo

La Banque Centrale du Congodispose bel et bien d'une infrastructure réseau mais l'utilise uniquement pour interopérer avec l'Interpol (Organisation Internationale de Police Criminelle) pour prévenir tout acte criminel pouvant être entrepris en son sein. Partant par l'identification, la localisation des individus recherchés sur la base de n'importe quel contrôle pour des fins d'extractions.

III.1.4.6.1 Architecture VPN de la BCC

L'architecture VPN de la BCC est celle d'un VPN Extranet le reliant à l'Interpol qui est un des partenaires stratégiques de la Banque par le moyen de l'Internet Public comme l'illustre la figure ci-dessous :

III.1.4.6.2 Topologie VPN

Le VPN de la BCC utilise une topologie étoilée dont la caractéristique fondamentale est l'existence d'un point central qui se comporte comme un hub concentrateur du trafic réseau et dans le cas qui nous concerne, c'est le réseau Internet Public.

III.1.4.6.3 Protocole VPN

Au niveau protocolaire, le réseau privé virtuel de la BCC utilise principale le protocole IPsec (Internet Protocol Security) afin de sécuriser les communications par Internet sur un réseau IP par le moyen d'un tunnel déployé pour permettre à l'Interpol d'accéder à son intranet. Il sécurise de même le protocole communication Internet et vérifie chaque session avec un cryptage individuel des paquets de données pendant toute la connexion.

III.2 CRITIQUE DE L'EXISTANT

La critique du système existant constitue une phase trèscontraignante pour tout travail scientifique. Elle recherche de manière objective à exhiber les performances et les failles qui handicapent le bon déroulement et fonctionnement des processus d'un système en vue de proposer un autre plus fiable et rationnel que le système existant.

III.2.1 Critique sur les moyens humains

Les ressources humaines étant au coeur de tout système, elles nécessitent qu'elles soient de hautes factures pour une entreprise généralement et en particulier sur celle axée dans le domaine bancaire d'envergure nationale. A cet effet, le service de réseau de la BCC dispose bel et biend'un personnel qualifié, laborieux, expérimenté et ingénieux à la hauteur des missions lui conférées.

Cependant, cette entité devra être restructurée au vue de la couverture du réseau, les équipements réseaux déployés en son siège principal et dans toutes les succursales, nécessitant parfois des déplacements physiques des agents commis à ce service dans les différents coins du pays. Ainsi, compte tenu de la multitude des matériels, d'utilisateurs et la couverture réseau mise à leur disposition, les contraintes précitées sont plausibles de porter préjudice au bon fonctionnement de l'entreprise.

III.2.2 Critique sur les moyens matériels

Les moyens matériels sont indispensables pour toute entreprise qui désire utiliser les nouvelles technologies de l'information et de la télécommunication de manière générale et de manière particulière les technologies de réseau. Ainsi, la BCC utilise principalement les matériels réseaux CISCO et Microsoft.Concernant l'état de matériels, ceux déployés en son siège sont en bon état dans l'ensemble, mais ceux des directions provinciales sont dans un état préoccupant en raison des moyens logistiques, de maintenabilité permanente et quelques contraintes qui s'imposent pendant la migration des systèmes existants vers d'autres.

III.3 PROPOSITIONS DE SOLUTION ET RECOMMANDATION

Nous présentons premièrement quelquespropositions de solution pouvant servircomme cahier de charge aux décideurs afin qu'ils participent à l'évolution technologique et architecturale de l'entreprise et ensuite nous formulerons quelques recommandations.

III.3.1 Proposition de solution

L'entreprise étant un système complexe dans lequel transitent de très nombreux flux d'information, sans un dispositif de maîtrise de ces flux, elle peut très vite être dépassée et ne plus fonctionner avec une qualité de service satisfaisante. De ce fait, pour apporter la lumière aux anomalies du système existant, nous pouvons proposer quelques solutions nécessaires, dans le but d'améliorer la performance du coeur de réseau de la Banque Centrale du Congo.

Préparations pour l'évolution du coeur réseau

Pour préparer une bonne évolution du coeur réseau, nous proposons dans un premier temps la création d'une épine dorsale IP/MPLS permettant aux équipements coeur réseaudistants de dialoguer entre eux. Ce Backbone IP sera un réseau convergent capable de transporter tout type de trafic. Il sied de préciser que le réseau IP traditionnel n'incorpore pas de fonctionnalités de qualité de service en natif. Il fonctionne sur le principe du « best-effort » et ne peut garantir la fourniture de services à fortes contraintes comme les applications temps réel, parmi lesquelles la voix.

A ce titre, nous proposons que pour maximiser les mécanismes de la qualité de service de ce coeur de réseau, il est impérieux d'utiliser le protocole MPLS qui est le mieux adaptable

Mise en place d'un dorsal IP avec la qualité de service (QdS) requise

Dans un réseau qui tend vers « TOUT IP », la qualité de service est vraiment requise, d'où la mise en place d'un dorsal IP/MPLS est la solution idéale. L'intérêt de MPLS n'est pas seulement pour des fins de rapidité mais plutôt l'offre de services qu'il permet, avec notamment les réseaux privés virtuels (VPN) et le Trafic Engineering (TE), qui ne sont pas réalisables sur des infrastructures IP traditionnelles. Avec ce type de dorsal, la Banque Centrale du Congopourra promptement basculer tous ses utilisateurs LS sur le dorsal IP/MPLS en leur offrant plus de débit et d'autres services.

Proposition d'une topologie backbone IP/MPLS

Selon la localisation des sites abritant les équipements du coeur réseau, nous proposons une topologie du réseau IP/MPLS avec les différents points de présences (PoP) arbitraires. Les routeurs utilisés sur un Backbone IP/MPLS sont en général des routeurs modulaires compatibles avec l'IP/MPLS avec des routeurs CISCO séries 7609 et 7200 ainsi des Switchs CISCO Catalys séries 6500/3560.

Installation d'un centre de supervision du Core network

Dans le cadre de bien entretenir l'ensemble du réseau particulièrement les coeurs de réseaux, il est nécessaire de mettre en oeuvre une ingénierie de trafic efficace afin de suivre en temps utile le fonctionnement des équipements du réseau. Comme la plupart des opérateurs téléphoniques respectent l'approche de la gestion de réseaux (RGT) préconisée et normalisée par l'ISO, nous recommandons également la création d'un centre (une grande salle équipée des moniteurs) réservé uniquement pour la supervision des équipements coeur réseau afin de pouvoir, non seulement intervenir dans l'urgence en cas de problème, mais aussi anticiper l'évolution du réseau, planifier l'introduction de nouvelles applications et améliorer les performances pour les utilisateurs.

La mise en place d'un VPN/MPLS

La mise sur pied d'un VPN/MPLS permettra à la Banque d'interconnecter l'ensemble de ses sites distants de manière plus sécuriséeparce qu'il garantitdes communications privées contrairement au réseau IPsec et les données seront achéminés entre les différents sites de l'entrepriseau travers d'une connexion directe via un réseau opérateur.

Cependant, cette approche apporte premièrement une facilité d'évolution, en réduisant les coûts et temps de mise en oeuvre d'un nouveau site, qui peut être vu comme extension du réseau local contrairement à un réseau IPsec où les données transitent via Internet Public. Il sécurise les données et garantie la qualité de service dans la mesure où elle identifie les flux prioritaires et les acheminent intelligemment et efficacement comme les paquets sensibles de type VoIP pouvant être prioritaire que d'autres (messagerie instantanée, P2P etc.).

III.3.2 Recommandation

Notre recommandations'articule en deux volets. Le premier s'adresse principalement aux décideurs de la Banque Centrale du Congo et le second au manageren charge du service de réseau et télécommunication de ladite entreprise.

Aux décideurs de la Banque Centrale du Congo, nous leur recommandons de mettre leurs expertises enplace afin d'amorcer le processus de recrutement des nouveaux ingénieurs et experts en la matière, non seulement pour accroître la main d'oeuvre au sein dudit service, mais également la qualité de service de l'entreprise. Cependant, nous les exhortons en plus de disponibiliser les moyens financiers et logistiques pour que ces ingénieurs et experts participent à des formations et ateliers pertinents afin d'étudier profondément les propositions leur suggérées et conduisent à bon escient la migration vers un coeur de réseau plus dynamique.

Au responsable dudit service, nous lui recommandons de mettre sur pied une structure engineering et de planification des réseaux (coeur réseau). Celle-ci devra être composéedes experts aguerris dans leurs spécialités respectives et permettre ainsi aux planificateurs des réseaux de dimensionner les capacités, les noeuds et des liens existantspour la prise des décisions judicieusessur les caractéristiques des nouveaux équipements réseaux à acheter.Ils assureront également la prévision du trafic qui consiste à identifier les caractéristiques du trafic et les besoins en bande passante des différentes applications qui devront être supportées par les réseaux multiservices. Il s'agit d'estimer le trafic de départ et d'arrivée pour chaque catégorie d'abonnés et les indicateurs clés pour la performance (KPI) devraient à cet effet, être le centre d'intérêt des études engineering que devra effectuer cette structure,car ce sont des paramètres clé qu'un administrateur ougestionnaire du trafic utilise pour prévenir à une éventuelle extension du système ou dimensionner les composants du réseau.

CHAPITRE IV : CONCEPTION ET DEPLOIEMENT DU NOUVEAU SYSTEME

Tout au long de ce chapitre, nous nous sommes attelé sur la conception et déploiement du nouveau coeur de réseau basé sur la plateforme IP/MPLS. Partant de l'adressage des équipements réseau qu'abritera cette infrastructure, nous avons ensuite établi le routage avec des protocoles divers entre autre l'OSPF pour établir la connectivité entre les différents routeurs hébergés dans le réseau de l'opérateur, ensuite le RIP pour l'interconnexion entre ces derniers et les routeurs du client placés dans différents sites, le MPLS afin d'acheminer les informations avec la technique de commutation de labels entre les routeurs clients et enfin le BGP pour l'échange des informations de routage et avons enfin appliqué la redistribution des routes.

IV.1 PRESENTATION DU PROBLEME

Dans une entreprise disposant d'un réseau volumineux et de contraintes de communications particulières, la disponibilité d'un réseau de transport de données modulaires s'avère incontournable vu les difficultés de transmission des paquets IP que peut rencontrer ce réseau de transport. A cet effet, l'application de la méthode de routage unicast par saut (de l'émetteur vers le récepteur) opéré par ce type de réseau s'avère manqué de flexibilité par le fait que certaines restrictions inhérentes à sa structure sont opérées.

Cependant, vu que dans ce type de réseau, l'évolution matérielle est indéniable, il est nécessaire de trouver les voies et moyens afin de mettre sur pied, une infrastructure réseau devant assurer l'interconnexion absolue et sécurisée entre plusieurs sites distants.

IV.2 CONCEPTION DU NOUVEAU SYSTEME

La conception du nouveau système étant une phase très capitale, sera axée sur trois (3) points essentiels entre autre, le Schéma physique du coeur de réseau IP/MPLS, le Schéma physique VPN/MPLS, Schéma fonctionnel du coeur IP/MPLS.

IV.2.1 Schéma physique du coeur de réseau IP/MPLS

Le schéma physique du coeur de réseau IP/MPLS est illustré dans la figure ci-dessous :

IV.2.2 Schéma physique VPN/MPLS

Le schéma physique VPN/MPLS de la Banque Centrale du Congo est présenté dans la figure ci-dessous :

IV.2.3 Schéma Fonctionnel du coeur IP/MPLS

Ci-dessous, nous présentons le schéma fonctionnel du coeur de réseau IP/MPLS.

IV.3 PLAN D'ADRESSAGE

Un plan d'adressage sert à déterminer l'adresse IP du réseau, du sous-réseau et donc des équipements (ordinateur, imprimante, etc..) qui composent le réseau d'entreprise afin de réduire les possibilités de connexion.

IV.5 DEPLOIEMENT (CONFIGURATION)

Le déploiement de notre coeur de réseau a été réalisé grâce aux protocoles de routage nous décrirons dans les lignes qui suivent.

IV.5.1 Présentation de protocole

Pour déployer notre coeur de réseau IP/MPLS nous avons premièrement attribué des adresses aux routeurs et par le moyen du protocole OSPF nous avons su appliqué le routage entre les différents routeurs hébergés chez l'opérateur entre autres le routeurs P1, P2, PE1, PE2 et PE3. Ensuite, nous nous sommes servi du protocole RIP afin de dirigé le trafic vers les routeurs clients déployés dans des sites distants et après le protocole MPLS afin d'interconnecter tous les routeurs hébergés chez l'opérateur afin de permettre l'acheminement de données au travers de la technique de commutation de labels aux routeurs clients.

IV.5.2 Routage

Pour arriver à appliquer à bon escient le routage nous avons parcouru les plusieurs étapes, que nous décrirons succinctement ci-dessous :

IV.5.2.1 Routage avec le protocole OSPF

IV.5.2.2 Routage avec le protocole RIP

IV.5.2.3 Routage avec le protocole MPLS

IV.5.2.4 Routage avec le protocole BGP

IV.5.2.4.1 Activation de la Vrf

IV.5.2.4.2 Activation du protocole rip dans la Vrf

IV.5.2.5 Redistribution des routes de bgp-rip et rip-bgp

IV.5.3 Configuration

Nous présentons la configuration de notre coeur de réseau IP/MPLS de la manière suivante :

IV.6 TEST

Après avoir réalisé notre coeur de réseau IP/MPLS, nous allons tenter de tester nos différentes routes de transit d'informations afin de nous assurer de l'effectivité du fonctionnement de notre coeur de réseau.

IV.6.1 Test pour l'attribution d'adresses aux routeurs

IV.6.2 Test pour le routage avec le protocole OSPF

IV.6.3 Test pour le routage avec le protocole RIP

IV.6.4 Test pour le routage avec le protocole MPLS

IV.6.5 Test pour le routage avec le protocole BGP

IV.6.5.1 Test pour l'activation de la vrf

Conclusion générale

Au regard de ce qui précède, nous sommes parvenus à mettre en place un coeur de réseau basé sur la plateforme IP/MPLS offrant des mécanismes de routage et de transport de données de manière sécurisée.

Certes, un réseau de transit s'avère être la partie centrale offrant la connectivité entre les utilisateurs et les différents services est indéniablement confronté aux contraintes de communications et transport de trafic d'un très grand nombre d'utilisateurs d'où, la nécessité d'y employer les outils plus robustes et efficaces afin de pallier à ces problèmes. C'est dans cette optique que nous nous sommes servis du protocole MPLS (Multi Protocol Label Switching) afin de déployer un réseau de transit robuste, utilisant les mécanismes de commutation de labels en vue de réduire le coût de routage et accroître la rapidité lors du trafic de données pour l'optimisation effective de la qualité de service du réseau informatique de la Banque Centrale du Congo.

Le système IP/MPLS que nous avons illustré, permet un bon routage des données d'une façon sécurisée, assurant la disponibilité des données, une bonne qualité de service, minimiser les interférences etc.

Cependant, pour y parvenir nous avons utilisés Edraw Max 8.0 comme logiciel de visualisation afin de concevoir nos différentes architectures réseaux informatiques et organigrammes et GNS3 (Graphical Network Simulator) qui est un simulateur de réseau graphique. Il nous a permis de structurer et de simuler le fonctionnement de notre coeur de réseau qui constituera le nouveau système que nous proposons afin de répondre aux différentes préoccupations que nous nous sommes posées dans la problématique.

En définitive, comme tout travail scientifique, nous n'avons pas la prétention de réaliser un travail sans critique et suggestion de la part de tout lecteur afin de le rendre meilleur.

Bibliographie

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[4] DG. Mutombo : Rapport Annuel de la Banque Centrale du Congo, Kinshasa, BCC, 2015

[5] F. Lefessant : Point à Point : Architectures et Services, INRIA Saclay, 2008

[7] G. Pujolle, O. Salvatori : Réseaux et Télécoms : Cours et Exercices Corrigés, Paris,Eyrolles, 2008

[9] L. Michel : Applications Client/Serveur et Web,Paris, Licence Pro SIL, 2017

[10] M. Razzaghi, B. Rouvio, M. Santel : Nouvelles Technologies Réseaux : Triple Play, 2010

[13] A. Musesa, Initiation à la Recherche Scientifique ; Cours inédit, Faculté de Sciences/UNIKIN, G2 Info, 2014

[14] D. Donsez, P2P (Peer-To-Peer) ;Cours, Faculté de Sciences / Université Joseph Fourier, 2002

[15] E. Mbuyi : Télématique ; Cours inédit, Faculté des Sciences / UNIKIN, G3 Info, 2015

[16] J. Ndwo, Rapport de stage réalisé à la Banque Centrale du Congo ; Stage, BCC, L2 Génie info, 2017.

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[19] P. Kasengedia : Architectures des Systèmes Téléinformatique ; Cours inédit, Faculté des Sciences / UNIKIN, L1 Génie Info,2016

[20] P. NKENDA, Phishing : mode de financement et de propagation des groupes térroriste; TFE, Faculté des Sciences, UNIKIN, 2006

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[22] Z. Hamouda : Conception et optimisation robuste des réseaux de télécommunications ; Thèse en Informatique, Faculté des Math., Info et Gestion / UNITOU-PS, 2010

[24] http://ram-0000.développez.com/tutoriels/réseau/ICMP visité en février 2017

Table des matières

Epigraphie ..........................................................................................i

Dédicace ...........................................................................................ii

Remerciements ...................................................................................iii

Liste de figures ...................................................................................iv

Liste d'abréviations ..............................................................................vi