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Déploiement d'un coeur de reseau IP/MPLS

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par Jacob NDWO MAYELE
Université de Kinshasa - Licence en génie informatique 2016
  

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EPIGRAPHE

La preuve de la valeur d'un système informatique est son existence.

Alan Jay Perlis

DEDICACE

Je dédie ce travail :

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 papa Jean-Louis Kayembe pour son soutiens financier et moral

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.

REMERCIEMENTS

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.

NdwoMayele Jacob

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

LISTE DE FIGURES

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

LISTE DES ABREVIATIONS

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 ».

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Chez Mémé Coucou, gite à Lauzerte sur le chemin de compostelle