Conception et déploiement d'un réseau informatique pour la transmission des données.

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« Ce n'est pas parce que les choses

sont difficiles que nous n'osons, c'est

parce que nous n'osons pas que les

choses sont difficiles »

« Lamartine»

EPIGRAPHE

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DEDICACE

Au feu père MULUMBA NGALAMULUME Constantin, mon symbole du courage extrême, tu fus mon bouclier dans le moment le plus difficile et tu me donnas toujours du goût à la vie voici le fruit de mille peine et misère.

A la feu mère BAMBI Joséphine, neuf mois durant ton ventre tu m'imaginas un être fragile et minuscule à l'abri de tout souci, tu es la première à m'initier à ce monde injuste et corrompu, aucun mot ne peut décrire ce que j'ai toujours ressenti pour toi, mère je te loue dans une locution vraie sans faute.

Je vous dédie ce travail

PAMPHIL KAZADI MULUMBA

Nous rendons hommage à tous nos frères et soeurs : Odette BAKAKAMA, Wivine TSHIELA, Arsène MBAYI, Aubin BIDIMPATA, Danny

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AVANT-PROPOS

Les connaissances acquises dans le monde scientifique, constituent pour nous une arme stratégique et un bagage essentiel indispensable à l'élaboration du présent travail.

Ce dernier est également le résultat de la conjugaison d'effort de plus d'une personne.

La concrétisation de cette oeuvre scientifique serait illusoire sans le concours éminent des honorables personnalités à qui nous jetons des fleurs de reconnaissances.

Tenant compte de ce qui précède, nous remercions très sincèrement le Professeur Rostin MABELA MATENDO qui, en dépit de ses multiples occupations et préoccupations indispensables, a accepté de couronner par son doigt talentueux la direction du présent travail et en donner une haute valeur scientifique.

Mes remerciements vont également à Monsieur TSHIKUTU Anaclet d'avoir accepté la codirection de ce mémoire.

Nous n'oublierons jamais les mérites du corps professoral de la faculté de sciences informatiques pour nous avoir façonné afin d'être ce que nous sommes aujourd'hui, qu'il reçoit au travers ces lignes, nos sentiments de gratitude et de reconnaissance.

Que nos sentiments de reconnaissance soient adressés aux autorités académiques de l'université notre dame du Kasayi.

Nous remercions énormément le couple Docteur François MULUMBA et madame Vivine TSHIELA, car ils ont eu à supporter notre parcours, par conséquent toutes nos caprices et indifférences à leur égard, que l'eternel le protège.

A toi ma future mère de mes enfants Dorcas KAMUANYA BAFUKILA pour tes conseils, ta bravoure et ton amour que tu m'as donné depuis le premier cycle jusque maintenant, trouve à travers ces lignes ma sincère gratitude.

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MAYUNDO, pour leur sacrifice et la profondeur de leur amour fraternel manifeste.

Notre profonde gratitude s'adresse à toute la famille MULUMBA, à mes cousins et cousines et à toute la famille élargie pour leur assistance tant morale, spirituelle que matérielle.

Nous ne pouvons pas non plus oublier les bienfaits, la générosité et la sympathie dont nous avons été sujet de la part de nos amis(es), collègues et connaissances : Aimé MUANBA, Augustin MPAYI, Augustin BAPA, Sara MBULU, Bernard KABWATILA, Patrick BARAKA, Adolphe MULUMBA.

PAMPHIL KAZADI MULUMBA

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

ACL : Access Control List

AG : Administrateur Gestionnaire

BCZ : Bureau Central de la Zone

CPL : Courant Porteur en Ligne

DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol

DNS : Domain Name Server

DPS : Division Provinciale de la Santé

FDDI: fiber distibuted data interface

IHM: Interface Homme Machine

IIS : Internet Information Server

IPSEC : Internet Protocol Security

IS: Infirmier Superviseur

ISO : International Standard Organisation

IT : Infirmier Titulaire

L'AMRF : Accès Multiple à Répartition de Fréquences

LAN : Local Area Network

MCZ : Médecin Chef de Zone

NAT: Network Address Translation

OEM: Onde électromagnétiques

OSI: Open System Interconnexion

UDP: User Datagram Protocol

VLAN: Virtual Local Network

VSAT: Very Smail Aperture Terminal

WEP: Wired Equivalent Privacy

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0. INTRODUCTION GENERALE

Les réseaux informatiques sont en train de bouleverser la carte du développement, ils élargissent les horizons des individus et créent les conditions qui permettent de réaliser en l'espace d'une décennie des progrès qui, par le passé, posaient des difficultés.

Aujourd'hui, les réseaux paressent un moyen satisfaisant aux entreprises qui, jadis présentées beaucoup de problèmes de transfert des données, le partage des ressources et tant d'autres services par manque d'infrastructures de communication bien adaptées à cette fin, il a donc fallu mettre au point des liaisons physiques entre les ordinateurs pour que l'information puisse circuler facilement.

C'est dans cette optique que nous avons voulu aborder le cadre de notre étude en apportant un éclaircissement pouvant susciter la curiosité, la créativité afin de vulgariser les nouvelles technologies de transmission des données dans nos entreprises tant publiques que privées.

Ainsi, cet éclaircissement est envisagé à trois niveaux :

1. il s'agira pour nous d'essayer de dégager un aperçu sur les réseaux informatiques par l'approche notionnelle c'est-à-dire élucider quelques différents types de réseau et équipements utilisé dans cet environnement.

2. présenter le mécanisme de cryptographie des données dans la transmission et chuter par la mise en oeuvre d'une bonne politique de sécurité des données à la zone.

3. Présenter enfin aux partenaires de la zone de santé de Katende le bien fondé de notre projet informatique avec des technologies bien nouvelles soient-elles en permettant aux utilisateurs (personnels) de transférer, d'encoder et d'échanger les données en temps réel. L'objectif principal envisagé est de permettre aux lecteurs d'avoir une idée globale sur les réseaux informatiques en tenant compte de matériels et logiciels utilisés dans cet environnement qui, actuellement en plein essor.

0.1. PROBLEMATIQUE

Il sied de dire que les réseaux informatiques, constituent une nouvelle manière de communiquer qui encouragent les utilisateurs à imaginer les multiples services auxquels ils pourront accéder en dehors du transfert, d'encodage de données SNIS. Toute fois, le déploiement d'un réseau opérationnel à cette structure sanitaire permettra à la dite zone d'avoir une interaction avec la division provinciale de la santé de Kananga.

A la lumière de ce qui précède, les questions suivantes peuvent résumer la préoccupation de notre réflexion scientifique au cours de la rédaction de ce projet :

1. Que faut-il faire pour minimiser la mobilité des superviseurs qui vont récolter les données dans chaque aire de santé ?

2. Quel mécanisme faut-il mettre en place pour assurer l'intégralité des données à la zone de santé ?

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0.2. HYPOTHESES

A ces questions, un certain nombre de réponses anticipées s'est constitué dans notre entendement. Nous retenons celle qui nous a semblé capitale pour la soumettre à l'analyse et à l'expérimentation. La dite réponse, nous la formulons de la manière suivante : La conception et le déploiement d'un réseau sécurisé, comme moyen efficace pour optimiser la récolte de données et gérer les transactions dans les différents sites afin de minimiser la mobilité de superviseurs. C'est un projet qui s'étend sur la zone de santé rurale de Katende en tenant compte de la distance des aires de santé.

0.3. OBJECTIF POURSUIVI

Notre projet vise à instaurer une technologie permettant aux infirmiers Titulaires, de pouvoir communiquer à distance avec le bureau central de la zone afin d'exécuter les actions telles que : encoder, transférer les données SNIS et informer le médecin chef de zone de la situation éventuelle des produits pharmaceutiques sans se déplacer mais simplement en utilisant le réseau informatique mis à sa disposition.

La réussite de ces actions serait possible grâce à une technique de pointe qui servira à interconnecter les différentes aires de santé qui se constitueront de la manière suivante : les plus rapprochées forment un site d'une part et, celles qui sont éloignées constituent un autre site d'autre part. Tout cela se réalise à l'aide de la distance parcours par les superviseurs de la zone de santé.

0.4. CHOIX ET INTERET DU SUJET

Le choix de ce sujet est motivé par les raisons suivantes :

? Le souci d'aider la zone de santé de Katende d'assurer la liaison en temps réel entre le médecin chef de zone de santé et les infirmiers responsables des autres aires de santé, en vue de la transmission mensuelle de la synthèse des activités sanitaires effectuées.

? Le souci de faciliter la communication et la planification des réunions entre le médecin chef de zone de santé et les infirmiers titulaires des aires de santé.

A cet effet, dans le but d'assurer une liaison permanente entre le bureau central, les aires de santé et la division provinciale de santé de Kananga malgré la distance qui les sépare, l'étude sur la conception et le déploiement d'un réseau sécurisé pour la transaction des données à la zone de santé rurale de Katende, nous permettra de déployer une structure informatique qui pourra aider les infirmiers titulaires et le médecin chef de zone de rester en interaction avec la DPS/Kananga pour le bon fonctionnement et le suivi des activités dans cette structure sanitaire.

0.5. TECHNIQUES ET METHODES

Nous avons effectué notre recherche au niveau de la zone de santé rurale de Katende plus précisément au bureau central de la zone, Ainsi pour vérifier nos hypothèses de la solution retenue et atteindre nos objectifs spécifiques, nous avons recouru aux méthodes et techniques suivantes :

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? Méthode historique : elle nous a permis d'étudier le passé de la zone pour mieux cerner la situation actuelle afin de mieux préparer son évolution future

? Méthode descriptive : elle nous a servi pour la description rigoureuse et objective de la zone de santé pour parvenir à disposer des éléments nécessaires à l'approfondissement du sujet de notre mémoire et à la présentation des faits récoltés.

La technique étant l'ensemble des procédés d'un art, nous avons utilisé les techniques suivantes :

? Interview : celle-ci nous a permis de dialoguer avec les personnels du bureau

central pour avoir plus d'amples informations fiables sur le fonctionnement de la structure sanitaire.

? Documentaire : elle nous a permis d'élaborer notre approche théorique en consultant des ouvrages, les mémoires, les travaux de fin de cycle et les notes de cours qui cadrent avec notre sujet.

0.6. SUBDIVISION DU TRAVAIL

Notre mémoire se subdivisera en trois principaux chapitres repartis en deux grands volets, notamment l'approche théorique et pratique. La première approche contient le premier et le deuxième chapitre, et la dernière approche contiendra le troisième chapitre.

Approche théorique :

Le premier chapitre, intitulé aperçu sur les réseaux informatiques, présente les concepts de base sur les réseaux informatiques, les équipements et la topologie. La dernière section de ce chapitre présente quelques matériels utilisés en télécommunication.

Le deuxième chapitre qui a pour titre la cryptographie et sécurité des données, présente la cryptographie, quelques-uns de ses algorithmes et la politique de sécurité des données.

Approche pratique :

Le troisième chapitre, intitulé conception et déploiement, analyse le plan global de la conception et de la configuration du réseau. Enfin, une conclusion clôt ce travail.

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CHAPITRE I : APERCU GENERAL SUR LES RESEAUX INFORMATIQUES

1.0. INTRODUCTION

Dans ce chapitre nous allons nous soumettre à la présentation des notions de base utilisées en réseaux informatiques, d'une façon plus claire nous parlerons de différentes topologies que prendre un réseau, le principe de fonctionnement et les matériels utilisés pour assurer l'interconnexion dans cet environnement.

1.1. LES RESEAUX

Le terme Réseau se définit comme un ensemble d'entités (objet, personnes, etc.) Interconnectées les unes avec les autres. Un réseau qui permet de faire circuler des éléments matériels ou immatériels entre chacune de ces entités. Selon le type d'entités interconnectées, le terme sera ainsi différent:

? Réseau téléphonique: ensemble d'infrastructures permettant de faire circuler la Voix entre plusieurs postes téléphoniques.

? Réseau de transport: ensemble d'infrastructures et de disposition permettant de Transporter des personnes et leurs biens entre plusieurs zones géographiques.

? Réseau Informatique : ensemble d'ordinateurs reliés entre eux grâce à des lignes Physiques et échangeant des informations sous forme des

Données numériques¹

Fig.1 : réseau informatique

Technique de transmission

D'une manière générale, nous distinguerons deux types de technologies de transmission largement répandues : la diffusion et le point-à-point.²

a. les réseaux à diffusion

Un réseau à diffusion dispose d'un seul canal de transmission qui est partagé par tous les équipements qui y sont connectés. Sur un tel réseau, chaque message envoyé, appelé

¹ Patient KASONGO, cours d'administration réseau, L1 Informatique, UKA, inédit, 2012-2013

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paquet dans certaines circonstances, est reçu par tous les messages du réseau. Dans ce mode de transmission, on utilise deux modes qui sont envoi broadcast et envoi multicast. Dans le premier mode le système à diffusion a la possibilité d'adresser un paquet à toutes les destinations en utilisant une valeur spéciale dans le champ d'adresse. Ainsi, le paquet est non seulement reçu, mais aussi traité par toutes les machines. Dans le second mode, le système permet d'adresser un paquet à un sous ensemble des machines du réseau.

b. les réseaux point-à-point

Par contraste au système précédent, le réseau point-à-point consiste en un grand nombre de connexions, chacun faisant intervenir deux machines. Pour quitter de sa source à sa destination, un paquet peut transiter par plusieurs machines intermédiaires. Une transmission point-à-point entre expéditeur et destinataire est appelée diffusion individuelle (envoi unicast)

1.1.1. Mode de transmission

Pour une transmission donnée sur une voie de communication entre deux machines, la communication peut s'effectuer de différentes manières. La transmission est caractérisée par : Le sens des échanges, Le mode de transmission: il s'agit du nombre de bits envoyés simultanément et la synchronisation: il s'agit de la synchronisation entre émetteur et récepteur. Ainsi, selon le sens des échanges, on distingue 3 modes de transmission :3

? La liaison simplex : caractérise une liaison dans laquelle les données circulent dans un seul sens, c'est-à-dire de l'émetteur vers le récepteur. Ce genre de liaison est utile lorsque les données n'ont pas besoin de circuler dans les deux sens (par exemple de votre ordinateur vers l'imprimante ou de la souris vers l'ordinateur...).

? La liaison half-duplex : (parfois appelée liaison à l'alternat ou semi-duplex) caractérise une liaison dans laquelle les données circulent dans un sens ou dans l'autre, mais pas les deux simultanément. Ainsi, avec ce genre de liaison chaque extrémité de la liaison émet à son tour. Ce type de liaison permet d'avoir une liaison bidirectionnelle utilisant la capacité totale de la ligne.⁴

? La liaison full-duplex : (appelée aussi duplex intégral) caractérise une liaison dans laquelle les données circulent de façon bidirectionnelle et simultanément. Ainsi, chaque extrémité de la ligne peut émettre et recevoir en même temps, ce qui signifie que la bande passante est divisée par deux pour chaque sens d'émission des données si un même support de transmission est utilisé pour les deux transmissions.

Selon le nombre d'unités élémentaires d'informations (bits) pouvant être simultanément transmises par le canal de communication, nous distinguons :

³ Jean-Pierre ARNAUD, Réseaux & Télécoms, Dunod, Paris, 2003

⁴ Jean-Didier BATUBENGA, cours de réseaux informatiques, G2 Informatique, UKA, inédit, 2011-2012

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> Liaison parallèle : On désigne par liaison parallèle la transmission simultanée de N bits. Ces bits sont envoyés simultanément sur N voies différentes (une voie étant par exemple un fil, un câble ou tout autre support physique). La liaison parallèle des ordinateurs de type PC nécessite généralement 10 fils.

> Liaison série : Dans une liaison série, les données sont envoyées bit par bit sur la voie de transmission. Toutefois, étant donné que la plupart des processeurs traitent les informations de façon parallèle, il s'agit de transformer des données arrivant de façon parallèle en données en série au niveau de l'émetteur, et inversement au niveau du récepteur.

1.1.2. Mode de commutation

La transmission de trames recourt aux deux modes de commutation suivants :

1. Commutation Store-and-Forward : la trame entière doit être reçue pour pouvoir l'acheminer. Les adresses d'origine et de destination sont lues et des filtres sont appliqués avant l'acheminement de la trame.

2. Commutation Cut-through : la trame est envoyée via le commutateur avant la réception intégrale de la trame. L'adresse de destination de la trame doit être au moins lue avant la transmission de la trame. Ce mode réduit à la fois la latence de la transmission et de la détection des erreurs.⁵

1.1.3. Classification des Réseaux Informatiques

On distingue différents types de réseaux selon leur taille (en termes de nombre de machines), selon leur vitesse de transfert des données ainsi que selon leur étendue. On définit généralement les catégories de réseaux suivantes :6

a. Le réseau Personnel

La plus petite étendue de réseau est nommée en anglais Personal Area Network(PAN). Centrée sur l'utilisateur, elle désigne une interconnexion d'équipements informatiques dans un espace d'une dizaine de mètres autour de celui-ci. Elles utilisent les technologies telles que le Bluetooth, infrarouge. Dans le cas de Bluetooth (WPAN : Wireless PAN), la transmission se fait par micro-onde dans la bande de 2,4GHZ pour un débit de 1Mbps en commutation de paquet ou de circuit ou encore les deux à la fois

h. Le réseau Local

Les réseaux locaux, ou LAN (Local Area Network), correspondent par leur taille aux réseaux intra-entreprises, ils servent au transport de toutes les informations numériques de l'entreprise. En règle générale, les bâtiments à câbler s'étendent sur plusieurs centaines de mètres. Les débits de ces réseaux vont aujourd'hui de quelques mégabits à plusieurs centaines

⁵ Guy Pujolleles, réseaux édition 6, Eyrolle, Paris France, aout 2006

⁶ KUROSE, J. & ROSS, K., Analyse structurée des réseaux, Paris, édition Pearson éducation, mars 2005.

Le SAN est un réseau de grande capacité de stockage reliant plusieurs serveurs. Il est constitué des contrôleurs qui gèrent plusieurs disques durs physiques pour créer un seul

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de mégabits par seconde. Il utilise des supports tels que le câble à paires torsadées, la fibre optique ou encore le câble coaxial pour des débits allant jusqu'à 10Gbps. Dans le cas du non câblé, il utilise le Wifi (WLAN), sur des bandes de fréquence allant de 2,4Ghz pour des débits allant de 1,2 à 54Mbps cela en fonction de la norme 802.11 utilisée.

c. LB résBau Métropolitain

Les réseaux métropolitains ou MAN (Métropolitain Area Network) permettent l'interconnexion des entreprises ou éventuellement des particuliers sur un réseau spécialisé à haut débit qui est géré à l'échelle d'une métropole. Ils doivent être capables d'interconnecter les réseaux locaux des différentes entreprises pour leur donner la possibilité de dialoguer avec l'extérieur.

Un MAN est formé d'équipements des réseaux interconnectés par des liens hauts débits en général en fibre optique ou en sans fil jusqu'à 20 Kilomètres au maximum(WIMAX).

d. LB résBau Régional

Les réseaux régionaux ou RAN (Régional Area Network) ont pour objectif de couvrir une large surface géographique. Dans le cas des réseaux sans fil, les RAN peuvent avoir une cinquantaine de kilomètres de rayon, ce qui permet, à partir d'une seule antenne, de connecter un grand nombre d'utilisateurs.

B. LB résBau EtBndu

Les réseaux étendus, ou WAN (Wide Area Network), sont destinés à transporter des données numériques sur des distances à l'échelle d'un pays, voire d'un continent ou de plusieurs continents. Le réseau est soit terrestre, et il utilise en ce cas des infrastructures au niveau du sol, essentiellement de grands réseaux de fibre optique, soit hertzien, comme les réseaux satellitaire

Fig.2 : classification des réseaux selon la taille

f. LE SAN (STORAGE AREA NETWORK)

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espace de stockage de grande capacité. Le SAN est donc généralement constitué d'une baie des disques durs gérés par un contrôleur pour en faire un seul espace de stockage. Le contrôleur SAN est connecté sur le LAN de la suite des serveurs pour allouer à chaque serveur un espace de stockage dynamique appelé AGREGAT. Cet espace de stockage sera utilisé pour stocker les données du serveur et le disque dur local du serveur ne sera utilisé rien que pour le système d'exploitation du serveur.

En outre, la classification des réseaux selon la taille énumérée ci-haut, nous pouvons aussi le classifier selon le débit ainsi, nous trouvons trois grandes familles :

ü Les réseaux à faible et moyen débits (débit <200Kbps)

ü Les réseaux à haut débit (200Kbps<débit<20Mbps)

ü Les réseaux à très haut débits (débit>20Mbps)⁷

1.2. TOPOLOGIE DE RESEAUX

La topologie est une façon d'agencer les équipements (postes, imprimantes, serveur, etc.) interconnectés dans un réseau local. La topologie peut comporter deux aspects :8

1.2.1. La topologie physique

La topologie physique correspond à la façon dont les postes du réseau local sont câblés. Les topologies physiques couramment utilisées sont:

Topologie en bus

Le bus, un segment central où circulent les informations, s'étend sur toute la longueur du réseau, et les machines viennent s'y accrocher. Lorsqu'une station émet des données, elles circulent sur toute la longueur du bus et la station destinatrice peut les récupérer. Une seule station peut émettre à la fois. En bout de bus, un « bouchon » permet de supprimer définitivement les informations pour qu'une autre station puisse émettre.

L'avantage du bus est qu'une station en panne ne perturbe pas le reste du réseau. Elle est, de plus, très facile à mettre en place. Par contre, en cas de rupture du bus, le réseau devient inutilisable. Notons également que le signal n'est jamais régénéré, ce qui limite la longueur des câbles. Cette topologie est utilisée dans les réseaux Ethernet.

Fig.3 : topologie en bus

⁷ Guy Pujolleles, réseaux édition 6, Eyrolle, Paris France, aout 2006

8 Claude Servin, Réseaux et Télécoms, édition 2, DUNOD ,2006

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Fig.5 : topologie hiérarchique

Topologie en anneau

Dans une topologie en anneau, chaque hôte est connecté à son voisin. Le dernier hôte se connecte au premier. Cette topologie crée un anneau physique de câble.

Cette topologie permet d'avoir un débit proche de 90% de la bande passante.de plus, le signal qui circule est régénéré par chaque station. Par contre, la panne d'une station rend l'ensemble du réseau inutilisable. Enfin cette architecture étant la propriété d'IBM, le prix est élevé et la concurrence devient quasiment inexistant. Cette topologie est utilisée par les réseaux Token Ring et FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Topologie en étoile

C'est une topologie la plus courante, notamment avec les réseaux Ethernet RJ45. Toutes les stations sont reliées à un unique composant central : le concentrateur, quand une station émet vers le concentrateur, celui-ci envoie les données à toutes les machines (hub) ou celle qui en est la destinataire(Switch). Ce type de réseau est facile à lettre en place et à surveiller ainsi la panne ne met pas en cause l'ensemble du réseau. Par contre, il faut plus de câbles que pour les autres topologies et si le concentrateur tombe en panne, tout le réseau est anéanti. De plus, il est également très facile de rajouter un noeud à un tel réseau puisqu'il suffit de le connecter au concentrateur

Fig.4: topologie en étoile

Topologie étoile étendue

Une topologie en étoile étendue relie des étoiles individuelles en connectant les concentrateurs ou commutateurs. Cette topologie peut étendre la portée et la couverture du réseau.

Topologie hiérarchique

Une topologie hiérarchique est similaire à une topologie en étoile étendue. Cependant, plutôt que de lier les concentrateurs ou commutateurs ensemble, le système est lié à un ordinateur qui contrôle le trafic sur la topologie.

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Topologie maillée

On implémente une topologie maillée afin de garantir une protection maximale contre l'interruption de service. Tel est le cas d'une topologie maillée qui représente une solution idéale pour les systèmes de contrôle en réseau d'une centrale nucléaire. Comme vous pouvez le constater dans le schéma ci-dessous, chaque hôte possède ses propres connexions à tous les autres hôtes. Bien qu'Internet emprunte de multiples chemins pour atteindre un emplacement, il n'adopte pas une topologie complètement maillée.

Fig.6 : topologie maillée

1.2.2. La topologie logique

La topologie logique d'un réseau détermine de quelle façon les hôtes communiquent sur le média. Les deux types de topologie logiques les plus courants sont le broadcast et le passage de jeton. L'utilisation d'une topologie de broadcast indique que chaque hôte envoie ses données à tous les autres hôtes sur le média du réseau. Les stations peuvent utiliser le réseau sans suivre un ordre déterminé. Ethernet fonctionne ainsi.

La deuxième topologie logique est le passage de jeton. Dans ce type de topologie, un jeton électronique est transmis de façon séquentielle à chaque hôte. Dès qu'un hôte reçoit le jeton, cela signifie qu'il peut transmettre des données sur le réseau. Si l'hôte n'a pas de données à transmettre, il passe le jeton à l'hôte suivant et le processus est répété. Token Ring et FDDI (Fiber Distributed Data Interface) sont deux exemples de réseaux qui utilisent le passage du jeton.

1.3. PRINCIPAUX ELEMENTS D'UN RESEAU

Dans cette section nous évoquerons les différences fondamentales entre les réseaux organisés autour de serveurs et les réseaux fonctionnant en pair à pair.

1.3.1. Point de vue logiciel

a. PRINCIPE

On parle du principe de fonctionnement logiciel dans la mesure où cette architecture est basée sur l'utilisation de deux types de logiciels, à savoir : un logiciel serveur et un logiciel Client s'exécutant normalement sur deux machines différentes. L'élément important dans cette architecture est l'utilisation de mécanismes de communication entre les deux applications. D'où le principe généraux de fonctionnement consistent à :9

⁹ Pierre KAFUNDA, cours de base de données réparties, L1 informatique, UKA, inédit, 2013-2014

¹⁰ Matthieu Exbrayat, cours de Bases de Données Réparties : Concepts et Techniques, ULP Strasbourg, inédit, Décembre 2007

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> Faire fonctionner des applications en réseau ;

> Dissocier le développement pur des contraintes techniques ;

> Optimiser les performances de l'application en définissant des choix technique judicieux

> Coordonner le processus coopérant pour l'exécution d'une tache.

Notion1 : Client

Un client est un processus demandant l'exécution d'une opération à un autre processus par envoi d'un message contenant le descriptif de l'opération à exécuter et attendant la réponse à cette opération par un message en retour.

Notion 2 : Serveur

Un serveur est un processus accomplissant une opération sur demande d'un client et lui transmettant le résultat. Il est la partie de l'application qui offre un service, il reste à l'écoute des requêtes du client et répond au service qui lui est demandé.

Notion 3 : Requête

Une requête est un message transmis par un client à un serveur décrivant l'opération à exécuter pour le compte du client.¹⁰

Notion 4 : Réponse

Une réponse est un message transmis par un serveur à un client suite à l'exécution d'une opération contenant les paramètres de retour de l'opération.

Notion 5 : architecture client serveur

Le client-serveur est un mode de dialogue entre deux processus. Le premier appelé client, demande l'exécution des services au second appelé serveur. Un client exécute une application et demande l'exécution d'une opération à un serveur par le biais d'une requête, il reçoit une réponse, qui lui indique que l'opération a été bien exécutée.

Le serveur accomplit les services et envoie en retour des réponses. En général, un serveur est capable de traiter les requêtes de plusieurs clients. Il permet donc de partager des ressources entre plusieurs clients qui s'adressent à lui par des requêtes envoyées sous forme des messages. L'architecture client-serveur peut être mise en oeuvre afin d'assurer une meilleure qualité du dialogue homme-machine. Un processus serveur, souvent exécuté sur une machine séparée (par exemple un terminal intelligent) exécute les fonctions d'entrées-sorties graphiques pour un processus client qui exécute le code applicatif. Cette organisation est appelée client-serveur de présentation. Elle peut être utilisée pour transformer une interface homme-machine caractères en interface graphique: on parle alors de rhabillage.

Client Serveur

Applications

Réponse

Requête

Opération

Fig.7. architecture client-serveur

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Notion 6 : types d'architectures client-serveur¹

1. Architecture à deux niveaux

L'architecture à deux niveaux (aussi appelée architecture 2-tiers, tiers signifiant rangée en anglais) caractérise les systèmes clients/serveurs pour lesquels le client demande une ressource et le serveur la lui fournit directement, en utilisant ses propres ressources. Cela signifie que le serveur ne fait pas appel à une autre application afin de fournir une partie du service

NIVEAU 1

NIVEAU 2

Envoi de messages

Requête http, Fichiers

Envoi de réponses

SQL

Serveur

Client

Données

Fig.8. Architecture client-serveur deux tiers

2. Architecture à trois niveaux 12

Dans l'architecture à 3 niveaux (appelée architecture 3-tiers), il existe un niveau intermédiaire, c'est-à-dire que l'on a généralement une architecture partagée entre :

> Un client, c'est-à-dire l'ordinateur demandeur des ressources, équipées d'une interface utilisateur (généralement un navigateur web) chargée de la présentation ;

> Le serveur d'application (appelé également middleware), chargé de fournir la ressource mais faisant appel à un autre serveur

> Le serveur de données, fournissant au serveur d'application les données dont il a besoin.

Niveau 1

Niveau 2

Fichiers SQL

Envoi de message

Niveau 3 3

Requête SQL

Données

Envoi de

réponse Serveur de base de données

Client Serveur d'application

Requête http

Fig.9. Client-serveur 3 tiers

¹¹Http : // www.wikipédia.com, consulté le 10 /10/2014, 10H45 ¹² GARDARIN, le Client-serveur, Eyrolle, Paris 1996

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3. architecture multi-niveau

Dans l'architecture à 3 niveaux, chaque serveur (niveaux 2 et 3) effectue une tâche (un service) spécialisée. Un serveur peut donc utiliser les services d'un ou plusieurs autres serveurs afin de fournir son propre service. Par conséquent, l'architecture à trois niveaux est potentiellement une architecture à N niveaux.

Niveau 1

Client

Niveau 2

Serveur

Niveau 3

Serveur

Serveur

Niveau 4

Serveur

Fig.10. Architecture client/serveur à N tiers

b. CARACTERISTIQUES

Dans ce présent point, nous essayerons de dégager quelques caractéristiques entre un serveur, un client et enfin nous ferons une comparaison non seulement entre l'architecture client/serveur 2 tiers et celle 3 tiers mais aussi nous énumérerons les caractéristiques communes du client-serveur.¹³

1) Caractéristiques principales du serveur :

> Il est passif (ou maître) ;

> Il est fournisseur de services ;

> Il fait le contrôle d'accès distant ;

> Il est à l'écoute, prêt à répondre simultanément aux requêtes envoyées par des clients ;

> Dès qu'une requête lui parvient, il la traite et envoie directement une réponse.

2) Caractéristiques principales du client :

> Il est actif (ou esclave) ;

> Il est consommateur de services ;

¹³ ROLIN Pierre, MARTINEAU Gilbert, TOUTAIN Laurent, LEROY Alain, Les réseaux, principes fondamentaux, Hermes, décembre 1996.

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> Il est proactif : à l'origine de la demande ;

> Il envoie des requêtes au serveur ;

> Il attend et reçoit les réponses du serveur.

3) Caractéristiques communes du client/serveur :

Il existe plusieurs caractéristiques communes de cette architecture mais nous énumérons quelques unes :

> Partage de ressources ;

> Capacité d'évolution du système : ajout et retrait de stations clientes, changement de serveurs, « passage à l'échelle »

> Intégrité des données partagées ;

> masque aux Clients la localisation du serveur ;

> Les données des serveurs sont gérées sur le serveur de façon centralisée. D'où, les clients restent individuels et indépendants ;

> Modification du module serveur sans toucher au module client

4) Comparaison entre deux types d'architectures :

L'architecture à deux niveaux est donc une architecture client/serveur dans laquelle le serveur est polyvalent, c'est-à-dire qu'il est capable de fournir directement l'ensemble des ressources demandées par le client.

Dans l'architecture à trois niveaux par contre, les applications au niveau serveur sont délocalisées, c'est-à-dire que chaque serveur est spécialisé dans une tâche (serveur web/serveur de base de données par exemple). L'architecture à trois niveaux permet :

> Une plus grande flexibilité/souplesse ;

> Une sécurité accrue car la sécurité peut être définie indépendamment pour chaque service, et à chaque niveau ;

> De meilleures performances, étant donné le partage des tâches entre les différents serveurs.¹⁴

1.3.2. Point de vue matériel

Pour que la communication réseau soit opérationnelle, il faut d'abord interconnecter les matériels entre eux. Ceci est souvent effectué à travers une interface filaire, à titre illustratif un câble connecté à une carte réseau ou à un modem. L'interface air peut également être exploitée, à travers des communications non filaires, en utilisant l'infrarouge, le laser ou les ondes radio.¹⁵

a. Paire torsadée

La paire de fils torsadée est le support de transmission le plus simple, elle est constituée d'une ou de plusieurs paires de fils électriques agencés en spirale. Ce type de support convient à la transmission aussi bien analogique que numérique. Les paires torsadées peuvent être blindées, une gaine métallique enveloppant complètement les paires métalliques, ou non blindées. Elles peuvent être également « écrantées ». Dans ce cas, un ruban métallique entoure les fils.

¹⁴ http://www.laboratoiremicrosoft.org// consulter le 20/09/2014 à 16H00 ¹⁵ Claude Servin, Réseaux et Télécoms, édition 2, DUNOD ,2006

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b. Câble coaxial

Un câble coaxial est constitué de deux conducteurs cylindriques de même axe, l'âme et la tresse, séparés par un isolant. Ce dernier permet de limiter les perturbations dues au bruit externe. Si le bruit est important, un blindage peut être ajouté. Quoique ce support perde du terrain, notamment par rapport à la fibre optique, il reste encore très utilisé.

c. Fibre optique

La fibre optique est utilisée dans les environnements où un très fort débit est demandé mais également dans les environnements de mauvaise qualité. Elle comporte des composantes extrémités qui émettent et reçoivent les signaux lumineux.

Il existe plusieurs types de fibres, notamment les suivantes :

> Les fibres multimodes à saut d'indice, dont la bande passante peut atteindre 50 MHz sur 1 km.

> Les fibres multimodes à gradient d'indice, dont la bande passante peut atteindre 500 MHz sur 1km.

> Les fibres monomodes, de très petit diamètre, qui offrent la plus grande capacité d'information potentielle, de l'ordre de 100 GHz/km, et les meilleurs débits. Ce sont aussi les plus complexes à réaliser.¹⁶

d. Les transceivers

Les anglo saxons parlent de TRANSCEIVER, contraction de Transmitter (émetteur) et receiver (récepteur). Ce mot est parfois francisé en trancepteur. On l'appelle

aussi MAU (Medium Access Unit), il est utilisé pour adapter les signaux tels que la lumière de la fibre optique en impulsions électriques.

e. Répéteur

La distance pouvant être couverte par un réseau LAN est limitée en raison de l'atténuation. Ce terme désigne l'affaiblissement du signal qui circule sur le réseau. La résistance du câble ou du média à travers lequel passe le signal est à l'origine de la perte de la puissance du signal. Un répéteur Ethernet est une unité réseau de couche physique qui amplifie ou régénère le signal sur un LAN Ethernet. Lorsqu»un répéteur est utilisé pour prolonger la distance d'un LAN, il permet à un réseau de couvrir une plus grande distance et d'être partagé par un plus grand nombre d'utilisateurs. Cependant,

l'utilisation de répéteurs et de concentrateurs complique les problèmes liés aux broadcasts et aux collisions. Elle a aussi un effet négatif sur les performances globales d'un LAN à média partagé. De plus, le concept du répéteur peut être étendu au répéteur multiport, ou concentrateur, qui procure les avantages d'un répéteur en plus de la connectivité entre plusieurs unités. Ce processus a néanmoins une limite. Les répéteurs et les concentrateurs présentent des inconvénients, le principal étant l'extension des domaines de collision et de broadcast.¹⁷

¹⁶ Pierre Rolin - Réseaux haut débit, HERMES, décembre 1999

¹⁷ SUSBIELLE, J-F., Internet multimédia et temps réel, édition Eyrolles, Paris, 2000.

¹⁸ CAICOYA, S. & SAURY, J-G., Windows server 2003 et Windows 2008, Paris, Micro- Application, Novembre 2007

¹⁹ DEMAN Thierry, ELMALEH Freddy, CHATEAU Mathieu, NEILD Sébastien, Windows Server 2008 Administration avancée, ENI Editions, 2009

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Fig.11 : Répéteur

f. Concentrateur

Un hub est un répéteur multiport. Il permet de réaliser une configuration en étoile, c'est- à-dire qu'il permet aux câbles de converger sur un même point. Un hub concentre les données en provenance des hôtes et régénère le signal. Le hub possède plusieurs ports (4,8, 16, 24, 32) sur lesquels vont s'enficher les connecteurs RJ 45, on dit souvent qu'il se contente de récupérer les données sur un port et de les répéter sur l'ensemble des ports, c'est-à-dire qu'il fait le simple broadcast des informations. Tous les ordinateurs connectés à ce dernier peuvent alors écouter les informations, mais seul le destinataire en tiendra compte. Un hub se place au niveau de la couche physique du modèle OSI, tout comme le répéteur.¹⁸

Fig.12 : hub

g. Routeur

Le routeur e st un équipement réseaux permettant d'interconnecter deux réseaux utilisant des technologies et protocoles différents. Le routeur est un élément, il choisit la destination du message en lisant les informations contenues au niveau du protocole IP. Il peut de ce fait faire office de passerelle « Gateway » entre les réseaux de natures différentes. Pour connaître le port où faire passer les paquets, l'algorithme de routage crée et maintient des tables de routage qui contiennent une variété d'informations, comme la destination (saut suivant). Lorsqu'un routeur reçoit un paquet, il cherche l'adresse du réseau de destination dans la table de routage et l'envoie sur le port concerné. Les routeurs déterminent le meilleur chemin en fonction de la bande passante de la ligne et du nombre de « sauts à franchir. Par rapport aux ponts, Switch, etc. les routeurs garantissent une meilleure isolation de la transmission des données puisqu'ils ne transmettent pas les messages de type « broadcast ». On dit qu'un routeur segmente un réseau en domaines de broadcast (diffusion). La table de routage peut être remplie de deux façons: par l'administrateur du réseau qui détermine les chemins d'une manière statique dans cette dernière, on parle alors du routage statique ou par le routeur lui- même qui prend connaissance du réseau grâce à des protocoles de routage, on parle dans ce cas du routage dynamique. Le routage dynamique utilise des protocoles appelés protocoles de routage qui sont : RIP, BGP, etc. par opposition du protocole de routage on parle des protocoles routables, ce sont des protocoles qui sont traités et supportés par les routeurs.¹⁹

		Fig.13 : routeur

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h. Switch

Un commutateur est également un équipement de couche 2 parfois appelé pont multiport. Il prend des décisions de transmission en se basant sur les adresses MAC contenues dans les trames de données acheminées. De plus, il apprend les adresses MAC des équipements connectés à chaque port et insère ces informations dans une table de commutation. Les commutateurs créent un circuit virtuel entre deux unités connectées qui souhaitent communiquer. Une fois ce circuit créé, un chemin de communication dédié est établi entre les deux unités. La mise en oeuvre d'un commutateur introduit la micro segmentation sur un réseau. En théorie, il crée un environnement exempt de collisions entre la source et la destination, ce qui permet d'optimiser l'utilisation de la bande passante disponible. Il facilite également la création de multiples connexions simultanées de circuits virtuels.

Fig.14 : Switch

i. Le modem

Le MODEM est un modulateur et démodulateur, dans le cas de la modulation il reçoit un signal numérique et le transforme en signal analogique. Dans le cas inverse on parle de la démodulation.

1.4. RESEAU SANS FIL

Un réseau sans fil (en anglais wireless network) est, comme son nom l'indique, un réseau dans lequel au moins deux terminaux (ordinateur portable, PDA, etc.) peuvent communiquer sans liaison filaire.

Grâce aux réseaux sans fil, un utilisateur a la possibilité de rester connecté tout en se déplaçant dans un périmètre géographique plus ou moins étendu, c'est la raison pour laquelle on entend parfois parler de "mobilité".

Les réseaux sans fil sont basés sur une liaison utilisant des ondes radioélectriques (radio et infrarouges) en lieu et place des câbles habituels. Il existe plusieurs technologies se distinguant d'une part par la fréquence d'émission utilisée ainsi que le débit et la portée des transmissions.

Les réseaux sans fil permettent de relier très facilement des équipements distants d'une dizaine de mètres à quelques kilomètres. De plus l'installation de tels réseaux ne demande pas de lourds aménagements des infrastructures existantes comme c'est le cas avec les réseaux filaires (creusement de tranchées pour acheminer les câbles, équipements des bâtiments en câblage, goulottes et connecteurs), ce qui a valu un développement rapide de ce type de technologies.²⁰

²⁰ Philippe ATELIN, réseaux sans fil 802.11, édition ENI, 1957

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1.4.1. Catégories de réseaux sans fil²¹

On distingue habituellement plusieurs catégories de réseaux sans fil, selon le périmètre géographique offrant une connectivité (appelé zone de couverture), s'affranchissant d'une infrastructure câblée et autorisant la mobilité, les réseaux sans fils, sous des appellations génériques différentes, sont en plein essor. On distingue :

v les WPAN (Wireless Personal Area Network), de la simple liaison infrarouge à 100 kbit/s au Bluetooth à environ 1 Mbit/s, ces technologies peu coûteuses devraient se développer rapidement. Elles sont essentiellement utilisées pour raccorder un périphérique informatique (imprimante...), un agenda électronique...

v les WLAN (Wireless Local Area Network), prolongent ou remplacent un réseau local traditionnel. Ces réseaux, objet de cette section, devraient connaître un développement important. Ils autorisent des débits allant de 2 à 54 Mbit/s ;

v les WMAN (Wireless Metropolitain Area Network) utilisés pour l'accès aux réseaux d'infrastructure (boucle locale), ils offrent des débits de plusieurs dizaines de Mbit/s ;

v enfin, les WWAN (Wireless Wide Area Network), recouvrent essentiellement les réseaux voix avec ses extensions données (GSM, GPRS et UMTS), les débits sont relativement faibles de quelques dizaines de kbit/s (10 à 384 kbit/s).

Fig.15 : description des réseaux sans fil

1.4.2. Architectures générales du réseau sans fil a) Les réseaux « ad hoc »22

Les réseaux « ad hoc» s'affranchissent de toute infrastructure. La communication à lieu directement de machine à machine. Une machine pouvant éventuellement servir de relais pour diffuser un message vers une station non vue (au sens électromagnétique du terme) par la station d'origine (routage).

Actuellement, les réseaux ad hoc ne fonctionnent qu'en mode point à point. Les protocoles de routage font l'objet de nombreuses recherches.

²¹ http://ciscam.univ-aix.fr/doctech/reseaux.pdf consulter le 29/09/2014 à 11H30

²² Guy Pujolle, les réseaux édition 5, Eyrolle, Paris France, aout 2006

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b) Les réseaux cellulaires

Les réseaux sans fils sont soit indépendants de toute infrastructure filaire, soit en prolongement de celle-ci. Les solutions adoptées doivent résoudre de nombreux problèmes tel que: l'identification et la confidentialité des communications, la localisation du mobile en déplacement (itinérance ou roaming), l'accès multiple et le partage du support (politique d'accès).²³

Fig.16 : architecture cellulaire

1.4.2.1. L'architecture en couche

Le transport des données d'une extrémité à l'autre d'un réseau nécessite un support physique ou hertzien de communication. Pour que ces données arrivent correctement à la destination, avec la qualité de service ou QoS (Quality of Service), exigée, il faut en outre une architecture logicielle chargée du contrôle des paquets dans le réseau.²⁴

1.4.2.2. Modèle OSI

Les concepts architecturaux utilisés pour décrire le modèle de référence proposé par l'ISO possède sept couches.²⁵

Niveau 1 : Couche physique

La couche physique assure un transfert de bits sur le canal physique (support). À cet effet, elle définit les supports et les moyens d'y accéder : spécifications mécaniques (connecteur), spécifications électriques (niveau de tension), spécifications fonctionnelles des éléments de raccordement nécessaires à l'établissement, au maintien et à la libération de la ligne (Câble à paires torsadées, câble coaxial, Fibre optique. Etc.)

Niveau 2 : couche liaison des données

La couche liaison assure, sur la ligne, un service de transfert de blocs de données (Trames) entre deux systèmes adjacents en assurant le contrôle, l'établissement, le maintien et la libération du lien logique entre les entités. Les protocoles de niveau 2 permettent, en

²³ Aurélien Géron, Wifi professionnel ; la norme 802.11 ; le déploiementet la sécurité, Ed Dunod, Paris 2099

²⁴ DAVID TILLOY, Introduction aux Réseaux TCP/IP, Amiens 1998-1999

²⁵ ANACLET TSHIKUTU, cours de télématique, G3 Informatique, UKA, inédit, 2014

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outre, de détecter et de corriger les erreurs inhérentes aux supports physiques. Le pont et le Switch sont des équipements utilisés dans cette couche.

Niveau 3 : couche Réseau

La couche réseau assure, lors d'un transfert à travers un système relais, l'acheminement des données (paquets) à travers les différents noeuds d'un sous réseau (routage). Les protocoles de niveau 3 fournissent les moyens d'assurer l'acheminement de l'appel, le routage, le contrôle de congestion, l'adaptation de la taille des blocs de données aux capacités du sous-réseau physique utilisé. Elle offre, en outre, un service de facturation de la prestation fournie par le sous réseau de transport. Le routeur est l'équipement utilisé dans cette couche

Niveau 4 : couche transport de données

La couche transport est la couche pivot du modèle OSI. Elle assure le contrôle du transfert de bout en bout des informations (messages) entre les deux systèmes d'extrémité. La couche transport est la dernière couche de contrôle des informations, elle doit assurer aux couches supérieures un transfert fiable quelle que soit la qualité du sous-réseau de transport utilisé.

Niveau 5 : couche session

La couche session gère l'échange de données (transaction) entre les applications distantes. La fonction essentielle de la couche session est la synchronisation des échanges et la définition de points de reprise.

Niveau 6 : couche présentation

Interface entre les couches qui assurent l'échange de données et celle qui les manipule. Cette couche assure la mise en forme des données, les conversions de code nécessaires pour délivrer à la couche supérieure un message dans une syntaxe compréhensible par celle-ci. En outre, elle peut, éventuellement, réaliser des transformations spéciales, comme la compression de données.

Niveau 7 : couche application

La couche application, la dernière du modèle de référence, fournit au programme utilisateur, l'application proprement dite, un ensemble de fonctions (entités d'application) permettant le déroulement correct des programmes communicants (Transferts de fichiers, courrier électronique...).

1.4.2.3. La pile TCP/IP

La famille de protocoles TCP/IP est ce que l'on appelle un modèle en couche comme il est défini dans le modèle OS! (Open System Interconnexion) édité par l'!SO la différence du modèle OSI par au modèle TCP/IP qu'on appelle parfois modèle DoD(Department Of Defense), c'est au niveau de couche, le modèle TCP/IP comprend que 4 couches qu'on peut définir de la façon suivante (en partant des couches les plus basses):²⁶

²⁶ PUJOLLE G. et al. , Réseaux et Télématique Tom1, Ed. Eyrolles, Paris ,1980.

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1) Couche d'accès au Réseau

La couche accès réseau est la première couche de la pile TCP/IP, elle offre les capacités à accéder à n'importe quel réseau physique, qu'il s'agisse de réseau local Token ring, Ethernet, FDDI. Elle prend en charge les fonctions suivantes: Acheminement des données sur la liaison; la Coordination de la transmission des données, Format des données; Conversion des signaux (analogiques/numériques); Contrôle des erreurs.

2) Couche Internet (réseau)

Le rôle principal de la couche Internet consiste à sélectionner le meilleur chemin pour transférer les paquets sur le réseau. Le principal protocole de cette couche est le protocole IP. La détermination du meilleur chemin et la commutation des paquets sont effectuées au niveau de cette couche. Les protocoles suivants sont utilisés par cette couche: IP, ICMP, ARP, RARP, IGMP

3) Couche Transport

Le rôle principal de la couche transport est d'acheminer et de contrôler le flux d'informations de la source à la destination, de manière fiable. Le contrôle de bout en bout ainsi que la fiabilité sont assurés grâce aux fenêtres glissantes, aux numéros de séquence et aux accusés de réception.

La couche transport établit une connexion logique entre deux points d'extrémité d'un réseau (connectivité de bout en bout ou point to point). Les protocoles de cette couche segmentent et rassemblent les données envoyées par les applications de couche supérieure en un flux de données. Les protocoles TCP et UDP.

4) Couche Application

La couche application est la couche située au sommet des couches de protocoles TCP/IP. Elle contient des applications réseaux permettant de communiquer grâce aux couches inférieures. Chaque application interagit avec la couche de transport pour envoyer ou recevoir des données. En fonction des caractéristiques de l'échange, le programme choisit un mode de transmission à la couche de transport. Toutes les applications sur Internet sont bâties sur le modèle «client/serveur» à savoir qu'une extrémité de la connexion rend des services à l'autre extrémité.

1.5. ADRESSAGE

L'adressage IP reflète, de par sa structure, la distinction entre les différents réseaux logiques. En effet un certain nombre de bits de l'adresse IP identifie le réseau lui même (netid), l'autre partie identifie l'hôte dans ce réseau (hostid). Ce découpage netid - hostid constitue donc un plan d'adressage hiérarchique pour un réseau IP, ce qui permet une meilleure gestion des routeurs qui n'ont besoin que de mémoriser des adresses de réseaux et non des adresses d'hôtes. Il va sans dire que des réseaux interconnectés

²⁷ DEMAN Thierry, ELMALEH Freddy, CHATEAU Mathieu, NEILD Sébastien, Windows Server 2008 Administration avancée, ENI Editions, 2009

²⁸ OLIVIER A, Internet et entreprise, Ed. Eyrolles, Paris, 1995.

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doivent avoir des netids distincts.²⁷

Cette structuration est différente selon la classe du réseau. On distingue 5 classes de réseaux codées de A à E. La distinction de classe de réseaux se fait sur la valeur des premiers bits. Pour les classes A, B et C, la taille de la partie d'adresse réservée au net-id varie, elle est de 1 octet pour la classe A, 2 pour la classe B et 3 pour la classe C.

Fig. 17 : les classes d'adresses

La classe D est réservée à la multidiffusion (multicast), technique utilisée par des protocoles spéciaux pour transmettre simultanément des messages à un groupe donné de noeuds différents, de la diffusion de vidéo par exemple. La classe E était réservée à un usage ultérieur²⁸

Un certain nombre d'adresses IP ont été réservés pour une utilisation en intranet. Ces adresses définies dans la RFC 19918 permettent d'assurer à un serveur Proxy (qui partage la connexion Internet de l'entreprise), une différenciation satisfaisante entre le réseau public (Internet) et le réseau privé (intranet). Ainsi, chaque entreprise connectée à Internet peut utiliser les mêmes adresses IP privées en interne et différencier les accès sur Internet au moyen d'une seule adresse IP publique externe.

Ces adresses IP privées sont :

> 10.0.0.0 à 10.255.255.255

> 172.16.0.0. à 172.31.255.255

> 192.168.0.0. à 192.168.255.255

1.5.1. Quelques normes

Les normes régissent les réseaux locaux en permettant la compatibilité des matériels

informatiques.

> 802.1 établit le contexte général des réseaux

> 802.2 établit les parties communes aux différents réseaux locaux

> 802.3 Bus logique sur une topologie physique en bus ou en étoile

> 802.5 anneau du type Token Ring

> 802.9 Réseaux numériques

> 802.11 Réseaux sans fil dans la bande de fréquence 2400 -2480Ghz

> 802.11a et 802.11b les futures normes pourront atteindre une dizaine de Mbit/s

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1.5.2. Introduction à la télécommunication

Etymologiquement, la télécommunication (abrév. fam. télécoms) est une communication à distance, elle n'est pas considérée comme une science, mais comme une technologie et technique appliquée.

Du point de vue informatique, On entend par télécommunications toute transmission, émission et réception à distance, de signes, de signaux, d'écrits, d'images, de sons ou de renseignements de toutes natures, par fil, radioélectricité, optique ou autres systèmes électromagnétiques.²⁹

1.5.2.1. Bande passante

La bande passante (en anglais bandwidth) d'une voie de transmission est l'intervalle de fréquence sur lequel le signal ne subit pas un affaiblissement supérieur à une certaine valeur (généralement 3 dB, car 3 décibels correspondent à un affaiblissement du signal de 50%), on a donc :30

Plusieurs types de service de communications sont définis dans la réglementation de la bande passante et donne lieu à la catégorie suivante :

ü La bande KU³¹

Elle est peu sensible aux parasites urbains et est donc préconisée pour l'utilisation des VSAT en offrant une fréquence large de 1000MGHZ, son inconvénient qu'elle est trop sensible aux orages, l'eau de pluie.

ü La bande KA

Permet l'utilisation d'antennes encore plus petites, les USAT. Cette bande est surtout utilisée par les terminaux mobiles de type GSM en offrant une fréquence large de 2500MGHZ.

ü La bande L

Est principalement destinée aux satellites en orbite basse. Les bandes de fréquences de la bande L ont été définies par la conférence mondiale (CAMR) de 1992 pour le service mobile par satellite.

1.5.2.2. Les liaisons Hertziennes³² a) Principe

Un conducteur rectiligne alimenté en courant haute fréquence ou radiofréquence peut être assimilé à un circuit oscillant ouvert. Un tel circuit ou antenne d'émission rayonne une énergie (onde électromagnétique). Cette énergie électromagnétique recueillie par un autre conducteur distant ou antenne de réception est transformée en un courant électrique similaire à celui d'excitation de l'antenne d'émission (théorème de réciprocité).

²⁹ GUILBERT J.F. (éd), Téléinformatique, Transport et traitement de l'information dans les réseaux et système informatique, Ed. Eyrolles, Paris, 1900.

³⁰AUDOUIN P et AL. , Radiocommunication numérique/1, principe, 1modélisation etsimulation, Paris, Dunod, 2002

³¹ http://www.eurolab-france.asso.fr/ consulté à 20H00

³²BLAC-LAPIERRE A., La communication en temps réel et transmission efficace, Ed Eyrolles, Paris, 2000.BRETON T. & et al, Télécommunications, Télé activités, Encyclopoedia universalis, n°Suppl.2, 1996

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b) Les antennes

Une antenne est un fil conducteur parcouru par un courant électrique, par un mouvement de charges électriques rayonnant dans l'espace sous forme d'ondes électromagnétiques : une piste de circuit imprime, un cordon d'alimentation peut jouer le rôle d'antennes. On distingue ainsi l'antenne d'émission et l'antenne de réception.

? Emission : génération d'OEM (ondes électromagnétiques) provoquée par le courant dans l'antenne

? Réception : une OEM provoque l'apparition de courant dans l'antenne

Aussi, une antenne est un dispositif de transition pour l'énergie électromagnétique, entre les guides d'ondes (coaxial, filaire) et les milieux libres (hertzien, intérieur d'un guide ...)

Pour la réception, cette antenne peut être qualifiée de capteur électromagnétique.

Fig. 18 : modèle d'une antenne

c) Faisceaux hertziens

Les ondes radioélectriques peuvent, dans certains cas, remplacer avantageusement les liaisons filaires (cuivre ou optique). Les faisceaux hertziens ou câbles hertziens, par analogie aux réseaux câblés peuvent être analogiques ou numériques. Les débits peuvent atteindre 155 Mbit/s. Ils sont principalement utilisés pour des réseaux :

? de téléphonie (multiplexage fréquentiel ou temporel),

? de transmission de données,

? de diffusion d'émissions télévisées.

Ainsi pour diminuer les puissances d'émission, la technique des faisceaux hertziens utilise des antennes très directives. L'antenne réelle est placée au foyer optique d'une parabole qui réfléchit les ondes en un faisceau d'ondes parallèles très concentré, limitant ainsi la dispersion de l'énergie radioélectrique. En réception, l'antenne est aussi placée au foyer optique de la parabole. Tous les rayons reçus parallèlement à l'axe optique de la parabole sont réfléchis vers le foyer optique, on recueille ainsi, le maximum d'énergie.

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d) Les liaisons satellitaires

Une station terrestre émet vers le satellite un flux d'information (voie montante). Le satellite n'est qu'un simple répéteur, il régénère les signaux reçus et les réémet en direction de la Terre (voie descendante). Pour utiliser un satellite comme point nodal d'un réseau terrestre et, non comme simple relais de télécommunication, il est nécessaire d'admettre plusieurs voies montantes. Celles-ci sont alors en compétition pour l'accès au satellite. Plusieurs techniques peuvent être utilisées :

> £'AMRF (Accès Multiple à Répartition de Fréquences), consiste à diviser la bande de fréquence du satellite en sous-bandes, chacune réservée à une voie de communication.

> £'AMRT (Accès Multiple à Répartition de Temps), la porteuse est commune à tous les canaux de communication, mais chaque canal n'en dispose que durant un intervalle de temps limité. Ce mode d'accès nécessite une synchronisation entre les stations.

> £'AMRC (Accès Multiple à Répartition par Code), dans cette technique on attribue à chaque voie de communication un code. Les informations codées sont envoyées simultanément, elles sont extraites du flux par décodage.

1) Organisation du système satellitaire

Le VSAT est un système qui repose sur le principe d'un site principal (le hub) et d'une multitude de points distants (les stations VSAT).

De ce fait le hub constitue le point le plus important du réseau, c'est par lui que transite toutes les données qui circulent sur le réseau, ainsi part son importance sa structure est conséquente et gère tous les accès à la bande passante. Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de ressources au réseau

2) Gestion de la bande passante

Dans le cas des liaisons par satellites, la gestion de la bande passante est un élément très important car ce média est encore relativement cher. Si l'on loue un segment de 2 Mhz et que l'on se rend compte qu'en moyenne on ne consomme que 1 Mhz et bien on gaspille de la bande et par conséquent, on perd de l'argent. Certains types de liaisons comme les liaisons point à point sont des systèmes où l'ont ne peut gérer la bande correctement. Mais ce n'est pas le cas du VSAT. Comme seul le point central gère l'accès au segment satellite, il est capable d'optimiser la gestion de la bande par un système de double multiplexage temporel et fréquentiel.

3) Les applications

VSAT est un système qui est prévu pour mettre en place des réseaux de données. Mais depuis son apparition dans les années 80, les améliorations ont été apportées au système et les constructeurs ont réussi à augmenter considérablement le nombre d'applications possible avec un réseau de ce type.

Les terminaux VSAT possède des Slots permettant d'accueillir des cartes de différentes natures:

> Cartes réseaux : X25, FR, ATM, Ethernet, ...

> Cartes multimédia: Vidéoconférence, Streaming vidéo

> Cartes de communication: lignes analogiques, lignes numériques, ports série

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4) Les avantages

Le VSAT possède quelques avantages ci-après :

> permet de connectés 10 000 points simultanément au réseau.

> L'ajout de nouveau point facile

> La gestion et la supervision de l'ensemble du réseau à partir d'un seul point d'accès(Hub)

5) Les inconvénients

Le principal inconvénient de la technologie VSAT est Le fait que toutes les communications passent par le hub et cela revient de dire que si le hub tombe en panne ce tout le réseau qui est paralysé.

Fig. 19 : liaison par satellite

1.5.3. Les bruits³³

C'est l'ensemble des phénomènes qui vont par leurs conséquences perturber une transmission d'information ou dégrader la qualité du signal. Aussi le bruit dans le domaine des télécommunications n'a pas d'intérêt en lui-même mais en temps qu'il dégrade un signal utile ou information et qu'il nuit à sa restitution après transmission

1.5.3.1 Nature du bruit

La transmission de données sur une ligne ne se fait pas sans pertes. Tout d'abord le temps de transmission n'est pas immédiat, cela impose une certaine "synchronisation" des données à la réception, d'autre part des parasites ou des dégradations du signal peuvent apparaitre de la nature suivante :

³³ F Cottet, Traitement des Signaux et Acquisition de données Cours et Exercice Résolus, Ed DUNOD 1997

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? Le bruit d'origine externe

Le caractère externe se comprend ici par rapport au système de transmission.

On peut ainsi citer tous les parasites provoquant des perturbations électromagnétiques : étincelles, alimentation à découpage, onduleurs, moteurs électriques ou à combustibles, lignes d'alimentations, foudre, soleil, rayons cosmiques... On y distinguera les bruits naturels des bruits dits artificiels ou d'origine humaine.

? Le bruit d'origine interne

Il s'agit cette fois du bruit provoqué par les éléments mêmes constituant le système de transmission. En effet, tout équipement ne se contente pas de traiter le signal, mais il le dégrade plus ou moins suivant sa qualité. Sur un amplificateur hifi, il suffit de débrancher les sources et de monter le volume : on perçoit un léger souffle dû à l'électronique interne (même s'il est délicat d'assimiler directement ce bruit uniquement aux sources internes (alimentation, couplages...).

On distingue deux sources de bruit d'origine interne :

? Le bruit de grenaille (ou bruit Schottky) ? Le bruit thermique (ou bruit Johnson)

1.5.3.2 Rapport signal sur bruit³⁴

La notion de bruit est tout d'abord pratique : écouter la radio ou regarder un écran de télévision en diffusion analogique a permis à chacun de se familiariser avec ce qu'était le bruit de fond, ou souffle, la puissance de bruit et son influence sur la qualité de réception.

Les grandeurs notées C/N, (ce qui restera valable avec S/N, Eb/N0,...) sont en réalité des rapports de puissance et ils s'expriment en dB (décibels). Il ne s'agit pas à proprement parler d'un rapport (division) de deux valeurs, mais de l'expression d'un écart en dB. Ainsi pour le C/N on a exactement