mercredi 26 novembre 2014

Réseau à haut débit (suite3)

LAN de 3ème Génération

  • Besoin de fédérer les HSLAN dans le cadre de réseaux corporatifs:
-         Fédération d’équipement à haute performance
·          Norme HiPPI(High Parallel Performance Interface) : interface de cnx pt à pt entre super-calculateurs et différents périph à 800 Mbit/s et plus, sur de très courtes distances
-         Accès à des serveurs
·          décongestionner l’accès aux serveurs en remplaçant les liens 100 par des liens gigabit
·          les serveurs doivent avoir des capacités  > gigabit (en réalité le débit des serveurs est limité à qq 500 Mbit/s pour supporter les applications de calcul réparti
-        Réseau fédérateur 1 gigabit
·          Remplacer le switch 100 placé au centre de l’étoile par un switch gigabit
·          fournir des services multimédia interactifs, telle que la vidéoconférence

Solutions de 3ème Génération

  • Deux approches:
ü   Gigabit LAN: conserve le principe de médium partagé
-         vise spécifiquement à permettre le calcul réparti
-         aussi la fédération de réseaux et d’équipements haute performance
ü   ATM LAN: adopte la commutation de cellules
-         Emulation de LAN
-         repose sur l’ATM, technique des réseaux longue distance

Gigabit Ethernet

  • Un comité a été crée en 95 par l'IEEE pour l'étude de LAN à 1 Gbps
  • En 96, le projet est validé 802.3z   et 802.3ab
  • En début 98, les 1 produits sont annoncés
  • Formation du groupe Gigabit Ethernet Alliance (100 membres)
  • Caractéristiques:
-         Compatible avec les versions précédentes
-         Topologie en étoile de type partagé ou commuté
-         Possibilité de liaison Full et half duplex
-        Utilise la couche physique de Fibre Channel(FCS)
  • Couche physique : repose sur la norme FCS(Fiber Chanel Standard)
-        La sous-couche MDI: définit le type de médium et la connectique à utiliser. Utilise la sous-couche FC0 de FCS avec 2 types de support:
-         1000BaseX (IEEE802.3z) avec codage 8B/10B
ü   1000Base LX: segment de 3Km sur FO monomode ou multimode
ü  1000BAse SX: segment de 550m sur FO multimode
ü   1000Base CX: segment de 25m sur paire torsadée STP/FTP cat 5 (150)
-        1000BaseT(IEEE802.3ab)
ü   segment de 100m sur paire torsadée UTP-5 et >

Codage et synchronisation

  • Codage 8B/10B+NRZ de la couche FC-1 de FCS pour les variantes 1000BaseX(sous-couche GMII)
  •  codage a 2 étapes:
-         la suite de 8 bits est divisée en 2 parties: 5 et 3 bits
-         codage 5B/6B, ensuite 3B/4B
-         Il se comporte comme un automate à états finis
  • Codeurs 8B/10B en technologie CMOS disponibles sur le marché
  • Codage pour la norme 1000BaseT
-         Code 8B1Q4+ 4DPAM5(Pulse Amplitude Modulation)
-         code sophistiqué => coût élevé des cartes

La couche MAC

  • Deux types d’implémentation:
ü    Accès Full duplex
-         pas de risque de collisions
-         MAC limité à la construction des trames à l’émission et à vérifier leur validité à la réception
-        Mécanisme de contrôle de flux, pour éviter la congestion au niveau équipements à l’extrémité de la ligne(signaux X-ON/X-OFF)
-         Format des trames conforme Ethernet (trame min = 64octets)
-         support à 2 ou 4 paires
-         utilisée les liens entre switch ou entre le switch et les stations
ü  Accès Half-duplex
-         Un seul support est partagé pour l’émission et la réception
-         CSMA/CD pour gérer les collisions
-         domaine de collision limité à 200m(1 Hub par domaine de collision)
-         utilisée pour les stations raccordées directement au hub
-         conserver la compatibilité de la taille min des trames. 2 solutions sont envisagées:
1/ Extension de la porteuse( Carrier Extension)
ü   augmenter la durée de vulnérabilité pour ne pas réduire (/10) la portée du réseau=> TC= 4096 temps bit ou 4,096ms
ü   Garder la compatibilité sur la taille min de la trame, par prolongation artificielle de la transmission de façon à allonger la durée  de détection de collision (de 64 à 512 octets)
ü   symboles d’extension de porteuse(codes redondants de 8B/10B) émis après le FCS
  • Inconvénient: perte inutile de la bande passante
2/ Le pipelining de transmission (Frame bursting):
ü   Autoriser les stations à émettre des slaves (burst) de trames de petites tailles au cours d’un même accès au support
ü   Durée d’une slave <= 2* Te(trame-max)
ü   Un timer Test déclenché dès le début d’émission de la 1ère trame d’une slave? Tel que:     TC£ T£ 2Te

Gestion de la QOS

-        La norme IEEE802.3z/ab ne prend pas en compte la fourniture d’une QOS garantie pour les applications isochrone ou synchrone
-         Le Gigabit Ethernet Alliance mise sur des protocoles en cours de développement à l’IETF susceptibles de fournir des outils de gestion de la QOS au dessus de la Mac:   RTP, RTCP, RSVP(modèle Intserv ou Diffserv)
-         Le projet 802.1p prévoit la prise en charge des classes de services au niveau MAC/LLC => technique d’étiquetage des trames en spécifiant la priorité
-        La norme 802.1q prend en charge la fourniture de services de diffusion

Gigabit Ethernet comme backbone

-        Les serveurs doivent être systématiquement raccordés à un commutateur
ü   A haut débit et en full duplex
-        Les hubs existants doivent être remplacés par des commutateurs
·         Sauf cas particulier
·         Toutes les nouvelles fonctionnalités des LAN (haut débit, multicast, qualité de service, …) s’appuient sur les commutateurs
-        Les liaisons de commutateur à commutateur doivent être systématiquement en full-duplex et à haut débit
ü  1 Gbps devient un minimum (sauf existant peu exigeant)
-        Les débits d’accès et de distribution se décalent vers le haut
ü  Le couple de débit 10/100Mbps a laissé la place au couple 100/1000Mbps
ü  Le couple 1000/10G commence à s’installer!

Le 10 Gigabit Ethernet(Multi Gigabit)

-        Norme IEEE 802.3ae
-        Support en fibre optique
-        Liaison en Full duplex, CSMA/CD non requis
-        Même format de trame
-        Codage: 64B/66B
-        Couverture jusqu’à 40 Km sur FO monomode
-        Utiliser des codes séries complexes utilsés au niveau physique pour la synchronisation ou la technique WWDM(Wide Wavelength Division Multiplex) pour le multiplexage des 4 trains binaires simultanés sur 4 longueurs d’ondes dans la fibre.
-        Implémentation sous forme de modules ou de cartes d’interface, ajoutés au switch ou routeur de haut de gamme
-        Norme 802.3an: 10GE sur paire torsadée(cat 6a ou 7)

Ethernet in First Mile 802.3ah

-        Il s’agit de rendre directement compatibles avec les réseaux locaux d’entreprise (LAN) les accès vers les commutateurs de la boucle locale télécoms -ou DSLAM du dégroupage- installés quartier par quartier pour desservir les abonnés à la téléphonie fixe : c’est ce premier kilomètre (ou dernier, selon le sens) qui supporte notamment les accès ADSL et autres xDSL à haut débit vers Internet.
-        Ce marché est considéré comme très porteur. Pour le tissu des PME, ces connexions LAN directement sur les réseaux publics des opérateurs vont être source d’économies.
-        C’est une unification donc une simplification des protocoles de connexion de bout en bout entre deux PC, entre PC et serveurs, etc. L’accès ADSL actuel, via des commutateurs DSLAM, nécessite un transcodage des trames Ethernet en cellules ATM (Asynchronous transfer mode).
-        Liaison point-à-point avec du câble en cuivre simple paire.
-        Ce segment autorise deux types de débit :
·         débit de 2 Mbits/s jusqu'à une longueur de 2 700 mètres, 2BASE-TL
·         débit de 10 Mbits/s jusqu'à une longueur de 750 mètres, 10Base-TS
-        Liaison point-à-point sur fibre optique: Ce segment permet deux types de débit modulables en :
·         débit de 100 Mbits/s jusqu'à une longueur de 10 km sur paire de fibre optique monomode, 100BASE-LX10100BASE-LX
·         débit de 100 Mbits/s jusqu'à une longueur de 10 km sur fibre optique monomode, 100BASE-BX10
·         débit de 1 Gbit/s jusqu'à une longueur de 10 km sur paire de fibre optique monomode, 1000BASE-LX10
·         débit de 1 Gbit/s jusqu'à une longueur de 10 km sur fibre optique monomode, 1000BASE-BX10
-        Liaison point-à-multipoint avec de la fibre optique sur topologie EPON (Ethernet Passive Optical Network): Ce segment permet un type de débit modulable en :
·         débit de 1 Gbit/s jusqu'à une longueur de 10 km sur topologie PON, 1000BASE-PX10
·         débit de 1 Gbit/s jusqu'à une longueur de 20 km sur topologie PON, 1000BASE-PX20

Attributs du CGE

ü  Un cœur de réseau a une problématique particulière par rapport aux autres réseaux locaux ou même métropolitains :
-        Les utilisateurs se comptent par millions et peut être demain par milliards
-        La disponibilité du réseau doit respecter la règle des « cinq 9 » (soit une disponibilité de 99,999%
-        La fiabilité: peu de pannes exprimé par le temps moyen entre pannes ou MTBF(Mean Time Between Failure). Augmenter les liens de secours
-        Le support de contrat de QOS: SLA
-        Le support des fonctions de gestion de réseau

-        Le réseau doit être scalable pour supporter l’augmentation du nombre d’utilisateurs: des millions d’utilisateurs