Réseaux informatiques : Architecture et interconnexion Internet

Réseaux informatiques - Architecture et interconnexion Internet

Les problématiques du réseau

• Infrastructure passive : câblage, locaux techniques

• Infrastructure active : équipements (switchs, routeurs, ...)

• paramétrage du réseau : plan d'adressage IP

• Administration : caractéristiques des équipements

• Disponibilité : électricité, redondance des liens et/ou des équipements

• Sécurité du système d'information

• Connexion avec l'Internet

• Interconnexion de réseaux distants : Virtual Private Network

Le réseau local : Ethernet

La technologie pour le transport dans le périmètre du réseau local : Ethernet
 

• Equipe  en standard les ordinateurs avec une interface Ethernet 100 Mbps voire 1 Gbps.
• Technologie de transport pour l'ensemble de la gamme des équipements réseaux : du switch de bureau à l'équipement de coeur de réseau.
• Ethernet fonctionne sur une grande variété de supports physiques:

• Sur câble réseau cuivre
• Sur fibre optique
• Sur ondes hertziennes (WIFI, ...)
• Sur paire téléphonique cuivre.

Fibre optique

• Support le plus performant (Fibre monomode) :
• Interfaces optiques 10 Gbps sur 40 Km disponibles.
• Insensible aux perturbations électromagnétiques (adapté aux liens en extérieur)
• Adapté aux grandes distances: jusqu'à 100 Km.
• Coûteux

Deux catégories de fibres optiques:

 

• Multimode
• Interface Fast Ethernet (100 baseFX):  100 Mbps sur 2 Km
• Interface 1000 base SX: 1 Gbps sur 550 m
• Interface 1000 base LX: 1 Gbps sur 550 m
• Monomode
• Interface 1000 base LX: 1 Gbps sur 2 Km (IEEE 802.3z)
• Interface 1000 base LX/LH: 1 Gbps sur 10 Km
• Interface 1000 base ZX: 1000 Gbps sur 100 Km

Deux formats d'interfaces Gbps

• Le moins récent: GBIC
• Le plus récent: SFP

Câble cuivre réseau

• Câbles souvent nommés « RJ45 ». RJ45 est le nom de la connectique.
• 10/100/1000 bits/seconde sur 100 mètres
• La norme du moment : Catégorie 6 (Cat6). Supporte le Gbps.
• La norme précédente : Catégorie 5 (Cat5). Supporte le Gbps dans sa version la plus récente (Cat5e)
• Qui peut le plus, peut le moins: utilisé aussi pour le réseau téléphonique local. Le câblage est dit: banalisé.

Le réseau local: Un exemple d'infrastructure physique

         

Les autres supports physiques:Le sans fil

• Normes WI-FI:
• 11 Mbps (IEEE 802.11b),  54 Mbps (IEEE 802.11g, compatible 802.11b)
• Pas de câbles donc pratique
• Adapté à la mobilité
• Quand on n'a pas la choix:
• pas de câblage possible
• solution moindre coût: par exemple une liaison point à point entre bâtiments

• Ne remplace pas un réseau câblé
• Etude de couverture
• Raccordement des points de connexion à relier sur le réseau filaire
• Soumis aux perturbations extérieures
• Faible maîtrise du réseau: performance fonction du nombre de connectés.
• Pas du tout sécurisé

Les autres supports physiques:solutions alternatives

• Réutiliser le câblage téléphonique d'origine d'un bâtiment : xDSL, LRE

• Se servir du réseau électrique: Courant porteur en ligne (CPL)

Le réseau local : Disponibilité

• Electricité:
• Double alimentation sur des disjoncteurs distincts
• Onduleurs
• Locaux techniques adaptés
• Redondance des liens et des équipements

Le réseau local : Choix de la topologie

• Topologie en étoile autour d'un local serveur

 

• Autre possibilité:

Le réseau local: Redondance

 

• Equipement Ethernet capable de gérer les liens redondants
• Spanning Tree (STP) : technologie standard, temps de réaction ~ 30s
• Autres technologies avec temps de réaction ~1s
• Cas avec une topologie en étoile:

• Autre cas : topologie en boucle

 

 

Le réseau local: Paramétrage du réseau 

• Utiliser le protocole d'internet: IP
• Les paramètres IP:
• Adresse IP:  Numéro unique associé à la machine. Par exemple 10.30.1.20, 
• Masque: Permet de savoir s'il faut utiliser le routeur pour atteindre la destination. Par exemple 255.255.255.0
• Adresse du routeur: Par exemple 10.30.1.1
• Un ou plusieurs DNS (Domain Name Server): Par exemple 195.202.0.2.
• Méthode:
• Manuellement
• Automatiquement (par DHCP depuis serveur ou routeur) 

• Adresse IP publique: unique sur Internet, fournie par le FAI
• Adresse IP privée:
• Valable dans le périmètre du réseau local
• Utiliser des  adresses dans les espaces suivants:
• 192.168.x.y
• 10.x.y.z
• 172.x.y.z (16< x <31)

Le réseau local:Architecture Ethernet/IP

• Un seul réseau Ethernet «à plat»:
• Simplicité: un seul réseau IP
• Mauvaise maîtrise du fonctionnement
• Pas sécurisé
• Découpage en plusieurs sous réseaux Ethernet:
• Beaucoup moins simple: sous réseaux IP => nécessitent installation de routeur
• Bonne maîtrise du fonctionnement
• Possibilité de sécuriser: filtrage IP

Architecture IP : exemple

         

Architecture IP : Contraintes 

 

• Paramétrage IP moins simple
• Nombre d'interfaces sur le routeur
• Une interface physique = Un réseau IP
• Pas de problème si le plan d'adressage IP correspond à la localisation des équipements (switchs).
• Devient problématique si le plan d'adressage IP suit une autre logique. Par exemple: correspondance entre le réseau IP et la fonction de l'utilisateur

Architecture IP : Les VLANs 

 

• Plus de relation entre l'architecture physique et l'architecture logique (IP)
• VLAN (Virtual LAN)
• LAN (Local Area Network): réseau local Ethernet.
• Virtual: découpage d'un réseau Ethernet physique en plusieurs réseaux Ethernet par configuration des switchs. 

• Les équipements:

• Switchs
• Manageable. Support de la norme IEEE 802.1q
• Routeur
• Routeur avec interface 802.1q (Machine constructeur)
• PC Linux avec carte réseau ethernet 802.1q.
• Commutateur niveau 3:
• Switch doté des fonctions de routage.
• Performances évoluées (routage IP à la vitesse de la commutation ethernet).
• Pas d'impact du filtrage IP sur les performances.

Le réseau local:Administration des équipements

• Interface d'administration
• Web
• CLI (Common Line Interface) :  acces en terminal distant (telnet,ssh). Méthode préférable.
• Surveillance par SNMP : Courbes trafic (MRTG, Cricket)
• Sécurité de l'équipement: filtrage des adresses IP autorisées à acceder
• A prendre en compte dans le choix de l'équipement:
• Fonctionnalités disponibles
• Facilité de manipulation, comportement 

Connexion à Internet :Technologies d'accès distants

• Connexion via le réseau téléphonique commuté:
• Facturation au temps
• Ligne permanente louée :  L
• Connexion xDSL
• Principe technique: raccorder la paire cuivre de l'abonné sur un réseau informatique
• Critère: niveau d'éligibilité
• Le répartiteur téléphonique doit être équipé  (DSLAM, Fibre Optique sur le réseau de l'opérateur)
• Distance de l'abonné au répartiteur, qualité des câbles telecom

• Architecture xDSL

Connexion à Internet : Sécurité

• Connexion ADSL monoposte
• la connexion est permanente: attention à la sécurité
• Préférez une adresse IP non statique dans la mesure du possible (SCAN)
• Pour masquer le PC utilisez le modem/routeur en tant que routeur.

L'adresse IP publique est sur le routeur qui fait de la translation d'adresse.

• Connexion en réseau
• la connexion est permanente : attention à la sécurité
• Machines clientes :
• Mécanisme de translation d'adresse.
• Proxy.
• Machines Serveurs visibles en permanence sur Internet :
• Zone démilitarisée (DMZ) : segment isolé pour filtrer au mieux les accès.
• Peut servir de rebond : pas d'accès comme client.

Connexion à Internet: les offres

• Offre standard : Sans garantie de service
• offre classique de connexion à Internet par ADSL.
• Bande passante non garantie sur le réseau le l'opérateur
• Engagement sur la disponibilité de l'acces à Internet ?
• Offre «professionnelle» : Avec garantie de service beaucoup plus cher
• Bande passante garantie (débit minimum avec dépassement autorisé si ressources disponibles).
• Catalogue plus diversifié (SDSL, Ethernet)
• Engagement sur la disponibilité de l'accès à Internet.

Interconnexion de sites : solution opérateur

• Liaison point à point louée à l'opérateur
• Inabordable (1000 euros/mois et bien au delà)
• Eventuellement sur la boucle locale (si réseau Métropolitain).
• Liaison via le réseau de l'opérateur
• Raccordement xDSL ou liaison louée vers le point de présence le plus proche
• VPN (Virtual Private Network) autour d'un site central: Technique qui consiste à créer virtuellement un lien entre plusieurs équipements raccordés sur un réseau non privatif (Internet, réseau IP d'un opérateur, ...)

• Un exemple de solution

 

• Créer des VPNs entre des sites connectés sur internet (chez le même opérateur).
• Avantage :
• Peu coûteux
• Aucune maîtrise du média réseau transport.
• Les performances sont celles d'Internet
• Comportement de l'opérateur ?
• Les outils :
• Tunnel Ipsec :
• Technologie standard (multiconstructeur, inclu dans le noyau linux 2.6 et supporté sur le 2.4).
• Pas simple à mettre en œuvre.
• Adapté aux réseaux (mécanisme au niveau du protocol IP).
• Passe mal les firewall, ne supporte pas le NAT.
• Autre : spécifique
• Vtun:
• Se sert du protocol PPP, spécifique linux, adapté aux monopostes, fonctionne au niveau applicatif (passe les firewall)

Une solution mise en œuvre au CRI74 avec PingOO