Les rseauxCours : Grard BerryChaire d'innovation technologique Liliane BettencourtGerard.Berry@college-de-france.fr

Sminaires : Franois Bourdoncle (Exalead) Laurent Massouli (Thomson)Francois.Bourdoncle@exalead.comLaurent.Massoulie@thomson.frCollge de France, 14 mars 2008

Un rseau vu de l'utilisateur Composants des services (p. ex. de transport) un moyen d'accs une facture Rseaux matrielsrseau lectrique : nergie, compteur, abonnement + consorseau routier : transport, voiture, impts et pagesrseau ferr, rseau d'eau, etc Rseaux d'informationtlphone fil : liaison son, poste, abonnement + consommationGSM (tl portable) : idem mais dlocalis + SMS GPS : localisation, rcepteur, gratuit

Internet : un changement d'chelle Services innombrablescourrier, chat, blogs, tlphone, TV, musique, vido, jeux,recherche, podcast, mto, journaux, encyclopdie, expos photo, commerce, archivage, logiciels, etc. Accs multiformeordinateur, Internet caf, PDA, console de jeux, tlphone, TV Cot : 29,90 par mois ! Non, 19,90 ! 9,90 ! 0.99 ! 0? En voie de gnralisation aux objetscf. colloque du 23 mai

L o la numrisation rapporte vraiment !

Les temps hroques : 1970-1995 Des rseaux d'ordinateursconnexion distance, transfert de fichiers, courrierquelquefois amusant : courrier par paquet de cartes virtuel Des rseaux de tlcommunication numriquestransport de voix et de donnes bas dbit (Minitel)obligation d'inter-oprabilit, tradition de normalisation Des rseaux cbls pour la tlvisiontransport de vidogreffe de transport de donnes

Cataclysmes de fin de sicle :haut dbit, multimdia et convergence Internet devient gigantesquemilliards de connexions, moles (6.023 1023) de bits Le haut dbit se gnralisedes autoroutes optiques partoutl'ADSL ressuscite le cuivre: du vieux 50 Kbits/s 8+ Mbits/s ! Image, parole, texte et musique s'emmlentc'est rigolo, avant, on les distinguait !du coup, trois rseaux, c'est idiot ! Les nouveaux services arrivent de partoutet bientt les objets...

Apprendre nager dans les siglesAAL, ACK, ADSL, AEP, AGCH, AMPS, AMRF, AMRT, APPN, ARP, ASCII, ASK, ATDM, ATM, ATMR, BCD, BCCH, BHD, BTS, CAI, CAL, CAMEL, CAMR, CAN, CAP, CAT, CATV, CBS, CCCH, CETP, CCITT, CDMA, CLNP, CLP, CM, CN, CORBA, CSMA, CT1, CT2, D-AMPS, DAVIC, DCE, DCI, DCM, DCN, DCOM, DCS, DECT, DES, DFWMAC, DNA, DQDB, DSL, DSS, DVB, EBCDIC, ETACS, EVRC, ETSI, FACCH, FCCH, FDDI, FDMA, FDSE, FITL, FPLMTS, FSK, FTP, GAP, GEOS, GigaPoP, GPRS, GSM, HiPPI, HDLC, HLR, HSCSD, HTTP, ICMP, IPDU, INQ, IDU, IEEE, IMSI, INAP, IP, IPSEC, IPv6, IRQ, ISO, JVM, LAN, LAP, MAA, MAC, MAN, MM, MMS, MSC, NFS, NGI, NIC, NIT, NMT, NRZ, ODBC, PABX, PAN, PACS-UA, PCM, PCS, PDU, PHS, PHY, PMD, POTS, PSK, PWT, QoS, RACH, RAN, RCP, RNIS, RPC, RR, RRR, RSA, RS-232, RZ, SAP, SAR, SACCH, SCH, SDCCH, SDH, SDU, SIM, SMS, SMTP, SONET, TACS, TCH/FS, TDMA, TCP, TDD, UDP, UHF, UIT, UMTS, UPT, UUCP, VCI, VoD, VPI, VME, VLR, V24, X25, WAN, WiFi, WiMax, WWW, XML, XTP

Apprendre nager dans les siglesAAL, ACK, ADSL, AEP, AGCH, AMPS, AMRF, AMRT, APPN, ARP, ASCII, ASK, ATDM, ATM, ATMR, BCD, BCCH, BHD, BTS, CAI, CAL, CAMEL, CAMR, CAN, CAP, CAT, CATV, CBS, CCCH, CETP, CCITT, CDMA, CLNP, CLP, CM, CN, CORBA, CSMA, CT1, CT2, D-AMPS, DAVIC, DCE, DCI, DCM, DCN, DCOM, DCS, DECT, DES, DFWMAC, DNA, DQDB, DSL, DSS, DVB, EBCDIC, ETACS, EVRC, ETSI, FACCH, FCCH, FDDI, FDMA, FDSE, FITL, FPLMTS, FSK, FTP, GAP, GEOS, GigaPoP, GPRS, GSM, HiPPI, HDLC, HLR, HSCSD, HTTP, ICMP, IPDU, INQ, IDU, IEEE, IMSI, INAP, IP, IPSEC, IPv6, IRQ, ISO, JVM, LAN, LAP, MAA, MAC, MAN, MM, MMS, MSC, NFS, NGI, NIC, NIT, NMT, NRZ, ODBC, PABX, PAN, PACS-UA, PCM, PCS, PDU, PHS, PHY, PMD, POTS, PSK, PWT, QoS, RACH, RAN, RCP, RNIS, RPC, RR, RRR, RSA, RS-232, RZ, SAP, SAR, SACCH, SCH, SDCCH, SDH, SDU, SIM, SMS, SMTP, SONET, TACS, TCH/FS, TDMA, TCP, TDD, UDP, UHF, UIT, UMTS, UPT, UUCP, VCI, VoD, VPI, VME, VLR, V24, X25, WAN, WiFi, WiMax, WWW, XML, XTP

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Pourquoi tant de notions? Plusieurs rayons d'actions personnel (PAN), local (LAN), total (WAN), embarqu, etc. Une multitude de supportscble spcifique (USB), fil tlphonique, fibre optique, radiotechniques de transmissions trs diffrentes Des contraintes en perptuelle volutionacclration impose par la loi de Moore des circuitset par les besoins des utilisateurs (plus que la loi de Moore?) La ncessit de la normalisationobligation d'interoprabilit gnraliseavec des acteurs trs nombreuxMais tout se simplifie avec IP (Internet Protocol) !

Les invariants Dcoupage en paquetsla clef du multiplexage Transmission point point ou diffusion avec ou sans contrle / rcupration d'erreurs Adressage et routagedire o l'information doit aller, l'y acheminer Contrle d'accs, de flux et de congestionassurer le dbit en vitant les embouteillages

Notion centrale : le protocole

Le bus machine(PCI, PCI Express, etc.)adressesdonnescontrleshorloge

Bus hirarchiques0100 - 01FFPasserelle1100 - 11FF

Ordinateur / priphrique : liaisons parallle et sriedonnesstrobeParallle10

Transmission srie rapideCode de Manchester diffrentiel100110010Genre de code utilis dans Ethernet, USB,Firewire, etc.

Transmission srie rapideCode de Manchester diffrentiel100110010 Les transitions sont plus sres que les niveaux Toujours une transition au milieu du cycle Une transition au dbut du cycle pour 0 Pas de transition dbut du cycle pour 1

ADSL ressucite le bon vieux cuivre ! Voix : porteuse 25 Hz - 3 KHz

Les couches ISO1 Physique : accs au mdium, 2 Liaison : correction d'erreurs, partage du mdium3 Rseau : acheminement des paquets 4 Transport : transfert des donnes 5 Session : organisation et synchronisation6 Prsentation7 Application

Rseaux collision: Ethernet, Wifi1. on ne parle que si le mdium est silencieux2. on coute pendant qu'on parle3. si collision, on arrte et on envoie un bourrage4. on attend un temps alatoire dans [0,n] et on reparle4. si re-collision, on multiplie le dlai max par 2Aprs belle thorie : tirer pile ou faceet reparler immdatement si pile est mieux !

Dtection et correction d'erreurs Bruit et les parasites : erreurs alatoires ! Comment utiliser une ligne bruite ? => Thorie de l'information, Shannon 1948

Etat de l'art 1993 : le codage de la TNTCodeur Reed-SolomonDcodeur Reed-SolomonDcodeur convolutifdestinatairesourceLes deux codes cooprent, mais dans un seul sensCodeur convolutif, - : permutations inverses

Les turbocodes (C. Berrou & A. Glavieux) Deux codes, un dcodage itratif probabiliste Limites de Shannon atteintes en pratiqueSatellites, UMTS, ADSL 2, ...Cf. mots croiss : les lignes aident les colonnes et vice-versa !

Ce qui est reuSource : Claude Berrou, Joseph Boutros, ENST

Aprs une itration de turbo-dcodageSource : Claude Berrou, Joseph Boutros, ENST

Aprs huit itrations de turbo-dcodageSource : Claude Berrou, Joseph Boutros, ENST

Retransmission sur perteC = 2 : paquet + ack (piggyback)incorrect !

Fentre de transmission (avec ordre)C = 2 : paquet + ackPas d'envoi de mavant A.R. de (m-1) mod N=> Contrle de flux

Exemple de rseau : Renater

Rseaux commuts (tlphone, ATM)031415926027182818011235811023571113 Ouverture de communicationtablissement de la route, allocation de ressources Communication tous les paquets suivent le mme chemin Fermeture : dsallocation des ressources

Rseaux commuts (tlphone, ATM)031415926027182818011235811023571113 Ouverture de communicationtablissement de la route, allocation de ressources Communication tous les paquets suivent le mme chemin Fermeture : dsallocation des ressources

Rseaux commuts (tlphone, ATM)031415926027182818011235811023571113 Ouverture de communicationtablissement de la route, allocation de ressources Communication tous les paquets suivent le mme chemin Fermeture : dsallocation des ressources

Rseaux commuts : caractristiques Cration de la communication demande la connaissance de l'tat du rseau (complexe)accceptation : tout ou rienre-routage ncessaire si panne sur le trajetre-configuration lourde si changement du rseau Routagetrs simple, qualit de service garantie (sauf pannes)efficace en mode continumais ressources bloques en mode sporadique... Toute l'intelligence est dans le rseauterminaux stupides (BVTF = bon vieux tlphones fil)Bon pour la voix, pas pour les donnes sporadiques

Internet : routage pur (IP)Adresse IPv4 : 32 bits, 31.41.59.26Adresse IPv6 : 128 bits, une par objet !31.41.59.2627.18.28.1811.23.58.1123.57.11.13

Tables de routage110 . . . 1e gauche127. . . 2e droite92. : : tout droit en face31 : 41 : 59 : 26PC de mamie31 : 24 : 63 : rseau du salon...serveurs de noms college-de-france.fr 134 : 22 : 31 : 48

Croissance des tables de routage

Echange de tables de routagesCalcul itratif des routes optimales(grosse information dans chaque routeur)

Echange de tables de routages

Auto-reconfiguration

Contrle de congestion : TCP Contrle dans les terminaux, pas dans le rseaurouteur plein => paquets jets ! Bonus additif tant qu'on reoit des A.R., on fonce !en incrmentant linairement la taille de fentre Malus multiplicatiftant qu'on ne reoit plus des A.R., on freine !en divisant par 2 la taille de fentrePartage quitable des ressourcesMais plus de qualit de service garantie...

Les rseaux embarqus Tolrance aux perturbations radio-lectriques Rseau CAN (automobile)collisions, rsolution par priorit de 0 sur 1non-dterminisme global Rseaux TTP & FlexRay (automobile, avionique)permettre l'automatique distribue => dterminismesynchronisation d'horlogestransmissions prvisiblesredondance et tolrance aux pannes Ethernet temps-rel, Ethernet dterministe, ...

O est la science dans tout a ?transmission : traitement du signal, thorie de l'informationliaison, rseau : protocoles, vrification formelleprotection : cryptologie, scurit (IPSEC)routage : graphes, ordonnancementcontrle de flux : algorithmes distribus dimensionnement : statistiques & probabilitsdiffusion : systmes dynamiquesMerci Franois Baccelli, Claude Berrou,Laurent Massouli, Guy Pujolle

Albert Robida, le tlphonoscopewww.robida.info

Le sac de Pkin prsent aux Parisiens

E-commerce ds 1893 !

Phono-opragraphe = lecteur MP3 !www.robida.info

Mais Albert Robida n'a inventni le moteur de recherche ni le pair pair !D'o les deux sminairesqui suivent !