Mmoire de fin de cycle 2011-2012REPUBLIQUE DU SENEGAL***** * * ********UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUEDEPARTEMENT GENIE INFORMATIQUE

MEMOIRE DE FIN DE CYCLEPour lobtention du:DIPLOME SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE TELECOMS ET RESEAUX (DSTTR)

Thme: Mise en place d'une solution de LOAD-BALANCING et de FAILOVER multiwan dans le rseau CRENT de l'ESP

Lieu de stage: Ecole Suprieure Polytechnique (E.SP)

Dr Samuel Ouya Prsent par: Encadr par:

Sylvestre BELKOULAYO MBAYHAMNODJI Anne universitaire: 2011 2012

DEDICACES

Je ddie ce mmoire:A ma mre, qui m'a toujours soutenu dans tout ce que j'entreprenais,A mon pre qui a toujours t l pour moi et qui a su, si bien, me guider,A mes chres frres et surs,A mon encadreur le Dr Samuel Ouya A mes amis,A toutes mes connaissances,A tous ceux qui m'ont toujours aid,A tous les tudiants de ma promotion, vous allez me manquer.A tous, je vous ddie ce mmoire.

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REMERCIEMENT

Je remercie et rends grce Dieu Le Tout Puissant de m'avoir protg depuis ma naissance,Au Dr Samuel Ouya pour son aide et sa disponibilit,Au corps professoral de lEcole Suprieur Polytechnique de Dakar, Aux tudiants de ma promotion,Que chacun trouve en ce document l'expression de ma profonde gratitude.

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Table des matires

SommaireAvant-propos5Introduction6Chapitre I : Prsentation Gnrale7I.1- Prsentation du lieu de Stage............................................................................7I.2- Architecture du rseau CRENT...........................................................................9I.3- Problmatique...................................................................................................9I.4- Objectif...........................................................................................................9Chapitre II : Load-Balancing et Failover10II.1- Le Load-Balancing......................................................................................10II.1.1- Concepts et Dfinition..................................................................10II.1.2- Outils...............................................................................................10II.1.2.1- Outils matriels......................................................................10II.1.2.1.1- Le Protocole IGRP................................................................11II.1.2.1.2- Le protocole OSPF....................11II.1.2.1.3- Le Protocole GLBP.......................11II.1.2.2- Outils logiciels........................................................................11II.1.2.2.1- Pfsense.........................................................................11II.1.2.2.2- ZeroShell.........................................................................12II.2- Le Failover....................................................................................................................12II.2.1- Concepts et Dfinition.............................................................................12II.2.2- Outils................................................................................................................12II.2.2.1- Outils matriels..............................................................................12II.2.2.1.1- Le protocole VRRP......................................................12II.2.2.1.2- Le protocole HSRP.........................................................13II.2.2.2- Outils logiciels................................................................................13Chapitre III : Mise en pratique14III.1- Mise en place de la solution matrielle............................................................14III.1.1- Orientation du choix.............................................................................14III.1.1.1- Orientation du choix du protocole.............................14III.1.1.2- Orientation du choix du logiciel de virtualisation..........14III.1.1.3- Orientation du choix du logiciel de simulation Cisco............16III.1.2- Configurations.................................................................................17III.2- Mise en place de la solution logicielle............................................................28III.2.1- Orientation du choix...................................................................28III.2.2- Configurations...................................................................29

Webographie/Bibliographie...48Annexe 1...49

Avant-propos

Lcole suprieure polytechnique (E.S.P) forme en deux annes dtudes des techniciens suprieurs, et en cinq ans des ingnieurs dans plusieurs spcialits.Dans le cadre de leur formation les tudiants de fin de chaque cycle sont tenus deffectuer un stage pratique au sein dune entreprise ou dun service informatique.Ce stage est effectu dans le but: De fournir aux tudiants la possibilit de mettre en uvre les connaissances thoriques acquises tout au long de leur formation. Dinitier les futurs techniciens suprieurs aux ralits du milieu professionnel et de leur permettre de se faire la main sur des projets denvergures.Au terme de ce stage un mmoire et un rapport de stage doivent tre rdigs sur un problme qui a t tudi durant ce stage.Cest l'issue d'un stage effectu

Mmoire de fin de cycle 2011-2012

5Prsent et soutenu par

INTRODUCTION

Pour permettre lchange dinformation de manire simple et rapide entre diffrentes machines, on est amen crer des rseaux. Lorsque l'on travaille sur une mme machine, toutes les informations ncessaires aux travaux sont centralises sur la mme machine. Presque tous les utilisateurs de la machine et les programmes avaient accs ces informations. On a alors prouv le besoin de partager ces informations avec dautres machines. Ce fut la naissance des rseaux locaux (Local Area Network, LAN). Plus tard, on avait le besoin de relier deux sites distants (interconnexion de LAN) pour lchange dinformation. Ce fut lapparition des rseaux mtropolitains (Metropolitan Area Network, MAN) et de rseau tendu (Wide Area Network, WAN). Pour permettre cette interconnexion, on dfinit une sortie (passerelle) vers le LAN distant. Dans un rseau local, une panne au niveau de sa passerelle entrane linterruption des changes dans le WAN. On a donc besoin que le LAN ait accs plusieurs sorties afin dassurer la continuit des services. Le dbit la sortie de chaque passerelle est diffrent. De ce fait, il y aurait des passerelles surchargs tandis que dautres sont inutiliss. Il est donc recommand dquilibrer la charge entre ces diffrentes sorties afin dviter la congestion du rseau.LESP dispose actuellement de quatre sorties rparti chacune dans le dpartement gnie informatique, le dpartement de gestion, le service de finance et le service scolaire. La panne dune sortie prive le dpartement des services fournit par le fournisseur daccs internet (F.A.I). Notre objectif serait dassurer la continuit du service aux diffrents dpartements malgr une panne de la passerelle et dquilibrer la charge entre ces sorties.Pour atteindre les buts prcdemment, nous allons repartir le travail comme suit:Dans le premier chapitre, nous allons prsenter la structure daccueil et tudier la structure de son rseau avec les diffrents problmes rencontrs. Puis dans le deuxime chapitre, nous allons tudier les mthodes nous permettant de faire face aux problmes rencontrs dans le premier chapitre tout en citant quelques outils matriels ou logiciels permettant de mettre en uvre ces mthodes. Ensuite dans le chapitre trois, nous allons mettre en uvre les solutions prcdemment tudies.

CHAPITRE1 Prsentation gnrale

I.1 - PRESENTATION DU LIEU DE STAGELUniversit Cheikh Anta Diop de Dakar est constitue de plusieurs tablissements dont lcole Suprieure Polytechnique (ESP). Cre par la loi n 94-78 du 24 novembre 1994, l'ESP est ne de la fusion entre : lcole Polytechnique de This (EPT), la division industrielle de lcole Nationale Suprieure Universitaire de Technologie (ENSUT), la section Sciences et Techniques Industrielles de lcole Normale Suprieure d'Enseignement Technique et Professionnel (ENSETP). Ses locaux sont implants Dakar. L'ESP forme des Techniciens suprieurs (DUT et DST), des Ingnieurs de conception (DIC), des Ingnieurs d'excution sur la demande des entreprises (DIT) tant sur le plan thorique que pratique. L'organisation scolaire est semestrielle et le systme d'valuation de type contrle continu chiffr de 0 20. Chaque fin de semestre donne lieu une valuation des acquis sous forme de devoirs surveills. La validation de la formation, qui donne lieu la dlivrance du diplme intgre l'valuation: Pour les DUT/DST, d'un stage industriel, du rapport de ce stage, de la soutenance de ce rapport devant un jury; Pour les DIT et DIC, d'un stage industriel comportant l'tude et la ralisation d'un projet, la confection d'un dossier technique relatif au projet (et/ou la ralisation du projet) et sa prsentation devant un jury comportant au moins un reprsentant de la structure ayant propos le sujet.L'Ecole Suprieure Polytechnique a pour missions de : 1 - Former tant sur le plan thorique que pratique des : Techniciens Suprieurs ; Ingnieurs Technologues ; Ingnieurs de Conception ; Managers en Gestion dEntreprises ; Docteurs. 2 - Dispenser un enseignement suprieur en vue de prparer aux fonctions d'encadrement dans: la Production ; la Recherche Applique ; les Services. 3 - Organiser des enseignements et des activits de recherche visant : au perfectionnement permanent ; l'adaptation et la participation : l'volution scientifique et technologique ; lvolution conomique et managriale. 4 - Procder des expertises l'intention des entreprises publiques et prives.LESP dispose de six dpartements(le dpartement gnie lectrique, le dpartement gnie civil, le dpartement chimique et biologie applique, le dpartement de gestion, le dpartement informatique et enfin le dpartement informatique) et de onze (11) laboratoires (Le Laboratoire dImagerie Mdicale et de Bio-informatique, le Laboratoire denseignement et Recherche en Gomatique, le Laboratoire de Microbiologie Applique et de Gnie industriel, le laboratoire dEnergtique Applique, le Laboratoire dEnergies renouvelables, le Laboratoire dlectronique et des procds membranaires, le laboratoire de traitement de linformation, le centre international de formation et de recherche en nergie solaire, le laboratoire dinformatique Rseaux et Tlcoms, le laboratoire physique de latmosphre et de locan et le laboratoire de recherche en GRH/Organisation). La recherche scientifique lEcole Suprieure Polytechnique de Dakar se fait au niveau de ces onze (11) laboratoires. Notre stage seffectuera dans le Laboratoire dinformatique Rseaux et Tlcoms (LIRT). Le responsable de ce laboratoire est le Dr Samuel Ouya. Les activits de recherche de ce laboratoire sont bases sur les bases de donnes reparties et distribues et le traitement dimages et interface homme-machine.

I.2- Architecture du rseauL'cole Suprieure Polytechnique dispose de quatre (4) lignes ADSL. En effet, l'ESP dispose d'une ligne au niveau de son service de scolarit, une autre au niveau de son service de finance et les deux autres sont implants respectivement au niveau du dpartement gnie informatique et du dpartement gnie lectrique. Dans sa nouvelle Structure, l'ESP veut runir ces quatre lignes au niveau du rseau CRENT.I.3- ProblmatiqueL'ESP dispose en effet de quatre lignes. Ces quatre lignes fonctionnent indpendamment les uns des autres. Une panne d'une ligne peut donc paralyser tout un dpartement ou service. Il est donc ncessaire de les runir tous ensemble grce un routeur ou tout autre quipement et de les faire fonctionner ensemble. Mais ces lignes ne sont pas dbits gaux, comment faire pour ne pas qu'une ligne soit sature pendant qu'une autre ne l'est pas?I.4- ObjectifsLa solution serait de mettre en place une solution de load-balancing et de failover. Le load-balancing nous permettra de repartir le travail entre les diffrentes lignes quitablement et le failover nous permettra de basculer vers une autre ligne en cas de panne. Ainsi, notre objectif serait de mettre en place la solution de load-balancing et de failover sur le rseau CRENT pour que mme en cas de panne, le dpartement ou le service peut continuer travailler en utilisant une autre ligne ADSL.

CHAPITRE2

Le Load-Balancing et le Failover

II.1- Le load-balancingII.1.1- Concepts et DfinitionLa rpartition de charge (load-balancing en anglais) est une technique utilise en informatique pour distribuer le travail entre plusieurs serveurs, processus, ordinateurs, disques, lignes ou autres ressources. C'est en fait une forme d'optimisation. Il existe de nombreux avantages lis au Load-Balancing tel que lamlioration des temps de rponse des services, la capacit pallier la dfaillance d'une ou de plusieurs lignes, la possibilit d'ajouter des serveurs sans interruption de service. Dans le cas d'un load-balancing multi-wan, le travail est rparti entre les diffrentes lignes WAN selon l'algorithme utilis.

Le load-balancing peut-tre trs utile et va pouvoir permettre d'assurer la rpartition des charges entre deux ou plusieurs connexions internet.II.1.2- OutilsII.1.2.1- Outils matrielsLes outils matriels permettant de faire du load-balancing multiwan sont essentiellement des routeurs via diffrents protocoles dont IGRP, OSPF et GLBP.

II.1.2.1.1- Le protocole IGRPIGRP (Interior Gateway Routing Protocol) peut tre considr comme un protocole de routage vecteur de distance. Il possde cependant quelques caractristiques qui le distinguent des autres protocoles vecteur de distance tel que RIP (Routing Information Protocol). Parmi ces caractristiques, on distingue une rponse rapide aux modifications de rseaux et une insensibilit la taille du rseau [1] (RIP est limit 15 sauts). Il peut faire la gestion des chemins multiples (load-balancing) et ne supporte pas les masques de sous-rseau de taille variable. Il est dit pour cette raison classfull et ne supporte que quatre chemins gaux.II.1.2.1.2- Le protocole OSPFLe protocole OSPF (Open Shortest Path First) permet partir d'un nud de calculer le chemin le plus court. Comme le protocole IGRP, OSPF n'est pas limit par le nombre de saut contrairement RIP. Le protocole OSPF supporte parfaitement le load-balancing et contrairement IGRP, il est classless et supporte donc la segmentation sous-rseau VLSM (Variable Length Subnet Mask).II.1.2.1.3- Le protocole GLBPGateway Load Balancing Protocol est un protocole propritaire Cisco qui permet de faire de la redondance ainsi que de la rpartition de charge sur plusieurs routeurs utilisant une seule adresse IP virtuelle, mais plusieurs adresses MAC virtuelles. Le protocole GLBP lit un Active Virtual Gateway (AVG) qui va rpondre aux requtes ARP pour l'adresse IP virtuelle. GLBP permet de donner un poids variable chacun des routeurs participants la rpartition de charge.II.1.2.2- Outils logicielsLes outils logiciels permettant de faire le load-balancing sont Zeroshell, Pfsense...II.1.2.2.1- PfsenseAnciennement appel Monowall, Pfsense est un logiciel open source tournant sous FreeBSD. Il possde les fonctionnalits dun pare-feu mais galement dun routeur. Il permet dintgrer galement de nouveaux services tels que le load balancing, le fail over, la mise en place dun VPN, et bien dautres. PfSense comprend en plus toutes les fonctionnalits de pare-feu coteux commerciales, et plus encore dans de nombreux cas. En plus, les communauts BSD sont trs actives et ouverte l'entraide quelques soit la solution BSD. Les configurations de Pfsense se font depuis le navigateur grce une interface graphique trs conviviale.II.1.2.2.2- ZeroshellZeroshell est une distribution Linux cre dans le but d'tre trs complte conue pour fournir des services rseaux scuriss dans un rseau local. Elle a t dveloppe par Fulvio Ricciardi pour tre totalement administrable via une interface web. Fournie sous forme de Live CD, elle s'initialise en insrant le CD dans la machine cible et en la redmarrant. La connexion linterface dadministration se fait via un navigateur web pour ensuite configurer les services rseaux. ZeroShell est un outils qui peut nous permettre de mettre en place le load-balancing ou le fail-over mais qui ne tient pas compte du dbit sur chaque WAN.II.2- Le Failover II.2.1- Concepts et DfinitionLe basculement (en anglais, failover qui se traduit par passer outre la panne) est la capacit d'un quipement basculer automatiquement vers un chemin rseau alternatif ou en veille. Cette action intervient dans la plupart des cas sans intervention humaine. Dans le cas contraire, on parle d'automatisation avec approbation humaine. Il existe deux modes principaux de basculement: actif/actif qui s'apparente plus de l'quilibrage de charge (load-balancing); et le mode classique couramment rpandu, actif/passif o l'quipement secondaire (passif) est en mode veille tant que l'quipement primaire (actif) ne rencontre aucun problme. II.2.2- OutilsII.2.2.1- Outils matrielsTout comme le load-balancing, le failover s'implmente via des routeur avec des protocoles.II.2.2.1.1- Le protocole VRRPVRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) est un protocole non propritaire dont le but est d'augmenter la disponibilit de la passerelle par dfaut servant les htes d'un mme sous-rseau. VRRP utilise la notion de routeur virtuelle, auquel est associe une adresse IP virtuelle ainsi qu'une adresse MAC virtuelle. Parmi un groupe de routeurs participant VRRP dans un sous-rseau, le protocole va lire un matre, qui va rpondre aux requtes ARP pour l'adresse IP virtuelle, ainsi qu'un ou plusieurs routeurs backup, qui reprendront l'adresse IP virtuelle en cas de dfaillance du routeur matre.Les autres htes du rseau sont configurs pour utiliser l'adresse IP virtuelle comme passerelle par dfaut. Dans un groupe VRRP, il n'y a pas de notion de partage de la charge, c'est le routeur matre qui assure exclusivement la transmission des paquets pour le routeur virtuel [2].II.2.2.1.2- Le protocole HSRPHSRP (Hot Standby Router Protocol) est un protocole propritaire de Cisco implment sur les routeurs permettant une continuit de service. HSRP est principalement utilis pour assurer la disponibilit de la passerelle par dfaut dans un sous-rseau en dpit d'une panne d'un routeur. Dans un groupe HSRP, un routeur actif sera lu: celui qui aura la priorit la plus leve. Les autres routeurs sont en stand-by et coutent les messages mis par le routeur actif. Priodiquement, les routeurs du groupe changent des messages Hello pour s'assurer que les autres routeurs du groupe sont encore joignables. Le routeur actif assure seul la rponse aux requtes ARP pour l'adresse IP virtuelle. Si le routeur actif nominal devient inaccessible un autre routeur sera lu: celui qui a la deuxime priorit la plus leve. [3]II.2.2.2- Outils logicielsConcernant les outils logiciels, nous pouvons citer Pfsense tout comme Zeroshell qui permettent aussi de faire du failover.

CHAPITRE3

Mise en Pratique

III.1- Mise en place de la solution matrielleIII.1.1.1- Orientation du choixDans le chapitre prcdent, nous avons numrer des protocoles qui permettent de faire du failover (VRRP et HSRP) ou du load-balancing (IGRP, OSPF et GLPB).Parmi ces protocoles, seul le GLBP permet de faire du load-balancing et du failover. Implmentons cette solution sur des routeurs Cisco.III.1.1.2- Orientation du choix du logiciel de virtualisationLa notion de virtualisation reprsente lensemble des techniques qui permettent de faire fonctionner simultanment sur une seule machine plusieurs systmes dexploitation et/ou applications, sparment les uns des autres, comme sils fonctionnaient sur des machines physiques distinctes. Dans le cas de virtualisation des systmes dexploitation, on parlera de machines virtuelles.

Dans le schma ci-dessus, nous pouvons voir que sans la virtualisation, il faut autant de postes que de systmes dexploitation simultans alors quavec un outil de virtualisation, un seul poste rpond au besoin. Le grand avantage de la virtualisation est de faire une conomie importante au niveau du matriel, raison pour laquelle nous faisons recours la virtualisation pour la mise en place matrielle.VMware (Virtual Machine ware)VMware a plusieurs versions dont Vmware workstation, Vmware Ace, Vmware fusion... VMware workstation est la version station de travail du logiciel. Il permet la cration d'une ou plusieurs machines virtuelles au sein d'un mme systme d'exploitation (gnralement Windows ou Linux), ceux-ci pouvant tre relis au rseau local avec une adresse IP diffrente, tout en tant sur la mme machine physique (machine existant rellement). Il est possible de faire fonctionner plusieurs machines virtuelles en mme temps, la limite correspondant aux performances de l'ordinateur hte. La version Linux prsente l'avantage de pouvoir sauvegarder les fichiers de la machine virtuelle (*.vmsd) pendant son fonctionnement. L'inconvnient est que cet outils n'est pas gratuit, il faudrait donc penser payer la licence.Virtual PCVirtual PC est un logiciel propritaire gratuit d'mulation et de virtualisation. Il permet d'muler un systme d'exploitation sur une architecture matrielle diffrente de celle laquelle il tait initialement destin. Il permet galement de faire fonctionner en mme temps plusieurs systmes d'exploitation diffrents sur une mme machine physique. Virtual PC mule un PC standard et ses priphriques associs. Ainsi, il peut tre utilis pour hberger peu prs tous les systmes d'exploitation disponibles pour PC. Cependant, des soucis peuvent survenir lors d'installations de systmes peu courants qui n'ont pas t tudis spcifiquement au moment du dveloppement de "Virtual PC".Oracle VW VirtualBoxOracle VM VirtualBox (anciennement VirtualBox) est un logiciel de virtualisation cr par InnoTek. Il supporte entre autre Windows, Linux 32 et 64 bits, FreeBSD 32 et 64 bits et bien plus. Il a une interface simple d'utilisation et peut supporter jusqu' 4 cartes rseaux par machine.Le ChoixLe choix d'un logiciel de virtualisation parmi les trois (3) cits ci-dessous savre difficile. Nanmoins, VM Ware est un excellent logiciel sauf qu'il est payant. Virtual PC quant lui ne supporte pas beaucoup de systme d'exploitation. Ce qui n'est pas le cas de VirtualBox qui est gratuit et supporte beaucoup de systme d'exploitation dont FreeBSD, le systme d'exploitation de Pfsense. Pour cette raison, VirtualBox sera utilis pour la simulation.III.1.1.3- Orientation du choix du logiciel de simulation CiscoCisco Packet TracerPacket Tracer est un simulateur de routeur Cisco et de rseaux informatiques. Il aide apprendre les principes de mise en rseau ainsi qu' dvelopper ses comptences sur les technologies Cisco. GNS3Graphical Network Simulator (GNS3) est un simulateur d'quipements Cisco. Cet outil permet donc de charger de vritable IOS Cisco et de les utiliser en simulation complte sur un simple ordinateur. C'est un logiciel libre qui permet d'avoir un routeur Cisco virtuel sur son ordinateur et fonctionne sur de multiples plate-formes incluant Windows, Linux, et MacOS.Le choixNotre choix s'orientera vers GNS3 car c'est un outil qui permet d'muler de vritable IOS et de les utiliser en simulation complte.

III.1.2- ConfigurationsPrincipe de fonctionnement du protocole GLBPSur une architecture rseaux o il existe plusieurs pattes de sortie sur le WAN, le GLBP permet de faire du load-balancing et aussi de la redondance en cas de crash d'un lment actif. Le GLBP se base sur une adresse IP virtuelle unique mais plusieurs adresses MAC virtuelles. Un des routeurs est lu AVG (Active Virtual Gateway), mais il aura aussi et avec tous les autres routeurs le rle d'AVF (Active Virtual Forwarder), qui auront eux-mmes une adresse MAC virtuelle.La mise en uvre se fera avec le schma suivant;

Voila ce que a donne sous GNS3:D'aprs le schma, le routeur R1 sera notre AVG cot LAN et le routeur R3 sera notre AVG cot WAN.Configuration de base Routeur R1Router>enableRouter#configure terminalRouter(config)#no ip domain-lookupRouteur(config)#hostname R1R1(config)#interface f1/0R1(config-if)#ip address 192.168.0.251 255.255.255.0R1(config-if)#description ''Int LAN''R1(config-if)#no shutdownR1(config-if)#exitR1(config)#interface f1/1R1(config-if)#description ''Int WAN''R1(config-if)#ip address 192.168.1.251 255.255.255.0R1(config-if)#no shutdown Routeur R2Router>enableRouter#configure terminalRouter(config)#no ip domain-lookupRouteur(config)#hostname R2R2(config)#interface f1/0R2(config-if)#ip address 192.168.0.252 255.255.255.0R2(config-if)#description ''Int LAN''R2(config-if)#no shutdownR2(config-if)#exitR2(config)#interface f1/1R2(config-if)#description ''Int WAN''R2(config-if)#ip address 192.168.1.252 255.255.255.0R2(config-if)#no shutdown Routeur R3Router>enableRouter#configure terminalRouter(config)#no ip domain-lookupRouteur(config)#hostname R3R3(config)#interface f1/0R3(config-if)#ip address 192.168.0.253 255.255.255.0R3(config-if)#description ''Int LAN''R3(config-if)#no shutdownR3(config-if)#exitR3(config)#interface f1/1R3(config-if)#description ''Int WAN''R3(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0R3(config-if)#no shutdownConfiguration du GLBP cot LAN: groupe 1Commenons par configurer le GLBP cot LAN Routeur R1R1>enableR1#configure terminalR1(config)#interface f1/0R1(config-if)#glbp 1 ip 192.168.0.254R1(config-if)#glbp 1 priority 255R1(config-if)#glbp 1 preemptR1(config-if)#glbp 1 name glbp-lan Routeur R2R2>enableR2#configure terminalR2(config)#interface f1/0R2(config-if)#glbp 1 ip 192.168.0.254R2(config-if)#glbp 1 priority 120R2(config-if)#glbp 1 preemptR2(config-if)#glbp 1 name glbp-lan Routeur R3R3>enableR3#configure terminalR3(config)#interface f1/0R3(config-if)#glbp 1 ip 192.168.0.254R3(config-if)#glbp 1 priority 100R3(config-if)#glbp 1 preemptR3(config-if)#glbp 1 name glbp-lanExplication: Dans les configurations ci-dessus, glbp 1 correspond au groupe 1, glbp 1 ip permet d'attribuer une adresse ip l'interface GLBP, glbp 1 priority permet d'attribuer une priorit au routeur, qui va servir lire un routeur AVG. Nous voulons que R1 soit AVG donc nous mettons la plus haute valeur (255). Si un routeur entre dans le groupe GLBP avec une valeur de priorit plus forte que les autres, il doit quand mme attendre la prochaine lection (qui aura lieu lorsque le routeur AVG actuel sera hors service). La commande "glbp 1 preempt" permet d'viter ce problme. Pour affiner le rglage nous pouvons rgler le dlai avant que le routeur ne reprenne le contrle du groupe (dlai par dfaut = 30s) via la commande "glbp 1 preempt delay XXX" o XXX est un nombre de seconde. glbp 1 name glbp-lan permet simplement de donner un nom au groupe.Configuration du GLBP cot WAN: groupe 2 Routeur R1R1>enableR1#configure terminalR1(config)#interface f1/1R1(config-if)#glbp 2 ip 192.168.1.254R1(config-if)#glbp 2 priority 100R1(config-if)#glbp 2 preemptR1(config-if)#glbp 2 name glbp-wan Routeur R2R2>enableR2#configure terminalR2(config)#interface f1/1R2(config-if)#glbp 2 ip 192.168.1.254R2(config-if)#glbp 2 priority 120R2(config-if)#glbp 2 preemptR2(config-if)#glbp 2 name glbp-wan Routeur R3R3>enableR3#configure terminalR3(config)#interface f1/1R3(config-if)#glbp 2 ip 192.168.1.254R3(config-if)#glbp 2 priority 255R3(config-if)#glbp 2 preemptR3(config-if)#glbp 2 name glbp-wanMaintenant que les routeurs sont configurs, nous pouvons faire show glbp pour voir le fonctionnement des groupes prcdemment crs.

Configurons maintenant C1 et C2 qui sont des machines virtuelles. Pour C1, configurons comme suit:Et pour C2:

TestNous allons tester maintenant la redondance, pour cela nous allons faire un ping infini de C1 vers C2. Nous regarderons ensuite quel routeur notre C1 est li en regardant son cache ARP.

On regarde sur un des routeurs, qui appartient l'adresse MAC obtenue dans la table de C1 via la commande "show glbp" :

Comme l'image ci-dessus nous le montre, les paquets de C1 sont passs par le Routeur R1. Dbranchons le routeur R1 et refaisons un ping infini vers C2, depuis C1.

Aprs le ping, regardons une nouvelle fois le cache ARP de C1. Nous constatons que l'adresse MAC associ son gateway (192.168.0.254) a chang.

Regardons qui correspond cette nouvelle adresse MAC.

La commande show glbp nous renvoie cette image:

Nous constatons que cette adresse MAC correspond R2. Ce qui nous permet d'tablir la table de correspondance suivant@ MAC VIRTUELLE@ MAC PHYSIQUE@ IPHostname

0007.b400.0101ca00.1053.001c192.168.0.251R1

0007.b400.0102ca01.1053.001c192.168.0.252R2

0007.b400.0103ca02.1053.001c192.168.0.253R3

Le failover fonctionne donc correctement. Pour tester le load-balancing, mettons nous du cot de C2 et faisons un traceroute vers C1.

Nous constatons que les paquets sont passs par R3 (qui est l'AVG cot WAN cause de sa priorit leve 255). Maintenant vidons la cache ARP de l'ordinateur C2 puis retapons la commande traceroute vers C1.Les paquets passent par R2 (qui a la deuxime plus grande priorit). Ce qui signifie que si dans le rseau on a un PC A qui fait une premire requte, c'est le routeur R3 qui s'en chargera. Si un deuxime PC (PC B) fait une requte, c'est le routeur R2 qui s'en chargera et si un troisime ordinateur PC C fait une requte, c'est donc le routeur R1 qui prendra en charge la requte. Pour tester cette dernire opinion, vidons le cache ARP de C2 puis faisons un traceroute de C2 vers C1 une nouvelle fois encore.Comme nous l'attendions, le routeur R1 a pris la relve. C'est le principe du Round-Robin.III.2- Mise en place de la solution logicielleIII.2.1- Orientation du choixZeroshellZeroshell est une distribution Linux cre dans le but d'tre trs complte conue pour fournir des services rseaux scuriss dans un rseau local. Elle a t dveloppe par Fulvio Ricciardi pour tre totalement administrable via une interface web. Fournie sous forme de Live CD, elle s'initialise en insrant le CD dans la machine cible et en la redmarrant. La connexion linterface dadministration se fait via un navigateur web pour ensuite configurer les services rseaux.ZeroShell est un outils qui peut nous permettre de mettre en place le load-balancing ou le fail-over mais qui ne tient pas compte du dbit sur chaque WAN.PfsenseAnciennement appel Monowall, Pfsense est un logiciel open source tournant sous FreeBSD. Il possde les fonctionnalits dun pare-feu mais galement dun routeur. Il permet dintgrer galement de nouveaux services tels que le load balancing, le fail over, la mise en place dun VPN, et bien dautres. PfSense comprend plus toutes les fonctionnalits de pare-feu coteux commerciales, et plus encore dans de nombreux cas. En plus, les communauts BSD sont trs actives et ouverte l'entraide quelques soit la solution BSD. Les configurations de Pfsense se font depuis le navigateur grce une interface graphique trs conviviale.

ChoixNotre choix se pointera vers Pfsense car il permet de grer le dbit de chaque WAN pour le load-balancing. Ceci est trs important pour viter la surcharge d'un serveur et l'inutilisation de l'autre. En plus, Pfsense nous permet de contrler tout ce qui entre ou sort de nos WANs ou de notre LAN de manire trs simple. Toutes ces raisons nous poussent choisir Pfsense au dtriment de ZeroShell.III.2.2- ConfigurationsAprs installation de Pfsense (voir ANNEXE 1) grce VirtualBox, dmarrons la machine virtuelle. Nous avons alors l'interface ci-dessus.

La rpartition a t faite comme suit:eth0 ---------------------------------->em0Vboxnet2---------------------------->em1Vboxnet3---------------------------->em2Vboxnet4---------------------------->em3Rpondons par non (en appuyant sur n) concernant la configuration des VLANs.Pour les interfaces du PfSense:LAN------------------------------------->em0WAN------------------------------------->em1WAN1------------------------------------->em2WAN2------------------------------------->em3.Nos configurations seront bases sur le modle suivant:

Pour attaquer la configuration, commenons par les passerelles dans System==>Routing. Comme illustr dans le schma ci-dessous, la passerelle pour le WAN serait 120.0.0.254/8, celle du WAN1 serait alors 130.0.0.254/8 et enfin pour le WAN2, on attribuera la passerelle 140.0.0.254/8.

A partir de cette interface, sous l'onglet Gateways, configurons les passerelles comme prcdemment indiques.

Allons ensuite sous l'onglet Groups pour dfinir les rgles du load-balancing en crant un nouveau groupe.En effet, dans la partie Gateway Priority, les interfaces ayant le mme Tier feront du load-balancing et ceux avec des Tier diffrents feront du failover (mode actif/passif). Pfsense surveille les WANs en faisant des ping sur leurs adresses IP ou sur le Monitor IP (s'il est renseign). La condition pour qu'un WAN puisse tre hors-ligne est dfini dans Trigger Level. Par dfaut, il est member down (c'est dire un WAN est hors-ligne que s'il ne rpond pas aux ping donc avec 100% de paquets perdus). Cette valeur peut-tre mise Packet Loss (si les paquets perdus dpassent le seuil autoris), High Latency (si le temps de latence dpasse celui autoris) ou Packet Loss or High Latency ( si les paquets perdus dpassent le seuil autoris ou si le temps de latence dpasse celui autoris).

Dans le menu Interfaces, choisissons les interfaces puis configurons-les un un selon les adresses IP prcdemment tablies. N'oublions surtout pas de renseigner les adresses MAC de chaque interface pour ne pas que Pfsense se trompe de carte. Associons-aussi chaque interface sa passerelle prcdemment dfinie.

Configurons alors le pare-feu. Dans Firewall==>Rules, sous l'onglet LAN, ajoutons une rgle qui permettra au LAN d'utiliser le groupe (LB_and_Failover) prcdemment cr comme passerelle. En effet, le LAN utilisera le groupe LB_and_Failover comme passerelle. Or le groupe compos de 3 WANs, les WANs ayant le mme Tier s'alterneront le travail dans un style de type round-robin. Dans le cas ou les WANs, avec les mmes Tier, sont tous hors-ligne, le travail ira au WAN avec le plus petit Tier.[4]Aussi, en surveillant les WANs grce des ping, Pfsense saura quand un WAN est hors-ligne et l'exclura du groupe automatiquement.

Le travail sur Pfsense tant termin, allons sur GNS3 pour relier les WANs au routeur et crer les adresses IP associes dans Gateways. Nous avons aussi besoin d'une machine virtuelle qui reprsentera PC2. Cette machine tournera sous Linux et sera associ l'interface Vboxnet 0.Pour relier les interfaces Vboxnet 0, Vboxnet 1... GNS 3, crons des nuages et dans la configuration de ces derniers, associons les interfaces Vboxnet 0, Vboxnet 1...

Ci-dessous la topologie cre sous GNS 3.

Configurons le routeur R1 comme suit:Router>enableRouter#configure terminalRouter(config)#interface fastEthernet 1/0Router(config-if)#ip address 150.0.0.254 255.0.0.0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface fastEthernet 1/1Router(config-if)#ip address 120.0.0.254 255.0.0.0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface fastEthernet 2/0Router(config-if)#ip address 130.0.0.254 255.0.0.0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface fastEthernet 2/1Router(config-if)#ip address 140.0.0.254 255.0.0.0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 120.0.0.1

Aprs cette manipulation, nous constatons que les Gateways sont en lignes:

Configurons alors PC2.

Ceci tant fais, nous pouvons faire un ping de PC1 vers PC2. Utilisons le logiciel mtr pour suivre le chemin emprunt par les paquets.

Nous constatons que les paquets passent par le WAN (120.0.0.0). Retapons une nouvelle fois la commande mtr -c1 -r 150.0.0.1 pour voir le chemin quempruntera les paquets pour aller vers PC2.

On remarque que les paquets passent cette fois ci par le WAN1 (130.0.0.0). Ritrons l'exprience encore une nouvelle fois.

Nous constatons que le WAN est nouveau actif. Ceci est en parfaite collaboration avec nos configurations sur PfSense o le WAN et le WAN1 sont en load-balancing de type Round-Robin.

Dsactivons l'interface WAN puis ressayons:

La figure ci-dessus nous montre que le WAN est hors-ligne.

Comme attendu, le WAN ne rpondait plus alors, tous les paquets passent par le WAN1. Pfsense redirige tout le trafic du LAN vers le WAN1 car le WAN ne rpondait plus au ping.Recommenons encore l'exprience une nouvelle fois en dsactivant le WAN1 aussi.

Nous remarquons bien que le WAN ainsi que le WAN1 sont hors-lignes.

Le rsultat du test donne limage ci-dessous:

Comme escompt, PfSense bascule toute la charge vers le WAN2 qui tait prvu pour le failover tant donn que tous les WANs du load-balancing sont hors-lignes. Que se passerait-il si on remet le WAN en marche?

L'image prcdente nous prouve que si le WAN revient en ligne, tout le trafic repasse par lui. Mais que se passerait-il si le WAN1 revenait aussi en ligne?

Si le WAN et WAN1 venait nouveau tre disponible, ils salterneront le travail nouveau jusqu' ce que l'un d'entre-deux tombe en panne. Le WAN2 quant lui, ne sera actif que si le WAN1 et le WAN sont hors-lignes.

CONCLUSION

Pour permettre diffrents rseaux de communiquer, on attribue dans chaque rseau une sortie (passerelle) afin de contacter le rseau distant. Cette sortie peut tomber en panne cause de diffrentes raisons interrompant ainsi la communication entre les rseaux. Pour pallier aux problmes de panne d'une ligne et quilibrer le travail entre les diffrentes lignes, nous avons opt pour la technologie concernant le load-balancing et le failover. Il existe cependant de nombreux outils permettant de mettre en uvre ces technologies. Ces outils peuvent tre d'ordre matriel ou logiciel. L'implmentation de la solution matrielle s'est fait grce au protocole GLBP et un routeur Cisco et celle logicielle s'est fait grce Pfsense.Au cours de ce stage, nous nous sommes confronts aux difficults telles que la documentation qui tait en majeur partie en anglais ou la comprhension du pare-feu de Pfsense.Ce stage m'a permis d'largir mes connaissances et m'a permis de comprendre beaucoup de chose sur le monde du travail tel que la rigueur et la mthodologie du travail. Ce stage ma aussi aid tre plus autonome. Cependant, l'implmentation physique de la nouvelle structure du rseau est en train d'tre mise en uvre. Raison pour laquelle la solution n'a pas pu tre mise en pratique dans le rseau CRENT mais elle le sera ds la finition de la mise en uvre de la nouvelle architecture.

Webographie[1]http://www.technologuepro.com/reseaux/Configuration-avancee-dun-routeur/Configuration-du-routage-IGRP.html[2] http://fr.wikipedia.org/wiki/Virtual_Router_Redundancy_Protocol[3] http://fr.wikipedia.org/wiki/Hot_Standby_Router_ProtocolBibliographie[4] Pfsense 2 Cookbook.

Annexe I: Installation de PfsensePfsense peut-tre install sur un simple ordinateur ou sur un serveur. Tlchargeons ensuite la dernire version stable sur www.pfsense.org sous la rubrique Download. Dmarrons ensuite VirtualBox et crons une machine virtuelle comme suit:

Cliquons ensuite sur configuration puis sur Stockage et sur Ajouter CD/DVD.

Choisissons ensuite l'image iso de PfSense tlcharg sur le site officiel. Dans Rseau, activons 4 cartes rseau et relions la premire interface sur l'interface eth0 et les 3 autres sur Rseau priv hte. Assurons-nous qu'il ait des noms diffrents (Exemple: Vboxnet 2 pour la carte 2, Vboxnet 3 pour la carte 3 et Vboxnet4 pour la carte 4).

Dmarrons alors la machine virtuelle aprs tre rassur qu'elle dmarrera sur CD.

Laissons le compteur se dcrment ou choisissons l'option numro 1. Ensuite, entrons I pour dmarrer l'installation.

Cela nous conduit la configuration de la console. Acceptons les paramtres par dfaut.

Choisissons l'installation simple et rapide.

Cliquons ensuite Ok, l'installation commence donc.

Redmarrons la machine aprs avoir ject le CD.

55Prsent et soutenu par Sylvestre BELKOULAYO MBAYHAMNODJI