Code
IUYF NET 8462
Niveau
L3
Graduate
UnderGraduate
Semestre
Spring
Domaine
Réseaux
Programme
Programme Ingénieur
Langue
Français/French
Crédits ECTS
4
Heures programmées
45
Charge de travail
45
Coordonnateur(s)
Département
- Réseaux et Services Multimédia Mobiles
Equipe pédagogique
Organisation
Cours/TD/TP/projet/examen : 17h/3,5h/15,5/3h/6hAcquis d'apprentissage
À la fin de ce cours, les étudiants seront capables de :
- Expliquer l’évolution des réseaux, depuis les réseaux télécoms traditionnels jusqu’aux architectures convergentes tout-IP, mobiles, programmables, virtualisées et automatisées ;
- Distinguer les principaux plans d’une architecture réseau — plan de données, plan de contrôle et plan de gestion — et analyser leur rôle dans les réseaux traditionnels, MPLS, SDN et NFV ;
- Décrire le fonctionnement du routage IP avancé et du routage inter-domaine, notamment les notions de systèmes autonomes, IGP/EGP, eBGP/iBGP, politiques de routage, sélection de routes et ingénierie de trafic avec BGP ;
- Expliquer les principes de MPLS, notamment les notions de label, FEC, LSP, LER, LSR, LIB/LFIB, distribution de labels, qualité de service, et ingénierie de trafic ;
- Comparer les architectures réseau traditionnelles, MPLS, SDN et NFV selon des critères de scalabilité, flexibilité, performance, coût, automatisation, etc. ;
- Décrire les principes et architectures des réseaux logiciels, en particulier la séparation du plan de contrôle et du plan de données, le rôle du contrôleur SDN, les interfaces northbound/southbound et les protocoles associés tels qu’OpenFlow, NETCONF, RESTCONF, OVSDB et P4 ;
- Mettre en œuvre et expérimenter des scénarios SDN simples à l’aide d’environnements de simulation ou d’émulation, notamment pour la découverte de topologie, l’injection de règles de forwarding et l’observation du comportement du réseau ;
- Expliquer les concepts fondamentaux de la virtualisation, du cloud computing et de la NFV, notamment les machines virtuelles, les conteneurs, les VNFs, les services réseau, le chaînage de fonctions et le network slicing ;
- Décrire l’architecture ETSI NFV, en particulier les rôles de la NFVI, des VNFs, du VIM, du VNFM et du NFVO dans la gestion et l’orchestration des services réseau ;
- Développer des applications réseau simples en langage C à l’aide de l’API sockets, en mettant en œuvre les mécanismes de communication client/serveur, d’échange de messages et de gestion des connexions.
Compétences CDIO
- 1.2 - Connaissance des principes fondamentaux d'ingénierie
- 2.1 - Raisonnement analytique et résolution de problèmes
- 2.1.2 - Modélisation
- 2.1.5 - Solutions et recommandations
- 2.2.2 - Etat de l'art
- 2.3 - Pensée systémique
- 2.3.1 - Penser globalement
- 2.3.2 - Emergence et interactions dans les systèmes
Contenu
Ce cours a pour finalité de donner aux élèves ingénieurs une vision complète de l’évolution, du fonctionnement et de la mise en œuvre des réseaux avancés. Il permet de comprendre comment les réseaux sont passés d’architectures spécialisées et rigides à des infrastructures convergentes, tout-IP, mobiles, programmables, virtualisées et automatisées.
Le module vise à former les étudiants à l’analyse, l’expérimentation et l’évaluation des technologies structurantes des réseaux modernes : routage inter-domaine avec BGP, réseaux opérateurs avec MPLS, réseaux logiciels avec SDN, virtualisation et orchestration des fonctions réseau avec NFV, ainsi que programmation réseau en C à travers l’API sockets. Les étudiants seront amenés à relier les concepts théoriques aux pratiques d’ingénierie réseau à travers des travaux dirigés et des travaux pratiques portant sur la configuration, l’émulation, le déploiement et l’observation de services réseau.
Programme d’enseignement proposé
1. Introduction à l’évolution des réseaux
* Rappels sur les fonctions fondamentales d’un réseau ;
* Évolution historique des réseaux télécoms, informatiques et audiovisuels ;
* Convergence vers les réseaux tout-IP ;
* Évolution des réseaux mobiles de la 2G à la 5G ;
* Rôle de la gestion des réseaux, des systèmes OSS/BSS et de leur évolution vers l’automatisation ;
2. Routage avancé et protocole BGP
* Rappels sur le routage IP, les tables de routage et les tables d’acheminement ;
* Rôle de BGP dans le routage inter-domaine ;
* Sessions BGP, voisinage, messages et attributs ;
* Distinction entre eBGP et iBGP ;
* Sélection de routes, politiques de routage et résolution récursive ;
* Relations entre systèmes autonomes : transit, peering, client-fournisseur ;
* Full mesh iBGP, route reflectors et scalabilité ;
3. MPLS et réseaux opérateurs
* Limites du routage IP classique dans les réseaux de coeur ;
* Origine et rôle de MPLS dans les réseaux opérateurs ;
* Principe de la commutation par labels ;
* Architecture MPLS et séparation entre plan de contrôle et plan de données ;
* Distribution des labels avec LDP et RSVP-TE ;
* MPLS Traffic Engineering ;
* Qualité de service dans MPLS ;
* Services MPLS et VPN ;
* Évolutions : Segment Routing et SD-WAN ;
4. Réseaux logiciels — SDN
* Limites des réseaux traditionnels : contrôle distribué, complexité de gestion, hétérogénéité, coût d’exploitation ;
* Principes des réseaux programmables ;
* Séparation du plan de contrôle, du plan de données et du plan de gestion ;
* Architecture SDN : applications, contrôleur, infrastructure réseau ;
* Cas d’usage SDN ;
5. Virtualisation, cloud computing et NFV
* Principes de la virtualisation des ressources informatiques ;
* Principes fondamentaux du cloud computing ;
* Introduction à la virtualisation des fonctions réseau ;
* Architecture NFV et cadre ETSI ;
* Orchestration et automatisation des services réseau ;
* Cas d’usage NFV, cloud RAN, edge computing, 5G et IoT ;
* TP.
6. Programmation réseau en C
* Introduction à la programmation réseau ;
* Modèle client/serveur ;
* API sockets en langage C ;
* Développement d’applications réseau simples ;
* TP
7. Projet bibliographique et ouverture vers la recherche :
* Analyse d’articles scientifiques ou techniques récents sur les réseaux avancés.
Evaluation
CC : TP noté (1/3) ;
Projet en groupe noté (1/3)
CF1 : Devoir sur table ou Moodle
CF2 : Devoir sur table ou Moodle, ou travail de recherche
La NF2 obtenue par un étudiant est automatiquement écrêtée à 13/20 quelle que soit la note de CF2 attribuée.