I-Réseaux Actifs

1
INTRODUCTION DU PROJET. ........................................................................................................................ 4
I-RÉSEAUX ACTIFS. [4], [5], [6], [7]. ................................................................................................................ 5
A-RÉSUMÉ. .......................................................................................................................................................... 5
B-QUE SONT LES RÉSEAUX ACTIFS? ................................................................................................................... 5
C-ACCÉLÉRANT L’INNOVATION DE L’INFRASTRUCTURE. ................................................................................. 7
D- UN CADRE (STRUCTURE) POUR LES RECHERCHES DANS LES RÉSEAUX ACTIFS. ........................................... 8
E- ACTIVE NETWORK ENCAPSULATION PROTOCOL (ANEP). ......................................................................... 9
F- UN CADRE ARCHITECTURAL POUR LES RÉSEAUX ACTIFS. .......................................................................... 10
f.1)Introduction et rationnel. ......................................................................................................................... 10
f.2)Les Concepts de base et Nomenclature. .................................................................................................. 10
f.3)Réseaux actifs et interfaces de programmation. ...................................................................................... 11
f.4)Les principes fondamentals. .................................................................................................................. 122
f.5)Les objectifs. ........................................................................................................................................... 12
f.6)Architecture. ............................................................................................................................................ 13
f.6.1)Les composants d’un nœud actif. ....................................................................................................................... 13
f.6.2)Le Traitement Générale des Paquets................................................................................................................... 14
f.6.3)Active Network Encapsulation Protocol (ANEP). .............................................................................................. 15
f.6.4)Systèmes terminaux et systèmes intermédiaires. ................................................................................................ 16
f.7)Environnements d’exécution. .................................................................................................................. 16
f.7.1)Communication inter-EE. ................................................................................................................................... 17
f.7.2)Définissant et installant nouveaux EEs. .............................................................................................................. 17
f.8)Système d’exploitation du nœud “Node Operating System”. .................................................................. 17
f.8.1)Les hypothèses (suppositions) “assumptions” de confiance. .............................................................................. 18
f.8.2)Les principals. .................................................................................................................................................... 18
f.8.3)Les canaux. ......................................................................................................................................................... 18
f.9)Les interfaces. .......................................................................................................................................... 20
f.9.1)Interface EE-Node OS. ....................................................................................................................................... 20
f.9.2)Interface EE-Application. ................................................................................................................................... 20
f.9.3)Interface Management EE. ................................................................................................................................. 20
f.10)Les considérations de l’architecture du réseau. ..................................................................................... 20
f.10.1)Mécanismes de conservation de ressource. ....................................................................................................... 20
f.10.2)Information indépendante-EE. .......................................................................................................................... 21
f.10.3)Objets et services communs. ............................................................................................................................. 22
f.11)Les stratégies d’évolution. ..................................................................................................................... 23
f.12)Applications. .......................................................................................................................................... 23
f.12.1)Exemples. ......................................................................................................................................................... 23
f.12.2)Distribution vidéo multicast “Multicast Video Distribution”. .......................................................................... 25
f.13)Les plateformes. .................................................................................................................................... 26
f.13.1)Active Node Transport System (ANTS) du MIT:............................................................................................. 26
f.13.2)Switchware Active Network Architecture de l’université de Pennsylvania: ..................................................... 26
f.13.3)Smart Packets au BBN: .................................................................................................................................. 277
II-QUALITÉ DE SERVICE. [1], [9]. ................................................................................................................ 28
A)COUCHE RÉSEAU. .......................................................................................................................................... 28
a.1) Introduction. ........................................................................................................................................... 28
a.1.1) La couche réseau. .............................................................................................................................................. 28
a.1.2)Le contrôle de flux et de congestion................................................................................................................... 28
a.1.3)Le routage. ......................................................................................................................................................... 28
a.1.4)Les grands types d’adressage. ............................................................................................................................ 29
B)FONCTIONNEMENT DE L’INTERNET. ............................................................................................................ 29
b.1)l’adressage IPv4. ..................................................................................................................................... 30
b.2) ARP/RARP: protocoles de résolution des adresses. .............................................................................. 31
b.3) Le DNS (Domain Name Service.). ........................................................................................................ 31
b.4) L’architecture IP. ................................................................................................................................... 31
C)IP: INTERNET PROTOCOL. ........................................................................................................................... 32
c.1)IPv4. ........................................................................................................................................................ 32
c.2)IPv6. ........................................................................................................................................................ 33
D) LE ROUTAGE IP. ........................................................................................................................................... 35
d.1)Routage et Qualité de Service. ................................................................................................................ 35
 Existence de politiques différentes. ....................................................................................................... 36

2
d.1.1)QoS Routing (QoSR). ........................................................................................................................................ 36
d.1.2)Intradomain QoSR. ............................................................................................................................................ 36
d.1.3)Interdomain QoSR. ............................................................................................................................................ 36
d.1.4)Extensions RSVP pour le routage. ..................................................................................................................... 37
E) QUALITÉ DE SERVICE. .................................................................................................................................. 37
e.1) Qualité de Service, vous avez dit Qualité de Service? ........................................................................... 37
e.2) Critères de Qualité de Service dans l'Internet. ....................................................................................... 37
e.3) Mesurer la Qualité de Service. ............................................................................................................... 39
e.4) QoS mode d'emploi. ............................................................................................................................... 40
e.5) Conclusion. ............................................................................................................................................ 40
e.6) Protocole de niveau transport. ................................................................................................................ 41
e.6.1)UDP: Service de transport non fiable. ................................................................................................................ 41
e.6.2)TCP: Un service de transport fiable. .................................................................................................................. 41
F) PROTOCOLE POUR ASSURER UNE QOS: ....................................................................................................... 41
f.1)RSVP (Ressource RserVation Protocol). ................................................................................................ 41
f.1.1)Les modules relatifs à RSVP dans un noeud: ..................................................................................................... 42
f.1.2)La réservation RSVP est dynamique: ................................................................................................................. 42
f.1.3)Les flux de données: ........................................................................................................................................... 43
f.1.4)Les types de réservation: .................................................................................................................................... 43
f.1.5)Le type des messages:......................................................................................................................................... 44
f.1.6)Généralités: ......................................................................................................................................................... 45
f.2) Implémenter la Qualité de Service (classes de service différenciées). ................................................... 45
III-ÉTUDE DE LA PLATEFORME ANTS. [2], [3]. ....................................................................................... 49
A)ARCHITECTURE DU PROTOCOLE ANTS. ..................................................................................................... 49
a.1)Les protocoles et les capsules. ................................................................................................................ 49
a.2)Les nœuds actifs. ..................................................................................................................................... 51
a.3)Distribution du code. ............................................................................................................................... 53
B) PROGRAMMATION AVEC ANTS. ................................................................................................................. 55
b.1) Hôte Mobile “Mobile Host”................................................................................................................... 55
b.2) Multicast. ............................................................................................................................................... 56
C)PROTOTYPE D’IMPLÉMENTATION................................................................................................................ 58
D) UNE VUE DU MODÈLE DE PROGRAMMATION “PROGRAMMING MODEL OVERVIEW”. ............................ 60
E) CAPSULE. ...................................................................................................................................................... 61
F) NŒUD “NODE”. ............................................................................................................................................ 62
G)EXTENSION “EXTENSION”. .......................................................................................................................... 63
H)PROTOCOLE “PROTOCOL”. ......................................................................................................................... 64
I)APPLICATION. ................................................................................................................................................ 65
J)CONFIGURATION. .......................................................................................................................................... 65
IV-COMPARAISON ENTRE RÉSEAUX PROGRAMMABLES. [8]. ......................................................... 66
A)INTRODUCTION. ............................................................................................................................................ 66
B)MÉTHODOLOGIES. ........................................................................................................................................ 66
C)MODÈLE DU RÉSEAU PROGRAMMABLE. ....................................................................................................... 68
c.1)Communications et Calcul. ..................................................................................................................... 68
c.2)Kernel du nœud. ...................................................................................................................................... 69
c.3)Environnement de programmation du réseau. ......................................................................................... 69
c.4)Architecture d’un réseau programmable. ................................................................................................ 70
D)RÉSEAUX PROGRAMMABLES. ....................................................................................................................... 70
d.1)Caractéristiques. ...................................................................................................................................... 71
d.2)Technologie d’Interconnexion. ............................................................................................................... 71
d.2.1)Réseaux IP: Smart Packets. ................................................................................................................................ 71
d.2.2)Réseaux ATM: xbind. ........................................................................................................................................ 72
d.2.3)Réseaux Mobiles: Mobiware. ............................................................................................................................ 72
d.3)Niveau de Programmation. ..................................................................................................................... 72
d.3.1)Capsules: ANTS. ............................................................................................................................................... 73
d.3.2)Extensions Actives: Switchware. ....................................................................................................................... 73
d.3.3)Langages de Composition: CANEs. .................................................................................................................. 73
d.3.4)APIs du Réseau: xbind. ...................................................................................................................................... 74
d.4)Abstractions des communications programmables. ................................................................................ 74
d.4.1)Abstractions d’un Nœud Actif: NodeOS. .......................................................................................................... 74

3
d.4.2)Réseaux actifs virtuels: Netscript. ...................................................................................................................... 75
d.4.3)Réseaux ATM virtuels: Tempest. ...................................................................................................................... 75
d.5)Domaines Architecturales. ...................................................................................................................... 75
d.5.1)niveau application: Services actifs. .................................................................................................................... 75
d.5.2)Management de Ressources: Darwin. ................................................................................................................ 76
d.5.3)Management du Réseau: Smart Packets. ............................................................................................................ 76
E)DISCUSSION. .................................................................................................................................................. 77
e.1)Comparaison. .......................................................................................................................................... 77
e.2)Interfaces Ouvertes Programmbles. ........................................................................................................ 77
e.3)Virtualisation et Partage de Ressource. ................................................................................................... 77
e.4)Interconnexion Virtuelle Programmable. ................................................................................................ 78
e.5)Réseaux Spawning. ................................................................................................................................. 78
F)CONCLUSION. ................................................................................................................................................ 79
CONCLUSION. .................................................................................................................................................. 82
LISTES DES FIGURES: .................................................................................................................................... 83
LISTES DES TABLES: ...................................................................................................................................... 83
RÉFÉRENCES. ................................................................................................................................................... 84

4
Introduction du Projet.
Notre projet est divisé en quatre parties qui décrivent le réseau actif, la qualité de
service, la plateforme ANTS d’une manière bien maîtrisée et à la fin on décrit les réseaux
programmables d’une façon générale.
La première partie étudie le réseau actif en donnant ses deux approches, l’approche
discrète et l’approche intégrée, puis on donne une vue architecturale d’un nœud actif en
décrivant ses composantes, qui sont le NodeOS et l’Environnement d’Exécution avec ses
machines virtuelles, et les différentes interfaces entre les différents composantes. Ensuite, on
donne quelques applications concernant les réseaux actifs (comme multicast, qualité de
service,etc…). Et à la fin, on donne quelques plateformes concernant les réseaux actifs (par
exemple, ANTS, etc…).
La deuxième partie étudie la couche IP avec ses différentes fonctionnalités les plus
importantes et donne une vue générale concernant la qualité de service sur IP avec les
différents problèmes qu’ils rencontrent pour être réalisée et les solutions possibles. Et puis, on
donne deux protocoles pour réaliser une QoS qui sont RSVP et la différenciation de service.
La troisième partie étudie la plateforme ANTS en donnant une vue architecturale, et
deux applications qui sont le multicast et le l’hôte mobile. Puis on donne en détail le
prototype d’implémentation qui a été réalisé. Et enfin, on donne un modèle de programmation
sur ANTS avec les différentes classes qui peuvent être utilisées pour créer des nouvelles
classes et quelles sont les méthodes héritées.
La quatrième partie concerne les réseaux programmables qui sont étudiés par les deux
approches AN “Active Network” de DARPA, et Opensig qui est établie par des séries de
travails internationnalles. Puis on donne un modèle généralisé des réseaux programmables
avec ses composantes générales et leur caractéristiques. Ensuite, on étudie des projets
différents, concernant les deux approches, selon un certain nombre de critères. Et à la fin, on
compare d’une manière générale les différents projets étudiés précédement entre eux et avec
le modèle généralisé des réseaux programmables selon certains critères et en donnant les
points de différence et les points communes pour ses projets, et ensuite on les représente dans
une table générale.

5
I-Réseaux Actifs. [4], [5], [6], [7].
a-Résumé.
Le réseau actif est une nouvelle approche pour l’architecture des réseaux dans laquelle
les commutateurs des réseaux personnalisent des calculs sur les messages qui les traversent.
Cette approche est motivée par les applications les plus importantes des utilisateurs “lead user
applications” qui exécutent le calcul motivé par les utilisateurs dans les nœuds du réseau
d’aujourd’hui, et l’émergence de la technologie “code mobile” qui offre l’innovation
dynamique des services du réseau.
b-Que sont les réseaux actifs?
Dans un réseau actif, les routeurs ou les commutateurs du réseau personnalisent des
calculs sur les messages passant par eux. Par exemple, un utilisateur d’un réseau actif peut:
envoyer un programme “trace” à chaque routeur, et arranger pour que le programme soit
exécuter quand ses paquets sont acheminés. Figure 1 illustre comment les routeurs d’un
réseau IP peuvent être augmentés pour exécuter tel traitement personnalisé sur les
datagrammes qui les traversent. Ces routeurs actifs peuvent encore interopérer avec des
“routeurs normals”, qui manifestement acheminent les datagrammes d’une manière
traditionnelle. Ces réseaux sont actifs dans le sens que les nœuds font des calculs sur, et
modifient, le contenu du paquet. En plus, ce traitement peut être personnalisé par utilisateur
ou par applications de base. D’autre part , le rôle du calcul avec les paquets traditionnels,
comme Internet, est extrêmement limité. Bien que les routeurs peuvent modifier l’en-tête du
paquet, ils laissent passer les données de l’utilisateur d’une manière opaque sans les
examinées ou les modifiées. En outre, le calcul sur l’en-tête et les actions des routeurs
associés sont spécifiées indépendamment du processus de l’utilisateur ou de l’application qui
génére le paquet.
Le concept des réseaux actifs fut le résultat de réflexions de la communauté de
recherche DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) en 1994 et1995 sur l’avenir
des réseaux. Plusieurs problèmes concernant les réseaux d’aujourd’hui furent ainsi identifiés:
 la difficulté d’intégrer de nouvelles technologies et standards dans l’infrastructure du
réseau,
 la faible performance due aux opérations redondantes au niveau de plusieurs couches
protocolaires, et
 la difficulté d’intégrer de nouveaux services dans le modèle de l’architecture existante.