Documentation et émulation de la performance réseau universitaire

La performance réseau universitaire est analysée à travers l’émulation d’une partie du réseau du campus de l’université de Souk-Ahras. Cette étude met en lumière les temps de réponse, la bande passante et les problèmes de débit et de perte de paquets.

Cette étude vise à documenter et émuler une partie du réseau du campus de l’université de Souk-Ahras pour évaluer ses performances, notamment les temps de réponse et la bande passante. L’utilisation de techniques d’émulation permet de tester la structure actuelle du réseau et d’identifier des problèmes tels que le faible débit et la perte de paquets.

Université Mohamed Chérif Messadia
Souk Ahras

Faculté des Sciences et de la Technologie
Département de Mathématiques et Informatique

Filière Informatique
Spécialité Génie Logiciel

MEMOIRE
Présenté en vue de l’obtention du Diplôme de Master

Documentation et émulation d’une partie du réseau d’un campus universitaire

Par

Handel Soumia

DIRECTEUR DE MEMOIRE :
Chefrour Djalel MCB U.SOUK-AHRAS

Devant le jury

N°……/2020

Année : 2020

Résumé

De nos jours , le trafic qui passe par les réseaux informatiques exige une bande passante élevée, un temps de réponse court, un réseau fiable, des services d’application garantis et un flux de trafic optimal. Les organisations ont besoin de performances réseau optimales pour prendre en charge leurs opérations et l’évolution des besoins des clients. Par consé- quent, l’analyse des performances du réseau est très importante pour maintenir et améliorer l’efficacité du réseau de temps en temps.

La présente étude vise à documenter et émuler une partie du réseau du campus de l’université de Souk-Ahras afin d’évaluer divers aspects de sa performance, notamment les temps de réponse et la bande passante dans divers endroits de l’université.

L’utilisation d’une technique d’émulation du réseau, permet de tester la structure actuelle du réseau et toute modification future avant de l’implémenter.

Les résultats obtenus ont clairement montré certains problèmes dont souffrent le réseau du campus de l’université, tel que : le faible débit, la perte du paquet. Ainsi, la mise en oeuvre de ce projet vise à identifier les problèmes identifiés du réseau universitaire.

or

Chapitre 1 Introduction

Parallèlement au développement d’Internet, le réseau informatique a pénétré dans tous les secteurs de la société notamment dans les établissements universitaires. Un réseau universitaire est une infrastructure essentielle du système universitaire.

Un réseau de campus est bien plus qu’une simple infrastructure physique, et sa planifi- cation et construction résident dans le développement d’un environnement d’information d’impact profond sur presque tous les aspects de la vie sur le campus.

Problématique

Dans le cadre de notre travail on s’est intéressé a une étude par simulation du réseau campus de l’université de Souk Ahras afin de définir les problèmes du réseau réel et proposer des solutions. la simulation constitue un outil d’analyse qui permet :

• La détermination de l’impact à l’échelle du système des modifications «locales» du réseau
• L’amélioration des performances du système (retards, débit, etc.)
• La réduction des dépenses
• D’assurer que les objectifs de performance sont atteints avant l’achat ou la location de l’équipement
• L’identification des goulots d’étranglement avant la mise en œuvre du système.

Organisation du manuscrit

Alors dans le chapitre 02 : État de l’art on s’est intéressé sur les outils d’analyse on définissant les caractéristiques des trois fameuses notions : la simulation, l’émulation et la virtualisation. Une fois cela défini, nous comprendrons mieux pourquoi on a choisi de définir cela et pourquoi c’est si important.

Dans le chapitre 03 : Documentation du réseau du campus de l’université de Souk Ahras on a présenté une documentation du réseau du campus de l’université,faire définir ces composants et son fonctionnement, afin d’avoir dessiner la topologie selon l’environnement réseau par l’illustration des différent dispositifs existants.

Le chapitre 04 : Émulation réseau avec GNS3 consiste a mettre en oeuvre l’objectif principale dans notre étude qui réside a faire définir notre émulateur (GNS3) utiliser, ces condition d’installation et son fonctionnement pour les dispositifs d’une façon virtuel, afin que nous pouvons tester et estimer, dans des conditions quasi réelles et sans avoir à financer le matériel.

Dans le chapitre 05 : Sondage sur l’utilisation du réseau on eu recours à un sondage en ligne permettant d’avoir une base de données a laquelle une évaluation de la qualité du réseau peut être effectuer, et ce d’après les avis de ses utilisateurs.

Le chapitre 06 : Génération et analyse du trafic est considéré comme le fruit d’effort pour notre projet, il consiste a une génération du trafic et un teste de comportement de notre réseau par l’utilisation des différents outils de ligne de commande(iperf3,etc.) pour améliorer, évaluer les performance et les capacités afin de trouver les goulots d’étranglement potentiels, les échecs, entre autres problèmes.

Et on termine notre étude par le chapitre 07 : Conclusion et perspectives qui englobe les résultats obtenus avec un petit résumé sur qu’es ce que on a appris durant cette étude avec une liste de perspectives.

Chapitre 2 Etat de l’art

Introduction

De nos jours, les progrès de la technologie sans fil augmentent rapidement. Dans les réseaux informatiques, les protocoles non éprouvés ne peuvent pas être initiés à grande échelle en raison de l’indécision de son succès. Ainsi, les derniers protocoles sont testés grâce à la modélisation analytique sinon à des outils de simulation. Si les derniers protocoles montrent de bons résultats après la simulation, alors les protocoles seront exécutés dans le monde réel.

La simulation réseau

La simulation réseau est la méthode courante et la plus utile, utilisée pour calculer diverses topologies de réseau à l’exclusion de la mise en œuvre dans le monde réel.

Celles-ci sont largement utilisées pour estimer de nouvelles théories et hypothèses, vérifier les modèles analytiques, généraliser les résultats de mesure, évaluer les performances des nouveaux protocoles en cours de développement, ainsi que pour comparer les protocoles existants [4].

Les outils de simulation réseau

Il existe différents types de simulateurs, mais leur sélection dans les travaux de recherche est essentielle selon leurs caractéristiques, par exemple : NS2, NS3 , NetSim, OMNeT ++, OPNET, etc.

Networks simulator NS-2

Le simulateur de réseau le plus répandus et le plus célèbre est le NETWORKS SIMU- LATOR ns-2 , il s’agit d’un simulateur a discrétion , il est disponible gratuitement , sans code source est ouvert à la communautés, cette ouverture a permis de l’enrichir au fils de temps pour les recherches liées aux réseaux de communication dans le but de définir et de simuler les noeuds de ces réseaux ( il gère la mobilités de ces noeuds dans le temps) , de les positionner sur un plan virtuelle des mobiles équiper d’émetteur radio [9].

• NS2 est implémenté en utilisant une combinaison de OTCL (pour les scripts décrivant la topologie du réseau) et C ++ (Le cœur du simulateur).
• Ce système a été choisi au début des années 1990 pour éviter la recompilation de C ++ car il prenait beaucoup de temps avec le matériel disponible à l’époque, la recompilation OTCL prend moins de temps que C ++.

Network simulator NS-3

Ce type de simulateur est principalement conçu à des fins d’enseignement et de recherche. Comparé au type Ns2, il utilise Python pour mieux fonctionner en raison du faible niveau d’abstraction. Les modules de Ns3 incluent des protocoles et des périphériques réseau, écrits dans les langages de C ++, Python [1].

OMNET ++

OMNET ++ est un acronyme de Objective Modular Network Test basé sur C ++, qui est une architecture modulaire et ouverte basée sur des composants à usage général pour un cadre de simulation basé sur des événements discrets. Il est utilisé principalement pour le réseau informatique. Réseau adhoc pour véhicules et simulation de réseau de files d’attente [21].

Simulator of Urban Mobility SUMO

Le SUMO est un logiciel de simulation de trafic routier , open source sous licence ONU public OPL , il est disponible pour Windows et linux ,son développement a débuté en 2002, le but souhaité des développeurs est de fournir au monde académique un outils de travail permettant de modéliser le réseau routier en milieux urbain ou chaque véhicule a son propre chemin et son comportement est vivant comme le changement de voie il est très portable et demande seulement la mise en place des bibliothéque C++ [10].

Émulation de réseau

Il s’agit d’un type de méthode utilisée pour tester l’action d’applications réelles sur un réseau virtuel. Ceci est différent de la simulation de réseau où seule une forme mathématique de trafic, de canaux, de protocoles et de modèles de réseau est appliquée. La fonction principale de celui-ci est d’évaluer les performances, d’estimer l’impact du changement et, par ailleurs, d’optimiser la prise de décision en matière de technologie, tel que : GNS3, Packet Tracer

La principale différence entre la simulation et l’émulation et que la dernière permet d’exécuter des applications réelles, telles quelles, au lieu d’un code simulé. Dans le cas des réseaux, l’émulation permet d’exécuter les logiciels réels (firmwares) des routeurs, des switchs, des serveurs et des noeuds réseaux. Cette exécution utilise la virtualisation et a donc lieu dans une station de travail au lieu du matériel réel. Inévitablement nous rencontrerons le terme virtualisation si on a passé par la simulation et l’émulation. Alors c’est quoi une virtualisation ?

Virtualisation

La virtualisation veut dire la possibilité de tourner une application ou un système logiciel entier (y compris le système d’exploitation) dans un autre système. Même si les deux sont destinés à des architectures matériel différentes.

Avec la virtualisation, nous divisons un système physique unique en divers environne- ments indépendants, appelés machines virtuelles. Il nous aide à créer plusieurs simulations informatiques avec des ressources dédiées à partir du matériel hôte [17].

En résume que l’objectif principal de la virtualisation est de gérer les charges de travail en transformant radicalement l’informatique traditionnelle pour la rendre plus évolutive.

Techniques de virtualisation

Afin de créer et fait fonctionner des machines virtuelles (VM) distinctes, plusieurs techniques de virtualisation ont été développer, ils s’agit des hyperviseurs, par exemple : JVM Java, VirtualBox, VMWare, etc.

Oracle et VMware sont des leaders dans la fourniture de solutions de virtualisation dans le secteur informatique moderne.

VirtualBox

Un logiciel open source de virtualisation. Oracle a fournit VirtualBox en tant qu’hypervi- seur pour créer et exécuter des machines virtuelles (VM) où l’utilisateur peut exécuter un autre OS (système d’exploitation) [2].

VMware

Aussi c’est un logiciel d’hyperviseur, qui crée et exécute une machine virtuelle, fournit plusieurs produits pour exécuter des VM dans différents cas d’utilisation [7].

Les deux plates-formes sont rapides, fiables et incluent un large éventail de fonctionnalités intéressantes.

Java Virtual Machine

JVM est une machine virtuelle que Java utilise pour exécuter des programmes Java, de sorte que le développeur ne compile le code qu’une fois, puis le programme peut être exécuté sur d’autres systèmes d’exploitation et architectures sans le recompiler [5].

Conclusion

En résume, Un simulateur de réseau nous aiderons à concevoir un réseau à partir de zéro sans avoir besoin des appareils physiques. Une fois ce réseau conçu et construit, un émulateur de réseau nous permettront à tester et à valider les performances des applications, à dépanner et à fournir une proof of concept.

Et pour cette raison on vas utiliser GNS3 l’un des émulateurs réseaux open source les plus connus.

Dans le chapitre suivant on vas documenter, déterminer la topologie du réseau de l’uni- versité avec une spécification de chaque dispositif utiliser.