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RÉSUMÉ
L’hybridation des réseaux s'impose comme une solution stratégique exploitant la diversité des infrastructures actuelles (satellites GEO/LEO, réseaux fixes et mobiles). En multipliant les chemins de données, elle optimise la performance, la flexibilité et la résilience des services numériques.
Cet article analyse les enjeux d'interopérabilité et les solutions techniques, du modèle OSI aux couches applicatives, pour mettre en œuvre cette connectivité multidomaine. Il détaille des architectures convergentes et explore l'hybridation « multimission ».
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Nicolas KUHN : Architecte SATCOM - Thales Alenia Space, Toulouse, France
INTRODUCTION
L’hybridation des réseaux constitue aujourd’hui une opportunité majeure rendue possible par la multiplicité des infrastructures de connectivité. La coexistence d’opérateurs géostationnaires (GEO) et non géostationnaires (NGSO), d’opérateurs fixes et mobiles, ainsi que de fournisseurs de services intégrant plusieurs technologies de connectivité (par exemple satellite, cellulaire et terrestre), ouvre la voie à de nouveaux modèles d’architecture réseau.
Cette évolution est également facilitée par la diversité des interfaces réseau disponibles côté utilisateur et côté infrastructure, permettant l’utilisation simultanée ou alternée de plusieurs accès. Dans ce contexte, l’hybridation des réseaux apparaît comme un levier clé pour améliorer la performance, la résilience et la flexibilité des services numériques.
L’hybridation des réseaux vise à permettre à une connexion d’échanger des données (pouvant être multimédia) entre deux utilisateurs distants en utilisant différents chemins dans le réseau, en simultanée ou pas. Définir plusieurs chemins dans une infrastructure de télécommunication peut se faire à différents niveaux du modèle Open Systems Interconnection (OSI). Quel que soit le niveau considéré pour permettre une hybridation de réseau, cela peut soulever des enjeux importants d’interopérabilité et de besoin de standards communs.
Cet article présente les enjeux associés à l’introduction d’hybridation multidomaine, en présentant différentes approches techniques permettant la mise en œuvre de ce type de service réseaux. L’article identifie aussi des architectures convergentes permettant de supporter différents scénarios d’hybridation multidomaine.
Cet article est structuré de la manière suivante :
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au § 1, on cite les besoins auxquels répond l’hybridation des réseaux et les enjeux associés ;
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au § 2, on détaille des protocoles de transport ou applicatif permettant une hybridation de bout en bout ;
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au § 3, se trouvent les solutions au niveau réseau permettant une hybridation des réseaux ;
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au § 4, on propose quelques architectures, exploitant les protocoles définis aux § 2 et 3 et permettant de fournir un service d’hybridation.
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Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
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3. Déploiement au sein du réseau : niveaux 2 et 3
Ce chapitre aborde une autre approche consistant à implémenter l’hybridation directement au sein du réseau, via des mécanismes de niveau 2 ou de niveau 3 du modèle OSI.
3.1 Hybridation de niveau liaison de donnée
L’hybridation de niveau liaison de données peut être vue comme l’utilisation conjointe de l’ensemble des liens physiques reliant deux switchs distincts.
Si chacun des deux commutateurs a 5 interfaces à 10 Gbps disponibles, le débit maximal entre les deux commutateurs peut passer de 10 Gbps à 50 Gbps. Ce mécanisme est présenté en figure 3.
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Une approche simpliste pour mettre en œuvre cette hybridation serait de distribuer les paquets de manière proportionnée entre les liens disponibles, en servant chacun des liens l’un après l’autre. Un algorithme d’ordonnancement appelé Weighted Round Robin (WRR) consiste alors à distribuer les données sur les liens disponibles en mettant un poids à chaque lien pour allouer plus de données à un lien par rapport à un autre.
Cette approche rencontre d’importants soucis opérationnels, notamment du fait de l’importance d’être tolérant aux pannes. C’est pour cette raison que les implémentations modernes utilisent le mode hash-based per-flow et non un ordonnancement par paquet car il peut provoquer un réordonnancement massif.
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Pour répondre à cet enjeu (et un ensemble d’autres enjeux opérationnels), le protocole Link Aggregation Control Protocol (LACP) est un protocole standardisé (initialement standardisé par IEEE 802.3ad, puis intégré dans la suite IEEE 802.1AX) qui permet d’agréger plusieurs liens physiques Ethernet en un seul lien logique. Afin de mettre en place une hybridation des liens, les deux extrémités du réseaux échanges des LACP Data Unit (LACPDU), qui contiennent le numéro de port concerné, une clé et des éléments de statut (timeout, disponibilité pour participer à un agrégat, etc.). Associé à cela, une machine à état permet d’établir et d’orchestrer les enchaînements d’états pour émettre ou recevoir des paquets de données.
Cette technologie ne se contente pas de multiplier les débits ; elle instaure une véritable...
Déploiement au sein du réseau : niveaux 2 et 3
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_OSI
-
(2) - STEWART (R.), TÜXEN (M.), NIELSEN (K.) - RFC 9260 – Stream Control Transmission Protocol (2022). - PDF disponible en ligne https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9260.pdf
-
(3) - THOMSON (M.) - RFC 8999 – Version-Independent Properties of QUIC (2021). - PDF disponible en ligne https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc8999.pdf
-
(4) - IYENGAR (J.), THOMSON (M.) - RFC 9000 – QUIC : A UDP-Based Multiplexed and Secure Transport (2021). - PDF disponible en ligne https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9000.pdf
-
(5) - THOMSON (M.), TURNER (S.) - RFC 9001 – Using TLS to Secure QUIC (2021). - PDF disponible en ligne https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9001.pdf
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(6) - IYENGAR (J.), SWEET (I.) - RFC 9002...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Centre National d’Études Spatiales (CNES)
European Space Agency (ESA)
IMT Atlantique
https://www.imt-atlantique.fr/fr
ISAE-SUPAERO
TéSA
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
ANFR (Agence Nationale des Fréquences)
Broadband Forum
https://www.broadband-forum.org/
Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS)
DVB Project (Digital Video Broadcasting)
ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
FCC (Federal Communications...
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