EPNET III

par Georges Aubry, Yves Despond et Mireille Goud, SIC-Téléinformatique

TABLE DES MATIERES

Le réseau de l'EPFL a commencé avec le projet EPNET. Il n'y avait pas de numéro car on ne pensait peut être pas que les réseaux allaient évoluer aussi vite. Le projet EPNET avait permis de créer le réseau de l'EPFL principalement basé sur Ethernet. Ensuite, il y a eu EPNET II qui a introduit la technologie de réseau sur fibres optiques avec FDDI. L'épine dorsale FDDI de l'EPFL a été créée, puis il y a eu des épines dorsales FDDI dans certains départements et des salles de stations équipées de réseau FDDI. La technologie des réseaux a encore beaucoup évolué depuis ce dernier projet et les réseaux FDDI apparaissent maintenant comme chers et bientôt obsolètes. Il nous faut explorer les nouvelles technologies et nous présentons dans cet article nos motivations principales pour faire évoluer le réseau actuel.

Evolution du réseau

Nouveau câblage

L'infrastructure de l'EPFL est en transformation. D'ici 1998, tous les bâtiments du campus d'Ecublens seront câblés ou recâblés selon le nouveau principe de câblage (sous réserve d'attribution des moyens financiers planifiés).
Actuellement, les bâtiments suivants sont déjà équipés du nouveau système de câblage : Informatique (IN), Électricité (EL), Matériaux (MX), Physique (PH), Services (BES), Mécanique (ME), Mathématique (MA).
Les bâtiments suivants seront recâblés durant les prochaines années au rythme de 2 à 3 par an : Génie Civil (GC), Génie Rural (GR), Centre Ouest (CO), Centre Midi (CM), Centre EST (CE), Chimie (CH), Bibliothèque Centrale (BIB).
Certains bâtiments seront câblés ou recâblés entre 1995 et 1998. Nous désirons équiper ces bâtiments avec la technologie la plus moderne possible au moment de leur câblage. Nous prévoyons donc de faire évoluer le choix des équipements actifs afin d'installer des équipements permettant la meilleure évolution vers le réseau EPNET III.

Réseaux virtuels

Actuellement la réalisation de groupes de travail (ou réseau virtuel) est limitée à des machines étant connectées derrière un même sous-réseau. La nouvelle technologie permettra de créer des groupes de travail avec des machines réparties sur le site de l'EPFL. La création de réseaux virtuels facilitera la gestion des changements d'appartenance d'utilisateurs à divers groupes de travail. Ces modifications ne nécessiteront plus d'intervention au niveau de la connexion physique des machines.

Connexions multistandards

Actuellement, les machines de l'EPFL sont équipées d'interfaces Ethernet ou FDDI. Nous avons réussi à nous limiter à ces 2 standards. Mais en ce moment, plusieurs spécifications de réseau ont été standardisées ou sont en cours de standardisation. Nous devons donc prévoir des équipements qui permettront de connecter des machines utilisant des standards différents sur le réseau de l'EPFL.

Infrastructure en étoile

Les réseaux utilisés jusqu'à présent fonctionnent tous sur le principe de la bande passante partagée. C'est à dire que la capacité de transmission est partagée entre tous les utilisateurs connectés sur le même réseau. Par exemple, toutes les machines connectées au même réseau Ethernet partagent la bande passante de 10 Mbits/s.
On assiste maintenant à une évolution vers un principe de bande passante dédiée. C'est à dire que chaque machine a une liaison privée avec le commutateur auquel elle est connectée. Ce principe est déjà utilisé pour le téléphone, où chaque poste a sa propre ligne jusqu'au central le plus proche. Par conséquent, la topologie des réseaux informatiques évolue d'une structure en bus ou en anneau vers une structure en étoile, en arbre ou maillée.

Les besoins en bande passante

Notre parc informatique est en constante évolution aussi bien au niveau des stations de travail que des ordinateurs individuels. La puissance des machines ne fait qu'augmenter à chaque nouveau modèle introduit sur le marché. Cette puissance leur donne des possibilités de transfert à grande vitesse sur le réseau. Les nouvelles applications, basées sur le principe de client-serveur (exemple Mosaic, NFS) ou de style Mbone, exécutées par un grand nombre d'utilisateurs engendrent un trafic croissant sur le réseau.
Actuellement, nous utilisons FDDI pour répondre au besoin de réseaux rapides. La technologie FDDI est restée chère. Elle ne fonctionne pas de façon satisfaisante sur des réseaux qui comportent un grand nombre d'éléments. Elle a aujourd'hui l'avantage d'être un standard bien expérimenté qui nous permet d'interconnecter facilement des matériels de constructeurs différents.

Choix de la bande passante suivant les besoins

Lorsque nous décidons d'équiper une salle de stations avec des interfaces FDDI, nous installons une interface par machine. Toutes les machines ont un accès à 100 Mbits par seconde et elles se partagent cette bande passante de 100 Mbits/s. En fait, on s'aperçoit que les serveurs ont des besoins plus importants que les stations de travail qui communiquent avec eux et qu'il faudrait des bandes passantes dédiées à chaque machine. Il nous faudrait donc une solution où les serveurs ont une interface avec un débit plus élevé que les autres machines mais en gardant la même technologie. On pourrait utiliser des interfaces de types différents pour résoudre ce problème mais ceci impliquerait un matériel supplémentaire pour les conversions entre différents standards et dégraderait les performances.

Réservation de bande passante sur le réseau

Certaines applications ont besoin d'une bande passante minimale pour pouvoir s'exécuter de façon satisfaisante sur le réseau. Une application de télé-enseignement a besoin d'échanger des images vidéo à une certaine fréquence. Une application avec calcul réparti sur plusieurs ordinateurs a besoin d'une bande passante sur le réseau pour que les échanges de données soient rapides entre les processeurs. Nous n'avons pas les moyens actuellement de garantir une bande passante à des utilisateurs.

Multimédia, téléenseignement

Le transfert d'images animées et du son sur le réseau sera de plus en plus demandé par les utilisateurs. Actuellement, la seule façon de procéder est de transmettre le son et les images sous forme de paquets de données. Mais les contraintes de délai et de variations de ce délai (gigue) ne sont pas respectées pour permettre des images vidéo de bonne qualité. Il existe maintenant des nouvelles technologies permettant de respecter ces contraintes et permettant aussi des transferts de données informatiques. On peut voir tout l'avantage d'utiliser une seule infrastructure pour transporter des informations de natures différentes. Nous désirons instaurer ces nouvelles possibilités sur le réseau de l'EPFL.

Étapes vers EPNET III

Nous sommes bien conscients que toutes nos exigences ne peuvent pas être satisfaites rapidement sur l'ensemble du réseau. Nous avons donc défini des étapes qui nous permettront d'atteindre progressivement notre but.

Création d'un réseau pilote

La première étape consiste en la réalisation d'un réseau pilote. Le matériel choisi pour le réseau pilote sera utilisé pour démarrer le réseau EPNET III s'il donne satisfaction.
Le réseau pilote nous permettra de tester les équipements et les fonctionnalités promises par les constructeurs. Il doit être constitué d'un matériel suffisant pour pouvoir reproduire à plus petite échelle la connexion de machines situées dans 2 départements différents.

Introduction du nouveau concept dans l'EPFL

Les étapes suivantes consistent en l'introduction progressive de la technologie EPNET III dans l'EPFL.

Connexion de réseaux spécialisés

Il y a déjà des laboratoires de l'EPFL qui participent à des projets nécessitant d'utiliser le réseau pour transporter des images vidéo et le son. Les projets sont principalement orientés vers l'enseignement à distance. Il serait souhaitable de connecter ces laboratoires sur le réseau que nous aurons choisi pour supporter le multimédia. Dans un premier temps, nous équiperons seulement les laboratoires concernés. Ces connexions permettront de généraliser les tests effectués au moyen du réseau pilote.
En ce moment, nous sommes un peu gênés quand il s'agit de conseiller un réseau pour les nouvelles salles de stations. En effet, les interfaces FDDI sont chères et risquent d'être rapidement obsolètes. Cependant, nous ne pouvons pas nous permettre de recommander un nouveau type de réseaux rapides car ils sont en cours de standardisation ou pas encore très expérimentés. Nous profiterons de ce nouveau projet pour revoir les solutions de réseaux pour les nouvelles salles qui se créeront et pour les salles qui seraient renouvelées.

Création d'une épine dorsale ATM dans l'EPFL

Une épine dorsale ATM sera réalisée au niveau de l'EPFL. Dans un premier temps, cette épine dorsale ne remplacera pas l'épine dorsale FDDI de l'EPFL. Les 2 épines dorsales coexisteront pendant quelques années jusqu'à la disparition progressive de l'épine dorsale FDDI. Un routeur permettra de connecter les 2 épines dorsales de façon à ce que les utilisateurs connectés sur l'épine dorsale FDDI puissent communiquer avec les utilisateurs connectés sur l'épine dorsale ATM et vice versa. La figure 'Topologie EPNET III - après 1996' montre une possibilité de mixer les 2 technologies.

Lors du câblage de nouveaux bâtiments ou du recâblage d'anciens bâtiments, nous nous efforcerons d'introduire cette nouvelle technologie. Les bâtiments recâblés avec la nouvelle technologie pourront être directement connectés sur la nouvelle épine dorsale ATM.
Le réseau de l'EPFL est conçu de manière à connecter les réseaux de département à l'épine dorsale de l'EPFL et de connecter les réseaux d'unités aux épines dorsales de département. Mais il est possible que certaines unités nécessitent un raccordement au réseau ATM alors que le département auquel elles appartiennent utilise encore la technologie FDDI. Selon les possibilités de câblage, on pourra faire une exception et connecter le réseau ATM local d'unité à l'épine dorsale ATM de l'EPFL.
Nous pourrons intégrer les sites distants lorsque les PTT offriront les services nécessaires.

Généralisation du nouveau concept à l'EPFL

Le réseau de l'EPFL sera modifié pour permettre de connecter tous les équipements de l'EPFL au nouveau réseau. Cette évolution sera progressive en fonction des besoins de chaque département et en fonction des moyens qui seront mis à notre disposition.
A la fin du projet, dans une dizaine d'années, sous réserve d'évolutions technologiques encore inconnues, le réseau EPNET III aura la topologie suivante
L'épine dorsale ATM pourra être composée d'un commutateur central ou d'un maillage de commutateurs centraux.

Planification 94-95

Conclusion

La technologie des réseaux évolue très rapidement et les besoins des utilisateurs suivent l'introduction de cette technologie par les constructeurs de machines. Le réseau de l'EPFL doit donc s'adapter aux nouveaux besoins surtout en ce qui concerne l'utilisation du multimédia sur le réseau.
Nous avons montré la possibilité de faire une évolution sans faire une révolution. Nous ne désirons pas remplacer tout le réseau actuel d'un seul coup. Nous n'en avons ni les moyens financiers, ni le personnel nécessaire. Cette évolution durera plusieurs années afin de pouvoir être réalisée avec les moyens disponibles aussi bien au niveau financier qu'au niveau des ressources humaines.
Le projet EPNET III a démarré par un appel d'offres GATT. Les constructeurs intéressés ont reçu un cahier des charges et nous attendons maintenant les premières propositions.
Cet article est un résumé du document Projet EPNET III (27 pages) que vous pouvez obtenir si vous le désirez (goud@sic.epfl.ch).


article paru du 20 décembre 1994