Enseignement en réseaux

Andrzej Duda

1. Tendances actuelles

Le programme d'enseignement en réseaux devra être guidé par les
tendances que l'on peut observer dans le développement des
technologies de communication :

- l'importance grandissante des réseaux informatiques
par rapport aux réseaux de télécommunication traditionnels.

- la modification des hypothèses de bases - on passe des réseaux à
capacités limitées et chères, à l'abondance de débit et de puissance
de calcul.

- la convergence entre trois industries traditionnellement isolées qui
se rapprochent de plus en plus : télécommunications, informatique, et
industrie des médias ; ce rapprochement passe par l'intégration
horizontale - au lieu de plusieurs empilements de protocoles
parallèles et spécialisés par domaine applicatif, différentes
applications partagent la même infrastructure de communication.

- l'importance de couches protocolaires hautes : services et
applications, porteurs d'inventions nouvelles.

- l'introduction de la programmabilité dans des éléments intermédiaire
du réseau.

- l'émergence de réseaux radio mobiles avancés : UMTS, réseaux locaux
et personnels sans fil.

- l'émergence de réseaux à domicile pour interconnecter des
équipements audiovisuels, ordinateurs, électroménagers, systèmes de
sécurité, chauffage, lumière.

Ces tendances nous montrent que l'enseignement en réseaux doit se
focaliser de préférence sur les aspects logiciels : les protocoles,
les services et les applications, et inclure une part importante de
méthodes d'analyse et de conception. Un autre aspect concerne le
contenu multimédia qui devient de plus en plus riche et impose de
nouvelles contraintes sur la communication.

Nous supposons que les élèves acquièrent par ailleurs une connaissance
approfondie de l'algorithmique, de la programmation et des systèmes
ainsi que des principes de communication : la théorie de
l'information et le traitement du signal.
 

2. Programme d'enseignements

Ce programme prévoit d'une part l'enseignement de technologies de
base, et d'autre part des méthodes d'analyse et de conception.

Technologies de base

- Introduction aux réseaux : introduction aux concepts et à
l'utilisation des réseaux (Internet et WWW), principes d'architecture
de réseaux, applications réseau.

- Réseaux et protocoles : architectures des réseaux de communication,
interconnexion, protocoles les plus représentatifs, architecture en
couches, couche physique, protocoles de niveau liaison, réseaux
locaux, couches réseau et transport, couches hautes, protocoles
TCP/IP.

- Réseaux d'entreprise : réseaux locaux : Ethernet partagé et commuté,
jeton sur anneau, réseaux métropolitains, réseaux d'entreprise ATM,
réseaux privés VLAN et VPN, intégration IP/ATM, réseaux
d'interconnexion : rélais de trame (Frame Relay).

- Réseaux de télécommunications : architecture de réseaux commutés,
réseaux d'accès, signalisation, services et architecture du réseau
intelligent, réseaux satellite.

- Transmission numérique : principes de multiplexage, codage canal,
égalisation, modulation, modems, multiplexage en longueur d'onde.

- Contrôle de trafic et qualité de service : principes du contrôle de
trafic, contrôle d'admission, services non déterministes, services
réservés, architecture IntServ et DiffServ, polissage de sources,
politiques d'ordonnancement.

- Administration et gestion des réseaux : méthodes, protocoles et
outils nécessaires à l'administration et à la gestion de réseaux,
modèles d'administration, protocoles de surveillance et
d'administration (SNMP, MIB).

- Interconnexion et conception de réseaux : éléments 
d'interconnexion : répéteurs, ponts, routeurs, commutateurs,
dimensionnement de capacité, optimisation de flux.

- Communications mobiles : principes de communications sans fil,
codage et modulation sur le canal radio, étalement de spectre, réseaux
locaux sans fil, réseaux radio mobiles cellulaires (GSM, GPRS, UMTS),
mobilité IP, adaptation de protocoles de transport.

- Systèmes et applications répartis : modèle client-serveur,
programmation répartie : RPC, invocation d'objet (CORBA, DCOM, RMI),
systèmes de fichiers répartis, mémoire répartie virtuelle, techniques
de code mobile.

- Technologie du multimédia : représentation numérique d'images, de la
vidéo et de son, principes de codage et de compression, compression
d'images fixes (JPEG), de vidéo (MPEG, H.261), de son (MPEG-2 couche
3).

- WWW et documents structurés : HTML, HTTP, URL, scripts CGI,
programmation de sites WWW, programmation des interfaces, feuilles de
style, XML, SMIL, protocoles de cache, architecture de serveurs WWW.

- Evaluation de performances : théorie de files d'attente,
modélisation markovienne, application à la modélisation de réseaux,
simulation, outils de modélisation.

- Validation de protocoles : langages formels de description de
protocoles, exemple de SDL, principes des méthodes de validation
(simulation, vérification, test).

- Recherche opérationnelle : programmation linéaire, optimisation
combinatoire, problèmes de cheminement.

- Sécurité : principes de chiffrement et de sécurité.

- Fiabilité : principes de fiabilité et de tolérance aux
fautes.