Ingénierie des protocoles

Ingénierie des protocoles  GTI4R1

Enseignant:

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Durée totale du cours: 22.5 H

Semestre : 2

Nombre de crédits : 2

Modules spécialisés	Modules de base	Sciences et techniques de l’ingénierie	Préparation à la carrière professionnelle
		X

 

Nombre d’heures		Activités hors classe
22.5		18
cours	TD		TP
15			7.5

Code  : GTI4R0      Ingénierie de protocoles

Objectifs :

Le cours « Ingénierie des Protocoles » vise à fournir aux étudiants une connaissance approfondie des concepts, des principes et des méthodologies liés à la conception, à l’analyse et à l’implémentation de protocoles de communication dans les réseaux de télécommunication. L’objectif principal est de préparer les étudiants à concevoir des solutions de communication efficaces et robustes en appliquant les normes et les meilleures pratiques en matière d’ingénierie des protocoles.

Contenu du  cours

Semaine 1-2: Introduction à l’Ingénierie des Protocoles

• Concept de protocoles de communication
• Couches et modèles de protocoles (OSI, TCP/IP)
• Principes de conception de protocoles
• Normes et organisations de normalisation

Semaine 3-4: Architecture des Protocoles de Communication

• Architecture en couches et fonctionnalités de chaque couche
• Encapsulation et encapsulation de données
• Adressage et routage

Semaine 5-6: Protocoles de Couche Physique et Liaison

• Modulation et démodulation
• Techniques de multiplexage
• Protocoles MAC (Media Access Control)
• Contrôle de flux et de congestion

Semaine 7-8: Protocoles de Couche Réseau

• Adressage IP et sous-réseaux
• Routage statique et dynamique
• ICMP (Internet Control Message Protocol)
• IPv6 et migration

Semaine 9-10: Protocoles de Transport

• TCP (Transmission Control Protocol)
• UDP (User Datagram Protocol)
• Gestion de flux, de congestion et de fenêtre

Semaine 11-12: Protocoles de Couche Application

• HTTP/HTTPS (Hypertext Transfer Protocol/Secure)
• FTP (File Transfer Protocol)
• DNS (Domain Name System)
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) et POP/IMAP

Semaine 13-14: Protocoles de Sécurité et de Cryptographie

• Principes de cryptographie et de sécurité
• SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security)
• VPN (Virtual Private Network) et IPSec
• Mécanismes de sécurité pour les protocoles

Semaine 15-16: Avancées en Ingénierie des Protocoles

• VoIP (Voice over IP) et protocoles associés
• QoS (Quality of Service) et gestion de la bande passante
• SDN (Software-Defined Networking) et NFV (Network Functions Virtualization)
• Protocoles pour l’Internet des Objets (IoT)

Projets et Travaux Pratiques:

• Conception et implémentation d’un protocole de communication simple
• Analyse de la performance des protocoles de transport
• Configuration de réseaux virtuels avec des protocoles de sécurité
• Étude de cas : Mise en place d’un réseau basé sur SDN

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage

Enseignement frontal (magistral) avec des exemples à résoudre en commun. Exercices théoriques et études de cas (présentation et discussion). Travaux à faire à domicile (mini-projet, exposé, compte-rendu, …)

Connaissances et compétences pré-requises

Les fondements de réseaux Les principes des protocoles de bases

Références bibliographiques

Un polycopié (Notes du cours) de l’enseignant sera disponible. Gerard J. Holzmann, Design and Validation of Computer Protocol, Prentice Hall, New Jersey, 1991, ISBN 0-13-539925-4.

1. « Computer Networking: Principles, Protocols and Practice » par Olivier Bonaventure
   • Disponible en ligne : https://cnp3book.info.ucl.ac.be/
2. « Computer Networks » par Andrew S. Tanenbaum et David J. Wetherall
3. « TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols » par W. Richard Stevens
   • Une référence classique pour comprendre les protocoles TCP/IP en profondeur.
4. « Data Communications and Networking » par Behrouz A. Forouzan
5. « Computer Networking: A Top-Down Approach » par James F. Kurose et Keith W. Ross
6. « Routing TCP/IP » par Jeff Doyle et Jennifer DeHaven Carroll
7. « Computer Security: Principles and Practice » par William Stallings et Lawrie Brown
   • Un livre utile pour les aspects de sécurité des protocoles.
8. « SSL and TLS: Designing and Building Secure Systems » par Eric Rescorla
   • Une référence importante pour comprendre les protocoles de sécurité SSL/TLS.
9. « VoIP and Unified Communications: Internet Telephony and the Future Voice Network » par William A. Flanagan
10. « Software-Defined Networking: A Comprehensive Survey » par Diego Kreutz, Fernando M. V. Ramos, Paulo Esteves Verissimo, Christian Esteve Rothenberg, Siamak Azodolmolky, and Steve Uhlig
    • Un article de recherche qui donne un aperçu complet des réseaux définis par logiciel (SDN).
11. « Internet of Things: Principles and Paradigms » par Rajkumar Buyya, Amir Vahid Dastjerdi, et Samar P. Garg
12. Articles de recherche pertinents provenant de conférences et de revues spécialisées dans les domaines des réseaux, de la télécommunication et de la sécurité

Modalité d’évaluation

40% Contrôle continu (Test + Travail individuel avec présentation orale, Devoir surveillé, …) 60% Examen semestriel

Évaluation:

• Examens théoriques et pratiques
• Projets individuels et en groupe
• Présentations techniques
• Participation en classe et contribution aux discussions

Résultat d’apprentissage :

La  liste de compétences que les étudiants pourraient développer après avoir réussi l’examen du cours « Ingénierie des Protocoles »:

1. Maîtrise des Protocoles de Communication : Les étudiants auront une compréhension approfondie des protocoles de communication, de leur architecture et de leur fonctionnement au niveau avancé.
2. Conception et Analyse de Protocoles : Les étudiants seront capables de concevoir et d’analyser des protocoles de communication pour répondre aux exigences spécifiques des systèmes de télécommunication.
3. Expertise en Réseaux : Les étudiants auront une connaissance avancée des concepts de réseau, des architectures et des couches, leur permettant de concevoir et d’optimiser des réseaux de communication complexes.
4. Gestion de la Sécurité des Réseaux : Les étudiants seront compétents dans la mise en œuvre de mécanismes de sécurité pour protéger les réseaux de télécommunication contre les menaces et les attaques potentielles.
5. Compréhension des Protocoles de Couche Application : Les étudiants seront en mesure de comprendre en détail les protocoles de couche application tels que HTTP, FTP, DNS, SMTP, etc., ainsi que leur mise en œuvre et leur interaction.
6. Expertise en Protocoles de Transport : Les étudiants auront une connaissance approfondie des protocoles de transport tels que TCP et UDP, ainsi que leur utilisation, leur configuration et leur optimisation.
7. Mise en Place de la Qualité de Service (QoS) : Les étudiants seront capables de mettre en œuvre des mécanismes de QoS pour assurer une distribution efficace des ressources et garantir une expérience utilisateur optimale.
8. Connaissance des Technologies Émergentes : Les étudiants seront familiarisés avec les dernières tendances en matière de réseaux, telles que SDN, IoT et la virtualisation des fonctions réseau (NFV).
9. Capacités d’Analyse et de Résolution de Problèmes : Les étudiants développeront des compétences pour analyser les problèmes complexes de communication et de réseau et les résoudre de manière méthodique.
10. Communication Technique et Collaboration : Les étudiants seront capables de communiquer efficacement des concepts techniques, de travailler en équipe et de collaborer avec d’autres professionnels des télécommunications.
11. Adoption de l’Éthique et de la Responsabilité Professionnelle : Les étudiants comprendront l’importance des considérations éthiques dans le domaine des télécommunications et seront responsables de leurs actions professionnelles.
12. Capacité d’Apprentissage Continu : Les étudiants seront préparés à suivre les développements futurs dans le domaine de l’ingénierie des protocoles et à s’adapter aux évolutions technologiques.