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Submitted on 18 Jul 2013

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Une salle modulable et mutualisable pourlenseignement des rseaux TCP/IP

Tuyet-Tram Dang-Ngoc

To cite this version:Tuyet-Tram Dang-Ngoc. Une salle modulable et mutualisable pour lenseignement des rseauxTCP/IP. Journal sur lenseignement des sciences et technologies de linformation et des systmes,EDP Sciences, 2013, 12, pp.9.

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Une salle modulable et mutualisable pour l'enseignement des rseaux TCP/IP

Tuyt-Trm Dang-Ngocdntt@u-cergy.fr

Dpartement des Sciences Informatiques de l'universit de Cergy-PontoiseLaboratoire ETIS (CNRS : UMR8051 ENSEA Universit de Cergy Pontoise)

UFR des sciences et techniques, 2, rue Adolphe Chauvin 95302 Cergy-Pontoise CEDEX

RESUME : Le dpartement des sciences informatiques de l'universit de Cergy-Pontoise (UCP) [3] s'est dot d'une salle ddie l'enseignement des rseaux IP. Cet enseignement est effectu de Bac+3 Bac+5 : L3 MPI, licence profes-sionnelle Rseaux et scurit , Master professionnel 1re et 2me anne spcialit Systmes Intelligents et Commu-nicants (master ISIM SIC Pro) parcours Rseaux et scurit (RS). L'enseignement rseaux est dispens sous forme d'une dizaine de modules que nous classerons dans les catgories (1) IP fondamental pour la formation de base (adressage, routage, protocoles ethernet, IP, TCP, ICMP, UDP et quelques applications essentielles (DNS, Mail, Web) et des notions de scurit (2) IP avanc pour des protocoles, architectures et applications plus avancs et (3) IP professionnel pour la mise en place des notions prcdentes sur des quipements et de logiciels spcifiques utiliss en milieu industriel. Cet article synthtise huit ans d'volution de la salle rseau pour s'adapter aux nouvelles formations et besoins professionnels, teste sur plus de 600 tudiants et utilise par une dizaine de formateurs. Nous y dcrirons :- la salle rseau mise disposition des enseignements rseaux au dpartement des sciences informatiques de l'UCP ;- la pdagogie que nous utilisons pour l'enseignement des rseaux permettant aux tudiants la comprhension de tous

les aspects rseaux (concept, protocoles, mise en place) de faon oprationnelle.;- le retour d'exprience sur l'organisation de cette salle modulaire et extensible. Nous dcrirons comment construire ra-

pidement une salle semblable pour un cot financier minime.Mots cls : enseignement des rseaux TCP/IP, salle rseau gnrique, modulable et mutualisable.

1 INTRODUCTION

L'enseignement des rseaux est un axe transverse des formations du dpartement des sciences informatiques de l'universit de Cergy-Pontoise (UCP) [3]. Nous re-trouvons cette thmatique en 3me anne de licence g-nrale MPI, en licence professionnelle rseaux et s-curit (LPRS), en licence professionnelle informa-tique embarque , sur les deux annes du parcours Rseaux et scurit du master ISIM SIC Profession-nel (master par apprentissage), ainsi que lors de forma-tions ponctuelles destination d'industriels ou de cadres en reprise de formation (Diplmes universitaires ou formation spcifique la demande d'une entreprise).Les modules touchant aux rseaux IP enseigns dans ce contexte sont classs dans l'une des trois catgories sui-vantes : 1. IP fondamental : il s'agit du cours de base des

rseaux IP. Sur une trentaine d'heures, y sont ensei-gns l'adressage, le routage et certaines applications essentielles (DNS, Mail, DHCP, Web). Ce module est fait sans pr-requis et inculque les bases des r-seaux IP aux tudiants. Il est dispens en L3 MPI, en module de mise niveau de LPRS et dans le cadre de formation pour les professionnels en re-conversion.

2. IP avanc : dans cette catgorie se retrouvent tous les modules qui portent sur les nouveaux proto-coles (Ipv6, MPLS), des architectures avancs (rou-tage avec BGP, 802.1x), de nouvelles applications (supervision, mtrologie, voIP/toIP), concepts (quilibrage des charges, virtualisation), scurit (VPN, ACL, PKI, 802.1x) ainsi que des interactions avec d'autres disciplines (mobilit IP pour systmes embarqus). Les modules de cette catgorie sont as-

surs en master ISIM SIC et dans certains modules d'approfondissement de LPRS.

3. IP en milieu professionnel : les modules de cette catgorie reprennent les modules prcdents sur des quipements rseaux professionnels ddis spci-fiques et des plate-formes constructeurs bien identi-fis couramment rencontrs en entreprise. Ils sont dispenss en 2me anne du master ISIM SIC Pro parcours Rseaux et Scurit .

Dans chacun des modules, seront dvelopps : 1. la matrise des concepts thoriques, la comprhen-

sion des protocoles (formats et changes) 2. la mise en pratique (TP unitaire) et une mise en situa-

tion dploiement 3. l'tude de cas rels et le dimensionnement.Monter une salle de manipulation rseaux semble de prime abord tre une tche trs difficile et coteuse en temps et en argent. En temps, car chaque TP fait interve-nir une configuration diffrente de la salle et donc nces-site une prparation des quipements ; en argent car les quipements rseaux (routeurs et switch administrables) sont onreux. De plus, l'htrognit des quipements et des systmes conduisent ncessairement des choix qui mnent souvent un enseignement exclusivement orient vers une solution ddie un constructeur ou un diteur de logiciel ou de systme d'exploitation. Cela est prjudiciable quand l'indpendance de nos forma-tions, au cot d'acquisition (licence et matriel cap-tif ) et l'adquation mme de l'tude des protocoles (standards non respect, protocoles propritaires).De ce fait, on constate, que faute de salle ddie cet enseignement, l'tude de ce domaine se rsume souvent des enseignements thoriques tays soit par une mise en pratique sur un rseau trs simple (rseau plat ou exer-cices unitaires), soit exclusivement ddis un construc-

teur (plate-forme CISCO), soit par des exercices se fai-sant sur des simulateurs rseaux (ns2, OpNet, Packet-Tracer) ou par machines virtuelles [5].Dans la section suivante, nous prsenterons l'organisa-tion de notre salle rseau puis en section 3, nous d-taillerons la pdagogie utilise pour l'enseignement des rseaux IP au dpartement des sciences informatiques. En section 4, nous montrerons comment la salle de for-mation IP est conue de manire souple, mutualisable et reproductible. Ainsi, d'autres formations peuvent b-nficier de cette exprience pour reproduire une telle salle. Enfin, en section 5, nous conclurons en faisant un bilan de l'utilisation de cette salle.

2 LA SALLE RSEAU

Une salle de 101 m2 a t mise notre disposition pour en faire une salle rseaux (Fig 1).Les contraintes lies cette salle sont les suivantes :- tre autonome et dconnecte du rseau de l'univer-

sit (et de tout autre rseaux). Ceci d'une part pour des raisons de scurit, d'autre part de faon ma-triser entirement l'environnement (notamment la zone DNS racine et le routage)

- tre mutualise entre plusieurs formations et mo-dules. Elle doit pouvoir passer d'une configuration une autre trs rapidement (en une interclasse).

- pouvoir accueillir tout type d'quipement rseaux- s'adapter aussi bien des TP unitaires (un tu-

diant par machine pour tester une technique prcise) qu' des projets de dploiement complet en quipe.

2.1 L'architecture de la salle

Notre salle (Fig 2) est compose de 24 postes tudiants diviss en 4 lots de 6 postes chacun ; ainsi qu'un lot central pour l'enseignant.

2.1.1 Les lots tudiants

Chaque lot tudiant (Fig 3) comporte 6 PC comportant chacun deux cartes rseaux, ainsi que quelques quipe-ments rseaux. Pour les modules IP fondamental et la plupart des modules IP avancs , un switch non admi-nistrables et un hub suffisent.

Pour les modules IP professionnels , des quipements rseaux spcifiques certains constructeurs sont gale-ment disponibles suivant les lots (section 3.3)

2.1.2 Les machines tudiantes

Chaque PC tudiant possde au minimum deux cartes r-seaux afin de pouvoir ventuellement jouer le rle de routeur. Pour les modules IP avancs , certaines ma-chines auront en plus une troisime carte rseau filaire, des cartes rseaux Wifi ou des cartes de tlphonies FXO/FXS. Le systme d'exploitation de base est un FreeBSD 7.0 que les tudiants utilisent soit en mode console soit avec un environnement graphique simplifi (TWM/FVWM). Les raisons de ce choix spartiate sont les suivantes :- en prsence d'une IHM trop volu, les tudiants ne

cherchent pas comprendre et lire ce qui leur est demand. Ce faisant, les tudiants se contentent d'ap-prendre par coeur les endroits o il faut cliquer et sont ensuite incapables par la suite de prendre du re-cul et de s'adapter un autre environnement ;

- le travail en ligne de commande oblige l'tudiant noncer clairement ce qu'il veut faire. Des annexes ac-compagnent chaque TP afin que l'tudiant ne se sente pas oblig de connatre la syntaxe utilis par coeur. Le but tant de matriser le rseau, pas l'administra-tion systme (qui fait l'objet d'un autre module dans cette mme salle) ;

- la ligne de commande est ce qu'il y a de commun entr