L'Internet, le réseaux des réseaux, est indispensable à notre vie moderne et mondialisée et en tant que ressource publique il repose sur l'inter opérabilité et la confiance. Les logiciels libres et open source jouent un rôle majeur pour son développement. Les points d'échange Internet (IXP) où tous les opérateurs de type et de taille différents peuvent s'échanger du trafic sont essentiels en tant que lieux d'échange neutres et indépendants. Le service fondamental offert par un IXP est une fabrique de commutation de niveau 2 partagée. Aujourd'hui les IXP sont obligés d'utiliser des technologies propriétaires pour leur fabrique de commutations. Bien qu'une fabrique de commutations de niveau 2 se doit d'être une fonctionnalité de base, les solutions actuelles ne répondent pas correctement aux exigences des IXPs. Cette situation est principalement dûe au fait que les plans de contrôle et de données sont intriqués sans possibilités de programmer finement le plan de commutation. Avant toute mise en œuvre, il est primordial de tester chaque équipement afin de vérifier qu'il répond aux attentes mais les solutions de tests permettant de valider les équipements réseaux sont toutes non open source, commerciales et ne répondent pas aux besoins techniques d'indépendance et de neutralité. Le "Software Defined Networking" (SDN), nouveau paradigme découplant les plans de contrôle et de données utilise le protocole OpenFlow qui permet de programmer le plan de commutation Ethernet haute performance. Contrairement à tous les projets de recherches qui centralisent la totalité du plan de contrôle au dessus d'OpenFlow, altérant la stabilité des échanges, nous proposons d'utiliser OpenFlow pour gérer le plan de contrôle spécifique à la fabrique de commutation. L'objectif principal de cette thèse est de proposer "Umbrella", fabrique de commutation simple et pragmatique répondant à toutes les exigences des IXPs et en premier lieu à la garantie d'indépendance et de neutralité des échanges. Dans la première partie, nous présentons l'architecture "Umbrella" en détail avec l'ensemble des tests et validations démontrant la claire séparation du plan de contrôle et du plan de données pour augmenter la robustesse, la flexibilité et la fiabilité des IXPs. Pour une exigence d'autonomie des tests nécessaires pour les IXPs permettant l'examen de la mise en œuvre d'Umbrella et sa validation, nous avons développé l'"Open Source Network Tester" (OSNT), un système entièrement open source "hardware" de génération et de capture de trafic. OSNT est le socle pour l"OpenFLow Operations Per Second Turbo" (OFLOPS Turbo), la plate-forme d'évaluation de commutation OpenFlow. Le dernier chapitre présente le déploiement de l'architecture "Umbrella" en production sur un point d'échange régional. Les outils de test que nous avons développés ont été utilisés pour vérifier les équipements déployés en production. Ce point d'échange, stable depuis maintenant un an, est entièrement géré et contrôlé par une seule application Web remplaçant tous les systèmes complexes et propriétaires de gestion utilisés précédemment. / In almost everything we do, we use the Internet. The Internet is indispensable for our today's lifestyle and to our globalized financial economy. The global Internet traffic is growing exponentially. IXPs are the heart of Internet. They are highly valuable for the Internet as neutral exchange places where all type and size of autonomous systems can "peer" together. The IXPs traffic explode. The 2013 global Internet traffic is equivalent with the largest european IXP today. The fundamental service offer by IXP is a shared layer2 switching fabric. Although it seems a basic functionality, today solutions never address their basic requirements properly. Today networks solutions are inflexible as proprietary closed implementation of a distributed control plane tight together with the data plane. Actual network functions are unmanageable and have no flexibility. We can understand how IXPs operators are desperate reading the EURO-IX "whishlist" of the requirements who need to be implemented in core Ethernet switching equipments. The network vendor solutions for IXPs based on MPLS are imperfect readjustment. SDN is an emerging paradigm decoupling the control and data planes, on opening high performance forwarding plane with OpenFlow. The aims of this thesis is to propose an IXP pragmatic Openflow switching fabric, addressing the critical requirements and bringing more flexibility. Transparency is better for neutrality. IXPs needs a straightforward more transparent layer2 fabric where IXP participants can exchange independently their traffic. Few SDN solutions have been presented already but all of them are proposing fuzzy layer2 and 3 separation. For a better stability not all control planes functions can be decoupled from the data plane. As other goal statement, networking testing tools are essential for qualifying networking equipment. Most of them are software based and enable to perform at high speed with accuracy. Moreover network hardware monitoring and testing being critical for computer networks, current solutions are both extremely expensive and inflexible. The experience in deploying Openflow in production networks has highlight so far significant limitations in the support of the protocol by hardware switches. We presents Umbrella, a new SDN-enabled IXP fabric architecture, that aims at strengthening the separation of control and data plane to increase both robustness, flexibility and reliability of the exchange. Umbrella abolish broadcasting with a pseudo wire and segment routing approach. We demonstrated for an IXP fabric not all the control plane can be decoupled from the date plane. We demonstrate Umbrella can scale and recycle legacy non OpenFlow core switch to reduce migration cost. Into the testing tools lacuna we launch the Open Source Network Tester (OSNT), a fully open-source traffic generator and capture system. Additionally, our approach has demonstrated lower-cost than comparable commercial systems while achieving comparable levels of precision and accuracy; all within an open-source framework extensible with new features to support new applications, while permitting validation and review of the implementation. And we presents the integration of OpenFLow Operations Per Second (OFLOPS), an OpenFlow switch evaluation platform, with the OSNT platform, a hardware-accelerated traffic generation and capturing platform. What is better justification than a real deployment ? We demonstrated the real flexibility and benefit of the Umbrella architecture persuading ten Internet Operators to migrate the entire Toulouse IXP. The hardware testing tools we have developed have been used to qualify the hardware who have been deployed in production. The TouIX is running stable from a year. It is fully managed and monitored through a single web application removing all the legacy complex management systems.

Les travaux présentés dans ce mémoire s'intéressent aux mécanismes de redondance spécifiés par un protocole de réseau de terrain sur Ethernet. L'objectif est de valider la spécification par rapport à des exigences de disponibilité. Le contexte industriel des travaux nous a amenés à : 1) privilégier une validation par vérification formelle. Le model-checking temporel a été retenu. En effet, le caractère critique des applications industrielles pour lesquelles doit être intégré le protocole impose une vérification exhaustive des propriétés. Les nombreux paramètres temporels permettant de décrire le fonctionnement du protocole nous ont amenés à favoriser une technique prenant en compte le temps. 2) proposer une modélisation par automates temporisés modulaire ainsi qu'une méthode d'instanciation. Celles-ci permettent d'adapter facilement le modèle à vérifier à une architecture de réseau de terrain envisagée lors de la phase d'étude d'une affaire. 3) proposer des abstractions qui favorisent la vérification du modèle par le moteur de model-checking temporel. Les propriétés vérifiées traduisent l'aptitude des mécanismes de redondance à compenser une défaillance du médium ou de l'animation des échanges. Afin d'illustrer la pertinence de ces propositions, la méthode d'instanciation est appliquée à deux architectures et une campagne de vérifications est menée et analysée.

Pas de résumé en français / Nowadays, a major part of the information is in digital form. Digital preservation is essential to allowpeople to access information over time. From a computer science perspective, two major objectiveshave to be met to enable digital preservation: developing archival systems to manage the preserveddigital information, and select information representations that will facilitate the preservation. For complexinformation such as product models, these two objective are particularly hard to meet. Archivalsystems have to operate in a complex environment, interact with many different systems, and supportmay different business functions. Product model representations do not use all the possibilitiesof computer interpretation.Regarding the development of archival systems, the key is to determine what has to be described toprove that the archival system can effectively support the digital preservation. The Reference Modelfor an Open Archival Information System (OAIS) proposes a terminology to describe and comparearchives. The Audit and Certification of Trustworthy Digital Repository (ACTDR) provides criteria forthe certification of archives. One issue with these efforts is that there is not guidance on how to usethem within archival system descriptions.This thesis proposes a method called Reference Architecture for Archival Systems (RAAS) to describearchival systems implementations. RAAS relies on the DoD Architecture Framework to describethe various aspects of the archival systems. Moreover, RAAS provides an archival-specificterminology inspired by the OAIS Reference Model. RAAS also explains how the archival systemdescription can help for the ACTDR certification.RAAS is applied to a product model preservation case, to describe the various aspects of the archivalsystem. This description includes the interactions involving the archival systems, the archival systemfunctions, the definition of the preserved content, and the definition of the metadata. This descriptionformally refers to the OAIS terminology, and provides ACTDR certification evidence.This thesis also address the representation of product models by proposing the translation of productmodels from STEP to OWL. STEP is a standard for product model representation. The use ofOWL enables semantic relationship to enrich product information, and improve the search and theunderstanding of this information using data integration.The methodology used in this thesis can apply to other types of information, such as medical records