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Rappel Sur La Topologie Des ReseauxLa topologie décrit la manière donc les ordinateurs sont reliés entre eux. Ainsi on distingue deux types de topologies à savoir : la topologie physique et la topologie logique.
- La topologie physique
la topologie physique présente la disposition effective des fils. Les topologies couramment utilisées sont : en bus, en anneau, en étoile. il existe aussi une topologie dite maillée qui est peu utilisée à cause de sa complexité de réalisation et aussi des coûts mise en œuvre très élevés.
- Topologie en bus
Dans cette topologie, les ordinateurs sont reliés à une même ligne de transmission
- La topologie en étoile
Dans cette topologie, les orditeurs sont tous connectés à un appareil informatique (hub, switch) qui sera chargé de gérer la communication.
- La topologie en anneau
Dans cette topologie chaque haute est connecté à son voisin. Le dernier hôte se connecte au premier de manière à former un cercle.
- La topologie logique
La topologie logique par opposition à la topologie physique, représente la façon dont les données transitent dans les lignes de communication. Les topologies logiques les plus courantes sont Ethernet, Token Ring et FDDI.
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- Technologie Ethernet
Ethernet (aussi connu sous le nom de norme IEEE 802.3) est un standard de transmission de données pour réseau local basé sur le principe suivant : "Toutes les machines du réseau Ethernet sont connectées à une même ligne de communication, constituée de câbles cylindriques".
On distingue différentes variantes de technologies Ethernet suivant le type et le diamètre des câbles utilisés :
- 10Base2 : Le câble utilisé est un câble coaxial fin de faible diamètre, appelé thin Ethernet,
- 10Base5 : Le câble utilisé est un câble coaxial de gros diamètre, appelé thick Ethernet,
- 10Base-T : Le câble utilisé est une paire torsadée (le T signifie twisted pair), le débit atteint est d'environ 10 Mbps,
- 100Base-FX: Permet d'obtenir un débit de 100Mbps en utilisant une fibre optique multimode (F signifie Fiber).
- 100Base-TX: Comme 10Base-T mais avec un débit 10 fois plus important (100Mbps),
- 1000Base-T: Utilise une double paire torsadée de catégorie 5e et permet un débit d'un Gigabit par seconde.
- 1000Base-SX: Basé sur une fibre optique multimode utilisant un signal de faible longueur d'onde (S signifie short) de 850 nanomètres (770 à 860 nm).
- 1000Base-LX: Basé sur une fibre optique multimode utilisant un signal de longueur d'onde élevé (L signifie long) de 1350 nm (1270 à 1355 nm).
2.1.1. Principe de fonctionnement
Tous les ordinateurs d'un réseau Ethernet sont reliés à une même ligne de transmission, et la communication se fait à l'aide d'un protocole appelé CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect ce qui signifie qu'il s'agit d'un protocole d'accès multiple avec surveillance de porteuse (Carrier Sense) et détection de collision).
Avec ce protocole toute machine est autorisée à émettre sur la ligne à n'importe quel moment et sans notion de priorité entre les machines. Cette communication se fait de façon simple :
- Chaque machine vérifie qu'il n'y a aucune communication sur la ligne avant d'émettre
- Si deux machines émettent simultanément, alors il y a collision (c'est-à-dire que plusieurs trames de données se trouvent sur la ligne au même moment)
- Les deux machines interrompent leur communication et attendent un délai aléatoire, puis la première ayant passé ce délai peut alors réémettre
Ce principe est basé sur plusieurs contraintes :
- Les paquets de données doivent avoir une taille maximale
- Il doit y avoir un temps d'attente entre deux transmissions
Le temps d'attente varie selon la fréquence des collisions :
- Après la première collision une machine attend une unité de temps
- Après la seconde collision la machine attend deux unités de temps
- Après la troisième collision la machine attend quatre unités de temps
- ... avec bien entendu un petit temps supplémentaire aléatoire
2.1.2. Ethernet commuté
Jusque-là, la topologie Ethernet décrite était celle de l'Ethernet partagé (tout message émis est entendu par l'ensemble des machines raccordées, la bande passante disponible est partagée par l'ensemble des machines).
Depuis quelques années une évolution importante s'est produite : celle de l'Ethernet commuté.
La topologie physique reste une étoile, organisée autour d'un commutateur (switch). Le commutateur utilise un mécanisme de filtrage et de commutation très similaire à celui utilisé par les passerelles (Gateway) où ces techniques sont utilisées depuis fort longtemps.
Il inspecte les adresses de source et de destination des messages, dresse une table qui lui permet alors de savoir quelle machine est connectée sur quel port du switch (en général ce processus se fait par auto-apprentissage, c'est-à-dire automatiquement, mais le gestionnaire du switch peut procéder à des réglages complémentaires).
Connaissant le port du destinataire, le commutateur ne transmettra le message que sur le port adéquat, les autres ports restants dès lors libres pour d'autres transmissions pouvant se produire simultanément.
Il en résulte que chaque échange peut s'effectuer à débit nominal (plus de partage de la bande passante), sans collisions, avec pour conséquence une augmentation très sensible de la bande passante du réseau (à vitesse nominale égale).
Quant à savoir si tous les ports d'un commutateur peuvent dialoguer en même temps sans perte de messages, cela dépend de la qualité de ce dernier (non blocking switch).
Puisque la commutation permet d'éviter les collisions et que les techniques 10/100/1000 base T(X) disposent de circuits séparés pour la transmission et la réception (une paire torsadée par sens de transmission), la plupart des commutateurs modernes permet de désactiver la détection de collision et de passer en mode full-duplex sur les ports. De la sorte, les machines peuvent émettre et recevoir en même temps (ce qui contribue à nouveau à la performance du réseau).
Le mode full-duplex est particulièrement intéressant pour les serveurs qui doivent desservir plusieurs clients.
Les commutateurs Ethernet modernes détectent également la vitesse de transmission utilisée par chaque machine (autosensing) et si cette dernière supporte plusieurs vitesses (10 ou 100 ou 1000 megabits/sec) entament avec elle une négociation pour choisir une vitesse ainsi que le mode semi-duplex ou full-duplex de la transmission. Cela permet d'avoir un parc de machines ayant des performances différentes (par exemple un parc d'ordinateurs avec diverses configurations matérielles).
Comme le trafic émis et reçu n'est plus transmis sur tous les ports, il devient beaucoup plus difficile d'espionner (sniffer) ce qui se passe. Voilà qui contribue à la sécurité générale du réseau, ce qui est un thème fort sensible aujourd'hui.
Pour terminer, l'usage de commutateurs permet de construire des réseaux plus étendus géographiquement. En Ethernet partagé, un message doit pouvoir atteindre toute autre machine dans le réseau dans un intervalle de temps précis (slot time) sans quoi le mécanisme de détection des collisions (CSMA/CD) ne fonctionne pas correctement.
Ceci n'est plus d'application avec les commutateurs Ethernet. La distance n'est plus limitée que par les limites techniques du support utilisé (fibre optique ou paire torsadée, puissance du signal émis et sensibilité du récepteur, ...).
2.2. La technologie Token Ring ou anneau a jeton
L'anneau à jeton (en anglais token ring) est une technologie d'accès au réseau basé sur le principe de la communication au tour à tour, c'est-à-dire que chaque ordinateur du réseau a la possibilité de parler à son tour. C'est un jeton (un paquet de données), circulant en boucle d'un ordinateur à un autre, qui détermine quel ordinateur a le droit d'émettre des informations.
Lorsqu'un ordinateur est en possession du jeton il peut émettre pendant un temps déterminé, après lequel il remet le jeton à l'ordinateur suivant.
En réalité les ordinateurs d'un réseau de type "anneau à jeton" ne sont pas disposés en boucle, mais sont reliés à un répartiteur (appelé MAU, Multistation Access Unit) qui va donner successivement "la parole" à chacun d'entre-deux.
2.3. La technologie LAN FDDI
La technologie LAN FDDI (Fiber Distributed Data Interface) est une technologie d'accès au réseau sur des lignes de type fibre optique. Il s'agit en fait d'une paire d'anneaux (l'un est dit "primaire", l'autre, permettant de rattraper les erreurs du premier, est dit "secondaire"). Le FDDI est un anneau à jeton à détection et correction d'erreurs (c'est là que l'anneau secondaire prend son importance).
Le jeton circule entre les machines à une vitesse très élevée. Si celui-ci n'arrive pas au bout d'un certain délai, la machine considère qu'il y a eu une erreur sur le réseau.
La topologie FDDI ressemble de près à celle de token ring à la différence près qu'un ordinateur faisant partie d'un réseau FDDI peut aussi être relié à un concentrateur MAU d'un second réseau. On parle alors de système biconnecté.