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Matériels d’interconnexion réseaux
1. Adaptateur réseau
L’adaptateur ou carte réseau (NIC : Network Interface Card) est l’interface entre l’ordinateur et le cable. Elle s’insère dans
un connecteur ISA ou PCI. Elle est dédiée à un type de réseau (Ethernet , Token Ring, FDDI, ATM). Les cartes peuvent
offrir un ou plusieurs ports : RJ45 pour Ethernet sur paire torsadée (10bT/100bT) AUI pour 10b5, BNC pour 10b2, DB9
pour Token Ring, ST pour fibre optique.
2. Répéteur
Dispositif actif non configurable agissant au niveau 1 du modèle OSI(couche physique), permet d'augmenter la distance
entre deux stations. Le répéteur reçoit, amplifie et retransmet le signal mais ne fait aucun filtrage.
Dans un réseau Ethernet, les stations situées de part et d’autre du répéteur sont donc dans le même domaine de
collision. Dans un réseau Token ring elles sont dans le même domaine de circulation du jeton.
3. Concentrateur (Hub)
Dispositif actif non configurable agissant au niveau 1 du modèle OSI (couche physique).
Concentrateur Token Ring (MAU) : réalise l’anneau.
Concentrateur Ethernet : réalise le bus sur paire torsadée en interconnectant les stations. Un seul domaine de collision
avec plusieurs hubs en cascade (aucun filtrage de trame puisque le concentrateur agit au niveau de la couche physique
comme un répéteur).
•
Le débit total est partagé entre les différentes stations connectées. Une seule station à la fois émet sur le «bus / hub »
•
Un concentrateur a une fonction de répéteur (régénère le signal).
•
Un concentrateur multiport permet de mixer différents médias (paire torsadée, Thick Ethernet, Thin Ethernet, fibre
optique).
4. Commutateur (Switch)
Dispositif actif filtrant agissant au niveau des couches 1 et 2 du modèle OSI (physique et liaison). Il est utilisé pour :
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Dépasser les limites imposées par la norme 802.3 (Ethernet) : Nb de machines, distance. En effet chaque port du
commutateur définit un domaine de collision séparé.
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Diminuer la charge du réseau local. Les trames entrantes sont analysées et filtrées avant d’être ou non
transmises sur le port de sortie. Le filtrage de trames s’effectue en fonction de l’adresse MAC du destinataire
grâce à des tables de correspondance « adresse MAC / N° de port » mises à jour par auto-apprentissage. Les
trames broadcast ou multicast, et les trames dont l’adresse de destination ne se trouve pas dans la table sont
transmises systématiquement.
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Augmenter le débit global du réseau car dans des segments séparés par des commutateurs, des blocs différents
peuvent être transférés simultanément. Cependant, à cause du temps de latence du au filtrage des trames, les
commutateurs diminuent la performance de réseaux peu chargés.
●
Interconnecter plusieurs concentrateurs dans un réseau Ethernet commuté, ou pour la connexion directe des
serveurs qui reçoivent un volume important de données. Cette solution est appelée « collapsed backbone » car
elle permet d’augmenter le débit global du réseau, un peu comme le ferait un backbone. En effet les trames
peuvent être transmises entre les ports avec la vitesse Ethernet maximale. Les commutateurs peuvent effectuer
plusieurs transmissions simultanées entre différents segments. Chaque port émet au débit maximum. Ex : switch
à 10/100 Mb/s : Le débit est de 100 Mb/s sur chacun des ports. Il est possible de placer plusieurs commutateurs
en cascade.
Interconnexion de réseaux
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●
Le raccordement à un réseau fédérateur haut débit : certains commutateurs permettent d’interconnecter un
réseau 100bT avec des réseaux fédérateurs (backbone) haut débit (Gigabit, ATM, FDDI). Dans ce cas le
commutateur dispose en plus des ports 10 /100bT classiques, d’un ou plusieurs port haut débit. Les
commutateurs 10 / 100 peuvent accepter indifféremment des connexions 10bT ou 100bT sur tous les ports.
Augmenter la confidentialité puisque certaines informations échangées entre des nœuds d'un côté du
commutateur, ne peuvent être "écoutées" de l'autre côté (par exemple les mots de passe échangés entre un
serveur et un ordinateur, via le réseau )
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Historiquement : Interconnecter deux segments Ethernet via une liaison distante (ligne louée Transfix par
exemple). Ce sont les ponts (commutateurs avec seulement deux ports) distants, qui vont généralement par paire
(deux demi-ponts). De nos jours, la fonction de pont distant avec une connexion WAN est prise en charge par un
routeur. Les routeurs les plus récents sont plus puissants, plus souples et moins onéreux que les ponts distants.
Protocole Spanning Tree (STP)
Les réseaux doivent avoir un unique chemin entre deux points, cela s'appelle une topologie sans boucle. En effet, la
présence de boucle génère des tempêtes de diffusion (broadcast storm en anglais) qui paralysent le réseau. Cependant,
un bon réseau oit aussi inclure une redondance des matériels pour fournir un chemin alternatif en cas de panne. La
protocole STP (Spanning Tree Protocol, norme 802.1d) permet de résoudre ce problème en transformant un réseau
redondant en une topologie sans boucle, en invalidant un lien redondant entre deux commutateur. Il faut bien sûr que le
protocole STP soit pris en charge et activé sur l'ensemble des commutateurs du réseau, qui vont communiquer entre eux
pour déterminer un unique chemin entre deux points.
Il existe deux types de commutateurs suivant la technologie employée pour l ‘analyse et le filtrage des trames :
•
La première appelée "store-and-forward", qui correspond à la norme IEEE pour les ponts. La totalité de la trame est
lue et contrôlée. Elle n’est retransmise que lorsqu'elle est reçue correcte et en entière. Ceci entraîne certes un retard
mais évite la retransmission de trames défectueuses. Cette solution est avantageuse pour les réseaux et les voies de
communication complexes, parce qu’aucun segment défectueux ne peut charger le réseau suite à des collisions.
•
La deuxième technique, nommée à la volée ("on the fly") caractérise les matériels Cisco et 3Com. Le commutateur
Ethernet contrairement aux ponts, n'attend pas d'avoir lu toute la trame pour la transmettre. Il lui suffit d'avoir reçu
l'adresse, d'une longueur de 6 octets. Ceci permet de réduire le temps de latence au minimum mais en contrepartie
les trames défectueuses sont transmises. Si le nombre de collisions augmente (à cause par exemple d'une erreur de
configuration, de matériels défectueux ou d'une charge extrême sur des segments longs munis de plusieurs
répéteurs) ces commutateurs peuvent entraîner une baisse sensible de la performance du réseau. Cette solution est
avantageuse lorsqu'un grand nombre de données doit être transféré, entre des nœuds peu nombreux, au sein d'un
réseau relativement limité.
Certains constructeurs (Cisco ou Allied Telesyn, par exemple) ont mis sur le marché des commutateurs supportant
simultanément les deux technologies. Si le seuil fixé pour le volume de trames défectueuses est dépassé, le commutateur
passe automatiquement de "On the fly" à "Store and Forward" et inversement.
5. Routeur
Un routeur travaille au niveau des couches 1 à 3 du modèle OSI (couches physique, liaison et réseau) et permet
d’interconnecter au moins deux réseaux logiques différents (exemple : pour TCP/IP deux segments possédant des
numéros de réseau IP différents).
Le protocole réseau utilisé doit être routable (comme TCP/IP). Le protocole ARP qui permet la résolution d'adresse
ethernet n'est pas routable parce qu'il est basé sur l’envoi de trames de diffusion. Or, contrairement aux commutateurs,
les routeurs ne transmettent pas les messages de type "broadcast" (diffusion). Ils garantissent donc une meilleure
isolation de la transmission de données. C'est pourquoi deux segments ethernet séparés par un routeur ne peuvent
communiquer directement par ethernet, mais doivent utilser le protocole TCP/IP et le routage en configurant une
passerelle par défaut.
Le routeur utilise un algorithme et une table de routage qui permet d’orienter les paquets vers tel ou tel réseau en fonction
de son adresse de destination. Un routeur possède souvent une fonction de filtrage en fonction de l’adresse IP source ou
destination.
Un routeur est soit un équipement dédié, soit un ordinateur avec plusieurs cartes réseaux.
Un routeur est utilisé pour :
•
Construire des réseaux d’ordinateurs résistants aux pannes : réseau maillé, si un nœud tombe en panne, la
redondance physique des chemins évite la paralysie.
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Relier des réseaux de protocole différents : routeurs multiprotocoles.
•
Relier des réseaux locaux avec un réseau distant. Ex : routeur ADSL.
Interconnexion de réseaux
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