Les cartes réseau

AMSI2005091111
Page 1/3
Les cartes réseau
1. Introduction
La carte réseau est un périphérique permettant à tout type de nœud du réseau (station, serveur,
imprimante) de transmettre et de recevoir des données.
Chaque carte réseau est identifiée de manière unique par son adresse MAC (ou adresse physique)
sur 6 octets. Les 3 premiers octets identifie le constructeur (c’est l’identificateur de bloc : par
exemple 00AA00 pour Intel, 00608C pour 3Com) et les 3 suivants une carte chez ce constructeur,
c’est l’identificateur de périphérique.
✗
Combien un constructeur peut-il vendre de cartes réseau ?
2. Les caractéristiques des cartes réseau
2.1. Du côté de l’ordinateur
Certaines cartes réseau peuvent être connectées au bus d’un ordinateur par l’intermédiaire d’un
connecteur d’extension (ou "slot"). Actuellement les cartes réseau s’insèrent généralement dans
un connecteur PCI 32 bits. Les cartes plus anciennes s'insèrent dans un connecteur ISA 16 bits.
Les cartes réseau peuvent aussi être reliées à d’autres interfaces que le bus d’un ordinateur. C’est
notamment le cas des ordinateurs portables où les connecteurs USB ou PCMCIA (Personal
Computer Memory Card international Association) permettent de connecter des cartes réseau.
Les interfaces PCMCIA ont été développées pour fournir une interface normalisée pour la
connexion de n’importe quel périphérique sur un ordinateur portable. Une carte PCMCIA est
installable "à chaud".
L’adaptateur USB est très adapté aux utilisateurs nomades ou novices puisqu’il suffit de brancher
le périphérique USB au connecteur USB pour l’installer physiquement (plus besoin d’ouvrir le
PC). Les ports USB de la version 1 qui n’atteignent qu’un taux de transmission à 12Mbps. Ces
adaptateurs USB ne sont donc pas compatibles avec les réseaux devant fonctionner à 100Mbps.
Les ports USB2 qui permettent d’atteindre des taux de transfert de 480Mbps.
2.2. Du côté du réseau
Les différents types de connecteurs sont : BNC, AUI, RJ-45, SC, ST, RJ45. Une carte réseau
peut comporter un ou plusieurs de ces connecteurs. Certains connecteurs RJ45 peuvent
détecter le type de câble automatiquement (droit ou croisé).
• Le débit : 10, 100 ou 1000 Mbps. Certaines cartes sont capables de gérer plusieurs débits. Le
débit est choisi, soit par l’administrateur en paramétrant la carte réseau pour un des débits
supportés, soit négocié automatiquement par la carte réseau en fonction des matériels
auxquels elle est connectée : c’est ce que l’on appelle "l’auto-sense" ou "auto-négociation".
• Le sens de transmission : half-duplex ou full-duplex :
• Half-duplex : la carte est capable d'émettre et de recevoir mais pas en même temps.
• Full-duplex : la carte est capable d'émettre et de recevoir en même temps. Le mode de
transmission est choisi, soit par l’administrateur en paramétrant la carte réseau pour un des
modes supportés, soit par auto-négociation par la carte réseau .
•
✗
Quelle est la vitesse maximum de transmission d'une carte 10 Mbps en Full-duplex
AMSI2005091111
✗
Page 2/3
Quelle est la vitesse maximum de transmission d'une carte 10 Mbps en Half-duplex
2.3. Le pilote
Le driver (pilote) est le logiciel qui permet au périphérique de communiquer avec l’OS de
l’ordinateur.
A chaque amorçage, l’ordinateur charge ses pilotes en mémoire vive RAM, pour qu'il puisse en
tout temps communiquer avec ses périphériques.
Le pilote de chaque carte varie d’un constructeur à l’autre, et d'un OS à l'autre.
L'interface de communication entre la couche IP et la carte réseau est appelés NDIS (Network
Driver interface Spécification) par Microsoft et ODI (Open Data-link Interface) par Novell. Ces
deux standards sont incompatibles. Les pilotes de carte réseaux pour linux sont intégrés
directement au noyau lors de la compilation de celui-ci. Les cartes sont donc livrées avec
plusieurs versions du même driver :
• Plusieurs avec l'interface NDIS (pour DOS, Win3x, Win2000 ...)
• Un avec une interface ODI
• Un dernier se présentant sous la forme d'un fichier source en langage C pour linux
2.4. Requête d’interruption ou IRQ
Il faut qu’un périphérique puisse solliciter les services du microprocessseur pour que celui ci
puisse déclencher l’action correspondante. Lorsqu’un périphérique sollicite le microprocesseur :
• le microprocesseur qui était en train de travailler va s’interrompre
• il va regarder qui l’a interrompu
• il recherche le traitement à faire
• il effectue le traitement
• il revient au traitement qu’il avait interrompu.
Ce mécanisme s’appelle la gestion d’interruption. Lorsqu’un périphérique veut interrompre le
microprocesseur, il envoie ce que l’on appelle une requête d’interruption (IRQ, Interruption
ReQuest) qui se présente sous la forme d’un numéro. Ce N° doit être unique pour chaque
contrôleur.
Les n° d’IRQ sont compris entre 0 et 15. Certains n° d’IRQ sont réservés par défaut par des
périphériques précis quel que soit le type de système informatique :
• 1 : contrôleur du clavier
• 6 : lecteur de disquette
Certains n° restent disponibles pour ajouter des périphériques comme une carte son, une carte
réseau. Ce sont généralement les IRQ n° 9, 10 ou 11.
Si deux périphériques utilisent la même requête d’interruption, il y aura un conflit de ressources
et des problèmes de performances.
2.5. Plage mémoire
C’est la zone de mémoire réservée par un adaptateur réseau pour communiquer avec le
processeur ou mettre les données en tampon. Certaines plages mémoires sont réservées à des
périphériques particuliers.
Les cartes réseau possèdent généralement une plage mémoire dans la zone A0000-FFFFF.
Il est également possible d'avoir des conflits à cause des plages mémoires.
2.6. Port de base d’entrée-sortie
Pour situer physiquement une carte enfichée sur un connecteur de la carte mère, on utilise une
adresse de base d’entrée/sortie qui permet d’envoyer des informations vers la carte ou de lire des
informations en provenance de cette carte. Deux cartes ne doivent pas utiliser la même adresse
sinon il y a risque de conflit. Dans la réalité, on n’utilise pas une seule adresse de base mais une
zone mémoire de quelques dizaines d’octets
AMSI2005091111
Page 3/3
2.7. Les canaux DMA
Les canaux DMA (Direct Memory Access) permettent aux cartes contrôleurs de communiquer
directement avec la mémoire, sans monopoliser le processeur, ce qui améliore les performances
2.8. Le micro-programme constructeur.
Le données du micro-programme se trouvent sur la carte réseau dans une mémoire morte
programmable (EEPROM). On peut modifier ce micro-programme à travers l'OS pour régler :
• le mode de transmission (simplex, full duplex)
• le n° d'IRQ
• l'adresse de plage mémoire
• le port de base entrée-sortie
2.9. Etherboot
Un emplacement est disponible sur certaines cartes réseau pour insérer une EEPROM contenant
un micro-programme d'auto-boot vers le réseau (utilisation des protocoles RARP et TFTP). Il est
alors possible de construire des terminaux informatiques sans lecteur de disquettes, ni disque dur
(les clients diskless). Pour réaliser ce type d'EEPROM, il est nécessaire d'écrire un programme en
langage machine (assembleur), puis le graver sur l'EEPROM à l'aide d'un appareil électronique
spécialisé.
2.10. PXE (Pre-boot eXecution Environment)
Cette norme, utilisée sur toutes les cartes réseau modernes, remplace l'utilisation d'une EEPROM
etherboot pour lancer un OS via le réseau. Pour utiliser PXE, il suffit de modifier l'ordre des
périphériques de boot dans le bios de la carte mère.
2.11. WOL (Wake On LAN)
Cette spécification indique que la carte réseau peut être utilisée pour démarrer un ordinateur à
distance. Une carte WOL doit être reliée à la carte mère par un petit câble (3 fils) sur un
connecteur prévu à cet effet.
2.12. Carte tagable 801.2Q
Cette spécification indique que la carte peut être utilisé sur un réseau virtuel VLAN (voir la leçon
sur les switchs)