Le matériel actif, les hubs, les routeurs

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Le matériel actif, les hubs, les routeurs
1. Caractéristiques générales des appareils actifs d'un réseau.
1.1. Le format.
1.1.1. Autonome ("stand alone").
On appelle appareils autonomes, les petits appareils destinés à êtres posés sur un plan de travail. Ils
servent souvent à desservir un petit groupe de travail dans le cadre d'une utilisation familiale. Ce sont les
appareils réseau les moins coûteux.
Les réseaux composés d'appareils autonomes sont généralement peu structurés. Différentes marques,
différentes gammes, et différentes génération d'appareils peuvent cohabiter pour former un réseau de
taille moyenne.
Au lycée nous utilisons des appareils "stand alone" : les mini-hubs "Compaq", les mini-switchs "Allied
Telesyn", ou le routeur-modem "Dlink" qui est utilisé pour l'accès internet.
1.1.2. Modulaire ("en chassis").
Les appareils modulaires sont basées sur des cartes mères dans lesquelles s’insèrent diverses cartes
d'extensions. Ce sont des appareils souples, qui facilitent la croissance du réseau et permettent une
gestion centralisée. Ces sont les appareils réseau les plus coûteux. Les données transitent par un bus de
fond de panier dont le débit est suffisamment important pour éviter que le châssis ne devienne un goulet
d’étranglement.
Au lycée nous n'avons pas d'appareils modulaire.
1.1.3. Rackables.
Les appareils rackables sont fournis avec des vis et des pinces de fixation pour être fixés dans une
armoire de télécommunication normalisées. La largeur d'un appareil rackable est toujours de 19" (48,26
cm), sa hauteur est donnée est unité U de 1,75" (4,44 cm).
Au lycée, les switchs situés dans les armoires de brassage sont des appareils rackables.
1.1.4. Empilable ("stackables").
Les appareils stackables sont conçus de façon à être reliés entres eux à l'aide d'un câblage propriétaire à
très haute vitesse : le stack. Les prises stack sont généralement situées à l'arrière des appareils. Les
appareils reliée entre eux par un stack sont détectés sur le réseau comme un seul gros appareil.
Au lycée, le switch 24 port 1Gbps "Dlink" est stackable.
1.2. Les fonctionnalités.
Le matériel bas de gamme est souvent non administrable. Il n'y a aucune configuration possible.
Le matériel administrable est configurable à l'aide :
➢ d'une prise série qui permet le dialogue avec le logiciel hyperterminal de Windows, via le protocole
TELNET ou plus rarement SSH.
➢ et/ou du protocole SNMP(*).
➢ et/ou d'un client HTTP (navigateur web).
(*)Le protocole SNMP (Simple Network Management protocol) permet d’interroger, de configurer, et de
surveiller à distance un équipement réseau. Un logiciel serveur, appelé agent SNMP est implanté dans
l’équipement à gérer. Ce programme enregistre en permanence des informations relatives à la machine. Il
stocke ces informations dans une base de donnée appelée MIB (Management Information Base). Cet
agent répond aux requêtes de clients situés sur des stations d’administration.
2. Les répéteurs.
Les signaux s’affaiblissent en parcourant les câbles. Au bout d’une certaine longueur, l’affaiblissement est
trop important et le signal devient inutilisable. Le répéteur permet alors le régénérer. Le répéteur est un
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appareil qui intervient au niveau 1 du modèle OSI, c'est à dire que c'est un appareils qui se contente de
copier des suites de bits sans chercher à les interpréter.
2.1. Exemple d'utilisation.
2.2. L’offre du marché
Il est très difficile de trouver un répéteur aujourd'hui puisque cette technologie était liée aux câbles
coaxiaux.
3. Les concentrateurs ("hub")
Le concentrateur est un répéteur multi-ports qui convient plus particulièrement aux topologies en étoile. Le
concentrateur permet de relier des segments de réseau qui ont les mêmes protocoles sur toutes les couches.
Il fonctionne au niveau 1 (physique) du modèle OSI , ce qui signifie qu’il travaille au niveau bit et ne
connaît pas les trames. Il n’a donc pas le moyen d’interpréter les données qu’il retransmet, il propage donc
les collisions. De par leur technologie les hubs fonctionnent toujours en mode half-duplex.
La bande passante, à un instant donné, est réservé à une seule station. Si on s’intéresse au comportement du
réseau sur un intervalle de temps donné, chaque station ne dispose alors que d’un certain pourcentage de
cette bande passante <=> la bande passante d’un hub est partagée.
Sur les concentrateurs single speed, si une seule
carte fonctionne à 10Mbits, tout le réseau doit
travailler à 10Mbits
Les concentrateurs dual speed permettent de gérer
plusieurs débits. Le hub et les cartes réseau
10/100 vont négocier le débit à 100Mbits, les
cartes réseau 10Mbits fonctionneront à 10Mbits.
Le réseau ne s’aligne pas sur le débit le plus
faible.
Il est possible de cascader 2 concentrateurs, pour cela on utilise le port croisé uplink. On le connecte au
moyen d’un câble droit sur un port banalisé de l'autre concentrateur.
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3.1. Exercice
Vous avez à votre disposition un stock de 6 concentrateurs équipés chacun de sept ports standard et d'un
port mixte (au choix : standard ou uplink par un sélecteur).
Si on décide de ne pas acheter de nouveau matériel, déterminez le nombre maximum de postes de votre
réseau.
3.2. L'offre du marché
Les hubs professionnels ne sont plus vendus, par contre il est toujours possible d'acheter un mini-hub
10/100 4+1 ports (4 standard et 1 uplink) dans le cadre d'un réseau domestique pour 20€.
3.3. Règle des 5-4-3
Un réseau composé exclusivement de répéteurs doit prendre en compte la règle dite des 5-4-3 : un signal
valide ne peut traverser que 5 segments en cascade soit 4 répéteurs maximum. Sur les 5 segments seuls 3
peuvent recevoir des ordinateurs (dans le cas d'un réseau type bus).
4. Les routeurs
Les routeurs sont des appareils, travaillant au niveau 3 du modèle OSI, qui permettent soit :
➢ De relier deux réseau ayant de protocoles de niveau 1 différents.
➢ De relier deux réseaux ayant des protocoles de niveau 2 différents (exemple Ethernet et PPP ).
➢ De relier plusieurs réseaux IP (niveau 3).
Le routeur est capable d'interconnecter des réseaux de niveau 2 différents, il est capable de fragmenter les
paquets reçus. Il travaille sur des adresses logiques (IP). Le routeur recherche le meilleur chemin et
commute ensuite les paquets sur ces routes. Il est possible de définir des routes statiques ou d’utiliser un
protocole de routage dynamique (recherche le meilleur chemin) .
Rappelez vous : les routeurs constituent souvent les appareils qui ralentissent le plus les réseaux du fait
qu'il travaillent au niveau 3 du modèle OSI.
Important : chaque port du routeur délimite un domaine de diffusion. Les routeurs ne laissent jamais
passer les trames en broadcast ou en multicast !
➢
➢
Routage statique : c’est l’administrateur qui définit manuellement les routes : il indique que les paquets
à destination de tel réseau doivent être envoyés sur telle interface.
Routage dynamique : les routes sont calculées automatiquement et en temps réel en fonction de
plusieurs critères qui permettent de déterminer le meilleur chemin. Pour mener à bien ce choix du
chemin, les routeurs échangent entre eux des informations grâce au protocole SNMP.
4.1. L'offre du marché.
Les routeurs ont des prix très variables (de 100 € à 10000 €). Ils se distinguent :
➢ Par leurs interfaces : Type et nombre d’interface LAN (Ethernet) et WAN (PPP) et les connecteurs
associés (RJ-45, Coaxial).
➢ Par leur mode de fonctionnement : Un routeur mono-protocole qui reçoit un paquet avec un certain
protocole, expédie ce paquet avec le même protocole. Un routeur multi-protocole est la réunion de
plusieurs routeurs mono-protocole dans un même boitier. Les routeurs sont incapables d'interconnecter
des protocoles différents. Les protocoles utilisés sur les routeurs doivent être des protocoles routables
(IP ou IPX).
➢ Les routeurs intègrent aussi parfois des fonctionnalités de sécurité comme un firewall.
On peut distinguer 3 grandes familles de routeurs :
➢ Le plus lent : un simple ordinateur équipé de plusieurs cartes réseau. On parle alors de routeur logiciel.
➢ Le routeur matériel assurant généralement les fonctions de routeur et de firewal. Ce type de routeur
trouve aujourd'hui un application dans la cadre de la famille avec le routeur-modem destiné
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➢
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exclusivement à se connecter sur internet.
Le plus rapide : Le routeur intégré dans un switchs de niveau 3. Ils ne peuvent pas interconnecter des
réseaux ayant des protocoles différents. Il ne sont pas utilisables en tant que routeur du réseau internet.
5. Les passerelles.
➢
➢
➢
Une passerelle est un dispositif de niveau 7 permettant d’interconnecter des réseaux totalement différents
n’utilisant pas les mêmes protocoles de communication (souvent IPX vers IP). Chaque passerelle est
spécifique en ce sens qu’elle doit réaliser un type de conversion bien précis.
Une passerelle reçoit les données depuis un certain environnement. Elle désencapsule les données en
enlevant les en-têtes de tous les protocoles de la pile d’origine. Puis elle réencapsule ces données
sortantes en ajoutant les en-têtes de tous les protocoles de la nouvelle pile.
En général, les passerelles servent à faire communiquer des ordinateurs personnels avec les miniordinateurs ou les gros systèmes.
6. Exercice
Hub
Routeur
P4
Serveur
P3
P2
P1
[1] P1 et P2 peuvent-ils communiquer ensemble ?
[2] P1 et P3 peuvent-ils communiquer ensemble ?
[3] P2 et P3 peuvent-ils communiquer ensemble ?
[4] Le réseau ci-dessus peut-il fonctionner en full-duplex ?
[5] Si P1 et P2 émettent une trame en même temps vers P3, y a t-il collision ?
[6] Si P1 et P3 émettent une trame en même temps vers P4, y a t-il collision ?
[7] Si P1 et P4 émettent une trame en même temps vers P2, y a t-il collision?
[8] L'emplacement de serveur est il choisi judicieusement ? Quels sont les éléments qui ont pu conduire à ce
choix d'emplacement ?
[9] Proposez un architecture réseau plus performante en respectant les contraintes suivantes : le serveur
reste dans le même domaine de diffusion, il ne faut pas acheter de nouvel appareil.
[10] Même question, avec les mêmes contraintes, mais vous avez cette fois l'autorisation d'acheter un appareil.