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Description de cet article : Définition hub, switch, pont, routeur, passerelle
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Les matériels d'interconnexion


 


 


 


 


Il est toujours intéressant de comprendre comment fonctionnent les choses, je vais essayer d'expliquer de manière la plus claire possible le principe de l'acheminement de trames et l'adaptation de ces trames par les différents matériels d'interconnexion, à savoir les hubs, Switch, routeur etc...


Avant de parler des matériels d'interconnexion, il est nécessaire de définir quelques termes.


Domaine de collision: un domaine de collision est le nombre de communication simultanée à travers un matériel. Par exemple, si un matériel qui a un seul domaine de collision reçoit deux trames Ethernet, il ne va pas pouvoir les traiter en même temps, il y aura une file d'attente. Plus le nombre de trames devient important, plus il y a d'attente avant qu'une trame ne soit traitée, ce que l'on appelle autrement un goulot d'étranglement.


Domaine de diffusion: un domaine de diffusion est plus connu sous le nom de broadcast en anglais, il permet d'émettre d'un PC une même trame sur tout le réseau auquel il appartient. Un broadcast ne passe pas les routeurs, en effet les trames seront bloquées si elles rencontrent un routeur lors de leur acheminement.


Adresse MAC (Media Access Control) : Une adresse MAC (@ MAC) est une adresse physique propre à chaque carte réseau. Bien qu’elle soit modifiable, une @ MAC est unique, le fait de la changer est en fait un changement logique, si vous débranchez votre carte et que vous la rebranchez par la suite, elle aura toujours sa première adresse. Une adresse MAC est composée de 48 bits soit 6 octets et est codée en hexadécimal.


Exemple d’adresse MAC : 00:F2:56:A2:AF:15


Adresse IP (Internet Protocol): Une adresse IP est à l’inverse d’une @ MAC, une adresse logique qui est configurable via le panneau de configuration puis connexion réseau. Une @ IP permet d’identifier une machine dans un réseau. Il y a plusieurs types d’@ IP, de différentes classes, j’expliquerais tout ça dans un autre article. Une adresse IP est composé de 32 bits et est codée en binaire.


Exemple d’adresse IP (binaire) : 1100 0000.1010 1000.0000 0000.0000 0001 è 192.168.0.1


 


On ne peut pas parler de l'acheminement des trames sans parler du modèle OSI (Open System Interconnexion). C'est une normalisation du découpage d'information en 7 couches qui est utilisée par chaque architecture réseau. Il a été crée car tout le monde (IBM, DEC etc...) commençait à créer son système de découpage et bien sûr il n'était pas utilisable entre eux.


Image hébérgée par monsterup.com


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Les avantages du modèle OSI sont :



  • La réduction de la complexité des échanges

  • L’uniformisation des interfaces

  • La facilitation de la conception modulaire

  • L’interopérabilité des technologies



Maintenant que nous avons vu le modèle OSI, nous allons pouvoir parler des matériels d’interconnexions des différents niveaux.


 



Niveau 1 : Relation avec la couche physique.



Les matériels de niveau 1 sont de moins en moins en utilisé car il existe des matériels plus performants qui reprennent les mêmes principes. La couche de niveau 1 ne travaille pas avec les adresses MAC (niveau 2), ni les adresses IP (niveau 3).



Répéteur : Il a pour rôle de régénérer les signaux électriques en les nettoyant et les amplifiant. Il permet également de changer le support utilisé, pour passer de la paire torsadée (câble réseau) à la fibre optique. On ne peut implanter que 4 répéteurs par réseau.


Perso, j’ai jamais utilisé de répéteurs et je pense que j’en utiliserai jamais car plus personne n’en utilise aujourd’hui, un simple hub reprend le principe de régénération des signaux.


 



Hub (ou concentrateur) : Il joue le rôle de répéteur. Un Hub peut être empilé ou cascadé (à éviter car on arrive vite à des goulots d’étranglements). Il définit un domaine de collision (voir définition au dessus) et un domaine de diffusion, partage ses débits entre ses ports, par exemple, si l’on est sur un réseau à 100mbits/s et que l’on utilise un hub à 10 ports tous occupé, le débit pour chaque utilisateur ne sera que de 10mbits/s. Lors de l’acheminement d’une trame, le Hub ignore l’adresse MAC et IP en se contentant de faire du broadcast jusqu’à trouver le destinataire.


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Niveau 2 : Relation avec la couche liaison



Les matériels de niveau 2 travaillent avec les adresses MAC, ce qui permet d’améliorer l’adressage des paquets.


 



Pont (ou bridge) : Un pont assure la connexion entre deux réseaux, c’est l’équivalent d’une passerelle mais au niveau 2, car une passerelle fonctionne au niveau 3. Il dispose d’un domaine de diffusion et de n domaine de collision (avec n = nombre de ports du pont), travaille avec les @ MAC mais ignore les @ IP (c’est pourquoi on préférera utiliser une passerelle). Un pont contrôle les données pour savoir s’il doit les filtrer ou non. Un pont utilise le protocole Spanning Tree pour éviter les saturations de la bande passante.


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Switch (ou commutateur) : Un Switch peut être de niveau 2 s’il joue le rôle de pont ou bien de niveau 3 s’il joue le rôle de routeur. Un Switch définit un domaine de diffusion et n domaine de collision (avec n = nombre de ports), il ne partage pas ses débits entre ses ports et filtre les trames grâce a à une table de commutation qui est constitué de 3 colonnes : numéro ligne, numéro port et @ MAC.


Un Switch a 2 méthodes de commutation :



  • Store and forward (méthode dite contrôlé, c’est la plus utilisé)

  • On the Fly (non contrôlé)



On peut considérer un Switch comme une amélioration du Hub, et la différence de prix est minuscule (environ 10€ sur certains modèles).


Les nouveaux Switch permettent également de créer des VLAN (que je détaillerais dans un autre article) par port, par @ MAC, par @ IP ou encore par protocole.



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Niveau 3 : Relation avec la couche réseau



Les matériels de niveau 3 travaille encore avec les @ MAC, mais aussi avec les @ IP.



Switch : Si le Switch possède la fonction de routage, alors il est considéré comme un matériel de niveau 3. (Voir caractéristiques au dessus).


 



Routeur : Un routeur permet de relier un réseau local à Internet (relier un LAN au WAN). Il a au minimum deux interfaces, une sur le LAN et un sur Internet. Par exemple, si vous utilisez une FreeBox (ou autre) avec le mode routeur activé, votre adresse IP sera par défaut une @ du genre 192.168.0.1 (si vous faites un ipconfig dans Démarrer è Exécuter). Or cette adresse est une adresse de classe C qui n’existe pas sur Internet, car c’est une adresse privé qui n’est pas routable. L’interface publique du routeur va vous donner une adresse de classe A (souvent un adresse fixe), 89.65.196.23 par exemple. Voilà une illustration de tout cela.


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(Voir aussi NAT/PAT dans un autre article sur le site)



L’acheminement des paquets se fait de deux façons différentes :



  • Remise directe si l’émetteur et le récepteur sont sur le même réseau

  • Remise indirecte s’il y a au moins un routeur entre l’émetteur et le récepteur (ils sont donc sur deux réseaux distincts).



La configuration d’un routeur contient deux tables :



  • Une table de cache qui va contenir les adresses MAC et les adresses IP associés.

  • Une table de routage qui contient l’adresse de réseau, le masque de sous réseau, l’adresse de la passerelle et l’interface où nous sommes (quelle interface du routeur).





Niveau 4 à 7 : Relation avec les couches transport, session, présentation et application.


 



Passerelle : Une passerelle permet de relier un LAN à un autre LAN. Une passerelle est en fait un ordinateur avec deux cartes réseaux et possède un logiciel de routage d’accès distant. Par abus de langage, on confond souvent une passerelle avec un routeur.


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Voilà, c'est fini!



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    Liste des commentaires pour L'essentiel du modèle OSI et des matériels d'interconnexion °° Tutoriel


    Il y a 7 annes, 11 mois
    ou se trouve la carte réseau dans le modèle OSI?
    Il y a 9 annes, 9 mois
    je dois optimiser un réseau connecter a internet mais qui est du genre poste a poste .c'est un réseau compose de plus d'une centaine de machine et étoilé selon la norme ieee 802.3 Ethernet 100 base t
    Il y a 10 annes
    J'aurai une question
    Voila j'ai une freebox en mode bridge (routage désactivé) qui et relier un routeur wrt54g avec firmware ddwrt .
    Sur ceux routeur j'ai deux pc dont un en wifi et deux xbox360 .
    Je voulais savoir si je doit activé le protocole Spanning Tree du routeur wrt54g ou le laissé désactivé .
    Merci pour votre réponse
    Il y a 10 annes, 9 mois
    Merci :wink:
    Il y a 10 annes, 9 mois
    superbe article :wink:
    Votre PseudoIl y a 0mn
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