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1 Technologies réseau en présence Les normes IEEE 802.xx Les fondamentaux d une architecture réseau local (LAN) Les fondamentaux d une architecture de réseau de sauvegarde (SAN) Les fondamentaux d une architecture de réseau Data Centers (DAN) Les principales évolutions attendues Les 5 questions à se poser pour réussir son projet B2 B4 B18 B22 B24 B29 B32 Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B1

2 Technologies réseau en présence Pour l entreprise, le réseau est un outil de travail. En économie tertiaire, il est même devenu l outil prépondérant. À ce titre il doit disposer des caractéristiques de disponibilité, de performance et de sécurisation propre à tout instrument de production. En conséquence, défi nir un réseau d entreprise consiste à cataloguer les besoins en terme de connectivité des terminaux utilisateurs et des systèmes à associer les niveaux de sécurisation adaptés, tant sur le plan de l intégrité de fonctionnement, de la protection des échanges d informations et des accès aux systèmes, que sur celui de la continuité des opérations de projeter les évolutions les plus probables de l entreprise afi n d évaluer ses besoins défi nir un niveau de performance raisonné, évitant les risques industriels mais aussi les surenchères technologiques. De ce fait, la compréhension des technologies et la maîtrise de celles-ci quelque soit l environnement est indispensable. Modélisation de l infrastructure réseau VDI des entreprises De par la grande diversité d organisations, d activités et de taille des entreprises, il y aura toujours quelques spécifi cités à prendre en compte, tout particulièrement dans le domaine des infrastructures réseau VDI. Néanmoins, l infrastructure réseau VDI pourra toujours être schématisée par un empilement de strates, comme indiqué dans le schéma ci-dessous : Rappel des couches du modèle ISO (Interconnexion des Systèmes Ouverts) application couche 7 présentation couche 6 session couche 5 transport couche 4 routeur, IP réseau couche 3 switch, Ethernet liaison couche 2 médium physique couche 1 Le schéma ci-dessous montre comment s articule le schéma d une infrastructure réseau VDI avec celui du modèle ISO. couches ISO logiciels d'équipements réseau équipements actifs réseau } couches 2 à 7 média couche 1 infrastructures média "couche 0" Comme le montre ce schéma, une infrastructure réseau VDI sera constituée d infrastructures de média permettant de constituer l ossature d un de média, constitués soit par : _ des liaisons fi laires, en paires torsadées en fi bres optiques ou bien encore par courant porteur en ligne, _ des liaisons non fi laires, hertziennes Wi-Fi, Bluetooth, laser ou infrarouge permettant le transport d d équipements actifs de réseau permettant d adapter le protocole de liaison au médium utilisé et de constituer physiquement et/ou virtuellement des réseaux ou communautés d de logiciels d équipements de réseau permettant l exploitation et la confi guration des différentes fonctionnalités offertes par les équipements actifs. Cette organisation construite selon le modèle ISO pour favoriser l interconnexion de systèmes ouverts permet la mixité des supports en présence dans une même configuration (peu importe le média). De ce fait et de part cette organisation, les technologies en présence sont multiples et variées. B2 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

3 Infrastructures des réseaux VDI Le modèle Ethernet s est imposé comme la technologie dominante dans l'architecture des réseaux. D un débit de 10 Mbit/s dans sa version initiale, cette technologie s est améliorée avec des déclinaisons d Ethernet à des débits variables (10/100/1000 Mbit/s et 10/40 Bgit/s ). Par ailleurs, les réseaux locaux Ethernet sont maintenant complétés par des technologies WI-FI (sans fi l), CPL (courant porteur en ligne) ou bien encore avec de la téléphonie mobile en 3G pour adresser les populations nomades. Ces différentes solutions ne sont pas pour autant des alternatives de remplacement de l une par rapport à l autre. Pour des raisons de sécurité l alternative entre WLAN ou LAN fi laires ne se pose pas en ces termes. Les niveaux de performance sont plus importants dans une liaison câblée et de ce fait, les nouvelles technologies WLAN ne permettent pas de remplacer une architecture câblée. Cela permet de compléter un dispositif où les différentes solutions techniques s additionnent. L internet, le réseau qui relie les réseaux a très largement favorisé l explosion d applications créatrices de nouveaux usages. De ce fait, le champ d application des technologies de l information s est considérablement étendu et les technologies réseaux en présence se sont diversifi ées dans un contexte de généralisation du protocole IP. Les modèles de classement peuvent selon les cas, privilégier : un débit, un support physique. Comparer une solution par rapport à une autre nécessite de prendre en compte simultanément plusieurs critères. Un classement aussi exhaustif soit-il des différentes technologies ne présente qu un intérêt relatif sans une mise en perspective des technologies les unes par rapport aux autres. Voici quelques exemples Wi-Fi // CPL Alors que le Wi-Fi n à 200 Mbits/s vient d'être ratifi é en septembre 2009 par IEEE, le CPL ou Courant Porteur en Ligne avec des débits comparables est sur le point d'être normalisé par l'ieee courant De nouveaux produits, résultat de la combinaison de plusieurs technologies apparaissent maintenant sur le marché. Il s agit par exemple de l intégration d'un routeur Wi-Fi dans un adaptateur CPL, ou bien encore de l assemblage d un routeur Wi-Fi N avec un switch Ethernet "n" ports et d un adaptateur CPL 200 Mbits/s. Par effet de convergence, certaines technologies se sont Routeur dédié // Box ADSL Le raccordement au fournisseur d accès Internet, était autrefois réalisé au travers d un routeur dédié connecté à une ligne spécialisée. Désormais cette liaison est établie par certaines entreprises au moyen d une box ADSL (prévue initialement pour les consommateurs). Dans ce cadre, l opérateur propose à ses abonnés (ADSL, câble, ou fi bre optique) le "triple play" permettant à la fois l'accès à l'internet à haut débit, la téléphonie fi xe et enfi n la télévision (par ADSL ou par 3G+ // ADSL la 3G+ se pose maintenant en alternative à l'adsl pour connecter un poste à Internet. On dispose en effet avec la 3G+ d'une bande passante allant de 3,6 à 7,2 Mbps en voie descendante, et de 128 Kbps à 384 Kbps en voie montante. C'est équivalent aux débits de l'adsl dans la plupart des cas et suffi sant pour une utilisation standard de l'internet. Par ailleurs la 3G+ ne nécessite pas de box Internet et facilite de ce fait la connexion d ordinateurs portables ou de téléphones pour des utilisateurs nomades. Ces quelques exemples sont l illustration du profond changement qui s est engagé depuis déjà quelques années dans les réseaux. Désormais, Il faut intégrer la combinaison de plusieurs technologies pour établir la topologie d une architecture de réseau VDI. Note : Les frontières B2B/ B2C (Business to business/business to consumers) sont repoussées sous les effets de la convergence de produits et de technologies. Pour preuve, de nouveaux standards d'interopérabilité comme DLNA pour l environnement multimédia sont en développement actuellement. Ceci va certainement contribuer à accroître ce phénomène. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B3

4 Les normes IEEE 802.xx Au même titre que les normes de câblage répondent à des standards, les réseaux d entreprise s appuient également sur des organismes de normalisation. Les technologies mises en œuvre dans les réseaux peuvent être diverses. La taille d un réseau peut aller d un poste unique à plusieurs centaines d équipements. Pour fonctionner, une telle structure doit recourir à un minimum de protocoles réseaux et être sécurisée afi n de garantir l intégrité, la confi dentialité et la continuité de services. De ce fait, la normalisation des réseaux et des protocoles par des organismes internationaux est impérativement nécessaire. Dans ce contexte, l IEEE joue un rôle très important dans l'établissement de normes afi n de garantir la pérennité des topologies de réseaux et de faciliter leurs évolutions ou de permettre les adaptations nécessaires des technologies qui sont employées. L Institute of Electrical and Electronics Engineers ou IEEE est une organisation à but non lucratif qui compte plus de membres répartis dans sept conseils techniques. La bibliothèque normative de l IEEE comprend plus de normes..! Dans les domaines ayant trait aux infrastructures LAN, les normes de l IEEE sont plutôt orientées vers les produits actifs et protocoles associés, néanmoins nous sommes obligés d évoquer ce champs normatif car les infrastructures de pré câblage informatiques doivent être à même de supporter ces protocoles. Comme exemple voici le panorama de quelques standards de l IEEE 802.x : IEEE 802. LAN avec adressage et haut débit gestion des réseaux locaux 802.1X sécurisation d'accès à un réseau local distinction entre couche liaison et couche média dans une optique OSI Ethernet (CSMA/CD) u 100Mbits Fast Ethernet z 1Gigabits Ethernet af Power Over Ethernet (PoE) an 10Gigabits Ethernet at Power Over Ethernet Plus (PoE+) ba 40 Gigabits et 100 Gigabits Ethernet couche média Token bus (utilisée en informatique industrielle) couche média Token-ring (IBM) réseaux sur grande distance (Metropolitan Area Networks ou MANs) réseau local sans fil (appelé aussi Wi-Fi) a 5GHz - 54Mbits/s b 2,4GHz 11Mbits/s g 2,4GHz 54Mbits/s n 2,4GHz/5GHz 270Mbits/s (?) Bluetooth WiMAX Zoom sur les standards courants : technologie réseau norme IEEE débits bande passante Ethernet 802.3i 10Mbits 10MHz Fast Ethernet 802.3u 100Mbits 62,5MHz 10Gigabits Ethernet 802.3an 10Gigabits 417MHz à venir. 40Gigabits Ethernet 802.3ba 40Gigabits 625MHz 100Gigabits Ethernet 802.3ba 100Gigabits 1562MHz B4 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

5 IEEE : Ethernet (CSMA/CD) Ethernet a été standardisé sous le nom IEEE Dans un réseau Ethernet, le câble diffuse les données à toutes les machines connectées, de la même façon que les ondes radiofréquences parviennent à tous les récepteurs. Une methode de communication connue sous le nom de "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" (Écoute de porteuse avec accès multiples et détection de collision) ou CSMA/CD régit la façon dont les postes accèdent au média. Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. Bien qu'il implémente la couche physique (PHY) et la sous-couche Media Access Control (MAC) du modèle OSI, le protocole Ethernet est classé dans la couche de liaison, car les formats de trames que le standard défi nit sont normalisés et peuvent être encapsulés dans des protocoles autres que ses propres couches physiques MAC et PHY. Comme dans le cas d'un réseau non commuté, toutes les communications sont émises sur un médium partagé, toute information envoyée par un poste est reçue par tous les autres, même si cette information était destinée à un seul poste. On utilise très fréquemment Ethernet sur paires torsadées pour la connexion des postes clients, et des versions sur fi bre optique pour le cœur du réseau. Cette confi guration a largement supplanté d'autres standards comme le Token Ring. IEEE : Couche média Token-ring (IBM) IBM a popularisé l'emploi de réseaux Token Ring vers le milieu des années 1980, avec l'architecture IBM Token Ring basée sur des unités d'accès passives ou actives multi-station (MSAU ou MAU) et le système de câblage structuré IBM. L'IEEE a plus tard standardisé le réseau Token Ring sous la référence IEEE Ainsi, l'architecture originelle du Token Ring imposait un anneau physique et logique. L'apparition des MAU a permis de s'affranchir d'une topologie physique en anneau, puisque le câblage s'est alors effectué en étoile (tous les câbles étant rassemblés sur un même point de concentration). Le MAU se chargeait alors de virtuellement reconstituer un réseau en anneau. Le groupe de travail IEEE a publié différents standards autorisant des débits de 4 Mbit/s (1985), 16 Mbit/s (1989) puis 100 Mbit/s (1993) pour être ensuite remplacés massivement par l'ethernet. Long-Reach Ethernet (LRE) Le Long-Reach Ethernet (LRE) a pour principale fi nalité de palier aux diffi cultés de raccordement d équipements distants par l'utilisation des câblages téléphoniques (Cat. 3 ou 5). Cette technologie permet d offrir des services Ethernet sur une distance dépassant les 100 mètres traditionnels et allant jusqu à plus de 1500 mètres. La portée Ethernet en LRE avec les câblages actuels de catégories 3 et 5 pour des débits symétriques sont de 2 à 15 Mbits/s. La co-existence sur le même fi l avec le téléphone classique et le numérique est possible. Il est cependant nécessaire de disposer d une fonction de séparation téléphone / données. Largement infl uencé par les standards émergents VDSL (Very-High Rate DSL), le Long-Reach Ethernet (LRE) permet à l entreprise comme aux fournisseurs de services d exploiter les câblages téléphoniques et traditionnels et de tirer le meilleur parti des infrastructures existantes en câblage cuivre. Note : Le VDSL est une technique réseau, qui peut être utilisée au sein d'un réseau domestique ou dans un immeuble. Cette technique permet d'établir des connexions réseau à haut débit sans déployer de câblage dédié : il suffi t d'utiliser des installations téléphoniques existantes. Il est possible de déployer le VDSL dans des immeubles, des hôtels, des hôpitaux, etc. Pour cet usage, on utilise un VDSL symétrique, avec un débit de 5, 10, 15, 18 ou 34 Mb/s, selon la distance, qui peut atteindre 1,5 km. Le VDSL2 est le successeur du VDSL. Parmi les améliorations notables, la vitesse passe à 100 Mbit/s en full-duplex, et la distance entre l'utilisateur et le DSLAM est portée à mètres. Le VDSL2 est une technique standardisée (ITU G.993.2). Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B5

6 Les normes IEEE 802.xx IEEE u : 100 Mbits Fast Ethernet Fast Ethernet est une technologie permettant d atteindre des débits jusqu'à 100 Mbits/s. Selon le type de média, Fast Ethernet se décline en plusieurs catégories : amendement du standard débits de la liaison (maximum) type et Catégorie de câble. (catégorie minimum ou supérieur) standards utilisant 100BASE-T 100 Mbits/s câble de catégorie 5 une liaison sur paires torsadées 100BASE-TX 100 Mbits/s sur deux paires torsadées (liaison en mode half ou full duplex) avec du câble catégorie 5 ou 5e 100BASE-T2 100 Mbits/s sur deux paires torsadées avec du câble catégorie 3 100BASE-T4 100 Mbits/s sur quatre paires torsadées (liaison en mode half duplex seulement) avec du câble catégorie 3. standards utilisant une 100BASE-BX 100 Mbits/s sur une longueur de 10 km avec de la fi bre optique monomode liaison sur fi bre optique 100BASE-FX 100 Mbits/s sur une longueur de 2 km avec de la fi bre optique multimode 100BASE-SX 100 Mbits/s sur une longueur de 300 mètres avec de la fi bre optique multimode économique Correspondance selon le type de fi bre (OM1, OM2, OM3, OM4) : applications longueur d onde (nm) OM µm OM µm OM2 50 µm OM3 50 µm OM4 50 µm 100 BASE SX m 300 m 300 m 300 m 300 m IEEE z : 1000BASE-X - Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet (GbE) est une technologie permettant d atteindre des débits de un gigabit par seconde (ou mégabits/s). Le Gigabit Ethernet peut être implémenté sur du câble cuivre ou fi bre optique (standards IEEE z et ab). Selon le type de média, le Gigabit Ethernet se décline en plusieurs sous-catégories : standard longueur maximum caractéristiques IEEE 802.3z 1000BASE-LX maxi 5 km Support laser grandes ondes sur fi bre optique multimode et monomode destiné aux artères de campus. 1000BASE-SX maxi 550 m Support laser ondes courtes sur fi bre optique multimodes destiné 1000BASE-CX maxi 25 m aux artères intra-muros. Support câble en paires torsadées blindées 150 Ohms destiné aux connexions entre serveurs dans le même local. IEEE802.3ab 1000BASE-T max 100 m Support minimum : câble en paires de cuivre torsadées non blindées de catégorie 5. Tableau comparatif selon le type de fi bre (OM1, OM2, OM3, OM4) : applications longueur d onde (nm) OM µm OM µm OM2 50 µm OM3 50 µm OM4 50 µm 1000 BASE SX m 275 m 550 m 550 m 550 m 1000 BASE LX m 550 m 550 m 1000 m 1000 m IEEE ae : 10 Gigabit Ethernet La norme IEEE ae parue courant 2002, défi nit le protocole de liaison 10 G Ethernet d un débit maximal de 10 Gbits/s en full-duplex, ses interfaces et ses contraintes de transmission sur fi bres optiques uniquement. Nous donnons ci-dessous, les différentes interfaces défi nies, ainsi que leur portée maximale en fonction de la longueur d onde et du mode des fi bres utilisées : applications longueur d onde (nm) OM µm OM µm OM2 50 µm OM3 50 µm OM4 50 µm 10G BASE SX m 32 m 86 m 300 m 550 m 10G BASE LW m 220 m 220 m 220 m 220 m 10G BASE LX m 300 m 300 m 300 m 300 m taux de transfert Ethernet norme type de transceiver longueur d'onde distance 10 Gb/s IEEE 802.3ae 10GBASE-SR/SW 850 nm jusqu'à 550 m 10 Gb/s IEEE 802.3ae 10GBASE-LX4 CWDM (1310 nm) jusqu'à 300 m 10 Gb/s IEEE 802.3ae 10GBASE-LX 1310 nm jusqu'à 300 m 10 Gb/s IEEE 802.3ae 10GBASE-LRM 1310 nm jusqu'à 220 m B6 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

7 IEEE af : Power Over Ethernet (PoE) IEEE 802.3af, plus connue sous le nom de "Power over Ethernet", est une norme du standard IEEE (Ethernet) ratifi ée en Cette norme concerne les différents modes d alimentation via la paire torsadée, d un équipement actif à interface Ethernet, plus couramment dénommés "Power over Ethernet (PoE)". Le Power over Ethernet (PoE) est le principe inverse du CPL : faire transiter une puissance électrique via les câbles d un réseau Ethernet, pour pouvoir alimenter en énergie des appareils qui disposent d un accès réseau mais pas d une prise électrique. Power over Ethernet (PoE) - a pour principe de faire circuler le courant électrique dans un câble Ethernet. Son objectif est de réduire les coûts de déploiement de certaines infrastructures tels les réseaux Wi-Fi et de téléphonie IP. Pour raccorder un appareil, tel qu'une borne Wi-Fi, un téléphone IP ou une caméra IP de vidéosurveillance, il suffi ra de disposer d'une prise réseau. Le PoE est utilisé sur des câbles de catégories 5 ou supérieure pour des débits de 10/100/1000 Mbit/s. Pour faire circuler le courant sur ces câbles (quatre paires cuivre), deux solutions existent exploiter les brins de cuivre employés pour le transport des données (1,2 et 3,6), à une fréquence différente de celle en usage pour les exploiter les deux paires libres non utilisées pour les données (4,5 et 7,8). Le 802.3af a pour limite de distance celle de l'ethernet. Avant de délivrer le courant, l'émetteur PSE (pour Power Sourcing Equipment) va vérifi er qu'un terminal appelé PD (pour Powered Device) PoE est bien connecté et en état de marche. Le voltage est de 48 volts, tandis que la puissance est de 15,4 watts maximum (au niveau du PSE, soit 12,95 W au niveau du récepteur). Ci-dessous les schémas des différents modes d'alimentation normalisés par IEEE af power Ethernet in-line Power source : sur câble 4 paires en paires torsadées. Avec switch supportant 802.3af (multiplexage énergie sur paire Ethernet [1,2 ; 3,6]). no power power Ethernet in-line Power source : sur câble 4 paires en paires torsadées. Avec injecteur de courant 802.3af (support énergie sur paires [4,5 ; 7,8]). La norme prévoit une puissance maximale supportée par le PoE de 13 W, ce qui est largement suffi sant pour alimenter une borne d accès Wi-Fi, une caméra IP ou un téléphone IP, par exemple. Ce procédé d alimentation offre la possibilité de réduire l infrastructure courant fort à installer. De plus, les deux modes d alimentation prévus par la norme, permettent le déploiement de PoE, même si les équipements de réseau ne supportent pas af. Depuis le travail avance sur une nouvelle norme qui défi nira un minimum de 24 W au niveau du matériel actif norme actuelle IEEE af : Power over Ethernet (POE) = W norme future IEEE at : Power over Ethernet (POE Plus) = min W power. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B7

8 Les normes IEEE 802.xx IEEE at : Power Over Ethernet Plus (PoE Plus) L arrivée de nouveaux équipements à conduit l IEEE à travailler sur une nouvelle norme, le PoE Plus. En effet, la demande pour plus de puissance s est développée (POE = W power - (POE Plus) = min. 24 W power) afi n de permettre l alimentation de caméras téléphones terminaux POS (Point of points d accès sans fi l (IEEE lecteurs RFID, etc. Les objectifs du groupe de normalisation IEEE sont les suivants POE Plus va améliorer la norme l infrastructure cible pour le POE Plus sera la norme ISO/IEC Class D ANSI/TIA/EIA 568.B-2 catégorie 5 (ou la norme IEEE continuera à respecter les limites fi xées concernant les sources d alimentation et les exigences comme défi ni dans l ISO/IEC les équipements d alimentations en POE Plus vont fonctionner sur un mode de compatibilité le POE Plus supportera un minimum de 24 W au matériel actif les équipements alimentés POE Plus, seront identifi és par marquage 802.3af PSE (Power Source la norme n interdira pas la possibilité de respecter les exigences de la FCC / CISPR /EN Class A et B et ainsi que les critères de performances pour la transmission de données pour toutes les couches physiques classifi cation étendue des alimentations supportant les modes POE supporte le fonctionnement en mode midspan PSEs pour le 1000 les équipements alimentés par le POE Plus dans les limites des puissances admissibles de la norme af fonctionneront parfaitement avec les matériels fournissant l alimentation conformes à la norme af. B8 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

9 IEEE ba : 40 Gigabits et 100 Gigabits Ethernet La virtualisation des centres informatiques, le stockage, la vidéoconférence en haute défi nition et l'imagerie médicale stimulent la demande pour l'ethernet à 40/100 Gbit/s. Des produits Ethernet à 40 Gbit/s et à 100 Gbit/s seront commercialisés prochainement. Les produits normalisés ba arriveront à la mi Ratifi cation du standard 802.3ba probablement en juin Un débit Terabit (1000 Gbit/s) est prévu d'ici L'IEEE, devrait défi nir deux vitesses d'ethernet pour deux applications différentes 40 Gbit/s pour la connexion des 100 Gbit/s pour les cœurs de commutation. Les spécifi cations ba seront conformes au mode de fonctionnement full-duplex de la couche d'accès MAC IEEE (Media Access Control). En employant l'actuel protocole MAC 802.3, le standard ba vise à maintenir une compatibilité totale avec la base installée de "nœuds" Ethernet. Il est probable que la prise en charge soit de 1 Gbit/s, jusqu au 10 puis du 10 Gbit/s vers une matrice de commutation et ensuite 40 Gbit/s. Le débit à 100 Gigabit Ethernet comprendra des distances et des médias appropriés pour le centre informatique, ainsi que l interconnexion entre agences et au sein des agences. Les projets d interface physique PHYS 40 Gbit/s Ethernet sont de 1 mètre en raccordement direct, 10 mètres en cuivre et 100 mètres en fi bre optique multi-mode ; et 10 mètres cuivre, 100 mètres, 10 kms et 40 kms en fi bre mono mode pour le 100 Gigabit Ethernet. distance usage zone & localisation 40 Gbit/s jusqu à 100 mètres connexion des serveurs centre informatique 100 Gbit/s 10 m en cuivre cœurs de commutation centre informatique Tableau récapitulatif des longueurs maximum selon le type de fi bre (OM1, OM2, OM3, OM4) : applications longueur OM1 OM2 OM2 OM3 OM4 d onde (nm) 62.5 µm 62.5 µm 50 µm 50 µm 50 µm 100 BASE SX m 300 m 300 m 300 m 300 m 1000 BASE SX m 275 m 550 m 550 m 550 m 1000 BASE LX m 550 m 550 m 1000 m 1000 m 10G BASE SX m 32 m 86 m 300 m 550 m 10G BASE LW m 220 m 220 m 220 m 220 m 10G BASE LX m 300 m 300 m 300 m 300 m 40G BASE SR m 125 m 100G BASE SR m 125 m Note : une fi bre optique OM3 est parfaitement adaptée à une application 10 Gigabits/s. Lorsqu une application 40Gbit/s ou 100Gbit/s doit être déployée, la fi bre OM4 (nouvellement normalisée) avec sa bande passante de 4700 MHz par km doit être installée pour les longueurs supérieures à 125 m. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B9

10 Les normes IEEE 802.xx IEEE : Réseau local sans fil (Wi-Fi) Cette technologie est couramment utilisée pour faire fonctionner sans fi l divers équipements électroniques ou pour accéder, toujours sans fi l, à Internet au travers d'un point d'accès. Les zones à forte concentration d utilisateurs (gares, aéroports, hôtels, trains ) sont désormais fréquemment équipés de bornes Wi-Fi ou points d accès Wi-Fi (en anglais "hot spots"). Cette technologie est largement implémentée. Plusieurs amendements de la norme La norme IEEE (ISO/CEI ) est un standard international décrivant les caractéristiques d un réseau local sans fi l (WLAN). Grâce au Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fi l à haut débit. Au fi l des années le standard a été amélioré à plusieurs reprises. Les principaux amendements sont les suivants : protocole date de fréquence taux de transfert taux de transfert (max) portée (intérieur) portée (extérieur) normalisation (Typ) a / / Mbit/s 54 Mbit/s ~25 m ~75 m GHz b GHz 6.5 Mbit/s 11 Mbit/s ~35 m ~100 m g GHz 25 Mbit/s 54 Mbit/s ~25 m ~75 m n GHz ou 5 GHz 200 Mbit/s 540 Mbit/s ~50 m ~125 m Note : Dans ce cadre, la norme e apporte le support de la Qualité de Service et du VPN aux réseaux WLAN, ainsi qu une amélioration des clés de cryptage WEP en augmentant la longueur de 40 à 64 ou 128 bits. Plusieurs normes sont parues depuis la dernière édition de notre guide, dans le domaine du Wi-Fi, dans la lignée des normes IEEE et b précédentes La norme a encadrant les réseaux WLAN (Wireless LAN), fonctionnant sur la bande de 5 GHz, avec un débit brut maximal de 54 Mbits/s. La portée plus faible de ces réseaux et l interdiction de son déploiement en extérieur, ainsi que la concurrence de la norme g postérieure, semblent avoir eu raison de cette norme, dont les produits se font de plus en plus confi La norme IEEE b encadrant les réseaux WLAN (Wireless LAN), fonctionne sur la bande de 2,4 GHz, avec un débit brut maximal de 11 Mbit / s. Cette norme est une extension directe de la technique de modulation défi nie dans la norme initiale. Dans la pratique, b a généralement une portée supérieure à basse vitesse (802.11b va réduire sa vitesse si l'intensité du signal est plus La norme IEEE g encadrant les réseaux WLAN (Wireless LAN), fonctionne sur la bande de 2,4 GHz, avec un débit brut maximal de 54 Mbits/s. Cette norme impose une rétro compatibilité avec les équipements b. Les systèmes g les plus courants dominent le marché au détriment des systèmes b (limité à 10 La norme IEEE n, ratifi ée en septembre 2009 est une amélioration des standards IEEE b et IEEE g. Elle permet d'atteindre un débit théorique allant jusqu'à 270 Mbits/s dans la bande de fréquences des 2,4 GHz. La norme apporte des améliorations grâce : _ à plusieurs antennes pour les récepteurs et émetteurs (MIMO) _ au regroupement des canaux radio permettant d'augmenter la bande passante _ à l'agrégation de paquets de données qui permet l'augmentation des débits. B10 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

11 Principes fonctionnels du Wi-Fi Suivant la norme supportée par les équipements Wi-Fi, le médium s appuie sur trois couches physiques distinctes et incompatibles entre elles la couche Frequency Hopping Spread Spectrum, qui utilise plusieurs fréquences séquentiellement, norme jusqu à 3 Mbits/s à 2,4 la couche Direct Sequence Spread Spectrum, qui utilise plusieurs fréquences simultanément, normes b et g jusqu à 11 Mbits/s à 2,4 la couche Orthogonal Frequency Division Multiplexing, qui multiplexe les données sur plusieurs fréquences simultanément, norme a à 5 GHz et g à 2,4 GHz, jusqu à 54 le système s appuie sur le mode d accès CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance), directement inspiré du CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Détection) utilisé par Ethernet. Note : Le CSMA/CA se différencie du CSMA/CD, du fait que le médium radio n est pas Full Duplex, en conséquence lors de la transmission, la station n a pas la capacité de détecter une collision. Afi n d éviter les collisions, le CSMA/CA intègre des trames d acquittement dénommées ACK (ACKnowledgement). La sécurité IEEE e pour l amélioration de la QoS : Afi n de permettre un trafi c sécurisé, l IEEE a initialement défi ni le protocole WEP, dont les mécanismes s appuient sur le chiffrage des données et l authentifi cation des stations. Chaque terminal possède une clé secrète codée sur 40 bits, l évolution apportée par e permettant un codage sur 64 et 128 bits. De faible effi cacité comme protection contre le piratage la clé WEP est maintenant largement remplacée par WPA2 ou sinon complétée et renforcée par des mécanismes de sécurité de type VPN véritablement effi caces. Note : IEEE i est un amendement à la norme IEEE ratifi é en Cet amendement plus connu sous le nom de WPA2 traite du renforcement de la sécurité des échanges au niveau des réseaux informatiques locaux utilisant une liaison sans fi l (WLAN). État législatif Extrait du décret modificatif du 25 juillet 2003 (source ART) Dans tous les départements métropolitains, qu il s agisse d usages privés ou publics, il est désormais possible d utiliser les fréquences Wi-Fi dans les conditions suivantes à l intérieur des bâtiments avec une PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente) maximale de 100 mw sur toute la bande de fréquences ,5 à l extérieur des bâtiments avec une PIRE maximale de 100 mw sur la partie MHz et une PIRE maximale de 10 mw sur la partie MHz. Les conditions techniques dans les départements d outre-mer, déjà très favorables, demeurent inchangées. Les conditions techniques dans la bande 5 GHz demeurent inchangées (pas d autorisation en extérieur). Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B11

12 Les normes IEEE 802.xx Tableaux des puissances autorisées en France au 25 juillet 2003 sur la bande de 2,4 GHz (source Dans tous les départements métropolitains : fréquence MHz intérieur extérieur mw mw 2483,5 10 Dans les départements ou collectivités territoriales d'outremer : Guadeloupe, Martinique, St-Pierre-et-Miquelon, Mayotte, Réunion, Guyane fréquence MHz intérieur extérieur fréquence MHz intérieur extérieur impossible 100 mw 100 mw 100 mw 10 mw Répartition et distribution des canaux sur la bande 2,4 GHz GHz 22 MHz GHz Comme le montre le schéma, la bande 2,4 GHz, offre 14 canaux de 22 MHz (13 en France, 11 aux US et 14 au Japon), 3 canaux disjoints (1, 6 et 11 ou 2, 7, 12 ou encore 3, 8, 13). B12 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

13 Avantages et inconvénients du Wi-Fi Les systèmes Wi-Fi présentent les principaux atouts suivants normalisés, Ils sont faciles et rapides à déployer, d autant plus avec le ils apportent une réponse aux besoins de connexion mobile au réseau, comme dans les centres de magasinage, les ateliers, les halls, les salles de réunion, les auditoriums,les open space les bornes d accès offrent des interfaces réseau standards de type Ethernet 10/100 Mbp/s. Leur intégration est donc ils apportent une réponse intéressante aux besoins d accès aux systèmes d informations dans un cadre évènementiel ou de réhabilitation d un bâtiment occupé, d un bâtiment classé ou encore en espace ouvert par exemple. Les systèmes Wi-Fi présentent les inconvénients suivants le Wi-Fi souffre d'un certain nombre de limitations inhérentes à la technologie radio. La portée, qui ne dépasse pas les cent mètres, est encore réduite par les obstacles éventuels alors que le signal se voit progressivement altéré par la distance, tout en étant sensible aux interférences. La bande passante est tout de même plus limitée qu un système fi un rapport débit brut/débit net médiocre, de l ordre de 40% en crypté, lié aux nombreux dispositifs de contrôle de la trame qui génèrent un overhead architecture de réseau à bande partagée, donc temps d accès et débit aléatoire en fonction de la charge du réseau, si IEEE e n est pas débits dépendant pour partie des conditions de propagation radio, constituant une variable peu maîtrisable. Ils nécessitent systématiquement la réalisation d une étude préalable de propagation et de couverture sur site. Note : En pratique, la bande passante se situe plutôt entre 50 et 100 Mbits/s selon l'intensité du signal et l'environnement du réseau Wi-Fi. Ensuite, dès lors que le réseau Wi-Fi doit être partagé entre plusieurs utilisateurs la bande passante disponible peut se réduire à quelques Mbits seulement par utilisateur. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B13

14 Les normes IEEE 802.xx IEEE : Bluetooth La technologie Bluetooth utilise une technique radio courte distance destinée à simplifi er les connexions entre les appareils électroniques. Largement répandue et essentiellement dans les appareils mobiles, comme les téléphones portables, la liaison Bluetooth est majoritairement présente sur des appareils fonctionnant souvent sur batterie, désirant échanger une faible quantité de données sur une courte distance. Contrairement à la technologie IrDa (liaison infrarouge), les appareils Bluetooth ne nécessitent pas une liaison en vue directe pour communiquer, ce qui rend plus souple son utilisation et permet notamment une communication d'une pièce à une autre, sur de petits espaces. La portée est directement dépendante de la puissance des modules radio Bluetooth. Sur ce marché la plupart des fabricants d'appareils électroniques utilisent des modules de classe 2 correspondant à une puissance de 2,5 mw (4 dbm) permettant une portée de 10 à 20 mètres. Différentes normes sont en développement pour ce standard : en cours IEEE à venir IEEE IEEE IEEE standard Bluetooth 1.x permettant d'obtenir un débit de 1 Mbit/s standard s appuyant sur des recommandations pour l'utilisation de la bande de fréquence 2,4 GHz (fréquence utilisée également par le Wi-Fi) standard en cours de développement visant à proposer du haut débit (20 Mbit/s) avec la technique Bluetooth standard en cours de développement pour des applications sans fi ls à bas débit et à faibles coûts. IEEE : WiMAX WiMAX, acronyme pour Worldwide Interoperability for Microwave Access, est une famille de normes (IEEE ) défi nissant les transmissions de données à haut-débit, par voie hertzienne. WiMAX utilise plusieurs technologies de diffusion hertziennes destinées principalement à une architecture "point-multipoint" : un ou plusieurs émetteurs/récepteurs centralisés couvrent une zone où se situent de multiples terminaux. Le WiMAX procure des débits de plusieurs dizaines de mégabits/seconde sur une zone de couverture portant sur quelques dizaines de kilomètres au maximum. Le WiMAX s'adresse majoritairement au marché des réseaux métropolitains, le MAN (Metropolitan Area Network) mais également aux secteurs péri-urbains voire ruraux qui n'ont pas d'infrastructure téléphonique fi laire exploitable. WiMAX est défi ni pour exploiter une gamme de fréquences allant de 2 à 66 GHz - dans laquelle d'autres modes de transmission existent comme le Wi-Fi - autorisant des débits, des portées et des usages variés. Selon différents points de vue, le WiMAX est tour à tour, un simple prolongement du Wi-Fi, le cœur de réseau du Wi-Fi, voire encore, la convergence du Wi-Fi et du réseau cellulaire de troisième génération (UMTS, dite "3G"). Certaines contraintes techniques, inhérentes aux technologies radio, limitent cependant les usages possibles. La portée, les débits, et surtout la nécessité ou non d'être en ligne de vue de l'antenne émettrice, dépendent de la bande de fréquence utilisée. Dans la bande GHz, les connexions se font en ligne de vue (LOS, line of sight), alors que sur la partie 2-11 GHz, le NLOS (non line of sight) est possible notamment grâce à l'utilisation de la modulation OFDM. La situation du WiMAX en France L'attribution des licences WiMAX régionales a permis à un grand nombre d'acteurs de pouvoir déployer une infrastructure au niveau local. Alors que cette technologie devait permettre de pallier les faiblesses de l'adsl en termes de couverture, le WiMAX a du mal à décoller face aux alternatives concurrentes (satellite, 3G). Néanmoins les collectivités territoriales semblent privilégier cette solution afi n d'améliorer la couverture des zones blanches. Les collectivités locales profi tent du WiMAX pour réduire la fracture numérique sur leur territoire. Mais force est de constater que voir dans le WiMAX une alternative à la 3G pour le haut débit nomade/mobile semble désormais totalement illusoire. B14 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

15 Technologie CPL (courant porteur en ligne) Présentation Plus récent que l'ethernet, moins connu que le Wi-Fi, la technologie CPL (Courant Porteur en Ligne) est contrairement aux apparences une technologie ancienne. Elle est utilisée depuis de nombreuses d années, à des fréquences basses entre 100 et 900 Hz, afi n de transmettre des informations en bas débits pour gérer le réseau électrique. Depuis le début des années 2000 plusieurs normes propriétaires encadrant les Courants Porteurs en Ligne, sont parues. Le regroupement des constructeurs s est scindé en deux groupes présentant chacun des technologies non-interopérables : _ HomePlug standard PowerPacket, d un débit maximal de 12 Mbits/s brut pour une portée maximale de distribution de 200 à 300 mètres sur réseau basse tension. Note : La norme HomePlug à été élaborée par une alliance industrielle constituée entre autres par Sharp et Panasonic, puis rejointe par Philips, EasyPlug (Schneider Electric / Thomson (Technicolor)), Motorola, Sony, Intellon, France Télécom, EDF, DS2, Samsung, Netgear. _ PLC Forum EasyPlug, d un débit maximal de 2 à 12 ou de 45 Mbits/s brut, suivant la génération de la norme applicable, pour une portée maximale inférieure à 10 km sur réseau moyenne tension à 2 Mbits/s et inférieure à 800 m sur réseau basse tension de 1 à 45 Mbits/s. Note : La norme PLC PowerLine élaborée par le PLC Forum, consortium regroupant 54 acteurs dont Alcatel, Ascom, EDF,Intellon, Main.net,, rejoint par le partenariat EasyPlug (Schneider Electric / Thomson (Technicolor)) associés à DS2 et PhonexBroadband. Sur le point d'être normalisé par l'ieee, les annonces autour d adaptateurs CPL à 200 Mbits/s de vitesse de transfert se multiplient. La technologie CPL pourrait connaître bientôt un engouement croissant tant du côté des entreprises que des particuliers. Quelques dates avant finalisation prochaine de la norme 2003 : acquisition par Schneider Electric de la société suédoise Ilevo, spécialisée dans les courants porteurs en ligne, et création de la nouvelle entité Schneider Electric Powerline Communications, dédiée à la fourniture d équipements, de logiciels et de services autour des courants porteurs en ligne : arrivée de la norme HomePlug 1.1 turbo 85Mbits. Début de la réglementation au niveau européen : arrivée sur le marché des produits à la norme HomePlug AV 200 Mbits. Ajout de nouvelles fonctionnalités (QoS, VLAN ) : Finalisation probable de la norme. Dédié aux transmissions sur fi ls électriques au débit brut de 200 Mbit/s, le futur standard IEEE 1901 est entré dans une phase de fi nalisation. La reconnaissance offi cielle de ce standard par le comité de normalisation IEEE est prévue dans le courant de l année En Europe où l on trouve déjà de nombreux adaptateurs HomePlug AV, l interopérabilité entre produits HomePlug AV et produits IEEE 1901 FFT devrait être assurée. L Alliance HomePlug devrait tester et certifi er les futurs produits compatibles IEEE Précisons que trois sociétés fournissent aujourd hui des circuits HomePlug AV : Intellon, Gigle Semiconductor et le français Spidcom. La technologie CPL est fi able, supporte la Qualité de Service QoS et a assurément sa place sur le marché. Le CPL impose pour le contrôle du périmètre d accès au réseau, l installation de fi ltres aux extrémités du périmètre de distribution du réseau basse ou moyenne tension. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B15

16 Les normes IEEE 802.xx Principe de fonctionnement Le principe des CPL consiste à superposer au courant électrique de 50 ou 60 Hz un signal à plus haute fréquence et de faible énergie. Ce deuxième signal se propage sur l'installation électrique et peut être reçu et décodé à distance. Le courant électrique alternatif s inverse à intervalles réguliers, en France il change de direction 100 fois par seconde (fréquence 50 Hz). Comme toute vibration, cette alternance provoque l émission d ondes électromagnétiques. Ce sont les ondes les plus courtes (situées dans une bande de fréquence défi nie par la norme) qu emploient les adaptateurs CPL pour transférer des données. Les adaptateurs CPL peuvent s apparenter à des modems. Ils émettent un souffl e, le bruit blanc, dont ils modifi ent l intensité ou qu ils altèrent par des grésillements. Cela constitue un code comparable au morse, qui sera lu et décodé à l autre bout de la ligne par l adaptateur destinataire. Ainsi le signal CPL est reçu par tout récepteur CPL qui se trouve sur le même réseau électrique. Chaque prise de courant fait offi ce de point de connexion permettant de créer instantanément un réseau informatique stable et performant. Véritablement Plug and Play, les adaptateurs CPL s installent en quelques minutes seulement. La topologie de distribution d un segment CPL peut tout à fait être assimilée à celle des anciens réseaux Ethernet coaxiaux, répartis à partir de concentrateurs. Il suffi t de connecter son terminal au médium, via un adaptateur CPL/Ethernet ou CPL/USB, pour accéder au réseau et partager la bande passante offerte, avec tous les utilisateurs en activité connectés sur le même segment. La technologie CPL est une alternative intéressante pour les entreprises ou les particuliers qui recherche une solution réseau facile à mettre en œuvre, et qui souhaitent améliorer ou changer un réseau sans pour autant opter pour du sans-fi l. Internet Internet HV/MV substation Modem client MV/LV substation Poste de transformation Tête de réseau CPL Répéteur Schéma de principe d'un accés internet CPL en habitat individuel Schéma de principe d'une distribution CPL à partir du poste de transformation BT ou MT B16 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

17 Avantages et inconvénients des CPL Les CPL présentent globalement les avantages suivants ils sont faciles et rapides à déployer et bénéfi cient de la grande capillarité du réseau basse tension. Ils facilitent le partage des données ou des périphériques sur le ils sont basés sur une technologie fi able s appuyant sur des principes techniques déjà éprouvées dont CSMA/CA par le Wi-Fi et OFDM par Wi-Fi et ils offrent des interfaces réseau standards de type Ethernet IEEE /100 base Tx à connectique RJ45, USB et RJ11 ADSL, leur intégration est donc ils apportent une réponse intéressante aux besoins d accès temporaires aux systèmes d informations dans un cadre évènementiel ou de réhabilitation d un bâtiment ils apportent une réponse intéressante aux besoins d accès aux systèmes d informations VDI dans le résidentiel et dans tous les bâtiments où un câblage pose problème (monuments historiques, hôpitaux ) et où le Wi-Fi n est pas nécessaire ou ils constituent une alternative intéressante en cas de nécessité d extension d un réseau Ethernet standard, ou de l extension rapide de la couverture d un réseau ils constituent une alternative crédible et réaliste à l accès Internet ADSL, avec des débits sensiblement identiques, tout en offrant la symétrie en plus. Les CPL présentent également les principaux inconvénients suivants performance et interopérabilité des produits compromise tant que la norme n est pas fi nalisée (Ratifi cation probable de la norme en niveau de bruit très fl uctuant sur le médium, lié à l activation d autres équipements électriques desservis par le même réseau basse tension, tels que halogènes, fours, machine à laver, etc. Débits dépendant pour partie du niveau de bruit sur le selon la qualité de l installation électrique et de l isolation électromagnétique, les ondes haute fréquence du signal peuvent se propager et être perturbatrices jusqu à plusieurs centaines de mètres. Dans ce cas les matériels sensibles à la haute fréquence mais aussi, tout simplement, les récepteurs radio en ondes courtes, peuvent être architecture de réseau à bande partagée, donc temps d accès et débit aléatoire en fonction de la charge du réseau (plus le nombre d adaptateurs CPL est important, plus faibles seront les selon la qualité de l installation électrique et le nombre d adaptateurs CPL utilisés les limites de distance peuvent varier (Les rallonges ou multiprises électriques sont à pontage des transformateurs indispensable pour l ils ne s intègrent correctement qu aux réseaux monophasés, conformes aux normes en pas de maîtrise du périmètre du réseau CPL sans pose de fi ltres, pas de support de IEEE 802.1q (VLAN), le médium ne peut donc pas être partagé par plusieurs réseaux dans une copropriété, ou sur un plateau partagé par plusieurs entreprises le compteur électrique est parfois commun. Les données transportées par les signaux CPL peuvent être alors accessibles à des tiers. Le cryptage des données avec un chiffrement logiciel de type (AES 128 bits) peut s avérer nécessaire pour accroître la l interopérabilité avec les équipements actifs est encore incomplète. Note : Même si la norme HomePlug prévoit une gestion effi cace du réseau jusqu à 64 adaptateurs CPL sur une même phase électrique. Ne pas y installer plus d une dizaine d adaptateurs CPL est raisonnable. Le futur de la technologie CPL Dès lors que la standardisation de la norme sera fi nalisée, il est probable que de nouveaux produits apparaîtrons sur le marché à fi n Par exemple des caméras de surveillance CPL, ou encore des décodeur TNT pourraient être assemblés avec cette technologie dans un futur proche. Des produits labellisés 400Mbit/s devraient aussi faire leur apparition. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B17

18 Les fondamentaux d'une architecture réseau local (LAN) Les fondamentaux d une architecture d un réseau local (LAN) reposent sur 3 composantes essentielles : 1 - L infrastructure câblée permettant de constituer l ossature principale. 2 - Les matériels actifs utilisés pour construire le réseau. 3 - Une organisation fonctionnelle fédératrice. La performance d un réseau local (LAN) est directement liée au choix et à l ingénierie dans les règles de l art de ces 3 composantes. l Infrastructure : L infrastructure physique des réseaux locaux repose sur une architecture étoilée, seule capable de s adapter à tout type d architecture réseau (en étoile, en bus, en anneau, en daisy chain, en arborescence). Afi n de permettre une redondance des liaisons, l architecture étoilée des réseaux locaux est souvent complétée par une architecture maillée, permettant de constituer des liaisons passant par des équipements et/ou des liens alternatifs. L architecture maillée optionnelle ne concerne que la distribution verticale, c est-à-dire l ensemble des rocades reliant les locaux techniques entre eux. La distribution horizontale ou capillaire, constituée par l ensemble des câbles distribuant les points d accès, est simplement étoilée à partir du local technique de la zone de distribution. Niveau 3 Point d accès Point d accès Distribution Rocade Rocade Distribution local technique d'étage 4 local technique d'étage 5 Niveau 2 Point d accès Point d accès Distribution Rocade Rocade Distribution local technique d'étage 2 local technique d'étage 3 Niveau 1 Point d accès Point d accès Distribution Rocade Rocade Distribution Lien optionnel local technique d'étage 1 répartiteur général Schéma de l'infrastructure physique d'un réseau LAN Les rocades informatiques reliant les locaux techniques entre eux, tendent à se généraliser sur fi bres optiques, bien que la paire torsadée se place toujours comme un médium alternatif crédible, pour supporter jusqu au Gigabit-Ethernet sur 90 mètres maximum. La distribution des points d accès est généralement réalisée en paires torsadées au moins de classe E (cat. 6), celle-ci étant le standard à minima du marché en France depuis sa normalisation. Cette distribution peut être complétée en cas de besoins, par des zones de couverture Wi-Fi, dans certains locaux et espaces où la mobilité d accès est requise. Les zones et locaux diffi ciles ou impossibles à câbler peuvent être complétés par des segments CPL. B18 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

19 Les matériels actifs courants Panorama des principaux équipements fréquemment utilisés : Concentrateur (hub) Un concentrateur (hub) est un équipement électronique permettant de créer un réseau local de type Ethernet. Ces matériels sont reliés entre eux pour diffuser l information. Dans un réseau Ethernet, la trame est diffusée à toutes les machines connectées et sur l ensemble des ports d un concentrateur. Chaque équipement attaché à celui-ci partage le même domaine de diffusion et le même domaine de collision. Aujourd hui dépassés ces matériels sont souvent remplacés pour des raisons de sécurité et de performances par des commutateurs. Commutateur de réseaux (switch) Contrairement à un concentrateur, un commutateur ne se contente pas de reproduire sur tous les ports chaque trame qu'il reçoit. Il sait déterminer sur quel port il doit envoyer une trame, en fonction de l'adresse à laquelle cette trame est destinée. Le commutateur établit et met à jour une table d'adresses MAC, qui lui indique sur quel port diriger les trames. Un commutateur de niveau 2 est similaire à un concentrateur dans le sens où il fournit un seul domaine de diffusion. En revanche, chaque port a son propre domaine de collision. Le commutateur ne s'occupe pas du protocole IP. Il utilise les adresses MAC et non les adresses IP contrairement au routeur. Un commutateur de niveau 3 permet le routage inter-vlan. Routeur Un routeur est un matériel de niveau 3. Les réseaux assemblés par de commutateurs de niveau 2 sont reliés entre eux par des routeurs (ou des commutateurs de niveau 3) pour former des réseaux de niveau 3 (IP). Par ailleurs le routeur permet d interconnecter des réseaux LAN/WAN. L organisation fonctionnelle Les VLANs constituent la pièce maitresse du dispositif. Un réseau local virtuel, communément appelé VLAN (pour Virtual LAN), est un réseau informatique logique indépendant. Le VLAN est la base de l organisation des réseaux complexes. Le standard IEEE 802.1Q fournit le mécanisme d'encapsulation nécessaire qui doit être implémenté dans les équipements de réseau. De nombreux VLAN peuvent coexister sur un même commutateur réseau (switch). Il y a deux raisons principales à la confi guration de VLANs dans un réseau accroître la segmentation du réseau en créant différents domaines de améliorer la sécurité en créant un ensemble logique isolé. Le seul moyen pour communiquer entre des machines appartenant à des VLANs différents est alors de passer par un routeur ou en utilisant un switch intégrant des mécanismes de routage inter-vlans. Il existe différents types de VLANs, ces réseaux virtuels ayant pour fonction d isoler les domaines de broadcast, pour une utilisation exclusive des stations appartenant au même groupe VLAN de niveau 1 (ou VLAN par port). Les VLANs sont construits à partir des ports des VLAN de niveau 2 (ou VLAN par adresse MAC). Les VLANs sont construits à partir des adresses MAC des stations de travail à regrouper dans le même VLAN de niveau 3 (ou VLAN par adresse IP ou par protocole). Les VLANs reposent sur une construction protocolaire. Pour que les VLANs (802.1Q) soient propagés sur différents commutateurs à partir d'un seul lien physique, il est nécessaire d avoir des ports communs à l ensemble des VLANs sur les commutateurs. On introduit alors la notion de VLAN Tagging car la déclaration de ces ports nécessite de "tagger" (marquer) le port pour l identifi er comme port commun. Chorus Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment B19

20 Les fondamentaux d'une architecture réseau local (LAN) Dans une optique d amélioration des performances de transmission, on peut aussi réaliser des couplages de liens en regroupant 2 fl ux de 100 Mbits afi n d obtenir l équivalent d une liaison de 200Mbits. Ce couplage est appelé trunk ou agrégation de liens (802.3ad). Un commutateur de niveau III, permet entre autre, d effectuer du routage inter-vlan (alors qu avec des commutateurs de niveau II, il est alors nécessaire de faire transiter les VLANs par un routeur devant accepter les trames au format 802.1Q). Cette fonctionnalité est souvent réalisée au moyen d un core switch. Commutation niveau 2 Commutation niveau 3 LAN 3 LAN 2 LAN 1 Routage de LAN et routage de VLAN VLAN 1 VLAN 2 VLAN 3 Caractéristiques topologiques : Pour les confi gurations entreprise, il existe plusieurs niveaux dans l'architecture du réseau LAN. LT4 backbone LT3 LT2 Core Switch LT1 salle Info Schéma de principe de l'infrastructure logique d'un réseau LAN L architecture d un réseau local d entreprise est essentiellement composé de liaisons câblées (fi bre optique ou cuivre) et associées à des matériels réseau tels que commutateurs et routeurs pour constituer un réseau LAN/WAN. Les serveurs sont connectés aux commutateurs par le biais d'interfaces à 10/100/1000 Mbps et ceux-ci sont branchés au backbone sur des interfaces Gigabit Ethernet. L agrégation de liens 802.3ad (LAG Link Aggregation Group) consiste à associer des ports pour ne faire qu un seul lien logique. On peut agréger des liens de 100 Mps à 10 Gbps. B20 Guide des infrastructures de réseaux du bâtiment

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