THÈME 3 : LES RÉSEAUX. Dossier 02

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1 SS Informatique de Gestion, 1 ère année Architecture Matérielle des Systèmes Informatiques. S1 S Informatique de Gestion 1 ère année HÈME 3 : LES RÉSEAUX Dossier 02 Les réseaux locaux. Objectifs Maîtriser les normes liées aux réseaux locaux. 1. Les typologies des réseaux. 2. Les topologies des réseaux Les réseaux en anneau Les réseaux en étoile Les réseaux en bus Les réseaux en Ethernet évolué. 3. Normes Ethernet et bandes passantes La bande passante Les normes Ethernet. 4. Un peu plus sur Ethernet La commutation des trames Le protocole CSMA/CD 4.3. Le Wifi Le CPL. Google, frameip.com, lackox Plan de la séquence Ressources 3D2. Les réseaux locaux. Page 1

2 SS Informatique de Gestion, 1 ère année 1. Les typologies des réseaux. Lorsque l'on parle de typologie des réseaux, on parle de leur mode de fonctionnement logique : avec ou sans serveur. Il existe ainsi des réseaux locaux en poste à poste (sans serveurs) ou des réseaux locaux client/serveur. Dans ce cas, le serveur peut être dit dédié ou non. Un serveur dédié est un serveur qui n'est là que pour assurer la gestion du réseau, et qui ne permet aucune autre tâche (c'est le cas des systèmes NetWare de Novell). En revanche, les serveurs équipés de Windows, Linux ou Unix, peuvent permettre de travailler, même si cela est à éviter afin de ne pas perturber le réseau. 2. Les topologies des réseaux Les réseaux en anneau. Il s'agit des réseaux mis en place par IM, qui portent le nom anglais de oken Ring (anneau à jeton). Le réseau relie les postes deux à deux de manière à ce que chaque poste ait deux connexions ; les informations circulent dans un sens unique. Mode de fonctionnement : Un jeton est disposé sur le réseau. Un poste possède ce jeton et s'en sert pour transporter des données vers un autre poste. Une fois arrivé, le jeton est renvoyé vers le poste émetteur, avec un avis de réception. Le poste émetteur choisit à ce moment : soit il garde le jeton pour envoyer d'autres données vers le même poste ou vers un autre poste, soit il cède le jeton. Une fois que le jeton est libéré, il suit le sens de circulation et est mis à la disposition du poste suivant. Celui-ci peut alors l'utiliser ou le libérer pour un autre poste. Avantages : Chaque poste sert de répéteur et ré-amplifie les signaux qui le traversent. (Chaque poste sert à propulser le jeton, même s'il ne le concerne pas). La méthode d'accès et les mécanismes de contrôle du trafic peuvent éviter les conflits. Le trafic n'est pas limité par les performances d'un poste. Inconvénients : Chaque poste a un rôle actif. La panne d'un poste bloque le réseau. La norme sur les méthodes d'accès limite le nombre de stations. L'information passe plus vite sur le câblage que par les interfaces (goulot d'étranglement). 3D2. Les réseaux locaux. Page 2

3 2.2. Les réseaux en étoile. SS Informatique de Gestion, 1 ère année ous les postes de travail sont reliés via un câble à un poste central qui s'occupe de la gestion des transmissions. Mode de fonctionnement : Chaque poste prépare son signal et le transmet lorsque le poste central lui donne l'autorisation. Le poste central peut envoyer "quand il le veux" un message qu'il a reçu d'un poste au poste destinataire. En fait, il prend possession du câble physique sur lequel est connecté le destinataire du message et envoie le message. Central Avantages : Il s'agit d'un réseau poste à poste (une connexion ne lie que deux postes). C'est un réseau simple à mettre en place. Grâce au poste central, il est possible de superviser le réseau : contrôler son fonctionnement. Inconvénients : Le fonctionnement du réseau dépend du poste central. Le câblage est limité en longueur Les réseaux en bus. On parle de réseaux Ethernet. Les réseaux classiques en bus sont comparables à une corde pour étendre le linge. On peut mettre le linge où on veut sur la corde, à l'aide d'une pince à linge. Répéteur Mode de fonctionnement : Segment Segment : ap : permet de connecter un poste sur un câble coaxial. : ouchon : résistance placée à chaque extrémité d'un câble coaxial, nécessaire au fonctionnement du réseau. Sans ce bouchon, les informations (présentes sous forme de tensions électriques) rebondiraient et créeraient des perturbations. Sur le câble, on peut accrocher un poste n'importeoù, à l'aide d'un ap ( de connexion). A chaque extrémité du câble, on place un bouchon. Lorsqu'un poste veut communiquer avec un autre, il attend la libération du bus et envoie ses données. Ces données sont alors récupérées par chaque poste lors de leur passage, mais elles ne sont prises en compte que par le poste destinataire. Il est possible de mettre en place des répéteurs (ou amplificateurs de signaux). Un répéteur permet de connecter deux réseaux Ethernet en un. Chacun des deux réseaux initiaux est alors appelé segment. 3D2. Les réseaux locaux. Page 3

4 SS Informatique de Gestion, 1 ère année Avantages : Simple à mettre en place, à faible coût. Facilité d'ajouter ou de supprimer des postes. Facilité d'ajouter des segments. Inconvénients : Distance limitée (en fonction du câble). La moindre coupure interrompt le fonctionnement du réseau Les réseaux en Ethernet évolué. Il est possible de monter un réseau Ethernet en simulant physiquement un réseau en étoile. Le problème de coupure du réseau Ethernet est évité et sans imposer le poste central du réseau en étoile. Avec un concentrateur (hub) : Le hub (concentrateur) qui s'occupe de la répartition des lignes. Le fonctionnement correspond toujours à celui d'un bus. Avec un commutateur (switch) : Le switch (commutateur) travaille comme le hub, excepté que les informations ne circulent que sur le câble de l'émetteur et sur celui du destinataire (et sur tout câble intermédiaire éventuel). Les postes non destinataires ne reçoivent pas le signal. Le fonctionnement de ce réseau peut alors être assimilé à celui d'un réseau en étoile. HU HU Cette norme de réseau est celle que l'on appelle communément Ethernet. 3. Normes Ethernet et bandes passantes La bande passante. La bande passante ou débit d'un réseau correspond au nombre d'informations que le média peut transporter chaque seconde. Elle est exprimée généralement en bits par seconde, bps ou bits/s, et parfois en octets par seconde. Les réseaux en étoile sont limités à une bande passante de 10 Mbits/s. Ces réseaux n'ont pas de norme IEEE. Les réseaux token ring sont limités à 14Mbits/s, mais la norme HSR pour High Speed oken Ring atteint une bande passante de 100Mbits/s. Ces réseaux correspondent à la norme IEEE Les normes Ethernet. Au fil du temps, et en fonction de l'avancé technologique du câblage, les réseaux Ethernet ont fait l'objet de normes, toutes enregistrées sous le nom IEEE Les normes Ethernet sont décrites sous la forme suivante : <ande Passante> ase <Caractéristique> ase pour bande de base signifie que l'information véhiculée est numérique, par opposition à large bande où l'information est analogique (obsolète). Pour qu'un réseau "tourne" à 100Mbits/s, il faut que tout soit compatible : câblage, point de connexion, concentrateurs ou commutateurs. 3D2. Les réseaux locaux. Page 4

5 SS Informatique de Gestion, 1 ère année Half duplex et Full Duplex. Quant aux normes utilisant des câbles en paires torsadées, on parle de half duplex et de full duplex. Le terme duplex signifie que l'information veut voyager dans les deux sens sur le câble. En mode half duplex, l'information ne peut voyager que dans un sens à la fois. En mode full duplex, l'information peut voyager dans les deux sens à la fois, mais pas sur les mêmes fils L'Ethernet (10 Mbit/s). 10base2 : un câble coaxial connecte les machines ensemble, chaque machine utilisant un adaptateur en pour se brancher à sa carte réseau. Il requiert une terminaison à chaque bout, nomée bouchon. Le 2 de 10base2 signifie que les segments sont limités à une longueur d'environ 200 mètres. 10base : des câbles de deux paires torsadées sont utilisés, associés à un concentrateur (hub). Le de 10base signifie wisted pour torsadé. La distance maximale entre le poste et le concentrateur est d'environ 100m. L'information voyage en half duplex. 10baseF : un câble en fibre optique est utilisé. Le F de 10baseF signifie Fiber optic pour fibre optique Le Fast Ethernet (100Mbits/s). 100base : pour tous les Fast Ethernet en paires torsadées. Le Fast Ethernet est dérivé en plusieurs normes, dont la norme 100baseX seule subsiste. L'information voyage en full duplex. 100baseX : le câble en paires torsadées doit être de catégorie 5. Seules deux paires sur les 4 sont utilisées. L'information voyage en full duplex. Le X de 100baseX signifie wisted Extended. La distance maximale entre le poste et le concentrateur ou le commutateur est d'environ 100m. 100baseFX : utilisation de la fibre optique multi-mode. La distance maximale entre le poste et le concentrateur ou le commutateur est de 412m Le Giga Ethernet (1Gbits/s). 1000base : le câble en paires torsadées doit être de catégorie 5e, 5+ ou 6 sur une longueur maximale de 100m avec un câble UP ou FP et de 150m avec un câble SP ou SFP. Il utilise les 4 paires en mode full duplex. La topologie est ici toujours en étoile car il n'existe pas de concentrateurs 1000Mbps. On utilise donc obligatoirement des commutateurs (switch). 1000ASE-SX : 1 Gbit/s sur fibre optique multimode. 1000ASE-LX : 1 Gbit/s sur fibre optique, optimisé pour de longues distances sur fibre monomode L'Ethernet 10 Gbits/s. 10GASE- : transmission sur un câble de catégorie 6, 6A ou 7, sur 4 paires, sur une longueur maximale de 100 mètres. L'information voyage en full duplex. 3D2. Les réseaux locaux. Page 5

6 SS Informatique de Gestion, 1 ère année 4. Un peu plus sur Ethernet La commutation des trames. À l'invers du commutateur, le concentrateur, lorsqu'il reçoit une trame, la renvoie sur tous les câbles connectés. Il agit comme une simple multiprise réseau. Du coup, la bande passante présente l'inconvénient d'être divisée par le nombre de postes. Si le réseau tourne à 10Mbits/s, et que 10 postes sont connectés, alors la bande passante réelle est de 1 Mbits/s. De plus, les concentrateurs ne savent travailler qu'en half duplex, ce qui provoque des collisions et ralentit encore le trafic. Par opposition, le commutateur ne transmet une trame reçue qu'au câble sur lequel est connecté le destinataire (qui est connu grâce à son adresse MAC). Il n'y a donc pas de partage de la bande passante. De plus, les commutateurs savent travailler en mode full-duplex, ce qui élimine les collisions Le protocole CSMA/CD. On vient de voir qu'avec un concentrateur, deux ordinateurs qui transmettent des données simultanément, provoquent ce que l'on appelle une collision. Le protocole de transmission des données, nommé CSMA- CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) intègre un processus de contrôle des collisions. Ainsi, lorsqu'une trame a provoqué une collision avec une autre, chaque poste émetteur va réémettre sa propre trame au bout d'un temps fixé aléatoirement. S'il y a à nouveau collision, les postes réémettent à nouveau, mais en augmentant le temps d'attente avant réémission Le Wifi. Le Wifi, répondant à la norme IEEE est dérivé ainsi : IEEE802.11b, offrant une bande passante de 11 Mbits/s, IEEE802.11g, offrant une bande passante de 54 Mbits/s, IEEE802.11n, offrant une bande passante de 540 Mbits/s théorique, mais en réalité 100 Mbits/s. Le point d'accès wifi, avec lequel communique chaque point de connexion, joue le rôle de commutateur Le CPL. Le CPL n'a pas encore de norme IEEE (en cours). Les débits proposés, en fonction des boîtiers, sont : - débit théorique 14 Mbits/s, débit utile max 6 Mbits/s, - débit théorique 85 Mbits, débit utile max 35 Mbits, - débit théorique 200 Mbits, débit utile max 60 Mbits. Le tableau électrique du local joue alors le rôle de concentrateur. 3D2. Les réseaux locaux. Page 6