Introduction

Ethernet est la  technologie dominante dans les réseaux locaux  surtout après  son acceptation dans les travaux sur la modélisation OSI au début des années 1980.Depuis, cette technologie a connu plusieurs évolutions :

• IEEE 802.3 – 10 Mbps
• Fast Ethernet – 100 Mbps
• Gigabit Ethernet – 1 Gbps
• 10 Gbps

Pour communiquer, les machines doivent utiliser un langage commun. Depuis les années 80, un modèle a été adopté au niveau international : C’est le modèle OSI.

La technologie Ethernet intervient au niveau des couches 1 et 2 du modèle OSI.

Notion de réseau de communication

Pour assurer une communication, il faut :

• Deux stations terminales
• Des équipements de commutation, routage, etc
• Un support de transmissions 
• Un protocole de communication

Un réseau se compose de deux stations au moins et d’un support de transmission.

Supports de transmission

Câble Coaxial : Ce type de support de transmission est constitué d’un câble central entouré d’un isolant et d’une tresse métallique. Le câble 10B2, aussi appelé Thinnet ou Thinwire, permet un débit de transmission de 10Mbit/s sur une distance de 185 mètres. Le connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman) est le connecteur utilisé avec le câble 10B2. Le câble 10B5, aussi appelé Thicknet ou Thickwire, permet aussi un débit de transmission de 10Mbit/s mais sur une distance de 500 mètres. Le connecteur utilisé est du type N. Il est à noter que le débit supporté par ces deux standards (10Mbit/s) est trop limité pour les applications actuelles.

Câble à paires Torsadées : Le câble à paire torsadée (Twisted-pair câble) est constitué d’une ou plusieurs paires de fils de cuivre en spiral. Plusieurs paires sont généralement regroupées et recouvertes d’isolants. En pratique, il y a huit fils, torsadés deux à deux par paires, soit au total quatre paires : Une paire est utilisée pour l’émission des données, une autre pour la réception des données et les deux autres paires sont, soit gardées en réserve, soit destinées à des technologies qui utilisent plus de quatre fils.

Le câble à paire torsadée se branche à l’aide d’un connecteur RJ-45. Il est facile à utiliser et peu coûteux tout en offrant des débits de transmission élevés. Pour toutes ces raisons, ce type de câble est, de nos jours, le câble le plus utilisé dans les réseaux de communication.

Le câble à paire torsadée est connu sur des appellations techniques 10BT, 100BT et 1000BT (Le chiffre 10 ou 100 ou 1000 indique que le débit en Mbit/s ; B indique que le codage est en bande de Base et T pour torsadé ou twisted).

• 10BT      :10 Mbit/s, bande de Base, Torsadé
• 100BTX : 100 Mbit/s, bande deBase,Torsadé.
• 1000BT : 1000 Mbit/s, bande de Base, Torsadé.

Le tableau 1 résume les principales caractéristiques de la paire torsadée.

Câble à fibres optiques : La fibre optique fonctionne sur le principe de réflexion et de réfraction de la lumière en se basant sur le changement d’indice de réfraction de deux milieux. Sous certaines conditions, on réalise la réflexion totale et la lumière se trouve ainsi confinée à l’intérieur de la fibre.L’information à transmettre de nature électrique est transformée à l’aide d’une source Laser en un signal optique avant d’être injectée dans la fibre. Du coté réception, le signal optique est transformé de nouveau en un signal électrique à l’aide d’une photodiode.

Il existe principalement deux types de fibres optiques : Les fibres multimodes et les fibres monomodes. Les débits peuvent, selon le type de fibre, dépasser le Gbit/s. Les fibres multimodes sont indiquées pour les réseaux locaux alors que les fibres monomodes sont indiquées pour les liaisons à grandes distances.

La carte réseau ou NIC (Network Interface Card)

La carte réseau est une composante essentielle de la machine (host) émettrice ou réceptrice. Les données qu’elles soient du coté émission ou réception, transitent par cette carte. Chaque carte réseau est identifiée par une adresse MAC (Media Access Control). Appelée aussi adresse ethernet, MAC-48, EUI-48, UAA (Universally Administered Address), ou encore BIA (Burned-In Address), l’adresse MAC est l’adresse physique d’une machine ou plus exactement l’adresse d’une carte réseau intégrée dans une machine. L’adresse MAC est codée sur 6 octets écrits en hexadécimal. Comme chaque octet est égal à huit bits, nous aurons au total 6 x 8 bits soit 48 bits.

Il existe des adresses MAC particulières. Le tableau 2 liste ces adresses.

Comment connaitre l’adresse MAC d’une machine 

La manière d’obtenir l’adresse MAC d’une machine diffère selon le système d’exploitation utilisé.

Windows

• Cliquez sur le bouton ‘Démarrer’
• Tapez ‘cmd’ dans ‘Rechercher’ pour atteindre 
• Sur l’Invité de Command, tapez ipconfig /all (ou getmac /v)

MAC

• Sélectionnez le ‘Menu Pomme’  
• Dans ‘A propos de ce Mac’, choisissez le menu ‘Réseau’ puis ‘Configurations’

Le hub

Le hub (concentrateur) est un genre de multiprise RJ45 mais qui amplifie le signal reçu sur une prise avant de le diffuser sur les autres prises actives (ports actifs). Il distribue les données reçues sur un de ses ports aux autres machines connectées au restant de ses ports actifs ce qui provoque des collisions (Une collision apparaît lorsqu’une machine se met à communiquer avec une autre machine alors qu’une autre est déjà en communication. Pour résoudre ce problème de collision on actionne un dispositif appelé CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).  

Le hub est généralement utilisé dans les réseaux locaux avec un nombre limité de machines. C’est un matériel de la première couche du modèle OSI. Il est généralement représenté dans un schéma de principe comme ci-dessous.

Le Switch

Le switch (commutateur en français) est un équipement qui relie plusieurs  machines (stations terminales). Chacune des stations est reliée au switch par un segment (une liaison physique) ; l’ensemble formant un réseau, généralement, de type étoile. Le switch  est pratiquement présent dans l’ensemble des réseaux actuels et peut être considéré comme un hub (concentrateur en français) évolué. La différence principale avec un hub provient de la méthode de renvoi des trames vers le destinataire. Alors qu’un hub envoie les trames vers tous les périphériques connectés sans distinction, le switch dirige les trames uniquement à la station concernée. Quand le protocole utilisé est le protocole Ethernet (ce qui est généralement le cas), le switch est dit switch Ethernet ou commutateur Ethernet.

La figure 1 est un exemple d’un réseau en étoile où :

• PC1, PC2, PC3, PC4 et PC5 représentent des stations terminales.
• SW1 représente un switch.
• SW1 interconnecte les stations terminales entre elles.

Quand la station PC1 envoie un message à la station PC3, par exemple, le switch :

• Décode l’en-tête de la trame (frame en anglais),
• Lit l’adresse MAC du destinataire (@MAC de la station PC3 dans notre exemple),
• Consulte une table dite table CAM (une correspondance ports – @MAC) qui lui indique vers quel port il doit commuter la trame (le port ou est connectée la station PC3 dans notre exemple),
• Commute la trame vers le port où est connectée la station PC3.

Pour assurer cette fonction de commutation, le switch établit et met à jour une table CAM (Content-Adressable Memory).Cette table lui  indique sur quel port il doit diriger les trames destinées à une adresse MAC donnée. La table CAM du switch est construite de façon dynamique et gardée en mémoire.