::: Hubs, passerelles et routeurs :::
Le temps de propagation des signaux, les risques de collision et l'affaiblissement des signaux sur les câbles limitent le nombre de stations pouvant être raccordées sur un seul réseau. Les répéteurs offraient une première solution en permettant d'étendre ponctuellement le nombre de stations mais leurs possibilités étaient limitées.
Au delà, la seule solution consiste à segmenter le réseau, c'est à dire à créer autant de segments qu'il est nécessaire, chaque segment étant constitué autour d'un hub et constituant un espace de communication indépendant. Deux méthodes sont utilisées pour interconnecter plusieurs segments, selon le niveau des protocoles de transmission impactés :
- Les ponts, qui travaillent avec les adresses physiques des stations (donc avec les protocoles dits de bas niveau). L'utilisation plus récente de commutateurs à la place des hubs s'apparente à celle des ponts.
- Les routeurs, qui travaillent avec les adresses logiques des stations (donc avec un protocole de plus haut niveau, le protocole de réseau) et permettent l'interconnexion de réseaux de topologies différentes.
Enfin, les passerelles sont de solutions matérielles et logicielles complexes qui travaillent avec tous les niveaux de protocole, y compris les plus hauts (ceux qui se préoccupent de la manière dont votre application utilise les ressources réseau), et permettent l'interconnexion de mondes complètement hétérogènes.
A quoi cela sert ?
Dans les premiers réseaux Ethernet, où topologie physique et topologie logique respectaient l'architecture en bus, un gros câble orange serpentait à travers les bureaux et les stations étaient connectées directement sur ce câble. La façon dont nous dessinons les réseaux Ethernet est directement issue de cette architecture physique.
Ce mode de câblage était peu souple face aux multiples reconfigurations des bureaux. Au delà de 180 mètres, le temps de propagation des signaux et l'affaiblissement des signaux sur les câbles exigeaient l'insertion de dispositifs de régénération des signaux : les répéteurs.
Les hubs, ou concentrateurs, permettent d'avoir un point central de raccordement. Toutes les stations sont connectées physiquement en étoile sur ce hub où peuvent s'opérer aisément connexions et reconnexions. Les hubs actifs régénérent le signal à l'image des répéteurs. Les hubs intelligents sont actifs et sont capables de renvoyer des informations au système d'administration de réseau.
La limite du hub vient de ce que toutes les stations connectées appartiennent au même domaine de collision. La multiplication des stations entraîne l'augmentation rapide de la probabilité de collision et du risque d'engorgement du réseau.
Pour pouvoir interconnecter des centaines, voire des milliers de personnes, il faut constituer des segments de réseaux interconnectés par des dispositifs ne passant pas tous les signaux qu'ils reçoivent -à l'image du répéteur et du hub- mais seulement ceux qui sont destinés aux stations du segment.
Le pont est un équipement d'interconnexion de réseau qui filtre le trafic entre les segments de réseaux. Il permet de définir un domaine de diffusion des signaux qui englobe plusieurs domaines de collision, mais il exige que les segments interconnectés utilisent les mêmes protocoles de réseau.
Le routeur est un équipement d'interconnexion plus sophistiqué car il peut interconnecter des réseaux utilisant des protocoles différents. Il peut dialoguer avec tous les autres routeurs d'un grand réseau et choisir l'itinéraire le plus approprié pour délivrer le message qui lui a été confié par l'une des stations de son segment.
Si les routeurs n'exigent pas que les protocoles de réseau soient identiques, ils exigent cependant que les protocoles sachent dialoguer. On pourra ainsi connecter un réseau local Ethernet avec un réseau local Token Ring, ou deux réseaux locaux Ethernet au travers d'un réseau distant Frame Relay. Par contre, leur capacité de traitement ne leur permet pas de connecter un réseau local Ethernet à un réseau organisé autour d'un gros site central IBM utilisant une architecture propriétaire comme SNA, ou d'interconnecter sous une administration commune deux réseaux locaux fonctionnant sous des Système d'Exploitation de Réseau (Network Operating System) différents comme Windows NT de Microsoft d'une part, et Netware de Novell d'autre part. Il faut alors un serveur de communication hébergeant un logiciel capable de traduire dans un sens comme dans l'autre les règles de fonctionnement propres à chaque réseau. Ce dispositif est une passerelle. Pour les deux cas cités, on mettra en place une passerelle Windows NT/200x pour SNA ou Windows NT/200x pour Netware.
Le dernier venu dans la famille des équipements actifs est le commutateur. Il joue le même rôle que le hub (concentrateur de stations) mais une astuce technique qui l'apparente à un pont (voir "comment cela marche ?") lui permet de gérer de plus gros débits avec la même infrastructure de câblage.
Comment cela marche ?
Un répéteur est un équipement d'interconnexion qui reproduit en le régénérant un signal en provenance d'un port (point de connexion d'une station) sur tous les autres ports. Il ne filtre pas le signal, il ne l'interprète pas. Il se contente de le dupliquer en lui redonnant un petit coup de tonus au passage.
Les hubs sont aujourd'hui tous des équipements actifs, c'est à dire qu'ils comportent des circuits électroniques qui permettent de traiter les signaux avec une certaine "intelligence". Celle-ci permet d'échanger avec la console d'administration, de filtrer et de régénérer les signaux.
Hubs et répéteurs ont en commun de retransmettre les signaux sur tous les ports, donc de constituer un même domaine de collision.
Au sein d'un même domaine de collision : hubs et répèteur
Le pont est plus sélectif et ne transmet que les signaux effectivement destinés à un ordinateur situé sur l'autre rive. Il peut prendre cette décision sur la base d'une table d'adressage qui lui permet, en analysant l'adresse de destination dans la trame reçue, de savoir sur quelle rive (dans quel segment) se situe la station destinataire.
Le commutateur résulte d'un constat simple : l'évolution de l'architecture physique des réseaux Ethernet vers une structure en étoile a ramené le risque d'engorgement au bus contenu dans le Hub, soit sur quelques centimètres. Plutôt que partager la bande passante de ce bus entre toutes les stations, ce qui réduisait le débit global, il est apparu préférable de connecter entre elles en point à point les stations qui veulent échanger des informations. Pour ce faire, on ne présente pas le message sur tous les ports du bus, mais seulement sur le port de la station destinatrice, selon le principe de la commutation téléphonique. Il suffit donc de remplacer le hub par un commutateur pour multiplier par 10 le débit global sans remettre en cause le câblage des stations au local technique.
Cette capacité à sélectionner un destinataire en fonction de la teneur du message reçu apparente le commutateur au pont.
Il diffère cependant sur quelques points précis comme la possibilité de microsegmentation en dédiant un port par liaison (pour un serveur), faisant ainsi du commutateur un concentrateur.
Au sein d'un même domaine de diffusion : ponts et commutateurs
Si un pont permet de désengorger un réseau en évitant les présentations inutiles de messages, une architecture complexe regroupant plusieurs ponts peut entraîner un nouveau risque, celui de faire circuler des messages en boucle : les ponts se passent successivement la même trame en décrétant qu'elle est pour le voisin et elle finit par revenir à son point de départ. Les ponts sont en fait incapables d'avoir une vision globale d'un réseau complexe car ils considèrent de la même manière ce qui est rigoureusement sur leur rive et ce qui est au delà d'un autre fleuve (un autre pont).
Il faut pour cela travailler avec un autre système d'identification des stations, qui permette de les identifier universellement au sein des réseaux, des sous-réseaux et des segments auxquelles elles appartiennent.
C'est ce que peut faire le routeur qui travaille avec des adresses dites "réseaux" comme les adresses IP, qui sont différentes des adresses MAC que nous avons utilisées dans les hubs et les ponts.
Les routeurs sont plus intelligents que les ponts. Ce sont de véritables ordinateurs (il est d'ailleurs possible de transformer un ordinateur en routeur) qui dialoguent en permanence entre eux pour mettre à jour des tables décrivant la topographie complète d'un réseau (les tables de routage). Sur la base de ces tables, ils déterminent le chemin optimal pour délivrer le message qui se présente sur l'un de leurs ports.
Lorsque vous êtes connecté au réseau Internet, vous êtes connecté à un routeur (qui peut se trouver chez votre fournisseur d'accès ou dans votre entreprise) qui sait pertinemment vers quel autre routeur transmettre votre requête lorsque vous saisissez une adresse web du type www.toto.com.
La passerelle fonctionne selon un processus semblable au routeur mais elle peut interconnecter des environnements de réseau différents en transcodifiant tous les signaux qu'elle reçoit.
Routeurs et passerelles
Combien cela coûte ?
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Matériel
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Prix
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Caractéristiques
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CONCENTRATEURS (HUBS)
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Pour 30-40 €
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4 ports Ethernet 10Base T (paires torsadées, 10 Mbps) Norme IEEE 802.3
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Pour 350 €
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24 ports 10Base-T, 100Base-TX (100 Mbps) Normes IEEE 802.3-LAN, IEEE 802.3U-LAN, IEEE 802.1D-LAN Interface transceiver pour une connection sur des médias différents (fibre, coax)
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COMMUTATEURS (SWITCHS
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Pour 120-150 €
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Ports 10/100BaseT : 16 ports RJ-45, IEEE 802.3/802.3u, Capacité de commutation : 3,2 Gbits/s, Taux de transfert : 2,4 Mpps
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Pour 2500 €
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24 ports RJ-45 10/100/1000BaseT,IEEE 802.3/802.3ab, Support fibre optique : 4 slots émetteur/récepteur SFP (combo avec 10/100/1000BaseT)
Site web intégré. Administration SNMP.
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ROUTEURS
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Pour 70-100 €
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4 ports 10/100 pour les stations (fonction switch) + 1 port Wan pour connecter un modem (RNIS, câble ou ADSL) afin de partager un seul abonnement Internet à plusieurs utilisateurs
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Pour 1500 €
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1 port Ethernet 10/100 - 1 port asynchrone 115,2 Kbits/s (port aux) - 1 emplacement pour module réseau, 2 Wan et 1 AIM
Accès à Internet et à l'intranet, intégration voix/données multiservices, services d'accès commuté analogiques et numériques, accès VPN, accès DSL, concentration d'accès ATM, VLAN et routage avec gestion de la bande passante.
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Comment font-ils ?
La mise en place de solutions d'interconnexion de vos réseaux locaux entre différents sites nécessite une étude initale pour répondre à des multples questions : quelle est la technologie la mieux adaptée à vos besoins (Ethernet classique, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, WLAN ) ? Quelle architecture de câblage ? Quelle segmentation de votre réseau ? Quels équipements actifs ? Quelles priorités ? Quels services implanter ? Quelles stratégies de sécurité et de sauvegarde ? Quelle qualité de service ?
Plus encore que pour la construction des réseaux locaux, le recours à des spécialistes comme les Sociétés de Services en Télécommunications et Réseaux d'Entreprise s'impose. Ils devront vous conseiller en toute indépendance sur le choix des équipements et des services opérateurs.
Comment cela va évoluer ?
Nous avons vu la disparition de diverses technologies de réseau local au profit d'Ethernet qui a remporté la compétition en conciliant facilité d'exploitation et évolutivité (de 10Mbps à 1 Gbps). Au niveau des solutions d'interconnexion, commutateurs et routeurs remplacent progressivement les hubs et les ponts.
La course au débit va se ralentir. Peu nombreux sont ceux qui ont réellement besoin de plus d'un million de bits par seconde. La prochaine (r)évolution va porter sur la mobilité. Sans doute avez-vous déjà entendu parler du Wi Fi !
Le LAN sans fil (WLAN) est un système de transmission des données conçu pour assurer une liaison indépendante de l'emplacement des périphériques informatiques qui composent le réseau. Il utilise les ondes radios et non une infrastructure câblée rigide et coûteuse. Les WLAN deviennent des solutions crédibles pour de nombreuses entreprises et présentent de nombreux avantages, tant opérationnels qu'économiques, sur les technologies filaires à haut débit.
Le Wi-Fi, abréviation de Wireless Fidelity, désigne les WLAN de la norme 802.11b, d'un débit théorique maximum de 11 Mbps et d'une portée variable. A l'image du GSM qui a fait le succès du téléphone portable, il s'agit d'une architecture cellulaire composée d'une ou plusieurs bornes émettant dans toutes les directions. Toutes les stations (portables ou fixes) se trouvant dans la zone de diffusion des bornes peuvent se connecter à celles-ci et constituent alors un réseau Ethernet.
Dans un marché des télécommunications en pleine crise économique, le WiFi suscite de grands espoirs. Il devrait favoriser la diffusion de l'Internet mobile " haut débit " sans fil. Les usages sont multiples : vous pourrez avoir accès à un grand nombre de services voix et données quel que soit le lieu où vous vous trouvez. Gares et aéroports commencent à s'équiper.
