::: Topologie d'un réseau. Ethernet :::
Un réseau interconnecte plusieurs postes de travail informatiques, généralement des micro-ordinateurs.
Le nombre de postes connectés varie de 2 à plusieurs milliers.
La structure géographique de cette interconnexion s'appelle topologie.
La méthode d'accès définit la manière dont le poste envoie le message vers le médium physique (ou reçoit du médium physique).
Ethernet s'est imposé comme le standard en matière de méthode d'accès pour les réseaux locaux qui regroupent les postes présents sur un site géographique donné.
A quoi cela sert ?
Vous utilisez quotidiennement un poste de travail informatisé.
Ce poste est le plus souvent un micro-ordinateur de type PC (Personal Computer) fonctionnant sous le contrôle d'un programme chargé de vous faciliter l'usage de la machine et l'accès aux divers services qu'elle propose : le système d'exploitation.
Ce système d'exploitation (Operating System) peut être Microsoft Windows (plusieurs centaines de millions d'utilisateurs dans le monde), Linux (représentant cette famille des logiciels dits "libres" appelés à un fort développement) ou MacOS (si votre machine est construite par le constructeur Apple).
Vous disposez sur votre poste de travail d'outils individuels très pratiques (Traitement de texte, tableur, gestionnaire de fiches, éditeur graphique, etc.) mais dont la portée est limitée par l'isolement de votre machine.
Pour briser cet isolement, il faut connecter votre ordinateur à d'autres ordinateurs. Vous pourrez ainsi dialoguer et échanger des messages, des fichiers, des documents, des images, des séquences sonores et des clips vidéo avec les utilisateurs de ces machines, travailler en commun à l'élaboration de divers documents (bureautique collaborative) et accéder à des ressources puissantes, partageables et distantes (serveurs exploitant des applications de gestion -paie, comptabilité, gestion de production-, serveurs d'informations -pages d'un serveur web ou banque de données-, dispositifs de stockage et d'impression).
L'ensemble des postes de travail ainsi interconnectés constitue un réseau (network).
Un réseau est un ensemble cohérent de moyens de communications publics et privés qui répond au besoin de communications de tous types, d'échanges de toutes natures, entre machines et individus, au sein et à l'extérieur de l'entreprise, à tout instant, à moindre coût.
Un réseau permet de pouvoir communiquer avec n'importe quel individu en n'importe quel point du monde : il permet de s'affranchir des contraintes d'espace.
Il permet à tout instant de déposer un document ou un message dans la boîte aux lettres de votre correspondant, même s'il est absent ou indisponible : il permet de s'affranchir des contraintes de temps.
Comment cela marche ?
Chaque poste de travail est équipé d'un dispositif de connexion (carte réseau) qui le relie au médium physique d'un réseau (cuivre, fibre optique ou onde électromagnétique s'il s'agit d'un réseau sans fil).
L'ensemble des postes d'une communauté sur un site va constituer un réseau local (LAN pour Local Area Network). Divers réseaux peuvent être interconnectés entre eux par un réseau distant (WAN pour Wide Area Network). Tous ces réseaux peuvent être interconnectés entre eux par le biais du réseau des réseau : l'Internet.
Une topologie caractérise la façon dont les différents équipements réseaux sont positionnés géographiquement les uns par rapport aux autres. Ces postes peuvent être connectés physiquement selon plusieurs topologies :
Afin de pouvoir communiquer entre eux, les postes de travail (ou stations) doivent partager un même support et chacun doit être en mesure d’émettre et de recevoir des signaux à n’importe quel instant sur ce support (medium). Des méthodes d’accès permettent d’allouer à une station la bande passante du medium nécessaire pour son émission :
- La contention (CSMA pour Carrier Sense Multiple access) consiste à émettre un signal (trame) tout en vérifiant qu’aucune autre station essaie de le faire en même temps.
- Le jeton (Token) consiste à donner un temps de parole à chacune des stations à leur tour. Le jeton circule et celui qui possède le jeton a le droit de parler. Il en profite pour vérifier si il n’y a pas de message à son intention.
Dans le cas d'une méthode d'accès de type CSMA, la station qui émet peut détecter si une autre station émet simultanément. Il y a alors arrêt de l'émission et chaque station va réessayer d'émettre au bout d'un délai différent.
Cette procédure de détection de collision en cours de transmission (CD pour Collision detaction) caractérise la méthode d'accès CSMA/CD.
La combinaison de la topologie Bus et de la méthode d'accès CSMA/CD a conduit au protocole Ethernet, protocole dit de bas niveau parce que soucieux des problématiques de diffusion des signaux sur le medium et de reconnaissance des stations via leur adresse physique (l'adresse dite MAC -Medium Access Control-) implantée en usine par le constructeur. Tous les réseaux locaux en topologie bus utilisant la méthode d'accès CSMA/CD sont donc des réseaux Ethernet.
En raison de ses qualités -facilité d'exploitation, capacité à supporter diverses topologies (Nous verrons des réseaux Ethernet en étoile), aptitude à intégrer les nouvelles technologies -commutation, fibre optique- pour augmenter le débit possible, ce protocole s'est imposé au fil des années comme le standard en matière de réseau local. Il a été normalisé sous l'appelation IEEE 802.3x. l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), est un organisme de normalisation très actif dans le domaine des réseaux locaux. La lettre x spécifie les diverses déclinaisons de la norme en fonction des technologies utilisées et du débit possible.
Certains parmi vos fournisseurs de solutions réseau (en particulier Microsoft) considèrent que le terme "topologie" recouvre les spécifications complètes du réseau. Ils parleront par exemple d'un réseau de topologie 10Base-T. Cette désignation correspond à un réseau de topologie (au sens strict) en étoile, utilisant comme médium physique le câble téléphonique à paires torsadées non blindé UTP, utilisant comme point central un concentrateur et comme protocole d'accès Ethernet. Nous aurons l'occasion de revenir sur le concept de concentrateur (Hub) dans le prochain article.
Combien cela coûte ?
Les coûts d'installation et d'exploitation d'un réseau local peuvent varier dans des proportions considérables en fonction de multiples facteurs :
- Le nombre d'individus connectés ;
- La configuration géographique des lieux (distances, nombre d'étages, architecture des bâtiments, environnement) ;
- La nature des services offerts sur le réseau (on ne connecte pas de la même manière des stations de travail effectuant de la conception assistée par ordinateur dans un bureau d'études et des PC exécutant des fonctions bureautiques de base ;
- La vitesse à laquelle les données doivent être transmises;
- La manière dont les utilisateurs doivent partager les périphériques (imprimantes, dispositifs de sauvegarde);
- Les besoins en matière de connexion à des réseaux externes (WAN entreprise, Internet, Fax, Téléphonie IP, etc.) ;
- Les options de sécurité.
Une toute petite structure n'ayant pas de besoins spécifiques peut installer un réseau poste à poste. Chaque machine peut alors jouer le rôle de serveur (fournisseur de ressources) ou de client (utilisateur de ressources). Ces fonctionnalités sont en standard dans des systèmes d'exploitation comme windows 98 ou XP (fonctionnalité Windows pour Workgroup)
Pour un réseau de 5 postes, il vous sufira d'acquérir, en plus des 5 machines :
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Equipement
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Caractéristiques
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Quantité
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Prix
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Câble
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Câble Ethernet UTP
catégorie 5
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Fonction configuration des lieux
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150 € pour 100 m
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Point central
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Concentrateur (Hub) 12 ports RJ45 10/100 Base T
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1 pour le local technique
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500 €
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Cordons Ethernet
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Embouts RJ-45 mâle-mâle3 m.
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5 (pour 5 stations)
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130 €
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Cartes Ethernet
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PCI 100Mbps RJ45
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5 (pour 5 station)
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75 €
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Prises murales Femelle
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RJ45 encastrable
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10 (5 pou 5 postes dans les bureaux et 5 pour 1 Hub dans le local technique)
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150 €
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Connecteur
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RJ45 male
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10 pour les connexions Hub-prises murales femelles du local technique
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10 € + pince à sertir
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Logiciels complémentaires
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selon besoin (partage connexion Internet, ...)
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selon besoin
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selon besoin
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Main d'oeuvre
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selon besoin (partage connexion Internet, ...)
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selon besoin
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selon besoin
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Une plus grande structure, ou une structure plus exigeante sur le plan des performances et de la sécurité, mettra en place un réseau de clients autour d'une ou plusieurs machines dédiées à la fonction de serveur. Le coût d'un serveur pourra varier entre 2 000 € et plusieurs dizaines de milliers d'€.
Le coût de connexion de chaque poste client en tenant compte de l'amortissement des logiciels, des cartes de connexion, du câblage et des matériels actifs peut s'élever à 1 000 €.
Comment font-ils ?
Les petites structures qui n'ont pas d'équipes informatiques internes ont intérêt à conclure un contrat pour le déploiement et le support du réseau. Il faut choisir un fournisseur (Société de services en Télécommunications et Réseaux d'Entreprises) capable de comprendre les besoins de votre entreprise et de votre métier, de vous proposer la solution la mieux adaptée et d'offrir un soutien efficace (maintenance, mise à niveau, support téléphonique -hot line-) pour un prix raisonnable.
Vous devrez procéder, en liaison avec ce fournisseur, à l'évaluation de vos besoins en termes de connectivité, de services, de débits, d'administration et de sécurité.
Avant de livrer et d'installer le réseau, votre prestataire devra s'assurer que vos locaux permettent de déployer le câblage et de répondre aux exigences électriques. Il devra aussi vérifier que les équipements éventuellement présents peuvent s'incorporer au nouveau réseau.
Sur place, l'installation doit comprendre l'étude de faisabilité, le câblage, les raccordements, la configuration des matériels et des logiciels, les essais, la recette et la formation.
Le prestataire devra fournir la documentation, incluant les notices des équipements et les schémas de connexion.
Comment cela va évoluer ?
La première évolution par rapport à l'Ethernet de base a été la prise en compte d'une topologie en étoile pour bénéficier des avantages d'une reconfiguration et d'une maintenance aisée.
Il s'est agit de la norme 10bT (10Base-T où 10 indique le débit -10 millions de bits par seconde-) avec une topologie logique en étoile centrée autour d’un concentrateur (Hub) qui simule un bus Ethernet et gère le méthode CSMA/CD. Le signal transmis par une station vers le concentrateur est transmis sur toutes les branches de l’étoile.
Les réseaux 10bFL et 10bFB utilisent le même principe, mais sur un médium fibre optique.
Ensuite vint le Fast Ethernet (100bTx) à 100 millions de bits par seconde -100 Mbps-, interconnectables avec l'Ethernet classique et avec d'autres technologies via des équipements actifs (routeurs).
Le dernier venu dans la famille Ethernet est la version offrant une bande passante de 1 million de bits par seconde -1 Gbps- (Norme IEEE 802.3z).
A ce débit, nous sommes loin des fondements techniques de l’Ethernet. Seule subsiste la méthode d’accès CSMA/CD.
Une autre évolution concerne les matériels d'interconnexion ou équipements actifs. Les concentrateurs (Hubs) sont peu à peu remplacés par des commutateurs.
Nous aborderons ce sujet dans le prochain article.
Toutes ces évolutions visent :
- A augmenter la bande passante disponible et éviter la congestion du réseau ;
- A tirer parti de la puissance croissante des stations de travail ;
- A minimiser les coûts de déploiement et de mise à jour ;
- A préserver au maximum les investissements déjà consentis.
Enfin, comme en téléphonie, une tendance forte est celle du remplacement des stations fixes par des stations mobiles et au remplacement des fils de cuivre par l'onde électromagnétique. Nous aborderons aussi ces sujets dans le prochain articles.
