Les réseaux ETHERNET

Historique des réseaux ETHERNET
La norme IEEE 802.3
Les caractéristiques générales d’un réseau ETHERNET
Le format de la trame ETHERNET
Les normes du réseau ETHERNET
Les systèmes d’exploitation sur un réseau ETHERNET
Le tableau récapitulatif des réseaux ETHERNET à 10 Mb/S
Le 10BaseT
Le 10Base2
Le 10Base5
Le 10BaseFL
Le 100VG-AnyLAN
Le 100BaseX

Historique des réseaux ETHERNET

L’université de Hawaï développa à la fin des années 1960 un réseau étendu. Les bâtiments de son campus étaient très éloignés les uns des autres et il fallait réunir les ordinateurs disséminés en un seul réseau. La méthode d’accès CSMA/CD fut développée à cette occasion. Ce premier réseau a constitué la base des réseaux ETHERNET futurs.

Robert Metcalfe (Bob qui fonda la société 3COM) et David Boggs du PARC (Palo Alto Research Center) inventèrent un système de câbles et de signalisation en 1972. Puis en 1975, ils présentèrent le premier réseau ETHERNET : Le réseau ETHERNET de la société XEROX rencontra un tel succès, en 1976, que XEROX s’associa avec INTEL CORPORATION et DIGITAL EQUIPEMENT CORPORATION pour élaborer une norme à 10 Mb/s.

L’architecture ETHERNET est aujourd’hui l’architecture la plus répandue dans le monde.

La norme IEEE 802.3

Les caractéristiques des premiers réseaux EHERNET ont servi de base pour l’élaboration de la norme IEEE 802.3. La norme IEEE 802.3 décrit la méthode d’accès au réseau CSMA/CD et concerne les sous-couches LLC et MAC, lesquelles font parties des couches LIAISON et PHYSIQUE du modèle OSI. Maintenant, tous les réseaux ETHERNET satisfassent à la norme IEEE 802.3. La norme IEEE 802.3 a été publiée en 1990 par le comité IEEE, et concerne les réseaux ETHERNET câblés.

Les caractéristiques générales d’un réseau ETHERNET

Les caractéristiques générales d’un réseau ETHERNET sont les suivantes : Les réseaux ETHERNET peuvent utiliser plusieurs protocoles, dont TCP/IP sous UNIX, ce qui explique pourquoi c’est un environnement qui a été plébiscité par la communauté scientifique et universitaire. Les performances d’un réseau ETHERNET peuvent être améliorées grâce à la segmentation du câble. En remplaçant un segment saturé par deux segments reliés par un pont ou un routeur. La segmentation réduit le trafic et le temps d’accès au réseau.

Le format de la trame ETHERNET

Pendant le processus de transmission des données, celles-ci sont découpées en paquets ou trames. Les trames d’un même réseau ETHERNET se ressemblent toutes, mais elles sont différentes des trames qui appartiennent à d’autres types de réseaux.

Par exemple les trames ETHERNET II pour TCP/IP ont toutes la même structure : La longueur d’une trame ETHERNET est comprise entre 64 et 1518 Octets. Les informations d’en-tête et de queue requièrent 18 Octets, il reste donc un espace de 46 à 1500 Octets pour les données.

Les normes du réseau ETHERNET

Les normes Ethernet s’expriment toutes de la même façon (« x » modulation « y ») : Les normes IEEE définissent les spécifications relatives à la mise en œuvre de plusieurs types de réseaux ETHERNET. Il arrive fréquemment que de grands réseaux combinent plusieurs normes en même temps…

Les normes IEEE à 10Mb/s ne furent pas assez rapide pour supporter des applications gourmandes en bande passante (CAO, FAO, la vidéo, la GED, …). Aussi, les comités IEEE développèrent de nouvelles normes pour des réseaux à 100 Mb/s comme 100VG-AnyLAN et 100BaseX. Ces nouvelles normes sont compatibles avec le 10BaseT, et leur implantation n’est pas synonyme de restructuration...

Les systèmes d’exploitation sur un réseau ETHERNET

De nombreux systèmes d’exploitation réseaux fonctionnent sur un réseau ETHERNET :

Le tableau récapitulatif des réseaux ETHERNET à 10 Mb/S


Tableau récapitulatif des réseaux ETHERNET à 10 Mb/s

10BaseT 10Base2 10Base5 10BaseFL
Nom Ethernet Thinnet Ethernet Standard
Norme IEEE 802.3 IEEE 802.3 IEEE 802.3 IEEE 802.8 
Débit 10 Mb/s 10 Mb/s 10 Mb/s 10 Mb/s
La transmission des signaux bande de base bande de base bande de base bande de base
L’accès au réseau CSMA/CD CSMA/CD CSMA/CD CSMA/CD
Topologies En étoile, en bus en étoiles En bus En bus, une dorsale et des bus En bus
Règle
Règle des 5-4-3 Règle des 5-4-3
Dorsale Concentrateurs
Transceivers
Câbles Paire torsadées Coaxial fin Coaxial épais Fibre optique
Catégorie câble UTP 3, 4 et 5 RG-58

Plusieurs câbles UTP ou STP
(Une dorsale en coaxial ou en fibre optique)
Coaxial épais (principale) et coaxial fin (secondaires) La fibre optique pour relier entre des répéteurs
Impédance câble
50 Ohm

Prises vampires (Si dorsale) NON OUI
Transceiver (Si dorsale en coaxial épais) OUI Reliés à un répéteur
Câbles de transceiver Si dorsale OUI OUI, 50 mètres
Concentrateurs Répéteurs multiports


Connecteurs RJ45 et/ou AUI (si dorsale) BNC et AUI s’il y a un transceiver AUI ou DIX
Résistance des connecteurs
50 Ohm 50 Ohm
Bouchons et prolongateurs
BNC Série N
Cartes réseaux RJ45
AUI (si dorsale) 		Compatible BNC Compatible AUI (ou DIX)
Segment 100 mètres 185 mètres 500 mètres 2000 mètres
Répéteurs OUI OUI OUI OUI, en fibre
Réseau
925 mètres 2500 mètres
Câble de descente
<50 mètres <50 mètres
Ecart entre deux ordinateurs 2,5 mètres 0,5 mètre 2,5 mètres (hors câble de descente)
Nœuds par segment
30 nœuds 100 nœuds
Nœuds par réseaux 1024 transceivers 86 stations 296 stations
Utilisation

Un immeuble Entre bâtiments


Le 10BaseT

90% des nouvelles installations utilisent un réseau Ethernet 10BaseT avec un câblage UTP de catégorie 5, parce que ce type de câble permet ensuite de passer à un débit de 100 Mb/s.

Les réseaux ETHERNET en 10BaseT utilisent en général des câbles en paires torsadées non blindée (UTP), mais ils fonctionnent tout aussi bien avec des câbles en paires torsadées blindées (STP).

La topologie des réseaux ETHERNET en 10BaseT ressemble généralement à une étoile avec un concentrateur (HUB), mais le concentrateur central contient en réalité un bus interne. Le concentrateur sert de répéteur multiports et se trouve souvent dans une armoire de câblage.
Des répéteurs peuvent être utilisés pour allonger la longueur du câble qui est limité à 100 mètres.

Un réseau ETHERNET en 10BaseT offre les avantages d’une topologie en étoile, il est aisé de déplacer une station vers un autre endroit, sans pour cela interrompre le réseau. Il suffit pour cela de changer le cordon du tableau de connexion qui se trouve dans l’armoire de câblage…

Plusieurs concentrateurs peuvent être relié ensemble par une dorsale en câble coaxial ou en fibre optique. Selon la spécification IEEE 802.3, 1024 ordinateurs peuvent appartenir au même réseau ETHERNET 10BaseT, sans composants de connectivité…

Les caractéristiques de L’ETHERNET en 10BaseT :
Le 10Base2

Le 10Base2 est aussi appelé ETHERNET fin (THINNET). Les réseaux ETHERNET en 10Base2 utilisent des câbles coaxiaux fins. Les spécifications IEEE 802.3 n’autorise pas de transceiver entre le connecteur BNC en « T » du câble et la carte réseau de l’ordinateur ; le câble se branche directement sur un connecteur BNC de la carte réseau. Un réseau ETHERNET FIN peut combiner jusqu’à 5 segments de câbles reliés par 4 répéteurs, mais 3 seulement de ces segments pourront accueillir des stations, c’est la règle des 5-4-3. Deux segments doivent rester inexploités, ils servent de liaisons inter répéteurs et permettent d’augmenter la longueur total du réseau. La spécification IEEE 802.3 recommande un maximum de 30 nœuds (ordinateurs, répéteurs,…) par segment, et un maximum de 1024 ordinateurs pour la totalité d’un réseau.

Les réseaux ETHERNET FIN sont de bonnes solutions pour les petits réseaux, bon marché, simple à installer et facile à configurer…

Les caractéristiques de L’ETHERNET en 10Base2 : Le 10Base5

Les réseau ETHERNET en 10Base5 sont aussi appelés ETHERNET STANDARD (STANDARD ETHERNET). Les réseaux ETHERNET en 10Base5 utilisent des câbles coaxiaux épais (ETHERNET EPAIS ou THICK ETHERNET).

Le câble principal est appelé une dorsale (BACKBONE). Des prises vampires percent la dorsale, et des transceivers se branchent sur les prises vampires. Les transceivers ont des connecteurs AUI ou DIX à 15 broches d’où partent les câbles de transceiver ou autrement dit les câbles de descente. Le câble de descente se branche au connecteur AUI ou DIX de la carte réseau. Le transceiver assure les communications entre l’ordinateur et le câble principal. Les connecteurs AUI ou DIX sont situés à chaque extrémité du câble de transceiver.

La même règle des 5-4-3 s’applique aux réseaux ETHERNET STANDARD (5segments, 4 répéteurs, 3 segments seulement peuvent accueillir des stations).

La combinaison des câbles en coaxial fin et en coaxial épais permet de construire un réseau vaste et fiable. Des câbles ETHERNET EPAIS sont utilisés pour le câble principal (une dorsale en coaxial épais), et des câbles ETHERNET FIN sont utilisés pour les câbles secondaires (en coaxial fin). Le transceiver du câble principal est relié à un répéteur, et le répéteur est relié au câble secondaire qui accueille les stations.

Les distances et les tolérances du câble ETHERNET EPAIS sont plus importantes que celles du câble EHERNET FIN, c’est pourquoi il est souvent utilisé pour desservir tout un immeuble...

Les caractéristiques de L’ETHERNET en 10Base5 :
Le 10BaseFL

La norme IEEE 802.8 concerne les réseaux ETHERNET en 10BaseFL qui utilisent des câbles en fibres optiques.

Les câbles en fibres optiques permettent d’installer de très long câbles entre des répéteurs. Les répéteurs spéciaux pour la fibre optiques sont nécessaires pour convertir le signal lumineux en un signal électrique. L’ETHERNET en 10BaseFL permet de relier deux bâtiments.

Les caractéristiques de l’ETHERNET en 10BaseFL : Le 100VG-AnyLAN

L’architecture des réseaux 100VG-AnyLAN a été développée par la société HEWLETT-PACKARD. La norme IEEE 802.12 définie les spécifications des réseaux 100VG-AnyLAN.

Les réseaux 100VG-AnyLAN combinent les caractéristiques des réseaux ETHERNET (norme IEEE 802.3) et des réseaux TOKEN RING (norme IEEE 802.5). Les réseaux 100VG-AnyLAN s’appèlent indifféremment 100BaseVG, VG, AnyLAN,…

Les réseaux 100VG-AnyLAN fonctionnent avec la méthode d’accès de la priorité de la demande qui autorise deux niveaux de priorité (haute et basse).

Les réseaux 100VG-AnyLAN offre la possibilité de filtrer les trames au niveau d’un concentrateur, ce qui permet d’accroître la confidentialité des données. Les réseaux 100VG-AnyLAN permettent de transmettre les trames de type ETHERNET et les trames de type TOKEN RING.

Les réseaux 100VG-AnyLAN s’appuient sur une topologie en étoile autour d’un concentrateur. La topologie en étoiles en cascade s’appuie autour d’un concentrateur principal appelé « parent » auquel sont reliés des concentrateurs secondaires appelés « enfants ». Les concentrateurs des réseaux 100VG-AnyLAN sont spécifiques à cette norme. Les câbles des réseaux 100VG-AnyLAN sont plus courts que ceux des réseaux 10BaseT, c’est pourquoi ils sont souvent équipés de plus de boîtier...

Les caractéristiques de l’ETHERNET en 100BaseVG : Le 100BaseX

Le 100BaseX est aussi appelé le FAST ETHERNET. Le 100BaseX est issu d’une extension de la norme ETHERNET.

Le 100BaseX englobe trois normes différentes : Les caractéristiques de l’ETHERNET en 100BaseX :