Les cartes réseaux

Les fonctions de la carte réseau:
 Les fonctions de communication de la carte réseau: La configuration d’une carte réseau:

Les fonctions de la carte réseau

La carte réseau (NETWORK ADAPTER CARD ou NIC pour Network Interface Card) joue le rôle d’une interface physique entre l’ordinateur et le câble de réseau. La carte réseau permet de préparer, d’envoyer et de contrôler les données circulant sur le réseau.

La carte réseau convertit le flux de données parallèles de l’ordinateur (de 8, 16, 32, 64 bits selon le bus de la carte mère) en un flux série pour les données « sortantes » qui sont mises sur le câble. La conversion inverse est également effectuée par la carte réseau pour les données « entrantes ». Il existe des cartes réseaux asynchrones et synchrones.

La carte réseau effectue le contrôle de flux qui permet de détecter les erreurs éventuelles de transmission.

C’est la carte réseau qui gère « l’adressage » des communication vers le bon destinataire.
Sur un réseau tous les postes et tous les périphériques réseaux doivent être munis d’une carte réseau.

Les cartes réseaux contiennent un microprogramme (FIRMWARE) qui est stocké dans une mémoire morte. C’est ce microprogramme qui met en œuvre les sous couches LLC (Logical Link Control) et MAC (Media Access Control) de la couche « liaison » du modèle OSI (Open System Interconnection).

En général, un ordinateur échange des données avec un autre ordinateur, les signaux transmis par la carte réseau de l’un s’adresse précisément à la carte réseau de l’autre. Les données sont transmises à une et une seule adresse du réseau. Parfois toutefois, certains messages doivent être envoyés à toutes les stations du réseau, et plutôt que d’envoyer le même message à chacune des stations du réseau, il est bien plus efficace d’envoyer à tous un seul message, on parle alors de « broadcasting ».

Les précautions à prendre avant d’acheter une carte réseau

Avant d’acquérir des cartes réseau, il faut s’assurer qu’elles sont compatibles non seulement avec l’architecture des ordinateurs sur lesquels elles seront installées, mais aussi avec l’architecture du réseau et la nature du câblage. Par exemple, une carte réseau pour un ordinateur MACINTOSH ne fonctionne pas sur un PC, un réseau en anneau requière des cartes réseaux spéciales, le protocole APPLETALK est propriétaire, la connectique des cartes réseaux doivent être compatibles avec les connecteurs du câblage, …

Avant d’installer un réseau, il faut déterminer le type de câble, puis le type de connecteur et enfin le type de cartes réseaux.

Avant d’acheter une carte réseau, il faut s’assurer qu’il existe bien un pilote compatible avec le système d’exploitation réseau. La liste du matériel compatible peut être consultée. La liste HCL (Hardware Compatibility List) de MICROSOFT WINDOWS NT SERVER répertorie plus de 100 pilotes de cartes réseaux qui ont été testés et qui sont fournis avec le système d’exploitation.

Les types de cartes réseaux

En premier lieu, la carte réseau doit être compatible avec l’architecture du réseau et plus précisément avec le type de support de communication. Les cartes réseaux peuvent être de plusieurs types : En second lieu, la carte réseau doit être compatible avec l’architecture de l’ordinateur, l’architecture interne de la carte mère et plus précisément l’architecture du bus. La carte réseau peut être de deux types :
Les cartes réseaux peuvent être équipées de leur propre mémoire de travail (mémoire vive qui sert de mémoire tampon) pour stocker les flux de données, et aussi d’un processeurs indépendant pour accélérer leur travail.

Certaines carte réseaux ont une mémoire PROM qui permet à l’ordinateur de démarrer par le réseau. Une telle station (comme un terminal passif) est dispensée de l’équipement « normal » de tout ordinateur (un processeur, un disque dur, un lecteur de disquette, de CDROM,…), ce qui permet de s’assurer qu’il ne peut avoir de copies de données effectuées sur cette station (il faut vraiment pas avoir confiance en ses utilisateurs…).

L’architecture ISA

Les spécificités de l’architecture ISA : L’architecture ISA a été la norme des ordinateurs personnels jusqu’à ce que COMPAQ et d’autres constructeurs développent l’architecture EISA.

L’architecture EISA

L’architecture EISA est une norme de bus qui a été introduite sur le marché en 1988 par un consortium de neuf sociétés (AST RESEARCH, COMPAQ, EPSON, HEWLETT-PACKARD, NEC, OLIVETTI, TANDY, WYSE TECHNOLOGY et ZENITH).

Les spécificités de l’architecture EISA : L’architecture MCA

L’architecture MCA est une norme introduite par IBM en 1988.

Les spécificités de l’architecture MCA : L’architecture PCI

L’architecture PCI est une norme et pratiquement un standard.

Les spécificités de l’architecture PCI : La technologie PLUG & PLAY est une philosophie de conception et un ensemble de spécifications concernant l’architecture des ordinateurs personnels.

Les ports de la carte réseau

Les cartes réseaux possèdent au moins un port auquel est branché un connecteur du câble réseau.

Certaines cartes réseau possèdent plusieurs ports (les cartes combo) afin d’être compatible avec plusieurs types de câbles et de connecteurs : La carte réseau sans fil

La carte réseau sans fil est généralement fournie avec plusieurs éléments : Les fonctions de communication de la carte réseau

Les fonctions d’une carte réseau sont simples, une carte réseau doit émettre et recevoir des données, mais les opérations intermédiaires sont nombreuses et complexes :

Emettre : Recevoir :
La transformation des données

A l’intérieur d’un ordinateur les données circulent sur les « bus » de la carte mère. Les données se déplacent côte à côte et en même temps sur les bus parallèles : Sur le réseau, les données se déplacent en série, les bits circulent les uns derrière les autres.

C’est le « transceiver » interne de la carte réseau qui se charge de transformer les données : L’adresse MAC d’une carte réseau est unique

L’adresse d’une carte réseau est unique au monde.

L’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) est un organisme américain qui attribue des plages d’adresses à tous les fabricants de cartes réseaux dans le monde. Les fabricants de cartes réseaux inscrivent sur la puce de chacun de leur produit une adresse unique (c’est l’adresse physique ou l’adresse MAC) qui est une série de chiffre et de lettres.

L’adresse MAC est composé de 6 octets convertis en hexadécimal de 12 quartets.

00 à FF 00 à FF 00 à FF 00 à FF 00 à FF 00 à FF


Les trois premiers octets sont réservés pour identifier le constructeur de la carte réseau, tandis que les trois derniers octets sont gérés par le constructeur.

Les trois premiers octets des adresses MAC réservés pour identifier les constructeurs : Le système LAA (Localy Administrated Adress) permet de choisir l’adresse MAC de la carte réseau,. Mais, c’est un système qui n’est valable que pour un réseau privé et fermé.

L’accès direct à la mémoire (DMA)
Certaines cartes réseaux ont un accès direct à la mémoire de l’ordinateur, ont dit qu’elles sont compatibles DMA (Direct Access Memory). Le système d’exploitation réseau affecte à ce type de carte réseau une partie de la mémoire vive de l’ordinateur (une partie de la mémoire RAM). Les cartes réseaux compatibles DMA utilisent cette mémoire RAM comme mémoire tampon.

Les données circulent plus vite à l’intérieur de l’ordinateur qu’à travers une carte réseau. La carte réseau a besoin de stocker le flux de données parallèles provenant de l’ordinateur. Les données parallèles de l’ordinateur sont stockées dans la mémoire tampon avant d’être restructurées en donnée série pour le réseau.

Le contrôle de données

Le contrôle des données est fondamental dans une transmission. Quatre étapes sont nécessaires pour que chaque partie soit sûr qu’un message ait été correctement transmis.


Expéditeur Destinataire
Envoi d’un message

Stockage et réexpédition du message
Vérification et confirmation

Accusé réception de la confirmation


La négociation des cartes réseaux

Avant d’émettre une carte réseau entame un dialogue avec la carte réseau de l’autre ordinateur à qui elle s’adresse. Les deux cartes réseaux doivent s’entendre sur un certain nombre de paramètres afin que la communication s’effectue dans de bonnes conditions. On dit que les cartes réseaux « négocient ».

Les paramètres faisant l’objet de la négociation sont des quantités, des durées et une vitesse : Une fois la mise au point des paramètres de connexion terminée, la transmission des données commence…

L’installation du pilote de la carte réseau

Le pilote est un logiciel qui indique au système d’exploitation réseau comment reconnaître le périphérique et comment utiliser toutes ses fonctionnalités. Les fabricants de périphériques fournissent en principe leurs pilotes aux éditeurs de logiciels réseaux, mais ce n’est pas toujours le cas.

Le pilote d’un périphérique est toujours spécifique au matériel et au système d’exploitation. Tous les pilotes de tous les matériels de tous les fabriquant ne peuvent pas être incorporés automatiquement au système d’exploitation (dans une perspective de PLUG & PLAY), parce que souvent les pilotes ne sont pas disponibles (ils n’ont pas encore été développés, le matériel évolue et de nouveau modèle apparaissent).

Le pilote d’une carte réseau permet la communication entre la carte réseau et le redirecteur réseau du système d’exploitation réseau. Le redirecteur est une partie du logiciel réseau qui accepte les requête d’Entrée/Sorties concernant les fichiers distants et les redirige vers un autre ordinateur. Une requête réseau est transmise au système d’exploitation, qui la transmet au redirecteur, qui lui même la redirige vers la carte réseau qui l’expédie. Dans le sens contraire, c’est la carte réseau qui transmet les communications réseaux au redirecteur, qui les redirige vers le système d’exploitation, qui l’envoie à l’application cible. Le redirecteur redirige les demandes de communication (provenant du système d’exploitation, ou de la carte réseau) vers la ressource désignée (respectivement la ressource réseau ou l’application locale)

Le pilote d’une carte réseau permet la communication entre la carte réseau et le système d’exploitation de l’ordinateur, c’est pourquoi il se situe au niveau de la couche LIAISON du modèle OSI.

Une fois installée, la carte réseau a besoin de son pilote (DRIVER) pour pouvoir fonctionner. Le pilote est en général installé, supprimé ou mis à jour via un programme d’installation (SETUP) qui propose une interface graphique interactive. Un pilote obsolète doit être supprimer parce qu’il peut éventuellement rentrer en conflit avec un autre périphérique.

Le fichier du pilote qui doit être copié sur le disque dur de l’ordinateur peut provenir de plusieurs sources : Les versions de pilotes évoluent très rapidement, et il est parfois cruciale d’installer la dernière version compatible. Quand cela est possible, il est préférable de privilégier les fabricant de matériel qui ont une longue expérience et qui sont bien implantés. D’autre part, il est conseillé de choisir les matériels qui ont été testés par l’éditeur du système d’exploitation ; ces matériels figurent sur la liste des matériels compatibles (la HCL pour Hardware Compatibility List). Les problèmes de pilotes sont fréquents et récurrents : Lors de l’acquisition d’un nouveau matériel, il faut se préoccuper de savoir si un pilote existe pour le système d’exploitation en place.

Lors d’une mise à jour du système d’exploitation, il peut arriver que les anciens pilotes, qui fonctionnaient correctement avec l’ancien système, ne remplissent plus leur rôle ; par ailleurs, les pilotes fournis avec le nouveau système (pour le PLUG & PLAY) ne sont par forcément compatibles avec les vieux périphériques. Dans de tels cas, il faudra mettre à jour les pilotes de chaque périphérique (c’est plus facile que de racheter du matériel neuf…). C’est pourquoi, il est judicieux de rechercher si des pilotes ont été développés pour les anciens matériels et le nouveau système (ce qui n’est pas toujours le cas, qu’est ce qu’il ne faut pas faire pour pousser à la consommation…).

Les pilotes de l’imprimante réseaux

Les pilotes de l’imprimante réseaux peuvent être à l’origine de nombreux déboires : Dans de telles situations, il faut bien sur mettre à jour le pilote de l’imprimante.

La configuration d’une carte réseau

La configuration d’une carte réseau peut s’effectuer de deux façons :
Les paramètres et les options de configuration : Les IRQs

Les IRQs (Interrupt ReQuest) sont des requêtes d’interruption attribuées à tous les périphériques (clavier, souris, lecteurs, ports E/S, cartes réseaux, …) qui sont installés sur un ordinateur. Les IRQs permettent aux périphériques de communiquer avec l’unité centrale et d’effectuer une demande de services au microprocesseur de l’ordinateur.

Les IRQs sont numérotés ( de 0 à 15) et à chaque numéro correspond une priorité. Plus le numéro de l’IRQ est petit, plus la priorité est grande. Une IRQs permet d’interrompre le travail du microprocesseur au profit du périphérique qui en fait la demande. Quand plusieurs IRQs font en même temps une demande, c’est celle qui a la priorité la plus grande qui passe avant l’autre.

Le choix d’une IRQ pour un périphérique s’effectue pendant l’installation ou la configuration du matériel. Une même IRQ peut être attribuée à plusieurs périphériques (les périphériques partagent la même IRQ), mais ils ne doivent jamais fonctionner en même temps, car sinon il y aurait risque de conflit.

Comme le téléphone rouge, une IRQ emprunte un circuit dédié qui mène directement au microprocesseur. L’impulsion électrique de l’IRQ utilise une ligne spéciale intégré au matériel que l’on appèle une « ligne de requête d’interruption ». Chaque périphérique utilise une ligne de requête d’interruption qui lui est propre (distincte de celle des autres périphériques).

L’IRQ de la carte réseau peut être choisie parmi toutes celles qui sont disponibles. Généralement, c’est l’IRQ3 ou l’IRQ5 qui est sélectionnée. Néanmoins, L’IRQ5 est conseillé parce que c’est celle qui est le paramètre par défaut de beaucoup de carte réseau.

Les IRQ 2 et 9 sont dites « cascadées », c’est à dire qu’elles contrôlent les IRQ de 9 à 15 qui ne sont donc pas des IRQ dédiés à une seule tâche, il vaut mieux éviter d’utiliser ces IRQ qui sont susceptibles de provoquer des conflits.

L’utilitaire INFORMATIONS SYSTEME et l’utilitaire MSD (MICROSOFT SYSTEM DIAGNOSE) permettent de connaître l’état de toute les IRQs. L’utilitaire MSD doit tourner que dans une fenêtre DOS, et est disponible sur le CDROM d’installation de WINDOWS 98 dans le dossier « TOOLS\OLDMSDOS ».

Le tableau des IRQs


Les IRQs pour un PC avec au moins un processeur 80286
Numéro de l’IRQ Périphérique généralement associé
0 Réservé au système (timer system)
1 Contrôleur clavier
2 (9) La carte graphique EGA/VGA (Enhanced Graphics Adapter / Video Graphics Adapter
3 Deuxième port série COM 2 et COM 4, ou souris série
4 COM 1 et COM 3, modem
5 Deuxième port parallèle LPT2 ou carte son
6 Contrôleur de lecteur de disquette
7 Port parallèle LPT1, l’imprimante
8 Horloge système CMOS temps réel
9
10
11
12 Souris PS/2 de type bus (contrairement aux souris de type série)
13 Coprocesseur arithmétique ou mathématique
14 Contrôleur de disque dur (contrôleur primaire des disques IDE)
15 (contrôleur secondaire des disques IDE)






L’adresse de base du port E/S

L’adresse de base du port E/S spécifie un canal par l’intermédiaire duquel circulent les informations entre le périphérique et l’unité centrale. Pour l’unité centrale, le port apparaît comme une adresse mémoire. L’adresse de base du port E/S permet à l’unité centrale de reconnaître l’origine des données qui lui sont transmises.

Chaque périphérique utilise une adresse de base du port E/S différentes. Les numéros de port s’expriment en notation hexadécimale.


Le tableau des adresses d’Entrées Sorties
Périphérique Adresse mémoire
COM 1 03E8
COM 2 02E8
LPT 1 0378
Contrôleur de disques IDE 170 ou 1F0
Carte son 220 ou 330






L’adresse de base de la mémoire

L’adresse de base de la mémoire désigne un emplacement de la mémoire vive (la mémoire RAM) de l’ordinateur. La carte réseau utilise cet emplacement comme une mémoire tampon pour stocker les données qui la traversent.

L’adresse de base de la mémoire est parfois appelée « adresse de début » (RAM START ADDRESS). L’adresse de base de la mémoire ne doit pas être utilisée par un autre périphérique.

L’adresse de base de la mémoire s’exprime en hexadécimale, par exemple D80000 (D80000 peut être réduit en D8000 avec un zéro en moins).

Certaines cartes réseaux n’ont pas d’adresse de base de la mémoire parce qu’elles n’utilisent pas les ressources de la mémoire vive de l’ordinateur. D’autres cartes réseaux disposent d’un paramètre permettant de spécifier la quantité de mémoire réservée pour le réseau (par exemple 16 Ko ou 32 Ko). Évidemment, plus la quantité de mémoire allouée à la carte réseau est élevée et meilleures seront les performances du réseau.

Le transceiver

Le transceiver (TRANSMITTER RECEIVER) peut être ou ne pas être : Certaines cartes réseaux disposent d’un transceiver et d’un port pour transceiver, et il faut alors déterminer à l’aide de cavaliers lequel sera employé.

La PROM d’amorçage à distance de la carte réseau

Certains environnements réseaux sont très sensibles à la sécurité des données et les stations de travail n’ont pas de lecteurs de disques. Les données restent à l’intérieur du réseau et des disques durs des ordinateurs, et les utilisateurs ne peuvent « exporter » aucunes informations numériques vers l’extérieur. Comme les ordinateurs ont besoin d’une séquence d’amorçage pour démarrer, celle-ci est stockée sur une mémoire PROM (Programmable Read Only memory) de la carte réseau. Cette puce est appelée « PROM d’amorçage à distance » et contient le microcode nécessaire pour démarrer et connecter l’ordinateur au réseau….