Dans cette page, nous allons aborder les réseaux filaires.
NB : Pour les réseaux sans fil (wireless), je vous invite à consulter la rubrique ‘WiFi’, l’une des technologies réseaux sans fil les plus utilisées.
Ce sujet étant extrêmement vaste, nous allons nous limiter essentiellement à quelques réseaux et nous allons même nous limiter volontairement aux réseaux Ethernet.
> Rappel(s)
Pour information, voici néanmoins un petit rappel de quelques technologies réseaux …
Il existe de nombreux acronymes permettant de désigner des réseaux (filaires et sans fil), dont voici une liste classée par taille de « périmètre géographique » (de quelques centimètres à quelques années-lumière …) :
– BAN : Body Area Network
Réseau sans fil d’appareils portables pouvant être intégrés à l’intérieur ou à la ‘surface’ du corps sous forme d’implants.
Autres appellations et/ou variantes : WBAN (Wireless Body area network), BSN (Body Sensor Network), MBAN (Medical Body Area Network)
Une des applications les plus connues concernent les capteurs de glycémie envoyant des données (et des alertes) sur une montre connectée.
– PAN : Personal Area Network
Réseau informatique permettant d’interconnecter des appareils au sein de l’espace de travail d’une personne : ordinateurs, smartphones, tablettes, assistants, etc.
Autres appellations et/ou variantes : WPAN (Wireless Personal Area Network : Bluetooth, ZigBee), LPPAN (Low-Power Personal Area Network)
Une des principales technologies dans ce domaine est la technologie Bluetooth (Norme IEEE 802.15.1)
– HAN : Home Area Network
Réseau informatique pour appareils à proximité immédiate d’une maison (imprimantes réseau, portables, etc.) permettant d’améliorer la qualité de vie (automatisation des tâches, sécurité domestique, accès plus facile aux divertissements, etc.)
Les petites entreprises n’interagissent avec un HAN que si elles sont basées à l’intérieur ou à l’extérieur du domicile d’un particulier (par exemple, un travailleur indépendant ou une entreprise de vente en ligne à domicile). Dans ce cas, un HAN peut aider à hiérarchiser les besoins en données de l’entreprise pendant les heures de travail et peut être modifié pour permettre aux appareils des invités de se connecter.
– LAN : Local Area Network
Réseau d’ordinateurs dans une zone limitée (résidence, école, laboratoire, campus, bureaux).
Autre réseau et/ou variante LAN : WLAN (Wireless Local Area Network).
Technologies les plus couramment utilisées : Ethernet (IEEE 802.3) et Wi-Fi (IEEE 802.11).
– CAN : Campus Area Network (ou Corporate Area Network)
Réseau constitué d’une interconnexion de plusieurs LAN dans une zone géographique limitée.
Historiquement ce terme a commencé à être utilisé avec les réseaux FDDI (ANSI X3T9.5 / ISO IS9314).
– MAN : Metropolitan Area Network
Réseau de la taille d’une ville. Interconnecte plusieurs LAN d’une ville en un seul réseau plus vaste.
Autres réseaux et/ou variantes MAN : MWN (Municipal wireless network), WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)
– WAN : Wide Area Network
Réseau qui s’étend sur une vaste zone géographique. Les réseaux étendus sont souvent établis avec des circuits de télécommunication loués chez des prestataires. Internet peut parfois être considéré comme un WAN.
Historiquement en France, les premières offres s’appelaient Tranfix, Transpac, RNIS, …
NB : Cette liste de technologies n’est pas exhaustive. Afin d’être plus complet, il convient de rajouter d’autres technologies …
– Pour les très petites distances :
Near-field communication : Communication sur une distance de 4 cm ou moins, connexion à faible vitesse. NFC est basé sur un couplage entre deux antennes présentes sur les appareils.
Exemple : Paiement sans contact.
– Pour les données :
SAN : Storage Area Network – Réseau de stockage de données.
– Pour les mobiles :
RAN : Radio Access Network – Réseau faisant partie des télécommunications mobiles.
Selon la technologie (Radio Access Technology, ou RAT) du réseau de téléphonie mobile (2G, 3G, 4G, 5G), on l’appelle GERAN (GSM), UTRAN (UMTS) ou eUTRAN (LTE et 5G).
– Les réseaux ‘globaux’ et les réseaux Internet :
GAN : Global Area Network – Réseau utilisé pour prendre en charge la téléphonie mobile sur un nombre arbitraire de réseaux locaux sans fil, de zones de couverture par satellite, …
IAN : Internet Area Network – Concept de réseau connectant les terminaux voix et données dans un cloud en remplacement d’un LAN, d’un WAN ou d’un réseau téléphonique.
INTERNET : réseau constitué de l’interconnexion de plusieurs réseaux informatiques au moyen de routeurs.
Interplanetary INTERNET : Réseau conçu dans l’espace, composé d’un ensemble de nœuds orbiteurs (satellites), atterrisseurs (Curiosity, robots) et stations terrestres.
Exemple : Les orbiteurs collectent les données de Curiosity sur Mars via des liaisons de communication proches de Mars, transmettent les données à la Terre via des liaisons directes des orbiteurs martiens vers les stations au sol terrestres, et enfin les données peuvent être acheminées via le réseau Internet.
> Quelques réseaux locaux ‘historiques’
Concernant les réseaux locaux filaires, Ethernet possède la part de marché la plus importante dans les entreprises et aussi chez les particuliers.
Lorsque j’évoque ‘la part de marché la plus importante’, il s’agit d’une véritable suprématie pour ne pas dire une situation de ‘monopole’.
Mais, il n’en a pas toujours été ainsi. En effet, Ethernet a été concurrencé par d’autres technologies et dans les années 90’, le choix d’Ethernet en tant que technologie de réseau local pour une entreprise n’était pas ‘évident’ …
Quelles étaient les principales technologies à l’époque ?
IEEE 802.3 : Ethernet (10 Mbit/s)
IEEE 802.4 : Token Bus
IEEE 802.5 : Token Ring (4 et 16 Mbit/s)
ISO IS9314 : FDDI (100 Mbit/s)
ATM (Asynchronous Transfer Mode) : Plusieurs débits LAN et ‘Backbone’
La technologie Token Ring (16 Mbit/s) est restée longtemps un ‘concurrent’ à Ethernet (10 Mbit/s) sachant de plus qu’une technologie déterministe ‘à jeton’ tient mieux la montée en charge qu’une technologie ‘aléatoire’ CSMA/CD et que Token Ring était ‘poussée’ par IBM.
La topologie FDDI ressemble de près à celle de token ring, à la différence près qu’un ordinateur faisant partie d’un réseau FDDI peut aussi être relié à un concentrateur MAU (Media Access Unit) d’un second réseau.
Cette technologie a été rendue obsolète par le développement du Fast Ethernet (100 Mbit/s) qui offre un débit similaire à moindre coût, puis encore plus avec l’arrivée du Gigabit Ethernet (1000 Mbit/s), moins onéreuse pour un débit très supérieur (Sans oublier que la technologie Ethernet atteint aujourd’hui des débits encore plus élevés).
L’ATM permet ainsi de transférer des données à une vitesse allant de 25 Mbps à 622,08 Mbps (il est même prévu d’obtenir plus de 10 Gbps sur fibre optique). Les équipements nécessaires pour des réseaux ATM étant chers, ceux-ci sont essentiellement utilisés par les opérateurs de télécommunication sur des lignes longue distance.
> Les réseaux Ethernet
– Historique
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.
• Origine des îles Hawaï aux débuts des années 70 (île Ohau)
• Interconnexion des sites de l’université répartis sur plusieurs îles par liaison radio, en débit 2400 bits (d’où le nom Ether : Fluide subtil emplissant tout l’espace…)
Ce premier réseau a constitué la base des futurs réseaux ETHERNET.
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 :
– Débit de 2,94 Mb/s
– Connexion de plus de 100 stations
– Distance maximale entre deux ordinateurs de 1 Kilomètre
En 1976 : diffusion publique des travaux
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.
– Évolutions d’Ethernet
1979 : Digital (DEC), Intel et Xerox publient la norme DIX, favorisant la fabrication du matériel
1982 : Ethernet V2 établit le format définitif de la trame Ethernet
1985 : Ethernet 10Base5 (10 Mbit/s), première version commercialisée qui connait le succès, et établit les bases de l’Ethernet partagé.
1987 : Starlan (802.3 1Base5) : première utilisation de la paire torsadée (téléphonique) pour le réseau ; rapidement suplantée par 10BaseT (sortie en 1990)
Développement du marché 10Base2 (1988), plus simple que 10Base5 et du marché 10BaseF (1993), liaison entre 2 bâtiments proches.
Puis, l’Ethernet commuté a remplacé l’Ethernet partagé pour des réseaux bien plus performants, et sortant du cadre LAN !
Enfin : évolution(s) des débits théoriques…
Initialement, Ethernet avait un débit théorique de 10 Mbits/s : 10Base5, 10Base2, 10BaseT, 10BaseF, …
Dans un deuxième temps, Ethernet a supporté un débit théorique de 100 Mbits/s (Fast Ethernet) :
100BaseT, 100BaseFX, …
Ensuite, Ethernet a supporté un débit théorique de 1000 Mbits/s (Gigabit Ethernet) : 1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseCX, …
10 Gigabit Ethernet est une expression utilisée pour désigner une variété de technologies utilisée pour implémenter le standard IEEE 802.3 (Ethernet) à des débits compris entre 1000 à 10 000 Mbit/s.
IEEE 802.3ba désigne un groupe de travail au sein de l’IEEE ayant pour but de définir une norme venant implémenter le standard IEEE 802.3 (Ethernet) à des débits compris entre 40 et 100 Gbit/s (couramment désignée 100 Gigabit Ethernet).
Enfin, le groupe de travail IEEE P802.3dj (Ethernet Task Force) travaille sur la normalisation d’Ethernet sur les débits suivants : 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s et 1.6 Tb/s