Les switchs  -  Les Routeurs - Répétiteur - Bridge


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Les équipements d'interconnexions

 
 


On appelle ainsi les matériels connectés au réseau, mais qui ne sont pas des hôtes. Ils portent une appellation différentes selon leur niveau d'intelligence ou le rôle qu'ils jouent.

La différence entre couches protocolaires est  résolue au moyen de deux politiques, soit par insertion d'un organe de conversion (matériel ou logiciel) soit par encapsulation au niveau d'une même couche (tunneling). La diversité des matériels (câbles, fibres optiques, ondes radio, infrarouge,...) et des protocoles   (TCP/IP, IPX/SPX, X.25, ATM,...) rend nécessaire l'utilisation d'organes d'interconnexion. Ces organes rassemblent un ensemble de ressources matérielles et logicielles assurant des fonctions de conversion entre protocole.

On appelle ainsi les matériels connectés au réseau, mais qui ne sont pas des hôtes. Ils portent une appellation différentes selon leur niveau d'intelligence ou le rôle qu'ils jouent.

 

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Répétiteurs


Les répétiteurs travaillent au
niveau 1 (physique). Ce sont des appareils relient deux segments entre eux,  lisent les impulsions électriques sur leur entrée, sur un type de supports (fibre optique, coax, paires torsadées, etc...) et génèrent sur leur sortie des impulsions qui sont remises en forme et amplifiées, après régénération de l'horloge et de la synchronisation.

  • Permet d'étendre la longueur du réseau au-delà des 500m d'un tronçon (4 répéteurs max entre deux noeuds ) sans dégradation significative du signal.
  • Amplifie et régénère le signal
  • Isole un tronçon défaillant - Partitionning - (Câble ouvert, par exemple)
  • Adapte deux médias Ethernet différents (Fibre, Coax, Thick Ethernet à Thin Ethernet)
  • Tous les segments attachés à un répéteur font partie du même domaine de collision

On utilise un répéteur dans les réseaux :

  • Ethernet équipés en coax

  • 10baseT, le Hub est en réalité un répéteur multiport. C'est pourquoi le câble utilisé est considéré comme un segment séparé.
  • Token Ring, chaque ordinateur se comporte comme un répéteur. Il écoute, guettant le jeton qu'il renverra à l'ordinateur suivant.

Les causes entraînant la dégradation du signal sont :

  • La distance, le temps, les interférences, le type de câble et la bande passante

Bridge (pont)
 


Les ponts travaillent au
niveau 2 (niveau trame) en ce sens qu'ils maintiennent les messages sur un segment, ou les font transiter vers un autre, en fonction des adresses "source" et "destination" contenues dans les trames. Ils permettent notamment d'interconnecter deux réseaux de même architecture physique. On peut distinguer deux algorithmes de filtrage :

  • Spanning Tree (plutôt Ethernet)

Le bridge écoute le réseau connecté sur son entrée 1 et construit une table des adresses (niveau 2) de toutes les station connectées sur ce réseau. Il fait la même chose sur son entrée 2 de telle manière qu'il ne transfère de 1 vers 2 (et vice versa) que les message adressés de 1 a 2.

Le routage dans un réseau multibridge se fait par l'échange entre bridges, de BPDU (Bridge Protocol Data Unit), trames d'information dédiées uniquement à cet usage (BPDU) qui permettent à tous les bridges, de connaître l'existence des autres et de déterminer celui qui aura la plus haute priorité (root bridge) ainsi que les priorités relative des autres bridge. Ainsi la désignation des bridges ayant une priorité plus faible permet de déterminer les routes principales (designated bridge) et les routes de secours sur lesquels aucun trafic ne transite c'est un inconvénient, cependant certains bridge (BROUTER) utilisent des protocoles "propriétaires" leur permettant de partager le trafic sur plusieurs lignes.

  • Source Routing (plutôt Token Ring)

Afin de découvrir la route la plus performante, le bridge qui a des données à émettre envoi des trames spécifiques "route discovery". Elles sont reconnues par les bridge intermédiaires (s'ils sont compatibles) qui y insèrent une information de routage. La première trame, chargée de cette information qui revient au bridge d'origine, décrit forcément la route la plus efficace. Cette information sera insérée dans chaque trame de données.

Les ponts permettent de séparer les trafics (segmentation) et de bloquer les parasites et collisions. Mais les trames "broadcasting" sont diffusées partout (et donc surchargement les lignes).

Les bridges sont transparents aux protocoles de niveaux supérieurs. Quand aux mémoires des appareils elles doivent être importantes, car les bridges étant des éléments "transparents" du réseau (sans adresse) ils doivent mémoriser les adresse de toutes les stations connectées aux réseaux.

  • Permettent d'isoler des segments d'un même Subnet IP
  • Séparent les domaines de collision
Les routeurs
 
Ils travaillent au niveau de la couche 3 du modèle OSI, et s'occupent de routage des unités de données. Ils permettent d'interconnecter deux réseaux de types différents.

C’est ce que l’on fait de mieux pour acheminer les données. Le routeur est quasiment un ordinateur à part entière. Il est capable de décoder les trames jusqu’à retrouver l’adresse IP et de diriger l’information dans la bonne direction. On peut aussi définir dans les trames le chemin où doit passer la trame, le routeur peut comprendre tout cela... Le fait de définir ou de diriger une trame s’appelle « router » une trame. C’est pour cela qu’on les appelle des routeurs

Voir dossier sur les routeurs
 

Les passerelles
 
C'est un terme générique qui désigne un équipement de niveau supérieur ou égal à la couche 3. Il autorise l'interconnexion "intelligente" de réseaux hétérogènes. Ce qu'elle font en convertissant les messages d'un format de réseau à un autre dans les d
eux sens.
 
Les Hubs
 
Ce petit appareil appelé en français un concentrateur permet à plusieurs ordinateurs de se connecter entre eux via un câble Ethernet du type RJ-45.
Ces équipements (Host Unit Broadcast) sont au centre des configurations en étoile et assurent l'interconnexion des différentes branches de l'étoile. Les hubs sont souvent utilisés quand il s’agit de relier quelques ordinateurs ensemble pour un petit réseau local. Le principe est simple, dès que quelque chose arrive sur une des prises, il est automatiquement répéter sur toutes les autres prises.

Un Hub peut être considéré comme un "prisme" électrique: Tous les paquets émis sur un segment ou appareil connecté à l'un des ports sera répercuté sur tous les autres ports qui font partie du même domaine de collision. Les hubs ne regardent pas ce qu’il y a dans les trames, ils se contentent de répéter l’information. Comme il n’y a aucune analyse du contenu de l’information, ils travaillent au niveau 1 (physique) du modèle OSI.
 

Les switchs
 


Le switch est un commutateur, l
a différence avec le hub c’est que le switch sait quels sont les ordinateurs qui sont autour de lui. Ainsi, si il reçoit une trame pour l’ordinateur X, il ne l’envoie qu’à l’ordinateur X et pas aux autres. Il commute (il branche) l’entrée des données vers la sortie où est l’ordinateur concerné.
Un switch va filtrer le trafic qui n'est pas destiné à un segment donné, de sorte que le segment aura un trafic beaucoup plus réduit et fonctionnera de ce fait beaucoup mieux.

A noter malgré tout que les switchs font beaucoup de progrès ces temps-ci, ils sont maintenant presque aussi doués que les routeurs (que l’on va voir juste après), certains modèles de switchs sont auto sensings, ce qui veut dire qu'ils adaptent la vitesse de leurs ports (10/100 Mbits/s) à celle de l'appareil qui lui est connecté.  
Chaque port d'un Switch fait partie d'un seul domaine de collision.
Chaque port du Switch apprend dynamiquement les adresses MAC (Ethernet) des équipements qui lui sont connectés.
Les switchs sont capables d’analyser un peu l’information contenue dans la trame, de repérer l’adresse MAC de la destination et d’envoyer la trame vers le bon ordinateur. On dit que les switchs travaillent au niveau 2 du modèle OSI.

  • Le Switch fonctionne au niveau 2 ou 3 du modèle OSI
  • Permet de configurer des VLAN
  • Tous les ports d'un Switch sont des domaines de collision différents
  • Peuvent êtres auto sensing 10/100

Voir dossier sur les switchs







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