Matériel constitutif d'un réseau

Dans l’ensemble, un réseau est constitué des éléments à connecter entre eux et des éléments qui permettent ces interconnexions.

Éléments à connecter

Ordinateurs avec cartes réseau

La carte réseau constitue l'interface entre l'ordinateur et le câble du réseau.

Elle prépare, pour le câble réseau, les données émises par l'ordinateur. Elle transfère ces données vers un autre ordinateur et contrôle le flux de données entre l'ordinateur et le câble.

Elle traduit aussi les données venant du câble en octets afin que l'Unité Centrale de l'ordinateur les comprenne.

La carte réseau possède généralement 2 témoins lumineux (LED) :

• La LED verte correspond à l'alimentation de la carte.

• La LED orange ou rouge selon le débit (10 / 100 / 1000 Mb/s) indique une activité du réseau (envoi ou réception de données).

Réseau sans fil

Il est aussi possible de mettre plusieurs machines en réseau grâce à des technologies sans fil (utilisation des ondes radio pour transmettre l'information entre les différents composants du réseau). Parmi les technologies les plus connues du grand public, on peut nommer le wifi ou le bluetooth.

Les ordinateurs se connectent au réseau sans fil à l'aide d'une carte réseau dédiée (par exemple la « carte wifi » dont tous les ordinateurs portables actuels sont équipés par défaut).

Le serveur

Un serveur est un dispositif informatique matériel ou logiciel qui offre des services, à différents clients.
Les services les plus courants sont :

• le partage de fichiers,
• l'accès aux informations du World Wide Web,
• le courrier électronique,
• le partage d'imprimantes,
• le commerce électronique,
• le stockage en base de données,
• le jeu.

Un serveur fonctionne en permanence. Il répond automatiquement à des requêtes provenant d'autres dispositifs informatiques (les clients) selon le principe Client/Serveur.

Éléments qui permettent l'interconnexion

Le switch, aussi appelé Commutateur

Le switch gère le transfert d'informations entre équipements d'un même réseau LAN.

En recevant une information sur un de ses ports Ethernet, un switch décode l'entête de la trame (adresse de destination) pour ne l'envoyer que vers le port Ethernet associé : cela réduit le trafic sur l'ensemble du câblage réseau. Les switchs ayant un nombre de prises RJ45 limité, il peut être nécessaire d'utiliser plusieurs switchs dans un même réseau.

Il existe aussi des concentrateurs sans fil (équivalent du switch en filaire) qui permettent de mettre en réseau plusieurs ordinateurs connectés « sans fil » (en wifi par exemple).

Exemple

Les ordinateurs A, B, C, D et E sont en réseau. A, B et C sont reliés à un switch, D et E sont reliés à un autre switch, les 2 switchs sont reliés entre eux.

Chaque switch utilise une table de correspondance adresse MAC/numéro de port Ethernet, qu'il construit lui-même et enregistre dans une mémoire RAM.

Adresse MAC

Une adresse MAC (Media Access Control) est une adresse propre à chaque carte réseau (même celles contenues dans les PC et autres appareils connectés - tablette tactile, smartphone, consoles de jeux, ...).

De la même manière que, dans une ville, chaque domicile doit disposer d’une adresse unique, dans un réseau informatique, chaque interface réseau doit disposer d’une adresse unique au monde : en l'occurence, l'addresse MAC.

Cette adresse MAC est théoriquement unique au monde. Elle est composée de 6 octets écrits en codage hexadécimal (de 00 à FF). Par exemple : e8:b1:fc:aa:42:09.

Les 3 premiers octets sont propres au constructeur de matériel, les trois suivants identifient la carte elle-même. Chaque constructeur de cartes réseau se voit attribuer par l'OUI (Organizationally Unique Identifier) une plage d'adresses qu'il affecte aux différentes cartes réseau.

On pourra aussi utiliser ce site pour consulter les constructeurs, fabricant de cartes réseaux.

Le routeur

Le routeur gère le transfert d'informations entre deux réseaux différents. Il définit le chemin que ces informations doivent prendre à travers le réseau pour arriver à destination.

Son travail consiste à déterminer le prochain nœud (routeur) du réseau auquel les paquets de données doivent être envoyées. Pour cela le routeur analyse les trames d'informations pour récupérer les entêtes (adresses de destination et de départ) et utilise une table de routage.

La table de routage établit la correspondance entre une machine destination, le prochain routeur et l'interface réseau (connexion du routeur) à utiliser pour suivre ce chemin. Dans le cas où plusieurs chemins sont possibles, on fait appel à des algorithmes spéciaux.

Le routeur travaille sur la couche réseau (couche 3 du modèle OSI) et dissocie deux réseaux entre eux en filtrant les informations pour ne transmettre que ce qui est effectivement destiné au réseau suivant. Les données transitant sur le réseau local (pas Internet) restent à l'intérieur du LAN.

Rappel

Les box internet dans les foyers font office de routeurs : freebox, livebox...

Les câbles réseau

C'est le même câble utilisé pour les réseaux téléphoniques : à paires torsadées.
Il existe des câbles à 2 ou 4 paires mais aussi des câbles non blindés, blindés ou écrantés.

Les câbles blindés et écrantés sont protégés des interférences magnétiques par une ou plusieurs feuilles d'aluminium, entourant soit chaque paire torsadée séparément (écranté), soit l'ensemble des paires torsadées (blindage).

Ce type de câbles est très couramment utilisé dans les réseaux LAN. Ils représentent une solution économique mais limitée (sur 100 mètres maximum, vitesse de 1000 Mbit/s). La paire torsadée ne permet pas une grande vitesse de transmission de l'information et elle est de plus très sensible à l'environnement électromagnétique.

Vocabulaire

Le connecteur 8P8C (8 positions 8 contacts) est utilisé couramment pour les connexions Ethernet. Il est appelé improprement, mais couramment, RJ45.

Un connecteur RJ45 est une interface physique souvent utilisée pour terminer les câbles de type « paire torsadée ».

La fibre optique

Elle permet des débits de plusieurs Gbit/s sur de très longues distances. La fibre optique est particulièrement adaptée à l'interconnexion de réseaux, par exemple entre plusieurs bâtiments d'un même site ou de réseaux informatiques régionaux, continentaux, ou intercontinentaux.

La fibre optique fut très vite introduite dans les réseaux informatiques pour pallier les points faibles des câbles de cuivre. En effet, la lumière qui y circule n'est pas sensible aux perturbations électromagnétiques et elle s'atténue beaucoup moins vite que le signal électrique transporté sur du cuivre. On peut ainsi facilement relier des équipements distants de plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres. Elle reste efficace dans des environnements perturbés et ce, à des débits au moins dix fois supérieurs aux simples câbles réseaux, mais pour un prix généralement supérieur.

D'un point de vue technique, une fibre optique est constituée d'une fibre de silice ou de plastique entourée d'une gaine de quelques micromètres qui emprisonne la lumière, et recouvert d'un isolant. À une extrémité, il y a une diode électroluminescente ou une diode laser qui émet un signal lumineux. A l'autre extrémité, il y a une photodiode ou un phototransistor qui est capable de reconnaître ce signal.

Dans les réseaux informatiques (comme avec la paire de cuivre) les fibres vont souvent par deux :

• Une fibre est utilisée pour envoyer des données
• et l'autre fibre pour recevoir ces données.

Toutefois il est possible de réaliser une liaison bidirectionnelle sur une seule fibre optique.