Câbles

Les équipements réseau qui transmettent les données sur des cordons réseau utilisent des câbles réseau constitués de 8 fils réunis par paires torsadées enveloppées d’une gaine protectrice. Les fils sont torsadés pour limiter les problèmes de diaphonie, parasitage des communications par transmission de signaux entre les fils.

Les câbles sont de plusieurs sortes : paire torsadée normale UTP sensible à l’environnement électromagnétique ; câbles FTP, où chaque paire est protégée par un ruban d’aluminium (écran) mis à la masse pour protéger des perturbations électromagnétiques ; enfin, câbles STP, dans lesquels chaque paire est entourée d’un véritable blindage et permet les meilleures performances.

La qualité du câble influe directement sur les débits de transmission. Là où les câbles UTP garantissent un débit de 100 Mbit/s (12,5 Mo/s) sur une distance de 100 mètres, les câbles STP garantissent un débit de 10 Gbit/s (1,25 Go/s) sur 100 mètres.

La distance de 100 mètres est d’ailleurs la limite de la norme Ethernet, qui ne garantit plus la transmission au-delà.

Les câbles sont classés par catégorie : la catégorie de base, la 5E, garantit des transmissions à 100 Mbit/s ; la catégorie 6, 1 000 Mbit/s (1 Gbit/s) ; la catégorie 7, 10 Gbit/s. Cependant, un câble de catégorie 5E peut transporter des données en Gigabit.

Prise RJ45

Les prises mâles RJ45 équipent l’extrémité des câbles. Les prises femelles équipent les différents équipements réseau destinés à recevoir les câbles RJ45, les carte réseau, les switchs, les routeurs, etc.

La prise RJ45 est une prise carrée équipée de 8 contacts, chacun d’entre eux étant relié à un des fils du câble réseau.

Les prises de haute qualité sont équipées de contact en or, pour améliorer les contacts sans perte.

Les ordinateurs sont équipés de cartes réseau munies de prises RJ45 dans lesquelles sont connectés les câbles réseau. On utilise la topologie en étoile. En son centre, on trouve un concentrateur (hub) ou un commutateur (switch) muni de multiples prises (4, 8, 12, 24 ou plus encore). Hubs et switchs peuvent être eux-mêmes chaînés, c’est-à-dire connectés les uns aux autres, ce qui augmente d’autant plus le nombre d’ordinateurs possibles sur un réseau.

Le but d’un réseau est de transmettre des informations d’un ordinateur à l’autre. Dans le cas des réseaux locaux (ou LAN), la transmission s’effectue entre deux équipements situés à quelques mètres ou à quelques dizaines de mètres. Mais les données se transmettent aussi sur des kilomètres, dans le périmètre d’une ville. On nomme alors ces réseaux MAN (Metropolitan Area Network). Dans le cas d’Internet, l’information est transmise d’ordinateur à ordinateur à l’échelle planétaire, on parle alors de WAN (Wide Area Network). Internet est en quelque sorte l’interconnexion des multiples LAN existant sur toute la planète.

Les LAN sont interconnectés entre eux par des liaisons téléphoniques ou spécialisées. La fibre optique est alors utilisée, parce qu’elle permet des liaisons sur de très longues distances sans affaiblissement du signal. Ce sont alors des impulsions de lumière qui transmettent l’information.

Un LAN doit donc posséder au moins une porte de sortie, appelée « passerelle ». Cette passerelle est un routeur qui permet d’aiguiller les trames du réseau qui doivent être envoyées à l’extérieur, ou les trames entrantes vers l’ordinateur qui doit les recevoir.

Dans les LAN, comme on l’a vu, les informations circulent sur des câbles à paires torsadées, mais aussi par ondes radio dans les airs (Wi-Fi) et même en utilisant les câbles électriques (CPL). Pour les WAN comme Internet, des liaisons en fibre optique sont utilisées. Le support de transmission est différent, mais les ordinateurs pour communiquer entre eux utilisent un protocole commun, le TCP/IP.

Le protocole TCP/IP décrit comment s’effectue la communication, le langage à employer et la manière de communiquer. Le protocole TCP/IP est utilisé depuis de nombreuses années et a prouvé son efficacité et sa robustesse.

Il est basé sur un modèle à sept couches, le modèle OSI, utilisé pour décrire tous les types de transmission de données entre un émetteur et un récepteur. Chacune des couches décrit un niveau de la transmission. Les couches sont les suivantes : physique, liaison, réseau, transport, session, présentation et application. Le TCP/IP utilisé pour les LAN et pour Internet n’utilise que les quatre premières couches du modèle OSI. Le fait que tous les ordinateurs connectés utilisent le même protocole garantit qu’ils peuvent dialoguer entre eux.

Le transport s’effectue par un transfert d’informations sous forme de trames ou de paquets de données de longueur fixe. La taille des trames est négociée automatiquement, mais peut être fixée manuellement par un administrateur réseau. En TCP/IP, les trames ne peuvent excéder 1 518 octets. Chaque message est donc divisé en de multiples paquets de données qui sont encapsulés par la pile du protocole TCP/IP, chaque couche ajoutant les informations nécessaires à l’acheminement, au contrôle des données, etc. La trame est ensuite envoyée sur le support par l’émetteur, à destination du récepteur.

Dans le protocole TCP/IP, chaque ordinateur d’un réseau possède une adresse : l’adresse IP. Elle est constituée de quatre octets (32 bits) qui, une fois convertis en base 10, ont la forme d’une suite de quatre chiffres, allant de 0 à 255, séparés par des points. Chaque ordinateur d’un réseau local est donc parfaitement identifié par cette adresse unique. D’ailleurs, deux ordinateurs ne peuvent avoir la même adresse IP sur un réseau. Si cela survient, un message d’erreur est alors affiché sur les deux ordinateurs et l’un des deux ne pourra fonctionner en réseau.

L’adressage IP permet de créer des réseaux logiques. Mais ce n’est pas la seule information à paramétrer pour créer un réseau. Dans les configurations IP d’un équipement, il faut aussi définir un masque de sous-réseau. Ce masque de sous-réseau est primordial, car il permet de définir le numéro du réseau sur lequel se trouve l’équipement. Seules les machines appartenant à un même réseau peuvent dialoguer entre elles. Un ET bit à bit entre l’adresse IP et le masque de sous-réseau permet de retrouver le numéro de réseau sur lequel se trouve la machine.

Il existe différents masques de sous-réseau appartenant à des classes de réseau. Chaque classe de réseau va permettre de connecter un nombre plus ou moins élevé de machines dans un même réseau. Il existe cinq classes d’adresse IP, mais seulement trois d’entre elles (les classes A, B et C) sont communément utilisées.

Sur un réseau de classe A, du type 1.X.X.X, le numéro de réseau, ou NetID, sera le 1. On parle alors du réseau 1.0.0.0, le numéro de machine, ou HostID, remplacera « X.X.X ». Sur un réseau de classe C, du type 192.0.0.X, le numéro de réseau sera 192.0.0. On parle alors du réseau 192.0.0.0, le numéro de machine remplacera le X.

Sur un même réseau comportant des équipements configurés avec le même numéro de réseau et le même masque de sous-réseau, les communications sont transmises par l’intermédiaire d’un hub ou d’un switch. Dès qu’il faut interconnecter des réseaux ayant des numéros de réseau différents, il faut utiliser un routeur, car c’est le seul équipement capable d’acheminer des trames d’un réseau aux configurations TCP/IP différentes d’un autre.

Des plages d’adresse ont été définies pour être utilisées sur les réseaux locaux. Ces adresses ne sont pas utilisées sur Internet et ne sont d’ailleurs pas routables. Elles ne peuvent pas servir à transporter des données sur le réseau Internet, mais uniquement sur les réseaux locaux. Un message ayant une adresse dans ces plages ne traversera jamais un routeur pour aller sur le réseau Internet.

Adresse IP - Adresse MAC

Les adresses IP sont des adresses dites « logiques ». La configuration IP des divers équipements composants un réseau définit alors les appartenances ou non à un réseau. Les adresses IP sont surtout utilisées pour transporter les données d’un réseau à un autre et pour que les routeurs identifient les machines. Mais les communications dans un même réseau utilisent une autre adresse : l’adresse MAC (Media Access Control). Ces adresses MAC sont uniques pour chaque carte réseau et interface réseau dans le monde. Elles sont constituées d’une suite de six octets notés sous forme hexadécimale de la forme 1C-5F-88-FF-E8-11. Ces adresses, contenues dans une mémoire ROM sur l’interface, ne sont théoriquement pas modifiables. Chaque interface réseau conserve une table ARP de correspondance entre adresse IP et adresse MAC. Ces adresses MAC sont utilisées pour les dialogues dans les réseaux locaux utilisant le protocole Ethernet.

De l’IPv4 à L’IPv6

Sur Internet, le réseau des réseaux, l’adressage fonctionne avec TCP/IP en version 4 (IPv4). Chaque ordinateur connecté à Internet possède sa propre adresse, unique dans le monde. Quand on souscrit un abonnement à Internet, votre FAI vous fournit une de ces adresses afin d’identifier clairement votre ordinateur sur le réseau mondial. Avec l’explosion d’Internet et la multiplication des ordinateurs connectés surgit alors un problème : le nombre d’adresses IP n’est pas illimité. En fait, il existe 232, soit 4 294 967 296 adresses théoriquement disponibles. Pour pallier au manque d’adresse IP disponible en IPv4, l’adressage IP en version 6 (IPv6) a été inventé et normalisé. Il permettra d’utiliser 2128 adresses en codant les adresses sur 128 octets. Ces adresses sont représentées par huit blocs de 16 bits séparés par le symbole «  : » et codés en hexadécimal. Exemple : 35B1:0DE5:5400:2AAA :F4BC :FFFF:54D2 :ABC8