Africa Computing - Cours réseaux - La couche liaison (niveau 2).

Chapitre 4 : La couche liaison (niveau 2)

Raccorder sur un même support physique des ordinateurs et permettre de communiquer avec un ensemble d’ordinateurs sur ce support. Un seul message sur le support peut être lu par plusieurs ordinateurs. Les modems sont remplacés par des cartes réseaux que l’on installe dans les ordinateurs. Ces réseaux sont de taille limitée. Cette limite est due au protocole lui-même.

Les informations binaires sont découpées en trames.
Une trame est un "paquet" d’informations regroupées entres elles.

Sur un réseau local :

• A un instant donné, une seule trame circule sur le câble.
• Une trame émise par un équipement est reçue par tous les équipements.
• Une trame contient l’adresse de l’émetteur et l’adresse du destinataire.

Dans le cas des Anneaux, une trame vide circule en permanence sur le fil qui relie l’ensemble des machines.

Cette trame s’appelle le jeton. La machine qui a le jeton peut y insérer des données. Le jeton peut être perdu. Le temps de réaction à cette perte encadre la dimension du réseau et le nombre des machines qui peuvent s’y connecter. Les anneaux se comportent mieux sous forte charge.

Histoire : Le principal protocole de liaison utilisé sur les réseaux locaux est l’Ethernet, c’est un protocole normalisé (nombre IEEE802.3). ETHERNET a été développé par Xerox Corporation au Palo Alto Center (PARC) vers le milieu des années 70.

Des prix : début 80 une carte ETHERNET vaut 10.000 FF, maintenant 150 FF ! ! !

Le Bus Ethernet : 1 : Le câblage est réalisé avec du câble coaxial, qui ressemble à du câble d’antenne de télévision. La bande passante s’élève à 19 Mbps mais est mutualisée. 2 : Aux deux extrémités se trouve une résistance de terminaison. Par abus de language on appelle cette terminaison un bouchon. 3 : Chaque poste de travail est connecté au câble coaxial grâce à un T. Si une personne coupe le bus sur le T de son ordinateur, plus personne ne peut communiquer.

Le principe est de mettre un support physique en commun, et de faire du très haut débit sur des distances moyennes (>100m).

On utilise dans la technologie Ethernet, un câble commun pour relier des dizaines voire des centaines de machines. Ce câble commun va véhiculer les informations à destination de l’ensemble des stations. La méthode utilisée est le CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Colision Detection). Le câble forme un BUS dans le jargon réseau, reliant les stations. La vitesse est fixée par la norme : 10 Mbps (10 Millions de bits par seconde). Un bit est une valeur binaire : 0 ou 1.

Cette technologie est appelée 10Base2.

Le câble coaxial fin est facile à mettre en place. Par contre les connecteurs affaiblissent le signal, du coup on ne peut pas mettre beaucoup de stations sur le câble. Cette technologie tend à être remplacé par 10BaseT aussi appelé « réseau ethernet en étoile ». De plus un problème sur le câble et toutes les stations se retrouvent privées de réseau.

4.6.1. L’Ethernet 10baseT

Ethernet 10baseT 1 : Pour un réseau Ethernet, on utilise du câble réseau spécifique appelé paire torsadée (Twisted pai). En fonction de la bande passante nécessaire et des conditions d’environnement, on utilise du câble catégorie 5, 6 ou 7. 2 : Dans les entreprises, on trouve généralement un "serveur". Le serveur centralise la gestion des fichiers, fédère une base de données ou un service de messagerie. 3 : Le hub centralise les connexions de chaque micro-ordinateur et leur permet de communiquer entre eux. 4 : Chaque poste est relié au câble réseau grâce à une carte réseau insérée dans l’ordinateur.

Ici le support est constitué de 2 paires de fils torsadés (twisted pairs), prolongés par des connecteurs d’extrémité appelés RJ45. Ces câbles vont dans des appareils appelés HUB qui connectent les machines.

Il existe des HUB 8 ports 12 /16/24 ports. En 85, la porte sur le Hub valait 2.000 FF, maintenant 300 à 400 FF. Les Hub peuvent être cascadés en local avec des câbles propriétaires. Ils ne forment alors qu’un seul ensemble. Les machines ne doivent pas être à plus de 100 mètres du Hub.

Sur ce type de réseau si un câble est endommagé une seule machine est privée de réseau (et non pas la totalité des machines comme sur les réseaux Bus).

4.6.2. Câblage d’une RJ45 sur réseau Ethernet 10BaseT

On prend 2 paires de fils suivant un code de couleur précis, pour prendre des automatises.

Chaque paire est constituée de torsades, pour la paire réception, un des fils va sur la sortie 3, l’autre vers le 6.

Les paires sont torsadées (Twisted Pair) on parle aussi de câblage UTP ou STP (Shielded ou Unshielded ) suivant que les câbles sont dans un blindage.

4.6.3. Fast Ethernet ou 100BaseT

L’Ethernet en étoile a aussi une vitesse de 10Mbits/s. Il existe maintenant une technologie similaire mais plus rapide : le Fast Ethernet.

Pour faire fonctionner un réseau en technologie fast-ethernet il faut que le Hub et les cartes réseaux soient compatibles. De plus il faut que le câblage soit certifié Catégorie 5.

La mode de fonctionnement est exactement le même mais la vitesse de transfert est de 100 Mbits/s.

Il existe enfin une technologie mixte appelée 10/100 : cette technologie permet de connecter des ordinateurs à 100Mbits (si leur carte réseau le permet) mais aussi des ordinateurs à 10 Mbits pour les ordinateurs qui n’ont qu’une carte réseau 10Mbits.

4.6.4. Switch Ethernet

La technologie aidant, le prix des processeurs chutant, on voit apparaître des HUB intelligents appelé switch (commutateurs).

Un Hub classique émet la trame émise par un ordinateur à TOUTES les machines du réseau. Ce fonctionnement est historique : on reconstitue ainsi le mode de fonctionnement du bus (rappel sur le principe du bus : une machine émet des données qui sont émises a toutes les autres machines).

Les commutateurs sont capables de lire une trame et de la diriger sur l’un de ses ports en fonction de l’adresse de destination. Ainsi il n’y a qu’une machine qui reçoit la trame. Ainsi le réseau est fluidifié et est plus rapide.