I. Les réseaux

I.                     LES RÉSEAUX

Les réseaux ont été créés afin de partager des données. Le coût d'un réseau n'est pas élevé et ses possibilités sont nombreuses :

• transfert de fichiers
• partage de périphériques
• accès à des unités de stockage supplémentaires

Les réseaux locaux ou LAN (Local Area Network) ont fait leur apparition dans les années 80 et correspondent à la multiplication des micro-ordinateurs, leur débit va de plusieurs centaines de Mégabits (ordinateurs de bureau) jusqu'à plusieurs centaines de Gigabit (datacenters).

Quelle que soit leur topologie, bus, anneau ou étoile ou leur architecture, poste à poste ou client/serveur, les réseaux locaux ont la même fonction : relier des ordinateurs, tablettes, mobiles… et des périphériques, leur permettant de partager ainsi des données et des programmes et de communiquer.

1.            CONNECTION

Une connexion au réseau nécessite 4 éléments principaux:

• le réseau et son système de diffusion (câblage, émetteur…)
• un adaptateur réseau (une carte réseau enfichée ou intégrée dans le P.C., un processeur wifi, bluetooth…)
• un ensemble logiciel adapté au protocole de communication du réseau (inclus dans le système d'exploitation),
• l'application cliente (logiciel) qui va dialoguer avec un serveur.

Généralement, la connexion se fait directement sur le câble pour les réseaux locaux à travers la carte réseau et via le réseau fibre (ou encore le réseau téléphonique cuivre).

2.            NORMES

Certains organismes ont la responsabilité de définir des normes (ou standards) internationales de communication et de réseaux locaux.

• ISO (International Standard Organisation)
• ANSI (American National Standard Institute)
• IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
• UIT (Union Internationale des Communications)

L'IEEE a eu la responsabilité de normaliser les technologies de réseaux locaux. Le comité 802 est celui qui a développé ces normes.

ARCHITECTURES

Selon la définition, un réseau est un système qui relie entre eux des postes de travail. C'est précisément cette manière de relier les stations de travail qui définit la topologie. Il existe trois topologies fondamentales : en bus, en étoile, en anneau.

a)   TOPOLOGIE EN BUS

Les stations sont connectées le long d'un seul câble (ou segment), la limite théorique est de 255 stations, ceci n'étant qu'une valeur théorique car la vitesse serait alors très faible. Chaque liaison au câble est appelée communément "nœud".
Tout message transmis emprunte le câble pour atteindre les différentes stations. Chacune des stations examine l'adresse spécifiée dans le message en cours de transmission pour déterminer s'il lui est destiné. Les câbles utilisés pour cette topologie bus sont des câbles coaxiaux.
Lorsqu'un message est émis par une station, il est transmis dans les deux sens à toutes les stations qui doivent alors déterminer si le message leur est destiné.
L’avantage du bus est qu’une station en panne ne perturbe pas le reste du réseau. Elle est, de plus, très facile à mettre en place. Par contre, en cas de rupture du bus, le réseau devient inutilisable. Par ailleurs, le signal n’est jamais régénéré, ce qui limite la longueur des câbles.

b)  TOPOLOGIE EN ANNEAU

Les stations sont connectées sur une boucle continue et fermée de câble. Les signaux se déplacent le long de la boucle dans une seule direction et passent par chacune des stations. On peut, si on le désire, attribuer des droits particuliers à un poste de travail que l'on appellera alors nœud privilégié. Chaque station fait office de répétiteur afin d'amplifier le signal et de l'envoyer à la station suivante. Cette topologie permet d’avoir un débit proche de 90% de la bande passante. Cette topologie est fragile, il suffit qu'une connexion entre deux stations ne fonctionne pas correctement pour que tout le réseau soit en panne.

c)   TOPOLOGIE EN ETOILE (la plus utilisée)

Les stations sont connectées par des segments de câble à un composant central appelé concentrateur (hub). La solution du concentrateur offre certains avantages, notamment en cas de coupure de liaisons. L'ensemble de la chaîne n'est pas interrompu comme dans une topologie en bus simple. Par l'intermédiaire de ces derniers, les signaux sont transmis depuis l'ordinateur émetteur vers tous les ordinateurs du réseau. Toute communication entre deux utilisateurs quelconques passe obligatoirement par le serveur.
Si une panne survient dans le nœud central, c'est l'ensemble du réseau qui est alors paralysé. De plus, l'ajout d'une station nécessite un nouveau câble allant du serveur jusqu'à la nouvelle station.  C'est la technologie la plus utilisées actuellement.

d)  LE RÉSEAU MAILLÉ

Un réseau maillé possède plusieurs liaisons point à point, chaque point étant relié à tous les autres. L'inconvénient est le nombre de liaisons nécessaires qui peut devenir très élevé en fonction du nombre de postes.

Cette topologie se rencontre dans les grands réseaux de distribution (Internet). L'information parcourt le réseau selon des itinéraires variés, sous le contrôle de superviseurs de réseau, ou grâce à des méthodes de routage réparties.

Elle existe aussi dans le cas de couverture Wi-Fi. On parle alors bien souvent de topologie mesh mais ne concerne que les routeurs Wi-Fi (protocole olsr).

Existent aussi le réseau hiérarchique, le réseau en grille, le réseau en hypercube moins utilisés

3.            TECHNOLOGIES

Les réseaux locaux ont connu un énorme développement depuis les années 80. Plusieurs normes existent :

• Token Ring
  Réseau élaboré par ibm standardisé sous le n° ieee 802.5. Basée sur le protocole du jeton sur une topologie en anneau.
• Arcnet
  Développé initialement par la compagnie Data Point, Arcnet est basé sur le protocole de passage du jeton (token passing). Cette technologie accepte les technologies en bus et en étoile.
• Ethernet (802.3) la plus utilisée
  Mise au point par Digital, Xerox et Intel, la communication est assurée par le protocole csma/cd. La transmission se fait sous forme de trame (Frame) ou bloc d'information.

4.            MÉTHODES D'ACCÈS

Dans un réseau local, chaque nœud est susceptible d'émettre sur le même câble de liaison. L'ensemble des règles d'accès, de durée d'utilisation et de surveillance constitue le protocole d'accès aux câbles ou aux médias de communication.

• csma/cd
• token (jeton)
• tdma

5.            TRANSMISSION

La transmission peut s'effectuer avec ou sans câbles.

a)   TRANSMISSION PAR CÂBLE

Le câble est le support essentiel de la transmission entre deux réseaux, celui-ci diffère suivant le type de réseau.

• La paire de fils torsadée est encore le médium de transmission de données le plus utilisée. Il est réalisé à partir de paires de fils électriques, quelques fois blindés. Ce câble est employé notamment par les technologies Token Ring et Ethernet x base T.
• Le câble coaxial est spécialement conditionné et isolé (le conducteur central est appelé âme et peut transmettre des données à grande vitesse.
• La fibre optique permet de transmettre d'énormes volumes de données à la vitesse de la lumière à travers de petit fils de verre ou de plastique. Il remplace de plus en plus rapidement tous les autres types de câble.
• Les fils électriques permettent aussi le transfert d'information. Dans cette technologie nommée cpl, le signal passe les phases par induction, mais le signal est très vite dégradé d'une phase à l'autre. Les adaptateurs se branchent directement sur les prises électriques avec des débits allant de 200 Mbps et ceux à 500 Mbp (normes IEEE 1901 et à la norme HomePlug AV)

b)  TRANSMISSION SANS CÂBLE

plusieurs méthodes

• La transmission par ondes infrarouges à courte distance est basée sur la fréquence de la lumière et utilise une radiation électromagnétique d'une longueur d'onde située entre celle de la lumière visible et celles des ondes radio.
• La transmission par ondes terrestres, ou liaisons hertziennes, projette des données dans l'espace par l'intermédiaire de signaux radio à haute fréquence de l'ordre de 1000 mégahertz (1GHz est égal à 1 milliard de cycles par seconde). Les données peuvent être transmises sur une route terrestre par des répétiteurs distants d'environ 40 kms.
• Les ondes radio pour réseau cellulaire utilisent les hautes fréquences radio. Des antennes sont placées géographiquement dans une région pour transférer le signal d'un poste à l'autre.
•  Le wifi est un réseau wlan (wireless lan) utilisant des fréquences spécifiques des ondes terrestres. L'évolution des normes 802.11 (b, a, g, i et n) porte sur le débit du réseau (54 Mbps pour le 802.11 b jusqu'à 1 gigabit théorique pour le 802.11 n), sa sécurité (clés de cryptage pouvant atteindre 256 bits pour le 802.11 i) et sa portée (10 à 100 m actuellement)
• Le bluetooth permet l'échange bidirectionnel de données à courte distance en utilisant des ondes radio (UHF 2,4 GHz). Il simplifie les connexions entre appareils proches en supprimant des liaisons filaires. (Bluetooth est inspiré du nom d'un roi viking Harald Blåtan et le logo représente ses initiales en alphabet runique)
• Le wimax est un réseau wlan (wireless lan) de transmission de données à haut-débit, par voie hertzienne utilisant des fréquences spécifiques des ondes terrestres définies dans les normes ieee 802.16. Il est plus ou moins abandonné
• La transmission par satellite permet la connexion de zones difficiles d'accès pour les autres médias. Le réseau "starlink' d'Ellon Mush (12 000 satellites entre 1 100 et 1 300 kilomètres d'altitude) est le plus avancé avec des vitesses de transmission de 300 Mbits descendant pour une quinzaine de Mbits montant.

c)   DÉBITS

Ils se mesurent en bits par seconde.

Source Wikipédia