RESEAU ETHERNET.

ETHERNET

A la fin des années 60, l'université de Hawaï développa un réseau étendu appelé ALOHA, réseau étendu étant la prolongation technologique de réseaux locaux à une zone géographique plus importante. L'université, dont les bâtiments étaient dispersé, souhaitait connecter des ordinateurs disséminé sur tout le campus. C'est à cette occasion que fut développé la méthode d'accès CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection).

Ce premier réseau est à la base des réseaux Ethernet actuels. En 1973, Robert Metcalfe et David Boggs élaboré pour la société Xerox un système de câbles et de signalisations au fameux PARC (Paolo Alto Research Center). En 1975, ils présentèrent le premier produit Ethernet.

Le réseau Ethernet de Xerox rencontra un tel succès que Xerox, Intel et Digital élaborèrent une norme pour un réseau Ethernet à 10 Mb/s (10 Méga bits/seconde). Ethernet est une marque déposée par Digital, Rank Xérox et Intel

Cette norme qui permet de connecter les ordinateurs en réseaux, définit donc aussi les types de câbles, la façon dont ils doivent être reliés, leur longueur, la méthode utilisé pour transmettre les données sur le câble.

Ethernet correspond à la norme 802.3 définie par l'IEEE.
Ethernet transmet les données par trames (un train de bits), à la vitesse de 10Mb/s par paquet de 1500 octets. Un fichier de 150 Ko est donc coupé en 100 paquets.

La trame comprend 8 premiers octets chargés de la synchronisation puis 6 donnant l'adresse de destination et 6 l'adresse de source, 2 octets donnant la longueur du paquet (de 46 à 1500 octets), puis 4 octets de fin de trame permettant un contrôle de validité.

Ethernet définit aussi les méthodes de contrôle du flux d'information (CMSA/CD) (Carrirer Sense Multiple Acess with Collision Détection) détection de porteuse à accès multiples et à détection de collision.

Carrirer Sense, décrit le comportement de l'équipement qui veut transmettre sur le réseau, détection de porteuse, l'ordinateur écoute si le câble est libre avant d'envoyer.

Multiple Access, indique que rien n'interdit à un autre d'en faire autant
Collision Détection, si deux ordinateurs envoient en même temps, il y a collision, qui provoque une tension plus élevée sur le réseau, l'ordinateur qui détecte la collision arrête sa transmission, attend puis réémet.
La détection des collision impose une distance maximale à un réseau CSMA/CD. En raison de l'affaiblissement du signal, la détection des collision n'est pas efficace au-delà de 2 500 mètres. Si plusieurs ordinateurs transmettent simultanément, il y a collision des données et donc altération de celles-ci.

CSMA/CD est aussi appelé méthode à contention (terme anglais signifiant rivalité), car les ordinateurs rivalisent pour accéder au câble. CSMA/CD pourrait sembler inefficace, mais les mises en œuvre sont suffisamment rapide pour être invisible vis à vis des utilisateurs.

Ethernet à 10 Mb/s

10 Base 2
Cette topologie est appelé 10base2 par la spécification IEEE 802.3, car elle transmet à 10 Mb/s sur un câble en bande de base et peut transporter un signal sur environ 2 fois 100 mètres (185 mètres en réalité). On parle encore d'un câblage coaxial fin (thinnet).

10 Base 5
La spécification IEEE pour cette topologie, également appelé Ethernet standard requiert des segments de 500 mètres (5 fois 100 mètres), et une transmission en bande de base à une vitesse de 10 Mb/s. On parle encore d'un câblage coaxial épais (thicknet).

10 Base T
En 1990, le comité IEEE a publié la spécification 802.3 relative à la mise en œuvre d'Ethernet avec des câbles à paires torsadées, le 10 Base T (10 Mb/s)

10 Base FX
Pour le câblage en fibre optique. Le comité IEEE a publié une spécification concernant les réseaux Ethernet câblés en fibre optique 10 Base FX. La principale raison d'utiliser 10 Base FX est la possibilité d'installer de longs câbles par exemple entre différents immeubles. La distance maximale d'un segment 10 Base FX est de 2 000 mètres.

Ethernet à 100 Mb/s

Il existe de nouvelles normes Ethernet qui repoussent les limites au-delà de la vitesse classique de 10 Mb/s tout en conservant une partie de l'existant. Elles ont été développées afin de pouvoir supporter des applications à large bande passante, telle que la vidéo et stockage d'images... Ces deux nouvelles normes Ethernet répondent particulièrement à l'accroissement des besoins :

100 Base T (Fast Ethernet)
100 Base VG-AnyLAN moins répandu
Fast Ethernet et 100 Base VG-AnyLAN sont 5 à 10 fois plus rapides que la norme Ethernet standard. Elles sont compatibles avec les systèmes ce câblage 10 baseT

100 Base T (Fast Ethernet)
Cette norme, appelée aussi Fast Ethernet, est une extension de la norme Ethernet existante (méthode d'accès CSMA/CD sur bus en étoile avec concentrateur) et permet aux utilisateurs ayant adapté leur câblage aux besoins du 10 Base T (2 paires seulement par accès) de migrer vers le 100Mb/s sans mettre en question leur installation. Cependant le 100 Base T fait la distinction entre l’utilisation d’un câble à 2 paires torsadées de catégorie 5, c’est la norme 100 Base TX et des câbles de catégorie 3 ou 4 le 100 Base T4 qui lui nécessite 4 paires (trois sont utilisées pour la transmission de données et la quatrième pour la détection de collision).

100 Base T comprend 3 spécifications :

100 Base T4 (câble UTP à 4 paires, catégorie 3, 4) (Peu utilisé)
100 Base TX (câble STP ou UTP à 2 paires torsadées catégorie 5)
100 Base FX (qui utilise 2 fibres optiques). La fibre optique permet une longueur de segment de 400 mètres.

100 VG-AnyLAN

100 pour indiquer un débit de 100Mb/s assuré par la norme
VG Voice Grade car cette norme s’appuie sur du câble de qualité téléphonique de quatre paires torsadées non blindées.
AnyLAN pour siginifier son adaptation à tous types de réseaux locaux.

Apparue en 1994, seul Hewlett-Packard livrait des cartes et des concentrateurs qui utilisaient cette norme qui combine des caractéristiques Ethernet et Token Ring. Elle est actuellement redéfinie et ratifiée par le comité 802.12. La spécification 802.12 est une norme qui permet de transmettre des trames Ethernet 802.3 et des paquets Token Ring 802.5. La norme 100 VG utilise un protocole qui lui est propre, le protocole DPAM (Demand Priority Access Method).

Cette technologie porte différents noms, 100 VG-AnyLAN, 100 Base VG, VG, AnyLAN. Sa topologie est identique à celle du 10 base T, une étoile hiérarchisée autorisant jusqu’à 5 niveaux, soit 4 hubs . Les distances maximum dépendent des câbles utilisés, soit 100 mètres pour les catégorie 3 et 4 et 150 mètres pour les câbles de catégorie 5 UTP.

Remarque :
En Fast Ethernet, il existe deux classes de hubs, le hubs de classe 1 qui régénèrent les signaux et les diffusent sur les autres ports selon le type de port (100 base TX ou 100 base T4) et les hubs de classe 2 qui répètent immédiatement les signaux reçus et donc qui autorisent une connexion avec une et uniquement une cascade avec une distance inter-hub de 5 mètres.


Après le Fast Ethernet à 100 Mbits/s, un groupe de constructeurs a fondé la Gigabit Ethernet Alliance dans le but de promouvoir l'Ethernet à 1000 Mb/s. En juin 1999, le standard IEEE802.3ab introduisait le 1000 Base T permettant de passer au Gigabit Ethernet (1Gbps) sur des câbles à paires torsadées de catégorie 5 utilisant les 4 paires du câble. Pour atteindre 1000Mb/s en Ethernet, le comité IEEE 802.3ab a dû créer un encodage à 5 niveaux pour transmettre 250Mb/s sur chacune des quatre paires simultanément. C'est la création en 1998 de la norme ISO 11801

1000 Base CX : 1 Gbps sur 4 paires UTP5 sur une longueur de 25 m maximum.

1000 Base SX (short wave): 1 Gbps sur fibre optique multimode sur une longueur de 500 m maximum.

1000 Base LX (long wave): 1 Gbps sur fibre optique monomode sur une longueur de 5000 m maximum.



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Autres normes.

X25 définit un réseau téléphonique pour ordinateurs, X25 est un protocole de transport sur de longues distancesX25 est un vieux réseau qui a été normalisé avant l’arrivée des réseaux locaux mais il est toujours utilisé. En France Transpac est le grand utilisateur d’ X25.

Token Ring pour les topologies en anneau. Date de 1985 chez IBM, vitesse de 4 à 16 Mbits/s, correspond à la norme 802.5 définie par l'IEEE. Une technologie propriétaire d'IBM avec des hubs et des connecteurs IBM pour se démarquer d’Ethernet.

FDDI (Fiber Distributed Date Interface). Né au début des années 80, son principe est celui d’un double anneau à 100Mbps sur fibre optique. Fast Ethernet et le Gigabit Ethernet sont en train de causer sa perte. Sa norme n’est pas de l’IEEE, elle vient de l’ANSI et est nommée X3T9.5

Arcnet sur bus à Jeton chez Datapoint en 1980.

Localtalk en 1984 chez Apple, utilise la méthode CMSA/CD sur une topologie bus ou étoile.

ATM (Asynchronous Transfer Method) technologie présentée depuis quelques années comme la technologie du futur car elle permet de transporter à la fois voix, vidéo et données à des hauts débits (25, 155 et 650 Mbps) et cela sur de grandes distances