Depuis plusieurs décennies, Ethernet s’est révélé être une technologie LAN relativement peu coûteuse, raisonnablement rapide et très populaire. Ce didacticiel explique les fonctionnalités de base d’Ethernet et son utilisation sur les réseaux domestiques et professionnels.
L'histoire d'Ethernet
Ingénieurs Bob Metcalfe et D.R. Boggs a développé Ethernet à partir de 1972. Les normes industrielles basées sur leurs travaux ont été établies en 1980 conformément au jeu de spécifications IEEE 802.3. Les spécifications Ethernet définissent les protocoles de transmission de données de bas niveau et les détails techniques que les fabricants doivent connaître pour créer des produits Ethernet tels que des cartes et des câbles.
La technologie Ethernet a évolué et a mûri sur une longue période. Le consommateur moyen peut généralement compter sur des produits Ethernet standard pour fonctionner comme il se doit et pour fonctionner les uns avec les autres.
Technologie Ethernet
Ethernet traditionnel prend en charge les transferts de données à un débit de 10 mégabits par seconde (Mbps). Au fur et à mesure que les besoins en performances des réseaux ont augmenté, l'industrie a créé de nouvelles spécifications Ethernet pour Fast Ethernet et Gigabit Ethernet. Fast Ethernet étend les performances Ethernet traditionnelles jusqu'à 100 Mbps et les vitesses Gigabit Ethernet jusqu'à 1000 Mbps. Bien que les produits ne soient pas encore disponibles pour le consommateur moyen, 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) existent également et sont utilisés sur certains réseaux d'entreprise et sur Internet2.
De même, les câbles Ethernet sont fabriqués selon plusieurs spécifications standard. Le câble Ethernet le plus utilisé actuellement, le câble de catégorie 5 ou CAT5, prend en charge les protocoles Ethernet traditionnels et Fast Ethernet. Les câbles de catégorie 5e (CAT5e) et CAT6 prennent en charge le Gigabit Ethernet.
Pour connecter des câbles Ethernet à un ordinateur (ou à d'autres périphériques réseau), une personne connecte un câble directement au port Ethernet du périphérique. Certains appareils sans prise en charge Ethernet peuvent également prendre en charge les connexions Ethernet via des clés électroniques telles que des adaptateurs USB à Ethernet. Les câbles Ethernet utilisent des connecteurs qui ressemblent beaucoup au connecteur RJ-45 utilisé avec les téléphones traditionnels.
Pour les étudiants: dans le modèle OSI, la technologie Ethernet fonctionne au niveau des couches physique et de liaison de données, respectivement les couches un et deux. Ethernet prend en charge tous les protocoles réseau et de niveau supérieur courants, principalement TCP / IP.
Types d'Ethernet
Souvent appelé Thicknet, 10Base5 a été la première incarnation de la technologie Ethernet. L'industrie a utilisé Thicknet dans les années 1980 jusqu'à l'apparition de 10Base2 Thinnet. Par rapport à Thicknet, Thinnet offre l’avantage d’un câblage plus fin (5 millimètres par rapport à 10 millimètres) et plus souple, ce qui facilite le câblage des immeubles de bureaux pour Ethernet.
La forme la plus courante d'Ethernet traditionnel, cependant, était 10Base-T. 10Base-T offre de meilleures propriétés électriques que Thicknet ou Thinnet, car les câbles 10Base-T utilisent un câblage à paire torsadée non blindée (UTP) plutôt que coaxial. 10Base-T s'est également révélé plus économique que d'autres solutions telles que le câblage à fibres optiques.
Il existe de nombreuses autres normes Ethernet moins connues, notamment 10Base-FL, 10Base-FB et 10Base-FP pour les réseaux de fibre optique et 10Broad36 pour le câblage à large bande (câblodistribution). Toutes les formes traditionnelles ci-dessus, y compris 10Base-T, ont été rendues obsolètes par Fast et Gigabit Ethernet.
En savoir plus sur Fast Ethernet
Au milieu des années 90, la technologie Fast Ethernet a mûri et a atteint ses objectifs de conception consistant à: a) augmenter les performances du réseau Ethernet traditionnel tout en b) évitant la nécessité de re-connecter complètement les réseaux Ethernet existants. Fast Ethernet existe en deux variétés principales:
- 100Base-T (utilisant un câble à paire torsadée non blindée)
- 100Base-FX (utilisant un câble à fibre optique)
Le plus populaire d'entre eux est de loin 100Base-T, un standard qui inclut 100Base-TX (catégorie 5 UTP), 100Base-T2 (catégorie 3 ou supérieure UTP) et 100Base-T4 (câblage 100Base-T2 modifié pour inclure deux paires de fils).
En savoir plus sur le Gigabit Ethernet
Alors que Fast Ethernet a amélioré la vitesse Ethernet traditionnelle de 10 Mégabits à 100 Mégabits, Ethernet Gigabit offre le même ordre de grandeur d'amélioration par rapport à Fast Ethernet en offrant des débits de 1 000 Mégabits (1 Gigabit). Le Gigabit Ethernet a d'abord été conçu pour voyager sur du câblage optique et en cuivre, mais le standard 1000Base-T le supporte également avec succès. 1000Base-T utilise un câblage de catégorie 5 similaire à 100 Mbps Ethernet, bien que la vitesse gigabit nécessite l’utilisation de paires de câbles supplémentaires.
Topologies et protocoles Ethernet
Ethernet traditionnel utilise une topologie de bus, ce qui signifie que tous les périphériques ou hôtes du réseau utilisent la même ligne de communication partagée. Chaque appareil possède une adresse Ethernet, également appelée adresse MAC. Les périphériques d’envoi utilisent des adresses Ethernet pour spécifier le destinataire des messages.
Les données envoyées via Ethernet existent sous forme de trames. Une trame Ethernet contient un en-tête, une section de données et un pied de page d'une longueur combinée ne dépassant pas 1518 octets. L'en-tête Ethernet contient les adresses du destinataire et de l'expéditeur.
Les données envoyées via Ethernet sont automatiquement diffusées vers tous les périphériques du réseau. En comparant leur adresse Ethernet à l'adresse figurant dans l'en-tête de trame, chaque périphérique Ethernet teste chaque trame pour déterminer si elle était destinée à celui-ci et lit ou ignore la trame, selon le cas. Les adaptateurs réseau intègrent cette fonction dans leur matériel.
Les périphériques souhaitant émettre sur Ethernet effectuent d’abord une vérification préliminaire pour déterminer si le support est disponible ou si une transmission est en cours. Si Ethernet est disponible, le périphérique émetteur transmet sur le fil.Il est toutefois possible que deux appareils effectuent ce test à peu près au même moment et qu'ils transmettent tous les deux simultanément.
De par sa conception, la norme Ethernet n’empêche pas les transmissions multiples simultanées, en contrepartie des performances. Ces soi-disant collisions, lorsqu'elles se produisent, entraînent l'échec des deux transmissions et obligent les deux dispositifs émetteurs à retransmettre. Ethernet utilise un algorithme basé sur des temps de retard aléatoires pour déterminer le délai d'attente approprié entre les retransmissions. La carte réseau implémente également cet algorithme.
En Ethernet traditionnel, ce protocole de diffusion, d’écoute et de détection des collisions est appelé CSMA / CD (détection d’accès multiple / détection de collision par porteuse). Certaines nouvelles formes d'Ethernet n'utilisent pas CSMA / CD. Au lieu de cela, ils utilisent le protocole Ethernet dit full duplex, qui prend en charge les envois simultanés point à point et reçoit sans aucune écoute.
Plus d'informations sur les périphériques Ethernet
Comme mentionné précédemment, la portée des câbles Ethernet est limitée et ces distances (aussi courtes que 100 mètres) sont insuffisantes pour couvrir les installations réseau de moyenne et grande taille. Un répéteur en réseau Ethernet est un dispositif qui permet de connecter plusieurs câbles et d’étendre des distances plus grandes. Un périphérique pont peut connecter un réseau Ethernet à un autre réseau d'un type différent, tel qu'un réseau sans fil. Un type populaire de répéteur est un concentrateur Ethernet. Les autres périphériques parfois confondus avec les concentrateurs sont les commutateurs et les routeurs.
Les cartes réseau Ethernet existent également sous plusieurs formes. Les ordinateurs personnels et les consoles de jeu plus récents disposent d'un adaptateur Ethernet intégré. Les adaptateurs USB / Ethernet et les adaptateurs Ethernet sans fil peuvent également être configurés pour fonctionner avec de nombreux nouveaux périphériques.
Résumé
Ethernet est l'une des technologies clés d'Internet. En dépit de son âge avancé, Ethernet continue d'alimenter de nombreux réseaux locaux et continue de s'améliorer pour répondre aux besoins futurs en matière de mise en réseau hautes performances.
