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Ethernet de bout en bout

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Au fil du temps, Ethernet s'est révélée être la technologie offrant le meilleur rapport qualité/prix. Que ce soit pour les postes de travail, pour les serveurs ou pour le support des réseaux métropolitains et de certains réseaux opérateurs, Ethernet s'est enrichie de fonctionnalités, de protocoles, de standards et de normes lui permettant d'être toujours plus efficace.
Avec l'enrichissement des fonctionnalités, Ethernet est souvent méconnue au delà des réseaux locaux, pour lesquels sa domination est incontestée. Les personnes qui travaillent sur les LAN ne savent pas toujours qu'il existe des renforcements de la technologie Ethernet pour aborder les réseaux métropolitains et les réseaux opérateurs. Il est fréquent que les constructeurs possèdent au moins deux gammes de produits faisant référence d'un côté au "Campus Ethernet" et de l'autre au "Metro Ethernet" ou au "Carrier Ethernet". Ce mini guide a pour objectif de mettre en évidence les éléments qui permettent une continuité Ethernet en répondant aux spécificités de tous ces domaines.
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ETHERNET DE BOUT EN BOUT
MINI GUIDE
GILBERT MOÏSIO
Ethernet de bout en bout de Gilbert MOÏSIO est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 Ceci peut être votre site web principal ou la page d’informations vous concernant sur une plate forme d’hébergement, comme Flickr Commons., except where otherwise noted.
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ISBN Ebook – 979-10-96574-04-9 ISBN Papier – 979-10-96574-05-6
Crédits images
Part I. Introduction
1. Historique 2. Rappels
Part II. Évolutions 3. Commutateurs 4. Réseaux Virtuels 5. IEEE 802.1Q 6. Metro Ethernet Forum Auteur Bibliographie
Contents
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Image de couverture : basée sur une création de kml mtz66/123RF
PART I
Introduction
1
Historique
Etherneta relevé tous les défis qui lui étaient présentés d epuis son invention en 1973 par Robert Metcalfe. Normalisée en 1983 par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) dans le sous-comité 802.3, l a technologie Ethernet n’a cessé d’évoluer depuis. Jusqu’en 1990, la technologie Eth ernet a effacé les technologies Token Ring et FDDI. De 1990 à 2000, la capacité d’E thernet est renforcée pour plus de rapidité et pour opérer sur de plus grandes distanc es. Dans un même temps, la technologie ATM, que beaucoup voyaient arriver jusq u’au poste de travail, a été écartée des réseaux locaux. Depuis 2000, la technol ogie Ethernet ne cesse de gagner de la vitesse et du terrain. Après son implantation incontestée dans le LAN (Local Area Network), c’est dans les réseaux métropolitains (Me tro Ethernet) et dans les réseaux opérateurs (Carrier Ethernet) que la technologie Et hernet continue son avancée. Comme l’a précisé Robert Metcalfe, “l’utilité d’un réseau est proportionnelle au carré du nombre de ses utilisateurs”.
A l’origine, Ethernet était constitué d’un câble co axial partagé par tous les équipements connectés sur le réseau. Ils pouvaient tous communi quer sur ce câble, mais un seul d’entre eux pouvait prendre la parole à un instant T. Cette méthode d’accès au média est connu sous le terme de CSMA/CD (Carrier Sense M ultiple Access with Collision Detection). Ethernet sur câbles coaxiaux était port ée par les normes IEEE 802.3 10Base5 en 1983, puis IEEE 802.3a 10Base2 en 1985. Bien qu’étant toujours une technologie de média partagé, l’arrivée des hubs et d’Ethernet sur paires torsadées a permis de structurer le réseau, en veillant à ce qu ’il n’y ait toujours qu’un seul chemin entre deux points afin de ne pas dupliquer les tran smissions. Ce mécanisme d’évitement de boucle fait appel au protocole STP (Spanning Tree Protocol).
La mutation des ponts (Bridges) en commutateurs Eth ernet a changé complètement la vision des architectures réseau en attribuant, à ch aque équipement, une bande passante dédiée. Petit à petit, ces switchs ont off erts de plus en plus de débits à chaque utilisateurs tout en étant d’une constitutio n non bloquante.
Bien que partageant le même réseau physique, les ré seaux virtuels (VLANs) ont permis de séparer les flux en domaines de broadcast distincts. Le besoin de faire communiquer ces VLANs entre eux a amené les constru cteurs à intégrer les fonctions des routeurs à l’intérieur des commutateurs pour ob tenir des matériels appelés commutateurs de niveau 3.
Afin d’étendre Ethernet au delà du réseau local, d’ autres protocoles ont été développés : X25, ISDN, Frame Relay, ATM… permettant des conne xions sur de plus longues distances. La notion de “Carrier Ethernet” a été na turellement introduite comme étant la
technologie autorisant l’extension vers le WAN (Wid e Area Network). L’utilisation de cette technologie n’est pas limitée seulement aux o pérateurs.
2
Rappels
La technologie Ethernet est à cheval sur les deux premières couches du modèle OSI (Open Systems Interconnection), sachant que la partie PHY définit les différentes implémentations d’Ethernet gérées par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) comme, par exemple, 10Base-T, 10GBase-SR ou 100GBase-LR4.
LLC – Logical Link Control OAM – Operations, Administration and Maintenance MAC – Media Access Control PHY – Physical Layer Device PCS – Physical Coding Sublayer PMA – Physical Medium Attachment PMD – Physical Medium Dependent
OSI et Ethernet
En tant que technologie de niveau 2, Ethernet sert de support à la couche 3 dans laquelle IP a largement fait sa place. Cette relation étroite entre Ethernet et IP a favorisé son utilisation dans les réseau étendus avec l’aide du MEF (Metro Ethernet Forum) et en raison de la complexité pour implémenter IP sur des technologies comme Frame Relay ou ATM.
A la base, Ethernet est un protocole de réseau facilitant l’utilisation de toutes sortes de médiums (coaxial, paires torsadées, fibres optiques et spectre électromagnétique). Un ensemble de standard sont définis par le “LAN / Metropolitan Area Network Standards Committee” connu sous le nom de code IEEE 802. La trame Ethernet la plus courante aujourd’hui est appelée “Ethernet Type II”. Elle contient les champs décrits ci-dessous.