Quest-ce quEthernet ?

Des ordinateurs et des routeurs sont nécessaires pour tout réseau informatique. Ils génèrent et propagent respectivement le trafic réseau. Cependant, rien de tout cela n'est possible sans une certaine forme de support de communication. Le Wi-Fi est la norme dominante dans l'espace sans fil, du moins pour les réseaux domestiques et d'entreprise.

La mise en réseau sans fil peut être très pratique pour une utilisation avec des appareils qui doivent pouvoir se déplacer tout en étant connectés. Ce n'est pas le cas pour tous les appareils, cependant. Les ordinateurs de bureau sont rarement déplacés, et même alors, ils ne sont pas utilisés lors de leur déplacement. Bien qu'ils puissent être mis en réseau via Wi-Fi, il existe une meilleure option.

La mise en réseau sans fil doit faire face à la dégradation du signal due à des obstacles tels que des murs. Il agit également comme un domaine de diffusion unique, ce qui signifie que tous les appareils reçoivent tout le trafic réseau et choisissent d'ignorer ce trafic qui ne leur est pas destiné. Un réseau filaire ne doit pas nécessairement faire face à ces problèmes. Le seul inconvénient est que les appareils connectés doivent être physiquement câblés au réseau. C'est bien pour les ordinateurs de bureau et généralement acceptable pour les ordinateurs portables, mais c'est un tueur pour les téléphones mobiles.

La norme dominante pour les réseaux filaires s'appelle Ethernet. Il est utilisé dans les réseaux domestiques, les réseaux d'entreprise, les systèmes de superordinateurs et les appareils automobiles. Les normes Ethernet sont actuellement disponibles pour des vitesses de réseau allant jusqu'à 40 Gb/s.

Remarque : Les vitesses de réseau sont généralement indiquées en unités de mégabits par seconde ou de gigabits par seconde. Ceci est distinct des mégaoctets et des gigaoctets. Les octets sont constitués de 8 bits, il faut donc 8 secondes à une connexion mégabit pour transférer un mégaoctet. Les unités utilisant des octets sont toujours désignées par un « B » majuscule. Les bits, la plus petite unité, utilisent un "b" minuscule.

Origines

Ethernet a été développé pour la première fois au milieu des années 1970 au Xerox PARC. La conception originale avait une bande passante de 2,94 Mb/s. Celui-ci a ensuite été mis à niveau à 10 Mb/s, la vitesse à laquelle Ethernet a été commercialisé pour la première fois en 1980. L'IEEE l'a également normalisé en 802.3 en 1983. La première norme 10BASE5 utilisait un câble coaxial «épais», qui était relativement coûteux. 10BASE2 a été normalisé en 1985 en utilisant un câblage coaxial plus fin et moins cher pour réduire les coûts de mise en œuvre. Cette réduction des coûts était significative car la plupart des bâtiments n'avaient que le câblage à paires torsadées utilisé pour la téléphonie et devaient faire fonctionner les câbles coaxiaux à partir de zéro.

Astuce : La notation XBASE-X est un peu maladroite mais a une certaine logique. Le premier chiffre indique la classe de vitesse du réseau. Par exemple, 10BASE5 a une vitesse de réseau de classe 10Mb/s. Le deuxième X est légèrement plus vaguement utilisé mais indique généralement le type de câble. Le câble 10BASE2 est plus étroit que le câble 10BASE5. 100BASET utilise un câble à paire torsadée plutôt que coaxial.

En 1987, la norme 1BASE5 offrait la première version d'Ethernet à utiliser un câblage à paire torsadée. Bien qu'un échec commercial, cette norme a jeté les bases des développements futurs. En 1990, 10BASE-T a été normalisé. Il était à la mode grâce à sa vitesse et à la prise en charge de l'infrastructure câblée existante.

Passer à la paire torsadée

Alors que l'une des principales raisons du passage du câble coaxial à la paire torsadée était que le câblage à paire torsadée était déjà largement mis en œuvre, ce n'était pas la seule raison de son succès. Les normes de câble coaxial étaient essentiellement un câble partagé. Toutes les transmissions des autres appareils à partir de n'importe quel appareil ont été vues, bien que les cartes réseau soient censées supprimer le trafic non destiné à leur appareil.

Cela signifiait que tous les hôtes partageaient la bande passante et qu'un problème pouvait affecter l'ensemble du réseau. Les collisions de signaux dans le réseau signifiaient que les trames en collision devaient être retransmises.

Le câblage à paires torsadées permettait de passer à la topologie en étoile, où chaque appareil avait sa liaison dédiée vers le routeur ou un commutateur. Le domaine de collision a été raccourci de l'ensemble du réseau à chaque lien. Il a également permis à deux appareils de communiquer à des vitesses de réseau maximales sans consommer toute la bande passante des autres appareils.

Ce choix de conception a permis d'augmenter encore les vitesses, de rendre possible des réseaux plus étendus et d'avoir des longueurs de câble plus importantes. Le câblage à paires torsadées est toujours utilisé pour les câbles Ethernet électriques, bien que des normes existent également pour les connexions à fibre optique.

Autres normes

Ethernet est un vaste conglomérat de normes nécessaires pour que tout fonctionne. Les types de câbles sont normalisés, les connecteurs physiques, les méthodes de signalisation, la gestion des collisions et l'adressage. Par exemple, les câbles sont normalisés en catégories basées sur la bande passante pour la longueur du câble. Les spécificités exactes, telles que le blindage et les matériaux, sont laissées au fabricant. Cela signifie que même si les normes peuvent indiquer une longueur de câble maximale de 100 m, un câble de haute qualité peut être en mesure de fonctionner sur de plus longues distances.

Les connecteurs physiques sont bien standardisés, le connecteur 8P8C étant le connecteur Ethernet quasi universel. Certaines variantes sont proposées, dont une pour une utilisation dans des environnements difficiles et une conçue pour les connexions à fibre optique. Le connecteur 8P8C a huit broches, dont les vitesses égales et inférieures à 100BASETX n'en utilisent que 4.

Cela permet aux quatre autres câbles d'être éventuellement utilisés pour fournir de l'énergie, dans une norme appelée Power over Ethernet ou PoE. Le principal inconvénient du connecteur est la languette de verrouillage fragile qui est relativement facile à casser et, une fois cassée, peut laisser le câble lâche de manière peu fiable.

Les méthodes de signalisation normalisées comprennent les niveaux de tension standard, le nombre de paires torsadées dans un câble, la longueur d'onde du laser utilisé, l'utilisation de fibre monomode ou multimode et l'utilisation de semi-duplex ou de duplex intégral. Ethernet utilise des adresses MAC 48 bits pour acheminer le trafic réseau. Cette méthode est si bien standardisée que certaines autres technologies l'utilisent et sont inter-compatibles, notamment le Wi-Fi et le Wi-Max.

Utilisation actuelle

La plupart des réseaux domestiques qui utilisent une connexion câblée utiliseront un câble Cat5e, capable de transmettre jusqu'à 2,5 GBASE-T. Cependant, la plupart des réseaux domestiques fonctionneront probablement sur FastEthernet ( 100BASE-TX ) ou Gigabit Ethernet ( 1000BASE-T ), que Cat5e est plus que capable de gérer.

Astuce : c'est respectivement 2,5 Gb/s, 100 Mb/s et 1 000 Mb/s.

40GBASE-T est la norme Ethernet la plus rapide actuelle avec des vitesses de 40 Gb/s. Cela n'a été normalisé qu'en 2016 et n'offre des vitesses de données réellement utilisables que dans les environnements de centre de données d'entreprise, il n'est donc pas encore très utilisé. De plus, 40GBASE-T nécessite un câble Cat8 pour fournir une bande passante suffisante.

Conclusion

Ethernet est un ensemble de normes principalement directement reconnaissables par le câble Ethernet. Les câbles Ethernet sont répartis en classes, Cat5e étant la principale norme pour les utilisateurs finaux, car il prend en charge des bandes passantes allant jusqu'à 2,5 Gb/s. Les normes définissent non seulement comment connecter physiquement les appareils sur un réseau, mais aussi comment transférer les données. Ethernet est la norme de réseau filaire dominante.