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Des réseaux locaux aux réseaux étendus (Les réseaux - Notions de base - Chapitre 7)

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Des réseaux locaux aux réseaux étendus (Les
    réseaux - Notions de base - Chapitre 7) Des réseaux locaux aux réseaux étendus (Les réseaux - Notions de base - Chapitre 7)
Grands réseaux locaux Grands réseaux locaux
Répéteurs Répéteurs
Ponts Ponts
Routeurs Routeurs
Pont-routeur Pont-routeur
Passerelles Passerelles
Réseaux étendus Réseaux étendus
Réseaux étendus et réseaux d'entreprise Réseaux étendus et réseaux d'entreprise
Télécommunications Télécommunications

Des réseaux locaux aux réseaux étendus (Les réseaux - Notions de base - Chapitre 7)

Les réseaux locaux croissent. Il leur faut souvent s'étendre, après des années de bons et loyaux services – peut-être parce que sont requis davantage de nœuds, que l'entreprise, occupant désormais plusieurs bâtiments, souhaite connecter les réseaux de chacun, ou que le réseau local d'origine ne peut plus s'adapter au volume de trafic qu'il endure.

 

Microsoft Press

Les réseaux - Notions de base Les réseaux - Notions de base

Collections : Méthodologie et Architecture
Auteurs : Joanne Woodcock
ISBN : 2-84082-572-4
Prix : 149,00 Fr - 22.71 euros
Pages : 400

Quand un réseau dépasse ses limites d'origine, ou dans le cas de l'Internet, qu'il s'accroît pour englober le monde entier, il dépend alors d'une caractéristique qui distingue les grands réseaux locaux (LAN) des réseaux étendus (WAN) : les communications. Ce chapitre s'attache d'abord à l'extension des réseaux locaux, avant d'explorer les technologies des communications qui permettent la fusion de réseaux locaux en un réseau étendu, ou leur connexion à d'autres réseaux locaux pour former un vaste réseau étendu.

Grands réseaux locaux

Plusieurs types de matériels rendent les transmissions possibles sur des réseaux locaux étendus, qui se répartissent en divers groupes, en fonction de la sophistication du travail qu'ils accomplissent. On y trouve évidemment les concentrateurs, déjà mentionnés au chapitre 6, qui lient des nœuds et des groupes de nœuds dans un réseau. Les périphériques dont traitent les sections suivantes sont dotés de capacités plus étendues quant à l'extension de la portée d'un réseau. Certains renforcent une transmission, de sorte qu'elle puisse voyager plus loin ; d'autres trient et routent les messages en les dirigeant vers des nœuds au sein d'un même réseau, ou des destinataires qui se trouvent sur un autre.

Remarque. Certains de ces périphériques servent avant tout à étendre des réseaux locaux, mais ils peuvent être figurés dans des réseaux étendus.

Répéteurs

Les répéteurs sont les plus simples des périphériques permettant d'étendre la portée d'un réseau. En fait, il ne s'agit que de mécanismes à même de recevoir un signal, de le nettoyer, de le renforcer et de le faire circuler. Pour l'essentiel, ils permettent à de petits réseaux locaux de s'agrandir considérablement, en faisant passer les transmissions d'un segment du réseau à un autre. Rappelez-vous que, durant leur transit sur un réseau, les messages tendent à s'atténuer – ils s'affaiblissent et commencent à perdre leur acuité. Les répéteurs, qui fonctionnent au niveau de la couche Physique, agissent en tant qu'intermédiaires, en renforçant les signaux atténués, avant de les transmettre au segment de réseau suivant, comme le montre l'illustration ci-après.

Les répéteurs renforcent les signaux atténués avant de les transmettre au segment de réseau suivant


Bien qu'ils permettent d'augmenter la taille d'un réseau, sachez qu'ils ne peuvent pas servir à :

  • Agrandir un réseau au-delà des capacités de son architecture sous-jacente.

  • Connecter des segments de réseau qui dépendent de méthodes d'accès différentes, tels Ethernet et Token Ring (analysés au chapitre 5).



Les répéteurs ne peuvent non plus servir à filtrer des transmissions défectueuses ou détériorées. Ils ne sont pas suffisamment intelligents.

Ils peuvent cependant faire passer des transmissions entre différents types de supports, tels que les câbles coaxiaux et/ou les fibres optiques ; ils sont de ce fait un moyen simple et relativement peu onéreux d'agrandir un réseau, ou de le diviser en segments moins encombrés.

Ponts

Un pont qui enjambe une large rivière relie ce qui ne le serait pas sinon et fournit un moyen de contourner l'impasse géographique. Les ponts en réseau opèrent la même fonction, même si leur trafic est constitué d'électrons, non de piétons et de véhicules. Ils sont aussi plus intelligents.

En fait, selon la manière dont vous envisagez un pont, il effectue l'une de ces deux opérations : il connecte les segments d'un réseau local, ou isole les segments très encombrés (ou les nœuds à problèmes) du reste du réseau – autre manière de dire qu'il connecte deux éléments du réseau local, l'un trop occupé ou trop difficile à mettre en liaison, l'autre non.

À la différence d'un répéteur, qui agit au niveau de la couche Physique et se contente de transférer les transmissions entre segments similaires de réseau, un pont agit au niveau de la couche Liaison ; il filtre aussi bien qu'il passe les paquets d'un segment à l'autre. Contrairement aux répéteurs, il permet de joindre des segments d'architectures différentes. Il peut, par exemple, relier un segment Ethernet à un segment Token Ring et, dans le cas où les protocoles diffèrent, est à même d'y transférer néanmoins des paquets.

À cette fin toutefois, les ponts doivent déterminer si l'émetteur et le destinataire sont ou non sur le même segment de réseau :

  • Si tel est le cas, il n'est pas nécessaire de transférer le paquet à un autre segment du réseau.

  • Sinon, le pont doit déterminer où se trouve le destinataire, pour transmettre le paquet au segment concerné.



Comment procède-t-il ? Pour commencer, un pont opère en mode dit de promiscuité : il surveille tout le trafic des segments qu'il connecte. Pendant que les nœuds transmettent, il examine les adresses de la source et de la destination de chaque paquet.

Comment détermine-t-il que source et destination résident sur le même segment ou des segments différents ? Il la vérifie. Plus spécifiquement, il examine une base de données qu'il conserve en mémoire, appelée la table de routage. Au début de sa mise en fonction, cette dernière est vide. Au fur et à mesure des transmissions entre nœuds, dans un sens ou l'autre, le pont prend consciencieusement note de leurs adresses d'émission et de réception et construit cette table en ajoutant l'adresse physique de tout nœud émetteur qui n'est pas encore listé (le terme "physique" est important, comme vous le verrez dans la section consacrée aux routeurs). De manière plus ou moins rapide, il élabore ainsi une "image" de plus en plus complète des emplacements des nœuds et des segments du réseau.

Que se passe-t-il cependant une fois qu'il a bâti une table de routage fonctionnelle et qu'il reçoit un paquet envoyé du nœud A au nœud B ? Tout dépend du segment où se trouvent ces nœuds :

  • Si A et B résident sur le même segment de réseau, il ne se préoccupe pas du paquet, estimant que c'est le réseau qui se chargera de la livraison.

  • S'ils se trouvent sur des segments différents et si l'adresse du nœud B figure dans la table de routage, le pont transmet le paquet au nœud B.

  • Si les nœuds A et B sont sur des segments différents, mais que l'adresse du nœud B n'est pas encore dans la table de routage, le pont transmet le paquet à tous les segments, à l'exception de celui où réside le nœud A. En d'autres termes, il diffuse le paquet à tous les segments excepté celui où figure le nœud émetteur, car il ne transmet jamais de paquets entre nœuds d'un même segment.



Cette méthode prend le nom d'apprentissage à rebours (backward learning en anglais) et rappelle la manière dont on se familiarise avec une nouvelle ville : plus l'on connaît de destinations, plus efficacement on se déplace. Il en va de même pour les ponts : plus ils connaissent d'adresses, mieux ils peuvent router les paquets et, par là même, soulager l'engorgement du réseau en se débarrassant des paquets intra-segment.

Pont


Les ponts sont des périphériques astucieux, mais ils ne sont pas aussi intelligents que les routeurs.

Routeurs

Alors que répéteurs et ponts envoient les transmissions d'un segment à un autre, les routeurs rendent le processus plus sophistiqué :

  • Ils transmettent les paquets d'un réseau à un autre, même si ceux-ci sont séparés par de grandes distances et que de nombreux autres les séparent.

  • Ils sont à même de déterminer la meilleure route pour la livraison.



Comme les ponts, les routeurs peuvent transférer les paquets entre des réseaux construits sur différentes architectures. Mais, au rebours de ceux-ci, ils interviennent à un niveau plus élevé du modèle de la communication réseau : celui de la couche Réseau.

Comment un routeur procède-t-il pour assurer l'acheminement ? Tout d'abord, il ne communique qu'avec ceux de son espèce. Autrement dit, un routeur parle aux autres routeurs des autres réseaux, et pas directement à des ordinateurs distants. De plus, il s'appuie sur une table de routage pour trouver les autres réseaux. Cependant, au contraire des ponts qui se fondent sur des adresses physiques (adresses gravées dans les cartes réseau des nœuds), les routeurs recourent aux adresses réseau, qui sont les nombres identifiant le réseau et, le cas échéant, les sous-réseaux auxquels appartient le nœud. En ce sens, les adresses réseau rappellent les adresses identifiant les bâtiments d'une ville.

Outre les adresses réseau, la table de routage comporte d'autres informations, telles que les chemins possibles entre des routeurs, la distance les séparant et la façon de se connecter aux autres réseaux. Armé de ces informations, un routeur détermine, face à un paquet de données entrant, le meilleur chemin pour atteindre le réseau de destination, en recourant à un algorithme (ensemble d'étapes à suivre pour déterminer le chemin) prenant en compte ces facteurs :

  • Nombre de tronçons (hops), ou bonds, d'un routeur à l'autre.

  • Vitesse de la ligne.

  • Niveau d'encombrement du chemin (ou de ses segments).

  • Parfois même, coût de la transmission.



Une fois établi le meilleur trajet à suivre, le routeur passe le paquet au routeur suivant sur le parcours, le divisant si nécessaire en plus petits éléments si l'original est trop grand pour voyager sur la route choisie.

Bien que les routeurs fonctionnent tous de la même manière, tous les protocoles ne leur conviennent pas. Par exemple, l'ancien protocole NetBEUI n'est pas accepté, alors que IP, IPX, OSI et XNS conviennent (ils sont donc appelés des protocoles routables). Par ailleurs, certains routeurs – généralement les plus anciens – n'acceptent qu'un protocole ; d'autres peuvent traiter avec plusieurs. De plus, les routeurs qui se trouvent sur les réseaux étendus doivent prendre en charge des protocoles tels que ceux que définissent les recommandations X.25 pour les réseaux à commutation de paquets, en usage dans les transmissions à longue distance.

La figure 7-1 montre deux chemins possibles que peut emprunter un paquet entre les réseaux A et F.

Chemins possibles pour un paquet à travers un réseau

Figure 7.1 Chemins possibles pour un paquet allant du réseau A au réseau F.


Pont-routeur

Les ponts-routeurs, comme leur nom l'indique, sont des hybrides combinant les capacités des ponts et des routeurs. Comme les ponts :

  • Ils fonctionnent au niveau de la couche Liaison.

  • Ils transfèrent et filtrent le trafic du réseau.

Comme les routeurs :

  • Ils fonctionnent au niveau de la couche Réseau.

  • Ils sont capables de router des paquets d'un réseau à un autre.



Passerelles

Alors que répéteurs, ponts et routeurs traitent tous des transmissions dans ou entre les réseaux, les passerelles diffèrent légèrement, bien que le résultat final vise, une fois de plus, la communication entre les réseaux. Avec elles en effet, les communications interviennent entre réseaux dissemblables, tels que des systèmes centraux et des réseaux locaux – par exemple, entre SNA d'IBM et un réseau Microsoft Windows NT/2000 Server et TCP/IP – ou entre AppleTalk et Token Ring.

Les passerelles, à la différence des ponts et des autres périphériques précédemment décrits, agissent à des niveaux plus élevés dans le modèle de réseau – généralement sur la couche Application, mais aussi sur les couches Présentation et Session voire, dans certains cas, sur les sept couches du réseau.

Il s'agit souvent d'ordinateurs dédiés, dont le travail consiste à convertir les paquets de données entre protocoles en usage sur les réseaux qu'elles connectent. Elles prennent les paquets de données transmis et se débarrassent des protocoles, couche par couche, en les retirant des paquets quittant le réseau expéditeur. Avant de les transmettre, cependant, elles recréent des paquets conformes au protocole du réseau récepteur – un peu comme on change de vêtements pour endosser la tenue de sport attendue par son équipe de basket ou de hockey.

En raison de cette conversion de protocole, chaque réseau "croit" que l'autre réseau lui est identique, alors que ses architectures et protocoles sont différents. C'est par ce tour de passe-passe que les passerelles permettent à des ordinateurs hétérogènes de communiquer.

Comme vous vous y attendez sans doute, il n'en existe pas qu'un seul modèle. En raison des types de conversion qu'elle exécute, la passerelle ne gère les transferts de données qu'entre des réseaux spécifiques. Ainsi, une passerelle SNA vers Windows NT/2000 Server TCP/IP ne gérera pas le trafic entre AppleTalk et Token Ring, et vice versa. Dans leur monde, la devise "à chacun son domaine" s'applique. Bien qu'une passerelle puisse être équipée du matériel et de logiciels permettant de gérer plusieurs types de conversion, il en faut qui soient adaptés à chaque type de conversion.

Plus généralement (ce qui peut prêter à confusion), le mot passerelle sert aussi – en particulier dans le contexte de l'Internet – à désigner d'autres éléments que des passerelles réseau. Les routeurs, par exemple, sont parfois appelés de ce nom. Pour le Web, la passerelle désigne le point d'accès à la dorsale de l'Internet. On trouve aussi des passerelles pour le courrier électronique, qui convertissent les messages entre différents protocoles de messagerie, d'autres qui prennent en charge les communications à distance et la commutation de paquets. Il existe même des espèces de passerelles logicielles. CGI (Common Gateway Interface ou interface de passerelle commune), par exemple, est une spécification conçue pour permettre l'interactivité entre applications et serveurs Web. Il importe cependant dans chaque cas de se rappeler que le terme passerelle lui-même se réfère au matériel, aux logiciels ou aux interfaces, qui rendent possibles les communications qui ne le seraient sinon pas.

Réseaux étendus

Un réseau étendu (WAN, Wide Area Network) peut couvrir une vaste aire géographique. Il est souvent constitué de plusieurs réseaux locaux reliés ; il se distingue, de plus, par sa dépendance de technologies de communications, qui lui permettent de transférer et de partager des informations entre ordinateurs situés en des lieux différents (villes, pays, voire continents).

Bien que plusieurs techniques et supports de communications puissent être employés pour mettre en place un réseau étendu, le signal par lequel il transfère ses informations intervient avant tout au niveau des couches Physique et Liaison.

Réseaux étendus et réseaux d'entreprise

De nos jours, où la technologie informatique avance à grands pas et où les réseaux sont de plus en plus communs, il peut être malaisé de distinguer un réseau étendu d'un réseau d'entreprise, lequel constitue l'infrastructure informatique des grandes firmes. Il est cependant utile de se rappeler que, bien qu'un réseau étendu puisse être un réseau d'entreprise, un réseau d'entreprise n'est pas nécessairement un réseau étendu.

Comme nous l'avons déjà vu, un réseau étendu est un réseau géographiquement dispersé, dépendant de lignes téléphoniques ou d'autres moyens de communication. Une telle description peut aussi, évidemment, s'appliquer aux ordinateurs formant un réseau d'entreprise connectant les bureaux d'une large organisation nationale ou internationale, telle que Microsoft, IBM ou Boeing. Dans ce cas, il arrive que le réseau d'entreprise forme aussi un réseau étendu. Ce n'est pourtant pas toujours vrai. Bien qu'il puisse comporter plusieurs réseaux locaux interconnectés, il n'est pas nécessairement disséminé sur une vaste zone géographique, comme l'est un réseau étendu et, même s'il s'appuie sur les télécommunications, il sera plus proprement décrit en termes des plates-formes et des architectures (PC, Macintosh et systèmes centraux) qui y figurent. De ce fait, alors qu'un réseau étendu peut être un réseau d'entreprise, un réseau d'entreprise n'est pas nécessairement un réseau étendu.

Télécommunications

Revenons sur la différence entre réseaux étendus et réseaux locaux : les communications. Avec les premiers, elles recourent aux modems et à diverses technologies de télécommunication.

Le modem, bien sûr, est le lien par lequel passent les transmissions issues du réseau vers l'infrastructure de télécommunications. Ces dernières peuvent englober des satellites, des transmetteurs micro-ondes ou le téléphone classique (POTS ou Plain Old Telephone Service) ; elles peuvent être analogiques ou numériques. Dans le premier cas, elles recourent aux modems et aux câbles téléphoniques, au moins tant qu'elles se trouvent dans la boucle locale de la société du téléphone. Avec les communications numériques, plus rapides et plus fiables, les transmissions transitent par le câble, des lignes RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) ou DSL (Digital Subscriber Line), qui fournissent des transmissions numériques à vitesse élevée sur les câbles téléphoniques existants. Rappelons à ce sujet que la mise en réseau sur de longues distances dépend généralement des moyens de communications fournies par des sociétés de téléphone. Sitôt que ses transmissions atteignent une ligne de communication, le réseau étendu dépend en fait autant du réseau des télécommunications – systèmes de commutation, câblage et dorsales de communication par prestataires téléphoniques – que vous-même quand vous appelez un ami, qu'il se trouve à quelques pas ou à l'autre bout du monde.

Remarque. Il existe encore, à côté des modems et des infrastructures de télécommunications, des méthodes beaucoup moins tangibles, qui permettent aux réseaux étendus de faire passer leurs transmissions : la commutation de circuit, la commutation de paquets, les relais de trame et les connexions dédiées, pour ne pas mentionner les concepts (intéressants) sous-tendant les plus récents développements technologiques, tels les circuits virtuels, le tunnelage point à point (point-to-point tunneling) et les réseaux privés virtuels. Ces sujets seront abordés au chapitre 8.



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Dernière mise à jour le lundi 3 avril 2000



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