Ethernet

1. Réseaux locaux et équipements actifs
Plan du cours
1
● Câblage réseaux et pré-câblage de bâtiments
● Différentes topologies physiques et logiques.
● Normalisation Ethernet 802 (802.1, 802.2, 802.3)
● Commutation Ethernet : apprentissage des adresses MAC, diffusion,
Broadcast.
● Différents équipements actifs (répéteur, concentrateur, pont,
commutateur, routeur, ...)
● configuration d'un réseau segmenté en VLAN (lien Multivlan et
routage Intervlan, sous-interface du routeur)
● Redondance dans un réseau commuté (STP, RSTP)
● Configuration de base d'un routeur servant de passerelle au réseau local

2. Introduction:
Ethernet est la technologie la plus employée dans les
réseaux locaux actuels. c’est un standard de transmission
de données pour un réseau
Les premiers réseaux Ethernet ont été développés au tout
début des années 1980 (DEC,Intel et Xerox) puis par une
grande partie des constructeurs informatiques.
 Aujourd’hui, le monde Ethernet représente 98 % des
connexions terminales dans le monde, et tous les postes de
travail des entreprises sont connectés par des cartes Ethernet

3. Ethernet: Modes de fonctionnement
Ethernet fonctionne selon deux modes (très
différents mais totalement compatibles):
 Le mode partagé: indique que le support physique
est partagé entre les terminaux munis de cartes
Ethernet (prb de collisions)
 Le mode commuté: les terminaux sont connectés à
un commutateur (il ne peut y avoir de collision puisque
le terminal est seul sur la liaison connectée au
commutateur)

4. Ethernet: Modes de fonctionnement
Avantages & Inconvénients:
pas de collision en mode commuté, mais les trames
doivent être mémorisées dans les commutateurs, ce
qui demande un contrôle de flux.
Pour connecter une station en commutation, il faut
deux coupleurs et un commutateur, tandis que pour
connecter une station en mode partagé, un seul
coupleur est suffisant. La technique partagée est donc
moins chère à mettre en œuvre.
La technique commutée autorise des liaisons sans
contrainte de distance, tandis que la méthode partagée
s’accompagne d’une limitation forte de la distance
pour résoudre le problème du partage du support
physique.

5. Les réseaux Ethernet partagés
 La technique d’accès au support CSMA/CD,dont le débit varie de 1 à
10, 100 et 1 000 Mbit/s.
 Au-delà, à la vitesse de 10 000 Mbit/s, seule la solution commutée
est acceptable pour des raisons de distance, comme nous le
verrons.
 exemples produits Ethernet commercialisés:
 Starlan. ( CSMA/CD & topologie très différente avec des
vitesses de 1 Mbit/s pour la première génération, 10 Mbit/s
pour la deuxième et 100 Mbit/s pour la troisième)
 Fast Ethernet. Nom des réseaux à 100 Mbit/s.
 Gigabit Ethernet, ou GbE. capacité de 1 000 Mbit/s.
 Il est à noter que le 10GbE (10 000 Mbit/s), solution pour réseaux
métropolitains, n’existe qu’en mode commuté.

6. Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
(CSMA/CD) est un protocole qui gère le partage de l'accès
physique au réseau Ethernet, selon la norme IEEE 802.3
Carrier Sense Multiple Access (CSMA) : Accès multiple
avec écoute de la porteuse.
Cette méthode permet à une station d'écouter le support
physique de liaison (câble ou fibre) pour déterminer si une
autre station transmet une trame de données (niveau
déterminé de tension électrique ou de lumière). Si tel n'est
pas le cas (donc s'il n'y a pas eu de signal), elle suppose
qu'elle peut émettre.
CSMA/CD

7. Collision Detection (CD) : Détection des collisions en
envoyant un jam signal.
L’accès multiple implique que plusieurs stations peuvent
émettre au même moment ce qui provoque une collision
(donc une perte de données). Comme les stations écoutent
aussi les collisions elles savent qu'elles doivent réémettre
après avoir attendu pendant un délai aléatoire.

8. Etapes d’émission d’une trame
Créer la trame
Transmission
en cours
Commencer la transmission
Trop de tentatives
Brouillage
Collision détectée
Calcul du délai d ’attente
(BEB)
émission OK
Émission abandonnée
oui non
oui
Test de la porteuse
oui
non
non
Comparaison
émission/réception
Émission d ’une trame
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9. Example illustratif
La station A diffuse son message (t0 à t3). La station B, avant
d’émettre, se met à l’écoute(t1). Le support est occupé, elle diffère son
émission, mais reste à l’écoute (attente active). De même C, en t2, se
porte à l’écoute et retarde son émission. En t3, A cesse d’émettre, B et C
détectent le silence, ils émettent simultanément. En t4, chacune des
stations détecte que son message est altéré, la collision est détectée. B et
C cessent leur émission et déclenchent une temporisation aléatoire. En
t5, le timer de B arrive à échéance. Le canal étant libre, B émet. En t6, C
détecte le support occupé et diffère son émission jusqu’au temps t7.

10. Caractéristiques des réseaux Ethernet
• Fenêtre de collision:
La fenêtre de collision correspond au temps minimal pendant lequel une
station doit émettre pour détecter la collision la plus tardive que son
message est susceptible de subir
Elle est aussi appelée time slot ou encore tranche canal. C’est aussi la
période de vulnérabilité d’un message
Ce temps minimal d’émission correspond à 2 fois le temps de
propagation d’une trame sur la plus grande distance du réseau

11. Trame Ethernet/IEEE 802.3
Les données sont transmises au sein de trames. Une trame
est un paquet d’informations transmis sur la connexion
commune. Sa taille est comprise entre 64 et 1518 octets, 18
octets étant utilisés pour la structure de la trame.

12. La structure d’une trame de type Ethernet 802.3 est décrite
dans le tableau suivant :
Trame Ethernet/IEEE 802.3(suite)

13. Les différentes versions d’Ethernet
a. 10Base5
 10 Mbps
 Gros Câble coaxial et prises vampires
 Limite de 500 m par segments
 Longueur totale de 2500 m
 Impédance de 50 Ohm

14. b. 10Base2
 10 Mbps
 Cable coaxial et BNC
 Limite de 185 m par segments
 Longueur totale de 925 m
 Impédance de 50 Ohms
Les différentes versions d’Ethernet (suite)

15. c. 10BaseT/100baseT
 Plus de problèmes de fiabilité (du aux segments Base2 en
pannes)
 Topologie en étoile dont le bus est le concentrateur
 Câble : 4 paires torsadées
Cat. 1 : Téléphone, pas de transfert de données
Cat. 2 : ≤ 4 Mbps (Mégabits par seconde)
Cat. 3 : ≤ 10 Mbps
Cat. 5 : ≤ 100 Mbps
 Type de câble : Unshield Twisted Pair (UTP)
: Shield Twisted Pair (STP)
Les différentes versions d’Ethernet (suite)

16. d. Gigabit-Ethernet
 1000 Mbps
 BaseT câble cat. 5 ou 7
 BaseFX fibre optique
Les différentes versions d’Ethernet (suite)

17. • Les réseaux de type Ethernet sont certainement ceux qui se
sont le mieux adapté à l’évolution des besoins. D’abord en
termes de débit en passant de 3Mbit/s pour la première version
expérimentale à 40 Gbit/s, ensuite en migrant d’un
environnement à contention vers un environnement commuté.
• Initialement destinée aux applications en mode texte, Ethernet
aujourd’hui supporte tout type de transfert : voix, données,
vidéo