Les Hubs et les Switchs
Schéma d'un réseau Ethernet en câblage Twisted-Pair utilisant des Hubs Le hub est un répétiteur, le switch est un pont Le hub est un répétiteur : il prend les données sur un de ses ports, les digitalise, et les réémet sur tous les autres ports. En particulier, il propage le signal de prise de parole. Comme le temps de traitement du signal ajoute un délai, le hub raccourcit la longueur maximale théorique du réseau (mais cette longueur théorique ne peut être atteinte car le signal deviendrait trop faible : un répétiteur permet donc d'amplifier le signal). Le switch lui, est intelligent. Il ne se contente pas de digitaliser et amplifier le signal, il traite les trames qui transite par lui. Il va donc gérer les collisions sur chaque port. C'est un pont : il fait le pont entre deux réseaux qui peuvent chacun atteindre la distance maximale théorique d'Ethernet. Mieux : comme on est sur un 4 fils de cuivre, il y a 2 fils d'émission et 2 fils de réception ; quand le switch (et la carte réseau de l'autre coté) est en mode "FULL DUPLEX", il ne peut y avoir de collision : les émissions se font sur une paire de brins et les réceptions sur l'autre. Au passage, le switch est configuré pour n'envoyer les trames qu'à leur destinataire : cela apporte sécurité (les trames ne sont plus vues par l'ensemble du réseau) et gain de débit (je ne reçois que les trames qui me sont destinées). Dans un réseau Ethernet, les PC transmettent leurs données par paquets. On visualise souvent ces paquets comme des trains qui circulent sur le câble, sortant du PC émetteur et rentrant dans le PC destinataire. Mais il n'en est rien. Ces paquets sont en fait des variations de potentiels électriques qui affectent tout le réseau. Lorsqu'un PC émet un paquet, ses signaux occupent l'entièreté du système. Ceci veut dire qu'un paquet ne peut être émis que par un seul PC à la fois. Si deux PC tentent d'émettre un paquet en même temps, il y a collision. Le protocole de gestion du réseau détecte cette collision, impose un délai d'attente puis autorise une nouvelle émission. Ceci provoque évidemment un ralentissement des transmissions. Plus il y a des PC qui émettent, plus il y a des collisions, plus le rendement du réseau diminue. Dans le schéma ci-dessus, le PC 01 ne peut envoyer un paquet au PC 02 si, en même temps, le PC 03 émet vers le PC 04. En fait, le PC 01 ne pourra émettre que si tous les autres PC du réseau sont silencieux ! Si le PC 01 fait des tentatives d'émissions, non seulement ses données ne passeront pas, mais il ralentira les transmissions en cours entre les autres PC. Pour maîtriser ce problème, on a inventé la notion de domaine de collision. On coupe le réseau en morceaux isolés les uns des autres, et on forme des groupes de travail composés d'un moindre nombre de PC. Ceci se fait par des hubs intelligents, qui possèdent des mémoires tampons, capables d'isoler un port d'un autre. On les appelle des Switch. Ils reçoivent les paquets, ils les stockent dans leur mémoire tampon et les transmettent lorsque la voie est libre en évitant toute collision. Dans le schéma ci-dessus, on pourra placer un Switch à la place du hub principal. Dans ce cas, les hubs secondaires et les PC qui y sont raccordés forment des groupes indépendants, des domaines de collisions séparés. Le PC 01 pourra alors travailler avec son collègue le PC 02, pendant que le PC 03 fait de même avec le PC 04, ainsi d'ailleurs que n'importe quelle paire de PC raccordée à l'un des autres hubs. La vitesse de transfert dans chaque groupe de travail sera fortement augmentée puisqu'elle ne sera plus perturbée par l'activité des autres groupes. Les Switchs sont également utiles pour accélérer le trafic d'une porte à l'autre, par exemple, entre les hubs secondaires ou vers le serveur.
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