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Classification et topologies du réseau informatique

 

Classification et topologies du réseau informatique

Un réseau est l'interconnexion d'un ensemble d'appareils capables de communiquer. Dans cette définition, un appareil peut être un hôte (ou un système final comme on l'appelle parfois) tel qu'un gros ordinateur, un ordinateur de bureau, un ordinateur portable, un poste de travail, un téléphone cellulaire ou un système de sécurité. Un appareil dans cette définition peut également être un périphérique de connexion tel qu'un routeur, qui connecte un réseau à d'autres réseaux, un commutateur, qui connecte les périphériques entre eux, un modem (modulateur-démodulateur), qui modifie la forme des données, etc. Ces appareils dans un réseau sont connectés à l'aide de supports de transmission filaires ou sans fil.

Critères de mise en place d’un réseau

Un réseau doit pouvoir répondre à un certain nombre de critères. Les plus importants sont les performances, la fiabilité et la sécurité.

Performance

Les performances peuvent être mesurées de plusieurs manières, y compris le temps de transit et le temps de réponse. Le temps de transit est le temps nécessaire pour qu'un message voyage d'un appareil à un autre. Le temps de réponse est le temps écoulé entre une demande et une réponse. Les performances d'un réseau dépendent d'un certain nombre de facteurs, notamment le nombre d'utilisateurs, le type de support de transmission, les capacités du matériel connecté et l'efficacité du logiciel.

Les performances sont souvent évaluées par deux mesures de mise en réseau : le débit et le délai. Nous avons souvent besoin de plus de débit et de moins de retard. Cependant, ces deux critères sont souvent contradictoires. Si nous essayons d'envoyer plus de données au réseau, nous pouvons augmenter le débit, mais nous augmentons le délai en raison de la congestion du trafic sur le réseau.

Fiabilité

En plus de la précision de la livraison, la fiabilité du réseau est mesurée par la fréquence des pannes, le temps qu'il faut à un lien pour se remettre d'une panne et la robustesse du réseau en cas de catastrophe.

Sécurité

Les problèmes de sécurité du réseau incluent la protection des données contre les accès non autorisés, la protection des données contre les dommages, et la mise en œuvre de politiques et de procédures de récupération des violations et des pertes de données.

Classification des réseaux informatiques

Les réseaux informatiques sont classés en fonction de divers facteurs. Ils comprennent :

  •  Portée géographique
  •  Interconnectivité
  •  Administration
  •  Architecture
Portée géographique

Géographiquement, un réseau peut être classé dans l'une des catégories suivantes :

  •  Il peut être réparti sur votre table, parmi les appareils compatibles Bluetooth. Ne dépassant pas quelques mètres.
  •  Il peut s'étendre sur tout un bâtiment, y compris des dispositifs intermédiaires pour connecter tous les étages.
  •  Il peut s'étendre sur toute une ville.
  •  Il peut s'étendre sur plusieurs villes ou provinces.
  •  Il peut s'agir d'un réseau couvrant le monde entier.
Interconnectivité

Les composants d'un réseau peuvent être connectés les uns aux autres différemment d'une manière ou d'une autre. Par connectivité, nous entendons soit logiquement, physiquement ou dans les deux sens.

  •  Chaque appareil(ou dispositif) peut être connecté à tous les autres appareils du réseau, ce qui rend le réseau maillé.
  •  Tous les appareils peuvent être connectés à un seul support mais géographiquement déconnectés, créés comme une structure en bus.
  •  Chaque appareil est connecté à ses pairs gauche et droit uniquement, créant une structure linéaire.
  •  Tous les appareils connectés ensemble avec un seul appareil, créant une structure en forme d'étoile.
  •  Tous les appareils connectés arbitrairement en utilisant toutes les manières précédentes de se connecter les uns aux autres, résultant en une structure hybride.
Administration

Du point de vue d'un administrateur, un réseau peut être un réseau privé qui appartient à un seul système autonome et n'est pas accessible en dehors de son domaine physique ou logique. Un réseau peut être public et accessible à tous.

Architecture

Les réseaux informatiques peuvent être distingués en différents types tels que client-serveur, poste à poste ou hybride, en fonction de leur architecture.

Il peut y avoir un ou plusieurs systèmes appelés serveurs. D'autres étant des clients, demandent au serveur de répondre aux demandes. Le serveur prend et traite les demandes au nom des clients.

Deux systèmes peuvent être connectés point à point ou poste à poste. Ils résident tous les deux au même niveau et sont appelés pairs.

Topologies physiques

Le terme topologie physique fait référence à la manière dont un réseau est arrangé physiquement. Deux appareils ou plus se connectent à un lien ; deux ou plusieurs liens forment une topologie. La topologie d'un réseau est la représentation géométrique de la relation de tous les liens et dispositifs de liaison (généralement appelés nœuds) entre eux. Il existe quatre topologies de base possibles : maillage, étoile, bus et anneau.

Topologie de maillage

Dans une topologie maillée, chaque appareil dispose d'un lien point à point dédié vers tous les autres appareils. Le terme dédié signifie que le lien ne transporte le trafic qu'entre les deux appareils qu'il connecte.

Nous avons besoin de \(n(n-1)\) liens physiques. Cependant, si chaque lien physique permet la communication dans les deux sens (mode duplex), on peut diviser le nombre de liens par 2. Autrement dit, on peut dire que dans une topologie maillée, il faut \(\frac{n(n-1)}{2}\) duplex-mode liens.

Un maillage offre plusieurs avantages par rapport aux autres topologies de réseau.

  •  L’utilisation de liens dédiés garantit que chaque connexion peut transporter sa propre charge de données, éliminant ainsi les problèmes de trafic qui peuvent survenir lorsque les liens doivent être partagés par plusieurs appareils.
  •  Une topologie maillée est robuste. Si un lien devient inutilisable, il n'invalide pas l'ensemble du système.
  •  Confidentialité ou sécurité. Lorsque chaque message voyage sur un lien dédié, seul le destinataire le voit. Les limites physiques empêchent les autres utilisateurs d'accéder aux messages.
  •  Les liaisons point à point facilitent l'identification et l'isolation des défauts. Le trafic peut être routé pour éviter les liens avec des problèmes suspectés.

Le principal inconvénient d'un maillage est lié à la quantité de câblage et au nombre de ports d'E/S requis.

Topologie en étoile

Dans une topologie en étoile, chaque appareil dispose d'une liaison point à point dédiée uniquement à un contrôleur central, généralement appelé concentrateur (hub). Les appareils ne sont pas directement reliés entre eux. Contrairement à une topologie maillée, une topologie en étoile n'autorise pas le trafic direct entre les appareils. Le contrôleur agit comme un relieur : si un appareil souhaite envoyer des données à un autre, il envoie les données au contrôleur, qui les relaie ensuite à l'autre appareil connecté.

Une topologie en étoile est moins chère qu'une topologie maillée. Dans une étoile, chaque appareil n'a besoin que d'un lien et d'un port d'E/S pour le connecter à n'importe quel autre appareil.

Parmi les autres avantages, citons la robustesse. Si un lien échoue, seul ce lien est affecté. Tous les autres liens restent actifs. Ce facteur se prête également à une identification et une isolation des défauts faciles. Tant que le hub fonctionne, il peut être utilisé pour surveiller les problèmes de liaison et contourner les liaisons défectueuses.

Un gros inconvénient d'une topologie en étoile est la dépendance de l'ensemble de la topologie sur un seul point, le hub. Si le hub tombe en panne, tout le système est mort.

La topologie en étoile est utilisée dans les réseaux locaux (LAN),

Topologie en bus

La topologie en bus est conçue de telle sorte que toutes les stations soient connectées via un seul câble appelé câble de dorsale. Chaque nœud est soit connecté au câble de dorsale par un câble de dérivation, soit directement connecté au câble de dorsale.

Lorsqu'un nœud veut envoyer un message sur le réseau, il met un message sur le réseau. Toutes les stations disponibles dans le réseau recevront le message qu'il ait été adressé ou non. Le câble de dorsale est considéré comme une "voie unique" à travers laquelle le message est diffusé à toutes les stations.

La topologie en bus est principalement utilisée dans les réseaux standard 802.3 (Ethernet) et 802.4.

La configuration d'une topologie en bus est assez simple par rapport à d'autres topologies. La méthode d'accès la plus courante des topologies de bus est CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

Les inconvénients comprennent une reconnexion difficile et une isolation des défauts. Un bus est généralement conçu pour être d'une efficacité optimale lors de l'installation. Il peut donc être difficile d'ajouter de nouveaux appareils. La réflexion du signal au niveau des prises peut entraîner une dégradation de la qualité.

De plus, un défaut ou une rupture du câble de bus arrête toute transmission, même entre les appareils du même côté du problème. La zone endommagée renvoie les signaux dans la direction d'origine, créant du bruit dans les deux sens.

Topologie en anneau

Dans une topologie en anneau, chaque appareil dispose d'une connexion point à point dédiée avec uniquement les deux appareils de chaque côté. Un signal est transmis le long de l'anneau dans une direction, d'un appareil à l'autre, jusqu'à ce qu'il atteigne sa destination. Chaque appareil de l'anneau intègre un répéteur. Lorsqu'un appareil reçoit un signal destiné à un autre appareil, son répéteur régénère les bits et les transmet.

Un anneau est relativement facile à installer et à reconfigurer. Chaque périphérique n'est lié qu'à ses voisins immédiats (physiquement ou logiquement). Pour ajouter ou supprimer un appareil, il suffit de modifier deux connexions. Les seules contraintes sont des considérations de média et de trafic (longueur de sonnerie maximale et nombre d'appareils). De plus, l'isolation des défauts est simplifiée. Généralement, dans un anneau, un signal circule en permanence. Si un appareil ne reçoit pas de signal dans un délai spécifié, il peut émettre une alarme. L'alarme alerte l'opérateur du réseau du problème et de sa localisation.

Cependant, le trafic unidirectionnel peut être un inconvénient. Dans une sonnerie simple, une interruption de la sonnerie (comme une station désactivée) peut désactiver l'ensemble du réseau. Cette faiblesse peut être résolue en utilisant une double sonnerie ou un interrupteur capable de fermer la coupure.

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Rédigé par ESSADDOUKI Mostafa
ESSADDOUKI
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