Les dispositifs de connexion

Les hôtes et les réseaux ne fonctionnent normalement pas de manière isolée. Nous utilisons des dispositifs de connexion pour connecter des hôtes ensemble pour créer un réseau ou pour connecter des réseaux ensemble pour créer un Internet. Les dispositifs de connexion peuvent fonctionner dans différentes couches du modèle Internet. Nous discutons de trois types de dispositifs de connexion : les concentrateurs(hubs), les commutateurs de couche liaison (Switches) et les routeurs. Les hubs opèrent aujourd'hui dans la première couche du modèle Internet. Les commutateurs de couche liaison fonctionnent dans les deux premières couches. Les routeurs fonctionnent dans les trois premières couches.

Un concentrateur est un périphérique qui fonctionne uniquement dans la couche physique. Les signaux qui transportent des informations au sein d'un réseau peuvent parcourir une distance fixe avant que l'atténuation ne mette en danger l'intégrité des données. Un répéteur reçoit un signal et, avant qu'il ne devienne trop faible ou corrompu, régénère et resynchronise le modèle binaire d'origine. Le répéteur envoie alors le signal rafraîchi. Dans le passé, lorsque les réseaux locaux Ethernet utilisaient une topologie en bus, un répéteur était utilisé pour connecter deux segments d'un réseau local afin de surmonter la restriction de longueur du câble coaxial. Aujourd'hui, cependant, les réseaux locaux Ethernet utilisent une topologie en étoile. Dans une topologie en étoile, un répéteur est un périphérique multiport, souvent appelé concentrateur, qui peut être utilisé pour servir de point de connexion et en même temps fonctionner comme un répéteur.

La figure ci-dessous montre que lorsqu'un paquet de la station A à la station B arrive au concentrateur, le signal représentant la trame est régénéré pour éliminer tout bruit corrupteur éventuel, mais le concentrateur transmet le paquet à partir de tous les ports de sortie sauf celui d'où le signal a été reçu. En d'autres termes, la trame est diffusée. Toutes les stations du réseau local reçoivent la trame, mais seule la station B la conserve. Les autres stations la rejettent.

La figure montre clairement qu'un hub n'a pas de capacité de filtrage ; il n'a pas l'intelligence de trouver à partir de quel port la trame doit être envoyée.

Un commutateur de couche liaison (Commutateur ou Switches en anglais) fonctionne à la fois dans la couche physique et dans la couche liaison de données. En tant que périphérique de couche physique, il régénère le signal qu'il reçoit. En tant que périphérique de couche liaison, le commutateur de couche liaison peut vérifier les adresses MAC (source et destination) contenues dans la trame.

La différence de fonctionnalité se situe entre un commutateur de couche liaison et un concentrateur. Un commutateur de couche liaison a une capacité de filtrage. Il peut vérifier l'adresse de destination d'une trame et peut décider à partir de quel port sortant la trame doit être envoyée.

Un commutateur de couche liaison présente plusieurs avantages par rapport à un concentrateur tels que :

•  Élimination des collisions : un commutateur de couche de liaison élimine les collisions. Cela signifie augmenter la bande passante moyenne disponible pour un hôte dans le réseau. Dans un réseau local commuté, il n'y a pas besoin de détection de porteuse et de détection de collision ; chaque hôte peut transmettre à tout moment.
•  Connexion de périphériques hétérogènes : un commutateur de couche liaison peut connecter des périphériques qui utilisent différents protocoles au niveau de la couche physique (débits de données) et différents supports de transmission. Tant que le format de la trame au niveau de la couche de liaison de données ne change pas, un commutateur peut recevoir une trame d'un appareil qui utilise un câble à paire torsadée et envoyer des données à 10 Mbps et livrer la trame à un autre appareil qui utilise une fibre optique et peut recevoir des données à 100 Mbps.

Un routeur est un appareil à trois couches ; il opère dans les couches physiques, de liaison de données et de réseau. En tant que périphérique de couche physique, il régénère le signal qu'il reçoit. En tant que périphérique de couche liaison, le routeur vérifie les adresses physiques (source et destination) contenues dans le paquet. En tant que périphérique de couche réseau, un routeur vérifie les adresses de couche réseau.

Un routeur peut connecter des réseaux. En d'autres termes, un routeur est un périphérique d'interconnexion ; il connecte des réseaux indépendants pour former un inter-réseau. Selon cette définition, deux réseaux connectés par un routeur deviennent un inter-réseau ou un internet.

Il existe trois différences majeures entre un routeur et un répéteur ou un commutateur.

1. Un routeur possède une adresse physique et logique (IP) pour chacune de ses interfaces.
2. Un routeur agit uniquement sur les paquets dans lesquels l'adresse de destination de la couche liaison correspond à l'adresse de l'interface à laquelle le paquet arrive.
3. Un routeur modifie l'adresse de couche liaison du paquet (à la fois source et destination) lorsqu'il transfère le paquet.