Matériels de communication réseau

Introduction

Quels sont les composants ou périphériques qui composent les réseaux informatique pour que les communications puissent se faire ?

Il existe plusieurs types de matériels de communication réseau, chacun ayant un rôle spécifique dans la transmission des données. Voici une liste des principaux matériels utilisés dans les réseaux informatiques :

Types de câbles

Un connecteur RJ-11, de l'anglais « Registered jack 11 » est un standard international utilisé par des appareils téléphoniques fixes. Il est également utilisé dans le domaine des réseaux locaux. Sur un connecteur RJ-11, il n'y a que quatre fils utilisés sur les six disponibles.

En revanche, la prise RJ-11 est plus petite et dispose de moins de fils qu'une prise RJ-45.

L'utilisation la plus courante du connecteur RJ45 est le câblage Ethernet utilisant quatre broches (deux paires) ou huit broches (quatre paires). On l'utilise aussi comme connecteurs de téléphones de bureau et pour les applications de réseau informatique.

Mais, de plus en plus, c'est une connexion utilisant les huit points de contacts qui est utilisée pour relier les quatre paires nécessaires aux réseaux 1 gigabit par seconde et précâbler les bâtiments pour toutes les applications à « courants faibles » (basse puissance et basse tension) qui ne demandent pas beaucoup de conducteurs distincts. De même, le connecteur 8P8C, dit RJ45 permet plusieurs types de câbles, torsadés en paires ou non, avec ou sans blindage.

Depuis le 1er janvier 2008, la norme NF C 15-100 oblige l'installation du RJ-45 (des prises 8P8C avec un câblage à deux ou quatre paires torsadées) pour les bâtiments neufs, extension et rénovation complète, même si une seule paire non nécessairement torsadée suffit pour la téléphonie en mode analogique et si aujourd'hui la plupart des téléphones vendus ont des câbles souples non torsadés terminés par des fiches mâles 6P2C (compatibles physiquement et électriquement avec les prises femelles 8P8C).

Les câbles RJ45, peux soit être un câble droit ou un câble croisé ; Le câble réseau droit, à ses fils de couleur positionner au même emplacement sur ses connectiques ; or que le câble réseau croisé, à ses fils de couleur inverser sur ses connectiques.

Le câble droit ne pourra être connecté (relier) qu'avec des appareils qui seront de même nature identiques (exemple : entre deux ordinateurs).

Le câble croisé, ne pourras être connecté (relier) qu'avec des appareils qui seront de nature différentes (exemple : entre un ordinateur et une box ou modem ou routeur).

Une fibre optique est un fil très fin, en verre ou en plastique, à la propriété de conduire la lumière et sert pour la fibroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques. Le principe de la fibre optique date du début du xxe siècle mais ce n'est qu'en 1970 qu'est développée une fibre utilisable pour les télécommunications, dans les laboratoires de l'entreprise américaine Corning Glass Works (actuelle Corning Incorporated).

Entourée d'une gaine protectrice, la fibre optique peut être utilisée pour conduire de la lumière entre deux lieux distants de plusieurs centaines, voire milliers, de kilomètres. Le signal lumineux codé par une variation d'intensité est capable de transmettre une grande quantité d'information. En permettant les communications à très longue distance et à des débits jusqu'alors impossibles, les fibres optiques ont constitué l'un des éléments clés de la révolution des télécommunications. Ses propriétés sont également exploitées dans le domaine des capteurs (température, pression, etc.), dans l'imagerie et dans l'éclairage.

On peut trouver des fibres en monomode et multimode :

Fibres monomodes

Pour de plus longues distances et/ou de plus hauts débits, on préfère utiliser des fibres monomodes (dites SMF, pour _Single Mode Fiber_), qui sont technologiquement plus avancées car plus fines. Leur cœur très fin n'admet ainsi qu'un mode de propagation, le plus direct possible c'est-à-dire dans l'axe de la fibre. Les pertes sont donc minimes (moins de réflexion sur l'interface cœur/gaine) que cela soit pour de très haut débits et de très longues distances. Les fibres monomodes sont de ce fait adaptées pour les lignes intercontinentales (câbles sous-marins). Une fibre monomode n'a pas de dispersion intermodale. En revanche, il existe un autre type de dispersion : la dispersion intramodale. Ces fibres monomodes sont caractérisées par un diamètre de cœur de seulement quelques micromètres (le cœur monomode est de 9 µm pour le haut débit).

Fibres multimodes

Les fibres multimodes (dites MMF, pour Multi Mode Fiber), ont été les premières sur le marché. Elles ont pour caractéristique de transporter plusieurs modes (trajets lumineux). Du fait de la dispersion intermodale, on constate un étalement temporel du signal proportionnel à la longueur de la fibre. Elles sont caractérisées par un diamètre de cœur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de micromètres (les cœurs en multimodes sont de 50 ou 62,5 µm pour le bas débit).

Les connexions sans fils

Il existe plusieurs types de connexions sans fil, notamment :

• Le Bluetooth
• Bluetooth est une norme de télécommunications permettant l'échange bidirectionnel de données à courte distance (de lors de quelques mètre) en utilisant des ondes radio UHF sur la bande de fréquence de 2,4 GHz. Son but est de simplifier les connexions entre les appareils électroniques à proximité en supprimant des liaisons filaires.
• L’infrarouge
• L'infrarouge est une onde électromagnétique, dont le nom signifie « en dessous du rouge » (du latin infra : « plus bas »), car ce domaine prolonge le spectre visible du côté du rayonnement de fréquence la plus basse, qui apparaît de couleur rouge. La longueur d'onde dans le vide des infrarouges est comprise entre le domaine visible (≈ 0,7 μm) et le domaine des micro-ondes (0,1 mm).
• L'infrarouge est associé à la chaleur car, à température ambiante ordinaire, les objets émettent spontanément un rayonnement thermique dans le domaine infrarouge. Comme certaines télécommandes de télévision, de décodeur. etc...

Les ondes hertziennes

Les ondes hertziennes sont des ondes électromagnétiques utilisées pour la transmission de données sans fil. Elles sont nommées d'après le physicien allemand Heinrich Hertz, qui a démontré l'existence des ondes électromagnétiques dans les années 1880. Les ondes hertziennes sont utilisées dans de nombreuses applications de communication, notamment :

• Radio
• Ondes radioélectriques ou ondes hertziennes : « **ondes électromagnétiques dont la fréquence est par convention inférieure à 300 GHz, se propageant dans l'espace** » ; elles sont comprises entre 9 kHz et 300 GHz qui correspond à des longueurs d'onde de 33 km à 1 mm
• Satellite
• Satellites de télécommunications : ces satellites sont utilisés pour transmettre des informations d'un point à l'autre de la Terre, notamment des communications téléphoniques ou de la transmission de données, les communications satellitaires et les programmes télévisés.

Les périphériques - Les carte réseaux

La carte réseau est l'interface entre votre ordinateur et le réseau. Elle reçoit les données émises par l'ordinateur et les transfère vers un autre appareil, soit en filaire (Câble RJ45 ou Fibre Optique) ou soit par Wifi.

Il existe plusieurs types de cartes réseau, notamment :

• Les répéteurs
• Un répéteur (en anglais repeater) est un équipement simple permettant de regénérer un signal entre deux nœuds du réseau, afin d'étendre la distance de câblage d'un réseau.

• Les hubs
• Un concentrateur Ethernet (en anglais hub) est un appareil informatique permettant de concentrer les transmissions Ethernet de plusieurs équipements sur un même support dans un réseau informatique local.
• En utilisant un concentrateur, chaque équipement attaché à celui-ci partage le même domaine de diffusion ainsi que le même domaine de collision. Comme dans tout segment de réseau Ethernet, une seule des machines connectées peut y transmettre à la fois. Dans le cas contraire, une collision se produit, les machines concernées doivent retransmettre leurs trames après avoir attendu un temps calculé aléatoirement par chaque émetteur.
• Ce dispositif est un répéteur de données ne permettant pas de protection particulière des données et transmettant les trames à toutes les machines connectées par opposition au commutateur réseau (en anglais switch) qui dirige les données uniquement vers la machine destinataire. Ceci le rend vulnérable aux attaques par Analyseur de paquets. Il permet également d'étendre un réseau local (LAN) mais ne permet pas de le transformer en un réseau étendu (WAN).

• Les Switch
• Un commutateur réseau (en anglais switch), est un équipement qui relie plusieurs segments (câbles ou fibres) dans un réseau informatique et de télécommunication et qui permet de créer des circuits virtuels. La commutation est un des deux modes de transport de trame au sein des réseaux informatiques et de communication, l'autre étant le routage. Dans les réseaux locaux (LAN), il s'agit le plus souvent d'un boîtier disposant de plusieurs ports RJ45 (entre 4 et plusieurs centaines), il a donc la même apparence qu'un concentrateur (hub). Il existe aussi des commutateurs pour tous les types de réseau en mode point à point comme pour les réseaux ATM, relais de trames, etc.
• Contrairement à un concentrateur, un commutateur ne reproduit pas sur tous les ports chaque trame qu'il reçoit : il sait déterminer sur quel port il doit envoyer une trame, en fonction de l'adresse de destination de cette trame. Les commutateurs sont souvent utilisés pour remplacer des concentrateurs car ils encombrent moins le réseau. Dans le cas d'un réseau IP/Ethernet, un commutateur ne s'intéresse pas à la même couche OSI que le routeur, ils utilisent respectivement les adresses MAC et les adresses IP pour diriger les données. Concrètement, pour une adresse qui peut être partiellement connue, une trame est toujours émise sur le même port, quel que soit l'état du trafic, une fois ses tables de routage et de communication remplies. Le routeur, lui, cherche à déterminer la meilleure route, il est susceptible de générer moins de trafic pour des grands réseaux.
• Le commutateur établit et met à jour une table, dans le cas du commutateur pour un réseau Ethernet il s'agit de la table d'adresses MAC, qui lui indique sur quels ports diriger les trames destinées à une adresse MAC donnée, en fonction des adresses MAC source des trames reçues sur chaque port. Le commutateur construit donc dynamiquement une table qui associe numéro de port et adresses MAC.
• Lorsqu'il reçoit une trame destinée à une adresse présente dans cette table, le commutateur renvoie la trame sur le port correspondant. Si le port de destination est le même que celui de l'émetteur, la trame n'est pas transmise. Si l'adresse du destinataire est inconnue dans la table, alors la trame est traitée comme un broadcast, c'est-à-dire qu'elle est transmise à tous les ports du commutateur à l'exception du port d'émission.
• Un commutateur de niveau 2 est similaire à un concentrateur dans le sens où il fournit un seul domaine de diffusion. En revanche, chaque port a son propre domaine de collision. Le commutateur utilise la micro-segmentation pour diviser les domaines de collision, un par segment connecté. Ainsi, seules les interfaces réseau directement connectées par un lien point à point sollicitent le medium. Si le commutateur auquel il est connecté prend en charge le full-duplex, le domaine de collision est éliminé.

• Les routeurs
• Un routeur est un équipement réseau informatique assurant le routage des paquets. Son rôle est de faire transiter des paquets d'une interface réseau vers une autre, au mieux, selon un ensemble de règles. Il y a habituellement confusion entre routeur et relais, car dans les réseaux Ethernet les routeurs opèrent au niveau de la couche 3 du modèle OSI.

• Les modems
• Un modem (modulation - démodulation) est un boitier qui permet d'établir une connexion à Internet. Après avoir indiqué le nom d'utilisateur et le mot de passe, le modem se connecte chez votre Fournisseur d'Accès à Internet (FAI) dans le but de s'authentifier et vous permet de naviguer sur Internet.
• Le modem est l’ancêtre de votre box, car maintenant, votre box a dans son boitier, les fonctions de “switch, routeur, modem, point d’accès wifi”.

Conclusion

Maintenant que vous avez une compréhension des différents équipements de communication réseau, vous êtes en mesure d'analyser et de résoudre les problèmes liés à ces composants.