Ethernet

Ethernet

Ethernet est la technologie traditionnelle de connexion des périphériques dans un réseau local (LAN) ou un réseau étendu (WAN) câblé, leur permettant de communiquer entre eux via un protocole — un ensemble de règles ou un langage réseau commun. Ethernet décrit comment les périphériques du réseau peuvent formater et transmettre des données afin que d’autres périphériques sur le même segment de réseau local ou de réseau de campus puissent reconnaître, recevoir et traiter les informations. Un câble Ethernet est le câblage physique, enveloppé, sur lequel les données circulent.

Les périphériques connectés accédant à un réseau géographiquement localisé avec un câble — c’est-à-dire avec une connexion câblée plutôt que sans fil — utilisent probablement Ethernet. Des entreprises aux joueurs, divers utilisateurs finaux dépendent des avantages de la connectivité Ethernet, qui comprennent la fiabilité et la sécurité.

Par rapport à la technologie de réseau local sans fil (WLAN), Ethernet est généralement moins vulnérable aux perturbations. Elle peut également offrir un plus grand degré de sécurité et de contrôle du réseau que la technologie sans fil puisque les appareils doivent se connecter à l’aide d’un câblage physique. Il est donc difficile pour des personnes extérieures d’accéder aux données du réseau ou de détourner la bande passante pour des périphériques non autorisés.

Pourquoi utilise-t-on Ethernet ?

Ethernet est utilisé pour connecter des périphériques dans un réseau et reste une forme populaire de connexion réseau. Pour les réseaux locaux utilisés par des organisations spécifiques — comme les bureaux des entreprises, les campus scolaires et les hôpitaux — Ethernet est utilisé pour sa haute vitesse, sa sécurité et sa fiabilité.

Ethernet est initialement devenu populaire en raison de son prix peu élevé par rapport à la technologie concurrente de l’époque, comme le Token Ring d’IBM. Au fur et à mesure que la technologie des réseaux a progressé, la capacité d’Ethernet à évoluer et à offrir des niveaux de performance plus élevés, tout en maintenant une compatibilité descendante, a assuré sa popularité soutenue. Le débit initial de 10 mégabits par seconde d’Ethernet a été multiplié par dix pour atteindre 100 Mbps au milieu des années 90, et l’Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) continue de fournir des performances accrues au fil des mises à jour successives. Les versions actuelles d’Ethernet peuvent supporter des opérations jusqu’à 400 gigabits par seconde (Gbps).

Avantages et inconvénients

Ethernet présente de nombreux avantages pour les utilisateurs, ce qui explique pourquoi il est devenu si populaire. Cependant, il y a aussi quelques inconvénients.

Avantages

• coût relativement faible;
• rétrocompatibilité;
• généralement résistant au bruit;
• bonne qualité de transfert de données;
• vitesse;
• fiabilité ; et
• sécurité des données — des pare-feu communs peuvent être utilisés.

Inconvénients

• Il est destiné aux réseaux plus petits et à plus courte distance.
• La mobilité est limitée.
• L’utilisation de câbles plus longs peut créer de la diaphonie.
• Il ne fonctionne pas bien avec les applications en temps réel ou interactives.
• L’augmentation du trafic fait baisser la vitesse d’Ethernet.
• Les récepteurs n’accusent pas réception des paquets de données.
• Lors du dépannage, il est difficile de retracer quel câble ou nœud spécifique est à l’origine du problème.

Ethernet vs. Wi-Fi

Le Wi-Fi est le type de connexion réseau le plus populaire. Contrairement aux types de connexion filaire, comme Ethernet, il ne nécessite pas de câble physique pour être connecté ; les données sont transmises par des signaux sans fil.

Différences entre les connexions Ethernet et Wi-Fi

Connexion Ethernet

• transmet les données par un câble;
• mobilité limitée — un câble physique est nécessaire ;
• plus de vitesse, de fiabilité et de sécurité que le Wi-Fi;
• vitesse constante;
• le cryptage des données n’est pas nécessaire;
• latence plus faible ; et
• processus d’installation plus complexe.

Connexion Wi-Fi

• transmet les données par des signaux sans fil plutôt que par un câble;
• meilleure mobilité, car aucun câble n’est nécessaire;
• pas aussi rapide, fiable ou sécurisé qu’Ethernet ;
• plus pratique — les utilisateurs peuvent se connecter à Internet de n’importe où;
• vitesse inconstante — le Wi-Fi est sujet à des interférences de signal;
• nécessite un cryptage des données;
• latence plus élevée qu’Ethernet ; et
• processus d’installation plus simple.

Comment fonctionne Ethernet

L’IEEE spécifie dans la famille de normes appelée IEEE 802.3 que le protocole Ethernet touche à la fois la couche 1 (couche physique) et la couche 2 (couche de liaison de données) du modèle de protocole de réseau Open Systems Interconnection (OSI).

Ethernet définit deux unités de transmission : le paquet et la trame. La trame comprend non seulement la charge utile des données transmises, mais aussi les éléments suivants :

• les adresses de contrôle d’accès au support physique (MAC) de l’émetteur et du récepteur ;
• le marquage du réseau local virtuel (VLAN) et les informations de qualité de service (QoS) ; et
• les informations de correction d’erreur pour détecter les problèmes de transmission.

Chaque trame est enveloppée dans un paquet qui contient plusieurs octets d’information pour établir la connexion et marquer le point de départ de la trame.

Les ingénieurs de Xerox ont d’abord développé Ethernet dans les années 1970 ; Ethernet fonctionnait initialement sur des câbles coaxiaux. Aujourd’hui, un réseau local Ethernet typique utilise des catégories spéciales de câbles à paires torsadées ou un câblage en fibre optique. Les premiers Ethernet connectaient plusieurs périphériques en segments de réseau par l’intermédiaire de concentrateurs — des périphériques de couche 1 responsables du transport des données du réseau — en utilisant une topologie en guirlande ou en étoile.

Cependant, si deux périphériques qui partagent un concentrateur essaient de transmettre des données en même temps, les paquets peuvent entrer en collision et créer des problèmes de connectivité. Pour atténuer ces embouteillages numériques, l’IEEE a développé le protocole CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), qui permet aux appareils de vérifier si une ligne donnée est utilisée avant de lancer de nouvelles transmissions.

Plus tard, les concentrateurs Ethernet ont largement cédé la place aux commutateurs de réseau. Parce qu’un concentrateur ne peut pas discriminer entre les points d’un segment de réseau, il ne peut pas envoyer des données directement d’un point A à un point B. Au lieu de cela, chaque fois qu’un périphérique réseau envoie une transmission via un port d’entrée, le concentrateur copie les données et les distribue à tous les ports de sortie disponibles.

En revanche, un commutateur envoie intelligemment à tout port donné uniquement le trafic destiné à ses périphériques plutôt que des copies de toutes les transmissions sur le segment de réseau, améliorant ainsi la sécurité et l’efficacité.

Comme pour les autres types de réseaux, les ordinateurs concernés doivent inclure une carte d’interface réseau (NIC) pour se connecter à Ethernet.

Types de câbles Ethernet

Le groupe de travail IEEE 802.3 a approuvé la première norme Ethernet en 1983. Depuis lors, la technologie n’a cessé d’évoluer et d’adopter de nouveaux supports, des vitesses de transmission plus élevées et des changements dans le contenu des trames :

• 802.3ac a été introduit pour prendre en compte le marquage VLAN et prioritaire.
• 802.3af définit l’alimentation par Ethernet (PoE), qui est cruciale pour la plupart des déploiements de téléphonie Wi-Fi et Internet Protocol (IP).
• 802.11a, b, g, n, ac et ax définissent l’équivalent d’Ethernet pour les WLAN.
• 802.3u a inauguré le 100BASE-T — également connu sous le nom de Fast Ethernet — avec des vitesses de transmission de données allant jusqu’à 100 Mbps. Le terme BASE-T indique l’utilisation d’un câblage à paires torsadées.

Gigabit Ethernet revendique des vitesses de 1 000 Mbps — 1 gigabit ou 1 milliard de bits par seconde (bps) — 10 GbE, jusqu’à 10 Gbps, et ainsi de suite. Les ingénieurs réseau utilisent largement le 100BASE-T pour connecter les ordinateurs des utilisateurs finaux, les imprimantes et autres périphériques, pour gérer les serveurs et le stockage et pour atteindre des vitesses plus élevées pour les segments de la dorsale du réseau. Au fil du temps, la vitesse typique de chaque connexion tend à augmenter.

Les câbles Ethernet connectent les périphériques réseau aux routeurs ou modems appropriés, les différents câbles fonctionnant avec des normes et des vitesses différentes. Par exemple, le câble de catégorie 5 (Cat5) prend en charge l’Ethernet traditionnel et 100BASE-T, le câble de catégorie 5e (Cat5e) peut gérer le GbE et le câble de catégorie 6 (Cat6) fonctionne avec 10 GbE.

Il existe également des câbles croisés Ethernet, qui relient deux appareils du même type, permettant de connecter deux ordinateurs sans commutateur ou routeur entre eux.