Ethernet

Le principe est relativement simple à exposer. Une assemblée de nœuds (informatiques) est placée dans le même Ether¹⁾.

1. Chaque nœud dispose d'un identifiant unique au sein de cet Ether. Il s'agit ici de l'adresse MAC²⁾.
2. Lorsqu'un nœud doit envoyer des informations à un autre nœud:
   1. Il vérifie qu'in n'y a pas déjà une conversation en cours dans l'Ether.
   2. S'il n'y en a pas, il émet une trame dans l'Ether qui contient, outre l'information à transmettre (payload³⁾) l'adresse MAC du destinataire et bien sûr, son adresse MAC personnelle. L'ensemble s’appelle une trame. Si le message à transmettre est trop long, il faudra le tronquer et le répartir dans plusieurs trames.
   3. Après l'émission de cette trame, le nœud émetteur, s'il doit en émettre une autre pour poursuivre son envoi, s'astreindra à respecter un temps de silence, pour ne pas monopoliser l'Ether.
3. Tous les nœuds présents dans l'Ether voient passer la trame, mais seul celui qui dispose de l'adresse MAC destinataire s'intéressera à son contenu (Ouche!!! Il faut que la confiance règne car un malveillant peut bricoler très facilement un logiciel qui lui permettra de «sniffer l'Ether»).
4. Si deux nœuds, après avoir constaté la disponibilité de l'Ether, émettent simultanément une trame, il y aura collision. Les deux nœuds «fautifs» doivent en être conscients. Ils attendront alors chacun un temps α + ε, autrement dit un temps un peu aléatoire avant de refaire une tentative.

Cette façon de faire optimise le trafic sur le support physique, mais ne permet pas de prédire une fourchette de temps nécessaire à la transmission du message. On perçoit assez bien le problème: plus il y a de nœuds qui souhaitent émettre une trame, plus il devra attendre longtemps pour trouver un créneau. Il s'agit du protocole «Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection» (CSMA/CD). Pour l'Histoire, IBM de son côté, travaillait sur une autre architecture nommée «Token Ring» ou «Anneau à jeton», qui ne nous intéresse pas directement ici.

Il y avait deux normes : 10Base5 et 10Base2, la plus utilisée. Ci-dessus le schéma d'une topologie Bus. Chaque nœud est donc connecté à un câble coaxial par l'intermédiaire de connectiques BNC.

L'image ci-contre représente un adaptateur réseau Ethernet prévu pour une connexion bus avec la connectique BNC.

C'est le câble coaxial 50 Ω, vu plus haut, avec son énorme inconvénient, à savoir que la moindre accident sur un T de branchement de nœud ou une charge terminale met hors service tout l'Ether. Il est donc très complexe d’ajouter ou de retirer un nœud dans l'Ether.

10Base2 et 10Base5 appartiennent désormais à l'Histoire.

Désormais, C'est la norme 10BASE-T qui est utilisée pour les réseaux aussi bien domestiques que d'entreprise.

Plutôt que de connecter les nœuds en série sur un câble coaxial, pourquoi ne pas les connecter en parallèle avec une sorte de multiprise? Ainsi chaque nœud est connecté à un «Hub», qui se chargera de répercuter une trame reçue depuis un brin de câble connecté sur tous les autres brins qui lui sont connectés (Re-Ouche!!!).

Cette méthode permet le même fonctionnement CSMA/CD que précédemment tout en éliminant le problème de rupture du support physique. Ici, seul ne nœud incriminé sera isolé sans atteindre les autres protagonistes, mais n'apporte rien, ni en confidentialité des données puisqu'un nœud malveillant pourra toujours espionner en lisant les trames qui ne lui sont pas adressées, ni en termes d'engorgement de l'Ether si de nombreux nœuds souhaitent émettre des trames.

Les progrès de l’électronique programmable ont permis, en conservant l'architecture amenée avec les hubs, d'apporter une innovation notable.

Le switch est capable d'apprendre très rapidement quelles sont les adresses MAC des nœuds connectés à chacun de ses ports et pourra alors n'aiguiller les trames qu'il reçoit que sur le port du destinataire. Ainsi, ne nœud présent sur le port 1 pourra discuter tranquillement avec celui qui est sur le port 2 pendant que les nœuds des ports 3 et 4 pourront faire de même. Bien entendu, il perdra la mémoire après un «reset» aussi bien «hard» que «soft», mais l'apprentissage se refera aux premiers paquets qui se présenteront. Si un nœud est remplacé par un autre, suivant le niveau d'intelligence du switch, il effectuera automatiquement la mise à jour (option par défaut) mais pourra choisir de bloquer l'intrus si l'administrateur l'a configuré de la sorte. Il faudra disposer d'un swith administrable pour ce faire. Ceci améliore très grandement l'efficacité du réseau Ethernet et assure au moins en partie la confidentialité car:

1. Un switch bombardé de tous côtés par des trames perverties ne pouvant plus assurer sa fonction d'aiguillage, passera automatiquement en mode «Hub» (là encore, les switchs administrables pourront être programmés différemment).