Ethernet :

Le développement d'Ethernet a commencé chez Intel, DEC et Xerox qui ont publié leurs travaux. Puis à partir de 1980, IEEE a développé la norme. OSI l'a validée ensuite en 802.3.

Ethernet prend en charge les 2 premiers niveaux du modèle OSI :

  Physique et liaison de données.

C’est un réseau en BUS logique partagé. Même quand il est organisé physiquement en étoile autour d’un concentrateur. On dit que c’est un bus étoilé. (bien sûr ici, je décris un réseau Ethernet non commuté, pas de switch donc !)

Adresse MAC =  adresse matérielle dans l’EEPROM de chaque carte réseau, appelée aussi adresse physique sur 48 bits (en Token Ring ou Ethernet). Elle est unique au monde.

Dans la carte réseau Ethernet : adresse Ethernet (Ethernet address) = Identificateur unique, un nombre entier sur 48 bits.

Notation : chaque octet de 8 bits est divisé en 2 groupes de 4 bits (1 quartet?).

La notation avec six nombres hexadécimaux séparés par ":"  donne par exemple :

 00 : 00 : E8 :68 : 83 : E0

Elle est généralement formé d'une partie adresse du constructeur et d'un n° de série de carte chez ce constructeur. Les 2 premiers octets désignent le fabricant de la carte.

Un réseau Ethernet accepte 1024 adresses MAC.

CSMA : accès aléatoire avec écoute du support

et CD : détection de collision.

Lors d'une détection de collision, un signal de 32 bits est envoyé pour renforcer la collision et ainsi prévenir toutes les stations. C'est le JAM (ou signal de bourrage).

Au bout de 16 collisions successives, la couche MAC prévient la couche supérieure que le réseau n'est pas disponible.

Chaque trame Ethernet est séparée du délai minimum de 96 bits times (pour un débit de 10 Mbits/s, soit une période de 0,1 µs, donc 9.6 µs).

Le Round Trip Delay (RTD) est le temps pour une trame de parcourir la longueur max d'un réseau Ethernet de bout à l'autre, et de revenir ( pour faire détecter une éventuelle collision). Le RTD est de 512 bits times (soit à 100 Mbits/s, la période =  1/10 X 10⁶ s = 10^-7 s = 0.1 µs, soit un RTD = 51,2 µs).

La taille minimale d'une trame est liée au RTD car le temps d'émission d'une trame doit lui être supérieur.

Résumé sur Ethernet :

4 répéteurs max entre 2 stations

RTD : 512 bits times

JAM : 32 bits

Nombre d'essai d'émission max : 16

Taille minimale de trame : 512 bits = 64 octets  (si pas assez de données, bourrage = padding)

Taille minimale des données dans cette trame : 46 octets

Taille maximale des données dans cette trame : 1500 octets.

Délai inter trames: 96 bits times

On constate que dans un réseau IP, adresse en 32 bits, reposant sur Ethernet, adresse en 48 bits, il faut une résolution d’adresse. C’est le rôle du proto ARP.

On constate que la taille de la trame Ethernet détermine un découpage du paquet IP à encapsuler dans cette trame.

Paragraphe qui ne concerne que le premier câble Ethernet, le gros coaxial  (10 base 5):

Un brin Ethernet peut recevoir 200 machines max. La longueur maxi d'un brin est de 500 mètres.

Règle des 5/4/3, valable pour les 2 câbles coaxiaux (fin et épais). Il ne doit pas y avoir plus de 4 répéteurs entre 2 postes du réseau. Il y a donc 5 brins Ethernet différents sur le réseau. 3 ne peuvent être vides.

Impédance du câble en 100 Base T : 100 Ohms. Plus on augment l'impédance, moins il est perturbable.

Un concentrateur régénère le signal et l'envoie sur tous ses ports.

Dans un réseau 10 Base T ou 100 Base T, on peut étendre le nombre de ports RJ45 en empilant les hubs  L'ensemble sera vu comme une seule unité logique. La cascade (stack) se fait par le port UpLink (ne croise pas) du fabricant. Maxi 4 hubs. (ou 400 mètres max de distance). Pour aller au-delà, utiliser de la fibre optique ou les solutions propres aux fabricants.

Les fabricants font aussi des efforts pour aller plus loin comme :

 http://www.europeenne-telecom.fr/hub.htm

Un commutateur analyse la trame (champ adresse MAC) qui arrive sur 1 port et ne l'envoie que sur le port qui mènera à la machine destinataire.

En réseau de commutateurs cascadés par un bus spécial (extension du BUS interne) du fabricant. La limite maxi du nombre d'éléments actifs est donnée par le fabricant. En général 5 à 8.

Dans un réseau 10 ou 100 base T, commuté en full-duplex, on a une séparation des canaux d'émission et de transmission, la détection de collision étant inutile, la limitation de la longueur des câbles imposée par le délai de propagation des collisions disparaît. C'est l'affaiblissement du signal qui compte, donc la qualité du câblage, et ainsi on augmente  la distance entre 2 équipements de 150 à 200 m au lieu des 100 m habituels. Et plusieurs centaines de Km en fibre optique.