C’est au départ une technologie de réseau local qui permet que toutes les machines d’un réseau soient connectées à une même ligne de communication, formée de câbles cylindriques (câble coaxial, paires torsadées).
Le standard qui a été le plus utilisé dans les années 1990 et qui l’est toujours est le 802.3 de l’IEEE (maintenant aussi adopté comme norme internationale ISO/CIE 8802-3).
Ce dernier a largement remplacé d’autres standards comme le Token Ring et l’ARCNET.
Le nom Ethernet vient de l’éther, milieu mythique dans lequel baigne l’Univers, et net, abréviation de réseau en anglais.
Le réseau ancêtre ALOHAnet utilisait les ondes radiofréquences se propageant dans l’éther.
Historique
L’Ethernet a originellement été développé comme l’un des projets pionniers du Xerox PARC.
Une histoire commune veut qu’il ait été inventé en 1973, quand Bob Metcalfe écrit un mémo à ses patrons à propos du potentiel d’Ethernet.
Il affirme qu’Ethernet a en fait été inventé sur une période de plusieurs années.
En 1976, Robert Metcalfe et David Boggs (l’assistant de Metcalfe) ont publié un document intitulé Ethernet : Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks (Ethernet : commutation de paquets distribuée pour les réseaux informatiques locaux).
Metcalfe a quitté Xerox en 1979 pour promouvoir l’utilisation des ordinateurs personnels et des réseaux locaux, et a formé l’entreprise 3Com.
Il réussit à convaincre DEC, Intel et Xerox de travailler ensemble pour promouvoir Ethernet en tant que standard.
Ethernet était à l’époque en compétition avec deux systèmes propriétaires, Token Ring et ARCnet, mais ces deux systèmes ont rapidement diminué en popularité face à l’Ethernet.
Principe fondamentaux
1 - Le support de transmission est un Segment = bus = câble coaxial.
Il n’y a pas de topologie particulière (boucle, étoile, etc...).
2 - Un équipement est raccordé sur un câble par un "transceiver" : Transmitter + receiver = transceiver (coupleur ou transducteur).
L’Ethernet est basé sur le principe de membres (pairs) sur le réseau, envoyant des messages dans ce qui était essentiellement un système radio, captif à l’intérieur d’un fil ou d’un canal commun, parfois appelé l’éther.
On parle alors d’une station Ethernet, celle-ci a une adresse unique, chaque pair est identifiée par une clé globalement unique, appelée adresse MAC, pour s’assurer que tous les postes sur un réseau Ethernet aient des adresses distinctes.
3 - Sur le câble circulent des trames, autant de paquets de bits.
Il n’y a pas de multiplexage en fréquence, pas de "full duplex".
Une trame émise par une station est reçue par tous les coupleurs du réseau Ethernet, elle contient l’adresse de l’émetteur et celle du destinataire.
4 - Un coupleur doit être à l’écoute des trames qui circulent sur le câble.
Un coupleur connait sa propre adresse, ainsi si une trame lui est destinée il la prend, sinon il n’en fait rien.
5 - Une station qui veut émettre attend que toutes les autres stations se taisent.
Autrement dit, si le câble est libre elle envoie sa trame, sinon elle attend.
Si deux stations émettent en même temps il y a collision.
Les deux trames sont alors inexploitables, les deux (ou plus) stations détectent ce fait et reémettent ultérieurement leur paquet en attente.
La technologie connue sous le nom de Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Écoute de porteuse avec accès multiples et détection de collision) ou CSMA/CD régit la façon dont les postes accèdent au média.
6 - Un réseau Ethernet est donc un réseau à caractère probabiliste car il n’y a pas de chef d’orchestre pour synchroniser les émissions.
Cette absence conduit à dire que c’est un réseau égalitaire, une sorte de réunion sans animateur entre personnes polies contrairement aux réseaux contrôlés par un maître.
Lorsqu’un ordinateur veut envoyer de l’information, il obéit à l’algorithme suivant :
1. Si le média n’est pas utilisé, il commence la transmission, dans le cas contraire, il passe à l’étape 4
2. transmission de l’information
Si une collision est détectée, il continue à transmettre jusqu’à ce que le temps minimal pour un paquet soit dépassé (pour s’assurer que tous les postes détectent la collision), puis il se rend à l’étape 4
3. fin d’une transmission réussie
_Indique la réussite au protocole du niveau supérieur et sortie du mode de transfert.
4. câble occupé Attendre jusqu’à ce que le fil soit inutilisé.
5. le câble est redevenu libre
Attendre pendant un temps aléatoire, puis retourner à l’étape 1, sauf si le nombre maximal d’essais de transmission a été dépassé.
6. nombre maximal d’essais de transmission dépassé
Annoncer l’échec au protocole de niveau supérieur et sortir du mode de transmission.
En pratique, ceci fonctionne comme une discussion ordinaire, où les gens utilisent tous un médium commun (l’air) pour parler à quelqu’un d’autre.
Avant de parler, chaque personne attend poliment que plus personne ne parle.
Si deux personnes commencent à parler en même temps, les deux s’arrêtent et attendent un court temps aléatoire.
Il y a de bonnes chances que les deux personnes attendent un délai différent, évitant donc une autre collision.
Des temps d’attente exponentiels sont utilisés lorsque plusieurs collisions surviennent à la suite.
Comme dans le cas d’un réseau non commuté, toutes les communications sont émises sur un médium partagé, toute information envoyée par un poste est reçue par tous les autres, même si cette information était destinée à une seule personne.
Les ordinateurs connectés sur l’Ethernet doivent donc filtrer ce qui leur est destiné ou non.
Ce type de communication « quelqu’un parle, tous les autres entendent » d’Ethernet est une de ses faiblesses, car, pendant que l’un des nœuds émet, toutes les machines du réseau reçoivent et doivent, de leur côté, observer le silence.
Ce qui fait qu’une communication à fort débit entre seulement deux postes peut saturer tout un réseau local.
De même, comme les chances de collision sont proportionnelles au nombre de transmetteurs et aux données envoyées, le réseau devient extrêmement congestionné au-delà de 50 % de sa capacité (indépendamment du nombre de sources de trafic).
Pour résoudre ce problème, les commutateurs ont été développés afin de maximiser la bande passante disponible.
Suivant le débit utilisé, il faut tenir compte du domaine de collision régi par les lois de la physique et notamment le déplacement électronique dans un câble de cuivre.
Si l’on ne respecte pas ces distances maximales entre machines, le protocole CSMA/CD n’a pas lieu d’exister.
De même si on utilise un commutateur, CSMA/CD est désactivé.
Et ceci pour une raison que l’on comprend bien.
Avec CSMA/CD, on écoute ce que l’on émet, si quelqu’un parle en même temps que moi il y a collision.
Il y a donc incompatibilité avec le mode full-duplex des commutateurs.
En conclusion, la technologie Ethernet est simple, et sa mise en œuvre s’effectue à faible coût.
Points à retenir :
Simplicité et faible coût
Peu de fonctions optionnelles
Pas de priorité
Pas de contrôle sur l’attitude des voisins
Débit d’au moins 10Mb/s (jusqu’à 1000Mb/s théorique).
Performances peu dépendantes de la charge, sauf en cas de collisions trop importantes.
RSS 2.0