Switch

Qu’est-ce qu’un switch ?

Un switch, encore appelé commutateur réseau, est un appareil en forme de boîtier plus ou moins grand de taille, qui permet dans un premier temps de relier plusieurs ordinateurs dans un même réseau que ce soit par câble ou par fibre optique, ensuite de répartir intelligemment les données selon la destination.

Présentation d’un switch

Étant en forme de boitier et présentant quatre à plusieurs centaines de ports Ethernet (ports RJ45), un switch sert à relier différents éléments d’un réseau informatique (serveur, scanner, imprimante réseau, etc.).

Il permet également de recevoir et d’envoyer les données vers un destinataire précis en les transportant via le port adéquat. Ayant de près l’apparence d’un concentrateur (HUB), il diffère de ce dernier par son mode de fonctionnement.

Quelle est la différence entre un switch et un concentrateur (HUB) ?

Un concentrateur ou HUB est un dispositif permettant de répéter le signal.

Comment cela se passe-t-il concrètement ?

Dans un réseau Ethernet (réseau local domestique par exemple), l’information transmise d’un PC à un autre est sous forme de signal électrique (lorsque le support de transmission est un câble coaxial ou câble à paire torsadée) ou de lumière (lorsque le support de transmission est une fibre optique).

À une certaine distance de parcours, le signal s’atténue et devient faible. Le concentrateur l’amplifie donc sans le modifier et ce dernier peut de nouveau continuer son parcours sans risque de détérioration.

Contrairement à un concentrateur qui est un équipement “non intelligent” permettant de répéter le signal de transmission dans un réseau, un Switch permet à l’inverse d’acheminer intelligemment les données au destinataire désigné, ce qui en fait d’ailleurs un réel avantage car il encombre moins le réseau.

Fonctionnement d’un switch

Avant d’entrer dans le vif du sujet, vous devez d’abord comprendre ce qu’on entend par adresse MAC ainsi qu’une trame de données.

Adresse MAC

Une adresse MAC est une adresse physique, c’est-à-dire gravée sur la carte réseau de tout périphérique faisant partie de votre réseau local. Se présentant sous forme hexadécimale comme 5E:FF:56:A2:AF:15, elle est unique au monde à moins qu’elle ne soit modifiée.

Votre routeur, votre serveur, votre imprimante (réseau), etc. N’importe quel équipement connecté à votre réseau possède une adresse MAC.

Trame de données

On appelle trame, l’information sortante de votre ordinateur pour un autre ordinateur mais dans le même réseau local. Encore appelée trame de données, elle est constituée de plusieurs parties parmi lesquelles nous avons l’adresse MAC source et l’adresse MAC destinataire.

Cependant, comment procède le switch pour envoyer de façon intelligente une donnée à un hôte (ordinateur) du réseau sans se tromper ?

Apprentissage du réseau

Le switch possède en son sein une base de données appelée table CAM. Cette table fait le lien entre les ports physiques du switch (Port RJ45 par exemple) et les adresses MAC des appareils étant directement connectés à ces ports.

Quand on démarre un switch, cette fameuse table CAM étant vide, le switch ne peut donc logiquement pas savoir quel périphérique est connecté sur tel ou tel port.

Lorsqu’un ordinateur A décide d’envoyer une information (trame de données) à un ordinateur B situé dans le même réseau, et lorsque cette information en question arrive au niveau du switch, ce dernier ne sachant pas à qui livrer le message car ayant sa table CAM vide, isole l’adresse MAC source contenue dans la trame de données puis envoie l’adresse MAC destinataire à tous ses ports hormis celui où est connecté l’ordinateur source, c’est-à-dire l’ordinateur A. Lorsque l’ordinateur B reçoit le message, il répond favorablement sauf les autres ordinateurs qui vont tout simplement ignorer le message.

Le switch va donc remplir pour la première fois sa table CAM en associant au port l’adresse MAC correspondante.

C’est cette étape qui constitue l’apprentissage du réseau.

Une fois l’apprentissage du réseau fait, le switch pourra donc désormais envoyer les données d’une machine à une autre de façon aisée sans passer par tout ce processus, tout simplement en se servant de sa table CAM.

Les avantages d’un switch

Un commutateur réseau présente plusieurs avantages aussi bien en termes sécuritaires qu’en termes d’économie de la bande passante. L’un des avantages majeurs d’un switch est le grand nombre de ports qu’il offre et qui permettent de connecter plusieurs centaines de machines.

Classification des switchs

Types des switchs selon le mode de transmission

Les commutateurs réseau diffèrent l’un de l’autre essentiellement par leurs modes de transmission de trames de données.

Nous distinguons donc à cet effet plusieurs switchs à savoir :

Les switchs “store and forward”

Quand un switch fonctionnant en mode “store and forward” reçoit une trame de données, il la stocke dans une mémoire (tampon) puis l’analyse pour voir si elle est intacte. Si tel est le cas, alors il l’envoie à la machine destinatrice. Ce type de switch présente un réel avantage en termes sécuritaires car garantit l’intégrité de vos données mais ayant un temps d’acheminement ou “temps de commutation de données” assez grand.

Les switchs “cut through”

Ces derniers se contentent d’acheminer les trames de données à la machine destinatrice sans les analyser. Donc, le temps de commutation est très petit et le risque sécuritaire est aussi très élevé.

Les switchs “adaptative cut through”

Ce type de switch sélectionne automatiquement un des modes précédents, en fonction des erreurs qu’il constate. C’est un mode plus ou moins intelligent.

Types des switchs selon la forme

Selon la forme, on distingue également plusieurs types de switch à savoir :

Les switchs classiques

Ce sont sans doute les plus simples des switchs, ils sont rackables mais pas manageables. On les retrouve généralement dans les petits réseaux locaux notamment dans les domiciles.

Les switchs rackables

On les retrouve généralement dans les entreprises, entreposés dans des baies. Le terme “rackables” signifie qu’on peut les associer ensemble. Ils sont manageables et présentent plusieurs ports RJ45 ou fibres optiques.

Les switchs manageables

Compte tenu de sa flexibilité en matière d’utilisation, ce sont ces types de switch que vous devez privilégier. Ils peuvent gérer un très grand nombre d’ordinateurs, créer des réseaux logiques en les segmentant.

 

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