Définition

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Un réseau local ou LAN (Local Area Network), appelé aussi RLE (Réseau Local d'Entreprise) est un système de communication permettant l'interconnexion de différents équipements informatiques dans un domaine géographiquement limité.

Cette interconnexion utilise des supports physiques divers :

• les paires filaires
• les câbles coaxiaux
• les fibres optiques
• les ondes électromagnétiques
• les ondes hertziennes
• autres (laser, ...)

Les équipements informatiques sont le plus souvent :

• des ordinateurs (du PC au Mainframe)
• des imprimantes
• des modems
• des fax
• des mémoires de masses
• etc.

Par opposition le WAN (Wide Area Network) relie des équipements dans un domaine géographiquement étendu, beaucoup de LAN sont interconnectés par des WAN !

Objectifs des réseaux locaux

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Les réseaux locaux ont pour rôle :

• de facilité la circulation de l'information,
• de fournir un accès partagé aux différents équipements qu'il interconnecte,
• de permettre la centralisation les données sur des dispositifs sécurisés tant au niveau de l'accès que de la fiabilité,
• la mise en commun de l'information (bases de données ...),
• d'assurer l'interconnexion rationnelle avec des équipements distants.

Moyens des réseaux locaux

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Pour atteindre ses objectifs les réseaux locaux doivent :

• avoir des vitesses de transmission élevées et une bande passante importante,
• respecter des normes précise afin d'être compatibles avec le maximum d'équipements et d'applications,
• pouvoir être raccordés à des réseaux distants,
• être facilement extensible et évolutifs,
• permettre une maintenance aisée,
• offrir des systèmes de sécurité et de fiabilisation des connections.

Caractéristiques des réseaux locaux

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Les principales caractéristiques d'un réseau local sont :

• La topologie.
• La méthode d'accès au support.
• La technique de transmission.
• Le support de transmission.
• Le débit binaire.

La topologie

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La topologie logique définit la manière dont les informations circulent sur le réseau.

Sur un LAN les informations sont véhiculées en utilisant des bits envoyés en mode série sur un support, les bits sont transmis regroupés en entités structurées appelées trames.

La topologie physique définit la manière dont le câblage interconnecte les noeuds[1] entre eux.

Topologie "Bus série".

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Figure 1 - Topologie "Bus série"

Tous les noeuds sont électriquement connectés au même support physique. Lorsqu'une trame est envoyée, le signal électrique est diffusé sur l'ensemble du réseau.

Topologie "Bus étoilé".

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Figure 2 - Topologie "Bus étoilé"

Un équipement central régénère le signal électrique envoyé par un nœud et le rediffuse vers les autres noeuds.
La topologie logique reste un bus série mais la topologie physique (le câblage) est une étoile.

Topologie "Anneau".

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Figure 3 - Topologie "Anneau"

Les trames sont envoyées d'un noeud à l'autre et reviennent au noeud de départ.
Le signal n'est pas diffusé sur l'ensemble du réseau mais d'un noeud à l'autre.

Topologie "Anneau étoilé".

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Figure 4 - Topologie "Anneau étoilé"

Pour remédier au principal inconvénient de la topologie en anneau, on utilise une topologie physique en étoile avec une topologie logique en anneau.
Tous les noeuds sont connectés à un équipement central dont tous les connecteurs sont reliés en série et dont la prise de droite est reliée en interne à celle de gauche.
Si une connexion à un noeud ou si le noeud lui-même est défectueux, le connecteur correspondant est court-circuité et l'anneau est malgré tout refermé.

Topologie "Étoile".

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Figure 5 - Topologie "Étoile"

L'élément central connecte les noeuds deux à deux. Il existe plusieurs liaisons point à point simultanées.

La méthode d'accès au support

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La méthode d'accès au support définit la manière utilisée par chaque noeud pour envoyer des trames sur le réseau, ainsi que la gestion des différents incidents. (collisions,...)
Elle est souvent conditionnée par la topologie utilisée.

CSMA/CD.

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CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) est une méthode d'accès utilisées sur les "Bus série".
Elle a pour but d'éviter les collisions et de les détecter si elles se produisent.

L' équipement qui souhaite émettre "écoute" si un signal est actuellement émis sur le bus, c'est une mesure physique du signal électrique.
Si le bus est libre, la station émet sa trame, sinon elle attend le moment ou le bus sera non occupé.
Cependant deux noeuds peuvent émettrent "simultanément" ou presque (Voir le temps de propagation du signal. Une collision se produit, les deux trames sont corrompues.
Chaque noeud détecte physiquement, par mesure électrique, cette collision: Aucune trame n'est plus émise.
Une procédure de retransmission débute alors: chaque noeud re-émet après un délai différent des autres noeuds.

CSMA/CA.

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CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) reprend les principes de CSMA/CD mais la détection des collisions est faite par un moyen logiciel et non par un moyen physique.

Jeton sur anneau(Token Ring).

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Une trame comportant un bit spécial appelé "jeton" passe d'un noeud à l'autre.
Si un noeud veut émettre, il modifie la valeur du jeton et place les données dans le champ approprié: la trame est considérée comme occupée.
Quand la trame aura fait un tour complet, après passage dans tous les noeuds, le jeton est repositionné à sa valeur initiale.
La trame est alors considérée comme vide. Il n'y a pas de risque de collision car un seul noeud à la fois peut émettre des données.
Cette méthode est dite déterministe. En effet le calcul du temps entre deux accès d'un noeud au réseau est possible si le nombre de noeuds est connu.
L'ordre de circulation de l'information dépend de la position physique des équipements dans l'anneau.
Pour éviter qu'un équipement ne monopolise la trame, un système de priorité est prévu:

Jeton sur bus(Token Bus).

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Le jeton sur bus est identique au jeton sur anneau, l'anneau étant ici un anneau logique formé grâce au système d'adressage.
Chaque noeud modifie l'adresse de destination de la trame avec l'adresse du noeud suivant etc...
Cependant étant sur un bus la trame est diffusée sur l'ensemble du réseau.

La technique de transmission

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Deux méthodes de transmission existent sur les réseaux locaux :

• Large bande.
• Bande de base.

La Technique large bande est une technique utilisant des signaux Analogiques qui n'est pratiquement pas utilisée.

En revanche la méthode Bande de base utilise des signaux numériques envoyés en mode serie.
De plus, afin de permettre une bonne synchronisation et une largeur de bande optimale, les données sont toujours codées (Ex. codage Manchester).

Le support de transmission

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Pour transmettre des données sur un réseau il faut véhiculer des signaux, le plus souvent sous forme électrique mais pas seulement.

En effet il existe 3 "familles" de signaux couramment utilisées :

• Les signaux électriques
• Les signaux lumineux
• Les signaux électromagnétiques

Quelque soit le support et le type de signal, celui-ci subit une atténuation et une déformation dépendant de la qualité du support et de sa longueur.

Les signaux électriques

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Les signaux électriques utilisent des supports à base de cuivre : Les paires torsadées ou les câbles coaxiaux.

• Les paires torsadées.


Dans les réseaux, elles sont généralement composées de 4 paires (8 fils).
Selon la qualité et le respect de certaines normes elles sont classifiées en diverses catégories :
• catégorie 4

câbles dont les caractéristiques sont spécifiées jusqu'a 20 MHz.
• catégorie 5

câbles dont les caractéristiques sont spécifiées jusqu'a 100 MHz.
des évolutions sont apparues telle la catégorie 5e elle même composée de diverses classes allant jusqu'a 350 MHz.

Il existe deux impédances 100 (norme internationale) et 120 Ohms (norme européenne - anecdotique, n'a jamais été beaucoup employée).
Les paires torsadées peuvent être blindées (STP) ou non (UTP) et dotées d'un écran général pour toutes les paires FTP.
• Les câbles coaxiaux


Aujourd'hui complètement abandonnés ou presque, les câbles coaxiaux permettaient d'atteindre des fréquences supérieures aux paires torsadées de catégorie 4.

Les signaux lumineux

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Les signaux lumineux sont véhiculés soit par l'air (faisceau laser - liaison point à point) soit par des fibres optiques.
Les fibres optiques permettent d'atteindre des débits supérieurs aux autres supports et ce sur des distances supérieures et ce en étant beaucoup moins sensible aux perturbations extérieures.

Sont prix élevé freine encore son essor.

Les signaux électromagnétiques

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Actuellement en pleine actualité, les réseaux sans fils (Wire less et autre WiFi) sont sans cesses en évolution.
Leur principal défaut repose sur le manque de sécurité, là où, sur les réseaux filaires, une part importante de la sécurité reposait sur l'accès physique au réseau (à la prise), il n'y a pas de moyen satisfaisant d'identifier les noeuds du réseau !

De plus les équipements évoluant très rapidement, ils sont obsolètes ou bouts de quelques mois (18 à 24 mois semble réaliste).

Le débit binaire.

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Le premier réseau local réellement utilisé était Apple Talk, dans les années 80 il permettait d'atteindre des débits de 230,4 Kbps.

Starlan, réseau précurseur d'Ethernet fonctionnait à 1 Mbps.

Token-Ring dans sa première version atteint 4 Mbps et 16 Mbps dans sa deuxième.

Ethernet fonctionne en 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps et depuis 2005 en 10 Gbps. (le 1 Tbps existerai en laboratoire !)

FDDI (sur fibre optique) permet d'atteindre 100 Mbps.

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