Cet article explique ce que sont les ponts et les commutateurs, décrit leur fonctionnement et nomme leurs avantages par rapport aux composants réseau plus simples.
Le pont et le commutateur des composants réseau fonctionnent sur la couche 2 du modèle OSI. Ce sont des appareils plus complexes que des répéteurs et des concentrateurs .
Qu’est-ce qu’un pont?
Les ponts sont des composants de réseau plus complexes que les répéteurs et les concentrateurs car ils fonctionnent sur la couche 2 du modèle Osi. Un pont relie deux réseaux locaux entre eux. Chaque réseau peut être considéré comme indépendant. Les protocoles qui fonctionnent sur une couche supérieure à la couche 2 sont transférés sans traitement.
Un pont ne peut pas restreindre les messages de diffusion d’un ordinateur à un sous-réseau, c’est-à-dire que si un ordinateur envoie une diffusion, elle est envoyée à tous les sous-réseaux connectés via des ponts. Cependant, un pont peut implémenter différentes vitesses de transmission et différentes méthodes d’accès. Dans un sous-réseau, CSMA / CD peut être utilisé comme méthode d’accès, tandis que l’autre utilise le passage de jetons.
La division en différents sous-réseaux crée différents domaines de collision. Cela signifie que les collisions de messages au sein d’un sous-réseau sont moins fréquentes. Une collision se produit lorsque plusieurs ordinateurs veulent envoyer en même temps. Moins il y a d’ordinateurs dans un sous-réseau, moins il y a de collisions logiquement – à condition que les messages soient limités au réseau correspondant.
Comment fonctionne un pont
Un pont stocke temporairement les données et traite les paquets de données. Il envoie ensuite les paquets en utilisant l’adresse MAC. L’adresse IP, qui se trouve sur la couche 3 du modèle OSI, ne peut logiquement pas être utilisée par les ponts. Les adresses MAC des stations connectées sont inscrites dans la table d’adresses du pont. Le pont envoie les données sur la base de ces tables.
Les ponts simples utilisent des tables d’adresses statiques qui sont gérées et développées par l’administrateur système. Ces tableaux ne changent pas dynamiquement pendant le fonctionnement. Dans le cas des grands réseaux, cela signifie bien sûr beaucoup de travail administratif pour l’administrateur. En revanche, il y a les ponts d’apprentissage.
Les ponts d’apprentissage sont capables de configurer automatiquement leurs tables d’adresses et de les modifier en cours de fonctionnement. Cela signifie que ces appareils peuvent s’adapter aux changements de la structure du réseau sans qu’un administrateur n’ait à s’occuper de ces tâches.
De cette manière, les ponts réduisent le trafic réseau entre les sous-réseaux individuels car ils peuvent faire la différence entre le trafic local dans un sous-réseau et la communication entre différents sous-réseaux. Les paquets destinés à une station du même sous-réseau ne sont pas transférés vers les autres réseaux. De cette manière, les sous-réseaux peuvent être configurés de telle sorte que les ordinateurs qui communiquent souvent entre eux se trouvent dans un sous-réseau. Le réseau global peut ainsi être soulagé par une structure intelligente des réseaux.
Que sont les commutateurs?
Les commutateurs sont des développements ultérieurs des ponts. Ils travaillent également sur la couche 2 du modèle OSI et utilisent donc également les adresses MAC pour fournir les données. La grande différence avec le pont est qu’un commutateur permet une communication directe entre deux ports.
Vous pouvez le considérer comme un réseau téléphonique. Chaque participant est connecté au standard. Un téléphone peut communiquer directement avec un autre, cette connexion n’existant que pendant le temps de l’échange de données. Les autres participants ne sont pas concernés par cette connexion. Les terminaux ont ainsi l’impression que la totalité de la bande passante leur est disponible.
Comment fonctionnent les commutateurs
Les commutateurs analysent l’adresse MAC et décident de l’itinéraire à emprunter. Les données ne sont mises en mémoire tampon que lorsque le port de sortie est occupé. Habituellement, le port de destination correspondant est commuté immédiatement via un multiplexeur. Les commutateurs peuvent fonctionner selon différentes méthodes:
- Couper à travers
- Store-and-Foward
- Coupe transversale adaptative
Avec le cut-through, le commutateur commence à envoyer les données immédiatement après les avoir reçues et après avoir lu l’adresse de destination. Cela signifie que les données sont livrées très rapidement, mais le reste des packages ne sont plus contrôlés. Il peut y avoir deux variantes du processus de découpe:
- Cross-Bar: les données sont transmises immédiatement et le commutateur fonctionne uniquement comme un répéteur pour le reste des données.
- Fond de panier de cellules: les paquets sont décomposés en petites cellules avec l’adresse du port de destination dans l’en-tête. Au port de destination, les données sont réassemblées et finalement transmises. Un débit de données plus élevé est obtenu avec cette méthode, en particulier dans les réseaux fortement chargés.
Dans le cas des ponts store-and-farard, les paquets entrants sont sauvegardés. Ensuite, ils sont vérifiés et les mauvais paquets sont rejetés. Cela garantit une transmission de données sans erreur, mais les données restent dans le commutateur plus longtemps avant d’être transmises. Bien entendu, cela permet également l’utilisation de mécanismes de filtrage complexes.
En tant que compromis entre les deux variantes décrites, il y a la coupure adaptative, qui peut être utilisée par des commutateurs prenant en charge les deux variantes. Lorsque le commutateur reçoit de longs intervalles de données sans erreur, il passe en mode de coupure, qu’il ne quitte que lorsqu’il atteint une valeur de seuil prédéfinie.
Procédure d’apprentissage et de séjour
Les commutateurs utilisent une procédure d’apprentissage et de séjour pour déterminer quelles adresses MAC sont attribuées à quels ports. Un paquet qui atteint le commutateur est analysé en ce qui concerne l’adresse de source et de destination. Le commutateur recherche les adresses dans la table d’adresses MAC. Dans les tableaux, les adresses MAC sont attribuées à un port de sortie. Dès que l’adresse a été trouvée, les données sont transférées vers le port de sortie correspondant.
Si l’adresse cible n’est pas trouvée dans la table, un processus appelé inondation est lancé. Cela signifie que le paquet est transmis à tous les ports. Le commutateur reçoit une réponse à l’inondation du destinataire et peut ainsi effectuer une nouvelle entrée dans la table d’adresses. De cette manière, le commutateur apprend toutes les adresses accessibles.