Comprendre l'univers des technologies réseaux

Définition des technologies réseaux

Quelles sont les principales technologies réseaux ?
Le plus connu des équipements télécoms est sans doute le routeur, dont le but est d'interconnecter différentes machines ou réseaux et de rediriger les paquets IP en calculant le meilleur chemin possible en fonction de la destination finale de l'information. Les routeurs constituent la base du réseau maillé Internet. Les routeurs sont à distinguer des hubs ou des commutateurs (switchs), autres éléments très populaires des réseaux IP.

Le hub, ou répétiteur, est le plus simple de ces concentrateurs. Il se contente d'émettre un signal sur le réseau à tous les ordinateurs connectés et attend une réponse. Si les hubs s'avèrent plus rentables sur des petits réseaux peu exploités, ils montrent leurs limites dès que le nombre de postes croît car chaque liaison perturbe l'ensemble du réseau et fait baisser les performances.

A l'inverse, le commutateur est un concentrateur évolué. Il n'émet les informations que sur le port (le chemin) conduisant à l'ordinateur cible et ne dérange pas ainsi l'ensemble des ordinateurs du réseau. Autre avantage, le commutateur autorise des communications simultanées dans les deux sens, ou full duplex, entre l'ordinateur et l'équipement réseau. Ces mesures limitent le risque de collision entre deux messages IP, très présent dans le cas des hubs.

Les répétiteurs et les commutateurs restent toutefois limités à la connexion d'appareils appartenant à une même famille d'adresses IP ou un même masque de sous-réseau. Concrètement, ils servent donc pour des réseaux locaux ou de taille moyenne, mais ne conviennent plus à des réseaux étendus nationaux ou internationaux. Un routeur dispose des fonctions avancées des commutateurs auxquels s'ajoutent des outils d'administration à distance, de découverte automatique du réseau et de filtre des informations en entrée.

Comment fonctionne un routeur ?
Un routeur se connecte physiquement à la machine du réseau par le biais d'un câble Ethernet pour les réseaux filaires, ou des ondes WiFi pour les réseaux non filaires. Chaque machine qui souhaite accéder à un routeur doit donc disposer d'une carte réseau, un élément matériel qui se charge d'établir la relation entre les applications et le réseau. Une adresse IP unique est alors attribuée soit manuellement par l'administrateur du réseau ou l'utilisateur, soit de manière automatique par le biais du protocole DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Une fois la machine connectée, lorsqu'une application souhaite émettre sur le réseau, elle découpe son message en plusieurs morceaux, appelés trames IP. Ces messages seront émis sur le réseau avec un numéro d'identification.

Le routeur se charge alors de réaliser la transmission du paquet jusqu'à l'adresse cible. Pour cela, il envoi un premier message de test et se met en attente des accusés de réception. Il découvre ainsi les machines qui lui sont le plus proches et les moins chargées par d'autres communications et envoie son message. Une fois à destination, le message est recomposé grâce aux différents numéros placés sur les paquets IP.

Sur quels critères évalue-t-on un routeur ?
D'abord, en analysant les différentes fonctionnalités gérées par ce routeur. Les routeurs modernes ne se contentent plus de leur tâche d'interconnexion et de redirection des flux. Ils offrent des fonctions de réseaux privés virtuels (VPN) où les connexions entre machines distantes s'effectuent à l'aide de protocoles sécurisés IPSec ou SSL. La plupart sont également équipés de fonctions de sécurité, via la détection d'intrusion ou des options de pare-feu afin de limiter l'exploitation des machines et la diffusion de codes malveillants.

Pour les routeurs avancés, ils gèrent aussi bien les réseaux sans fil, l'électricité via le câble Ethernet, que la compression et l'accélération de flux. Un point important consiste donc à s'assurer de la puissance de la machine en fonction des options qui lui seront intégrées. La taille de la mémoire cache joue par exemple un rôle important dans la puissance du routeur.

A quoi correspond le terme IPv4 ou IPv6 pour un équipement réseau ?
La plupart des équipements réseaux fonctionnent encore en Ipv4, c'est à dire en une plage d'adresses IP comprise entre 1.0.0.0 et 255.255.255.255. Cette normalisation a conduit l'infrastructure télécoms à un découpage en 3 principales classes d'adresses, dîtes de type A, B ou C, qui limite Internet à un maximum de 4,3 milliards d'adresses IP publiques.

Cette limite risque d'être atteindre dans les prochaines années, c'est pourquoi les adresses seront rallongées de deux sous-domaines. Le changement des équipements vers l'IPv6 reste très progressif sur les routeurs Internet en raison des coûts qu'implique de tels changements.

Quels sont les nouveaux enjeux des équipements réseaux ?
Ils portent principalement sur la gestion de la qualité de service (QoS). Les réseaux servent désormais aussi bien à véhiculer des données prioritaires via des applications webifiées, de la voix par le biais de la téléphonie sur IP, que de la vidéo en temps réel.

L'enjeu pour les routeurs est donc d'établir des priorités entre ces différents flux et d'optimiser le transfert de chacun d'entre eux. Face à la complexité des algorithmes, l'informatique se repose donc en partie sur l'évolution des protocoles de communication, Ethernet pointant désormais vers les 100 Gbits, et celle du matériel (processeurs et mémoires).