Qu’est-ce qu’Ethernet ? | Réseau mondial

Ethernet est l’une des technologies de mise en réseau originales, inventée il y a près de 50 ans. Et pourtant, en raison de la simplicité avec laquelle le protocole de communication peut être et de sa capacité à intégrer les avancées modernes sans perdre la rétrocompatibilité, Ethernet continue de régner en tant que norme facto pour les réseaux informatiques.

À la base, Ethernet est un protocole qui permet aux ordinateurs (des serveurs aux ordinateurs portables) de communiquer entre eux sur des réseaux câblés qui utilisent des périphériques tels que des routeurs, des commutateurs et des concentrateurs pour diriger le trafic. Ethernet fonctionne également de manière transparente avec les protocoles sans fil.

Sa capacité à fonctionner dans presque tous les environnements a conduit à son adoption universelle dans le monde entier. Cela est particulièrement vrai car cela permet aux organisations d’utiliser le même protocole Ethernet dans leur réseau local (LAN) et leur réseau étendu (WAN). Cela signifie qu’il fonctionne bien dans les centres de données, dans les réseaux d’entreprise privés ou internes, pour les applications Internet et presque tout ce qui se trouve entre les deux. Il peut même prendre en charge les formes de mise en réseau les plus complexes, comme les réseaux privés virtuels (VPN) et réseau défini par logiciel déploiements.

Ethernet n’a aucun problème à gérer les applications gourmandes en bande passante telles que le streaming vidéo ou les applications de voix sur IP. Et d’autre part, sa simplicité lui permet également de fonctionner avec des appareils très petits et relativement peu sophistiqués tels que ceux qui composent le Internet des objets (IoT), sans aucune configuration particulière requise.

Comment fonctionne Ethernet ?

Ethernet fonctionne en décomposant les informations envoyées vers ou depuis des appareils, comme un ordinateur personnel, en petits morceaux d’informations de différentes tailles appelées trames. Ces trames contiennent des informations normalisées telles que l’adresse source et de destination qui aident la trame à se frayer un chemin à travers un réseau.

Et parce que les ordinateurs d’un réseau local partageaient généralement une seule connexion, Ethernet a été construit autour du principe de CSMA/CD, ou accès multiple à détection de porteuse avec détection de collision. Fondamentalement, le protocole s’assure que la ligne n’est pas utilisée avant d’envoyer des trames. Aujourd’hui, c’est beaucoup moins important qu’au début de la mise en réseau, car les appareils ont généralement leur propre connexion privée à un réseau via un commutateur ou un nœud. Et parce qu’Ethernet fonctionne désormais en duplex intégral, les canaux d’envoi et de réception sont également complètement séparés, de sorte que les collisions ne peuvent pas se produire sur cette étape de leur trajet.

Sauf en cas de collision, il n’y a pas de correction d’erreur dans Ethernet, les communications doivent donc s’appuyer sur des protocoles avancés pour garantir que tout est parfaitement transmis. Cependant, Ethernet fournit toujours la base de la plupart des communications Internet et numériques, et s’intègre également facilement à la plupart des protocoles de niveau supérieur, de sorte que ce n’est presque jamais un problème de nos jours.

Les câbles colorés sont un élément clé des réseaux Ethernet

Vous ne pouvez pas parler d’Ethernet sans parler également de câbles, car Ethernet est conçu pour les réseaux câblés. Et en tant que tel, la simplification des câbles utilisés par le protocole a également contribué à généraliser l’adoption de la norme.

La norme d’origine avait Ethernet fonctionnant avec un câble coaxial, le type utilisé pour prendre en charge la télévision par câble. Le câble coaxial est robuste et capable de transporter beaucoup de bande passante sur son épais fil de cuivre interne. Mais il y a des compromis. Le coaxial est lourd, difficile à travailler, pas très flexible et aussi cher. C’est l’une des raisons pour lesquelles la plupart des installations de télévision par câble à domicile nécessitent un technicien spécial pour les configurer, ce qui n’est généralement pas le cas pour les réseaux domestiques.

Abandonnant le coaxial, Ethernet est passé à l’utilisation des câbles à paires torsadées qui pilotent encore aujourd’hui les réseaux câblés. Les câbles à paires torsadées utilisés avec Ethernet sont peu coûteux à déployer et également assez flexibles, ce qui signifie qu’ils peuvent être enroulés dans les coins, à l’intérieur des murs, sur les dalles de plafond ou presque n’importe où ailleurs pour connecter des serveurs, des routeurs, des concentrateurs, des appareils et des terminaux.

Et dans un geste plutôt ingénieux, la plupart des entreprises qui fabriquent des câbles Ethernet ont décidé il y a longtemps de renoncer à la palette de couleurs grises standard et de les publier à la place dans un arc-en-ciel de couleurs. Outre l’amélioration des salles de serveurs et des centres de données, le codage couleur a permis aux techniciens informatiques de regrouper visuellement leurs connexions réseau en groupes pour un dépannage rapide.

La prise standard aux deux extrémités des câbles à paires torsadées, qui est très similaire au même type de connexion utilisé par les systèmes téléphoniques filaires, facilite également l’encliquetage des câbles dans n’importe quel appareil prenant en charge la connectivité Ethernet. La plupart du temps, il suffit de brancher un appareil et de le connecter à un réseau à l’aide de l’un de ces câbles est la seule étape requise pour obtenir immédiatement la connectivité. Tout le routage principal des paquets et des données est ensuite géré par Ethernet et d’autres protocoles avancés tels que Spanning Tree.

La norme de longue date pour les câbles Ethernet est appelée Catégorie 5, communément appelée Cat 5. La norme Cat 5 est utilisée depuis 2001. Un câble Ethernet normal prend en charge des vitesses allant jusqu’à 100 Mb/sec. Bien que la fonction principale des câbles soit de prendre en charge la mise en réseau Ethernet, ils fonctionnent également avec de nombreuses applications téléphoniques et vidéo.

Un câble légèrement plus avancé appelé Catégorie 5e est également utilisé aujourd’hui pour des applications Ethernet plus rapides. Les câbles de catégorie 5e sont destinés à l’Ethernet 100 Mb/s, mais leur conception leur permet également de prendre en charge des vitesses plus élevées, telles que l’Ethernet Gigabit, tout en utilisant les mêmes ports pour une connectivité universelle.

Qui a inventé Ethernet ?

La norme Ethernet originale a été créée en 1973 par les ingénieurs de Xerox PARC Robert Metcalfe et David Boggs, et a été inspiré par un projet mené à l’Université d’Hawaï, appelé ALOHAnet. Primitif selon les normes d’aujourd’hui, il ne pouvait atteindre que 2,94 Mb/sec en vitesse brute, mais c’était l’une des premières fois que des ordinateurs étaient réellement reliés à un réseau.

En dehors d’un cadre universitaire, le public ne verrait Ethernet qu’en 1980, lorsque Xerox l’a rendu accessible à tous. À ce moment-là, il y avait d’autres normes concurrentes telles que Anneau de jeton, ARCNET et d’autres. Mais Metcalfe, qui avait depuis quitté l’entreprise pour fonder 3Com, a convaincu de nombreux acteurs majeurs de l’industrie, dont Digital Equipment Corporation (DEC), Intel et Xerox, de travailler avec 3Com pour faire d’Ethernet une norme unifiée.

Dans le cadre de cet accord, Xerox a abandonné sa marque déposée du nom Ethernet, permettant à toute entreprise d’utiliser Ethernet avec ses produits. La bande passante et le débit ont également été augmentés à 10 Mb/s, ce qui était plus que suffisant pour gérer la plupart des tâches de mise en réseau à l’époque, avec de la place à revendre. Tout cela a aidé Ethernet à devenir la norme dominante dans le monde.

L’avenir brillant (et rapide) d’Ethernet

La simplicité de la norme Ethernet ainsi que sa capacité à prendre en charge des vitesses plus rapides tout en restant rétrocompatible ont permis au protocole de se développer parallèlement à de nombreuses avancées techniques. Aujourd’hui, presque tous les ordinateurs ou appareils informatiques peuvent prendre en charge des vitesses allant jusqu’à un gigabit par seconde. Communément appelé Gigabit Ethernet, lorsque vous comparez sa vitesse brute de 1 Gb/sec (soit 1 000 Mbit/s) avec la norme originale de 10 Mbit/s prise en charge par Ethernet, il est facile de voir jusqu’où le protocole est arrivé.

Gigabit Ethernet fournit probablement une bande passante plus que suffisante pour les réseaux domestiques et la plupart des bureaux. À cette vitesse, même les applications à bande passante intensive comme le streaming vidéo ou les jeux vidéo en ligne fonctionnent parfaitement, même avec plusieurs utilisateurs sur le même réseau. Mais Ethernet peut faire plus.

Le Groupe de travail Ethernet IEEE spécifications approuvées pour Ethernet 200 Gb/sec et 400 Gb/sec il y a plusieurs années. Il s’agit principalement de centres de données, de fournisseurs d’accès Internet (FAI) et d’organisations spécialisées telles que Centres d’opérations réseau qui serait le plus intéressé par ces types de vitesses. Quelques fournisseurs de services cloud et d’autres disent qu’ils travaillent avec des vitesses de 400 Gb/sec dans une certaine mesure, bien que l’adoption complète de la norme semble être suspendue à certains éléments comme les nouvelles exigences de câblage (les câbles Cat 5 et Cat 5e actuels ne ne prennent pas en charge ces vitesses), des problèmes de rétrocompatibilité pour les appareils et des exigences accrues en matière de consommation d’énergie dans les centres de données.

Techniquement, la spécification Ethernet 800 Gb/s existe également, mais personne ne l’utilise actuellement en dehors d’un environnement de test. Et ce qui est intéressant à propos d’Ethernet, c’est que parce qu’il s’agit d’un protocole tellement ouvert, il n’y a aucune raison de penser que même les vitesses de 800 Gb/s sont proches du maximum théorique.

En fait, des recherches sont en cours afin de jeter les bases d’une norme de 1,6 téraoctet par seconde qui pourrait être finalisée d’ici 2023. De telles vitesses ne seront probablement utiles que dans des applications très spécifiques. Par exemple, une entreprise ou une entité gouvernementale pourrait éventuellement sauvegarder très rapidement ses données réseau dans un emplacement hors site. S’ils avaient 500 téraoctets de données à envoyer, ce processus pourrait être achevé en moins de 14 minutes.

Il peut sembler que de telles vitesses sont inutiles, et pour le moment, elles le sont probablement. Mais le volume de données ne cesse de croître, tout comme le nombre d’utilisateurs et d’appareils qui accèdent à Internet. Ce qui peut sembler une vitesse inutile aujourd’hui peut rapidement devenir banal, voire une exigence, dans un avenir pas si lointain. Quand ce jour viendra, même si Ethernet pourrait avoir 50 ou 60 ans d’ici là, il est clair qu’il sera prêt à relever le défi.

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