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Les réseaux Ethernet se dinstinguent d'abord par leur câblage : Tick, Thin ou Twisted-Pair.
Le câblage THICK (épais), également connu sous le nom de Yellow Cable avec connecteur AUI, n'est pratiquement plus utilisé aujourd'hui. On lui préfère le câble coaxial THIN (mince), avec connecteur BNC. Mais !e système !e plus f!exib!e est !e TWISTED PAIR, avec connecleur RJ45. En effet, le Thin est un système linéaire, limité à 180 m par segmemt. Le Twisted Pair, par contre, utilise des hubs et permet des configurations beaucoup plus complexes en étoiles et en cascades.
Auparavant, le coût des hubs représentait un inconvénient trop lourd, et, pour des raisons économiques, la plupart des réseaux étaient câblés en Thin Coax. Actuellement, le prix des réseaux a fortement baissé. Aussi, il est très souvent recommandé d'utiliser des réseaux câblés en Twisted Pair. En fait, tous les développements récents du système Ethernet ont été réalisés sur base de câblage Twisted Pair.
Un exemple est le FAST Ethernet. La première génération de réseaux Ethernet travaille avec une vitesse de 10Mbps. En Fast, on travaille à 100Mbps. Il existe des hubs pour 10 et d'autres pour 100 Mbps. Si l'on veut connecter un segment de réseau 10Mbps avec un autre à 100 Mbps, il faut disposer d'un hub avec tampon, capable de recevoir les données à une vitesse, de les stocker et de les transmertre à une vitesse différente. On appelle cela un SWITCHING Hub.
Il existe en fait deux types de Switching Hub: ceux qui travaillent aux deux vitesses de 10 et 100 Mbps, et ceux qui travaillent à une seule vitesse. Il y a, en effet, des avantagess à utiliser des hubs avec tampons dans des réseaux à une seule vitesse. On parle alors de SWITCHED Ethernet.
Pour comprendre l'intérêt du Switched Ethernet, il faut savoir que les PC transmettent !eurs données sur le réseau par paquets. Si deux paquets sont transmls en même lemps, 1I y a collision, détection de celle-ci par le système, attente, et retransmission. Ceci ralentit évidemment le système, surtout lorsque le réseau est complexe, et que beaucoup de PC transmettent de nombreux messages en même temps. Pour éviter les collisions, on coupe le réseau en morceaux appelés domaines de collisions. Dans chacun de ces domaines, le nombre de PC est limité, et donc égalemem, ie nombre de collisions. On garde donc un débit de transmission assez élevé. C'est pour délimiter ces domaines que l'on utilise des Switching Hubs. En effet, grâce à leur tampon, ceux-ci isolent les domaines les uns des autres. De plus, leur électronique sophistiquée permet de gérer les transmissions d'un domaine à l'autre, en évitant toute collision: les données sont reçues à tout moment, stockées dans le tampon et transmises dès que la voie est libre. On peut donc, grâce à ces Switching Hubs, atteindre des débits très élevés sur les lignes.
Une application type sera, par exemple, de placer un Switching Hub à la sortie d'un serveur et de raccorder sur ce hub les différents segments du réseau. On améliorera ainsi, dans des proportions importantes, I'efficacité du réseau:
Il est facile de croire que, pour accélérer un réseau 10 Mbps trop lent, il faut passer à 100 Mhps Mais ce n'est pas toujours le cas. S'il s'agit d'un réseau bureautique encombré, on peut le comparer à un embouteillage en ville: décupler la puissance des voitures ne changera pas grand chose. Mieux vaut organiser la gestion des carrefours: c'est ce que fera un Switching Hub. Par contre, si vous vous déplacez de Paris à Bruxeiies sur une voie de chemin dc fer dégagée, un TGV sera plus rapide qu'un tortillard. Dans ce cas, un réseau à 100 Mbps sera tout à son avantage.
Le texte ci-dessous décrit l'intérèt d'installer un Switching Hub comme Hub principal de ce réseau.
Dans un réseau Ethernet, les PC transmettent leurs données par paquets. On visualise souvent ces paquets comme des trains qui circulent sur le cable, sortant du PC émetteur et rentrant dans le PC destinataire. Mais il n'en est rien. Ces paquets sont en fait des potentiels électriques qui affectent tout le réseau. Lorsqu'un PC émet un paquet, ses signaux occupent l'entièreté du système. Ceci veut dire qu'un paquet ne peut être émis que par un seul PC à la fois. Si deux PC tentent d'émettre un paquet en même temps, il y a collision. Le protocole de gestion du réseau (CSMA/CD) détecte cette collision, impose un délai d'attente puis autorise une nouvelle émission. Ceci provoque évidemment un ralentissement des transmissions. Plus il y a des PC qui émettent, plus il y a des collisions, plus le rendement du réseau diminue.
Dans le schéma ci-dessus, le PC 11 ne peut envoyer un paquet au PC 19 si, en même temps, le PC 21 émet vers le PC 29. En fait, le PC 11 ne pourra émettre que si tous les autres PC du réseau sont silencieux ! Si le PC 11 fait des tentatives d'émissions, non seulement ses données ne passeront pas, mais il ralentira les transmissions en cours entre les autres PC.
Pour maîtriser ce probléme, on a inventé la notion de domaine de collision. On coupe le réseau en morceaux isolés les uns des autres, et on forme des groupes de travail composés d'un moindre nombre de PC Ceci se fait par des hubs Intelligents, qui possèdent des mémoires tampons, capables d'isoler un port d'un autre. On les appelle des Switching Hubs. Ils reçoivent les paquets, ils les stockent dans leur mémoire tampon et les transmettent lorsque la voie est libre en évitant toute collision.
Dans le schéma ci-dessus, on pourra placer un Witching Hub à la place du hub principal. Dans ce cas, les hubs secondaires et les PC qui y sont raccordés forment des groupes indépendants, des domaines de collisions séparés. Le PC 11 pourra alors travailler avec son collègue le PC 19, pendant que le PC 21 fait de même avec le PC 29, ainsi d'ailleurs que n'imprte quelle paire de PC raccordée à l'un des autres hubs. La vitesse de transfert dans chaque groupe de travail sera fortement augmentée puisqu'elle ne sera plus perturbée par l'activité des autres groupes.
Les Switching Hubs sont également utiles pour accélérer le trafic d'une porte à l'autre, par exemple, entre les hubs secondaires ou vers le serveur. Les Switching Hubs de CELEM sont très rapides à reconnaître les paquets: une partie de paquet leur suffit pour reconnaître l'adresse du destinataire. Ils stockent le paquet dans le tampon adéquat. Dès que le destinataire est disponible, le paquet est transmis sans risque de collision. Dans le schéma ci-dessus, le trafic entre les hubs et avec le serveur sera ainsi fortement accéléré.
Grâce à leurs tampons, les Switching Hubs peuvent aussi combiner des ports à 10Mbps avec d'autres à 100Mbps. Cette fonction permet donc de faire communiquer des portions de réseaux à 1OMbps avec d'autres à 1000Mbps. Si votre réseau actuel est a 1OMbps, et si vous souhaitez le développer en ajoutant des segments à 100Mbps, cette opération est facilement réalisable grâce à un Switching Hub à vitesse mixte.
Jusqu'à present, les Switching Hubs étaient uniquement des modèles manageables, capables de travailler sous SNMP. Ceci rendait les Switching Hubs assez couteux et donc réservés aux réseaux complexes. CELEM vous propose maintenant des Switching Hubs de type non manageables qui sont beaucoup plus économiques, et qui ont l'intérêt supplémentaire de s'utiliser aussi simplement que des hubs conventionnels. Cette nouvelle génération de Switching Hubs pourra donc se justifier économiquement et être employée avec succès dans des réseaux de taille moyenne.
Si votre réseau est fort chargé et si vous souhaitez réduire les temps de réponse, un Switching Hub pourra dorénavant être une solution à prendre en considération.
Référence: DOC-3170
Mais la concentration de volumes importants de données dans un seul PC suppose que l'on prenne des dispositions pour assurer la sécurié de ces données et la fiabilite du système.
La technique la plus simple pour assurer la fiabilité d'un systéme consiste à l'équiper d'un double, qui pourra servir de système de secours en cas de problème.
NOVELL, le spécialiste des réseaux, a été particulierement sensible a l'aspect sécurité, et propose plusieurs solutions:
Pourtant, il peut s'avérer que les systèmes a miroir ne soient pas encore assez performants. Il est vrai que ces dernières années, la puissance de traitement des PC a augmenté d'un facteur 100 alors que les disques durs n'ont progressé que d'un facteur 10. Les disques durs représentent le principal frein à la pleine exploitation des systèmes micro-informatiques actuels.
On a donc imaginé des systèmes plus sophistiqués, constitués de grappes de disques durs organisés en niveaux appelés RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks ) .
Le Disk Mirroring décrit plus haut est en fait le niveau Raid 1. Nous l'avons vu, il améliore à la fois la fiabilité et la performance, mais d'une manière qui peut encore se révéler insuffisante.
Pour obtenir des performances encore plus élevées, on utilise la technique du striping, qui consiste à repartir les segments de données sur plusieurs disques. Ceci permet de réduire les déplacements des têtes, et de réaliser plusieurs opérations de lecture ou d'écriture en parallèle. On peut, par exemple utiliser 5 disques de 200MB pour obtenir un volume de 1 GB. Les performances du système à 5 disques seront, on le comprend aisément, nettement supérieures à celles du disque monobloc. Par contre, la fiabilité de l'ensemble n'est certes pas améliorée puisqu'il faut que l'ensemble des 5 disques soit opérationnel en permanence. Une défaillance d'un seul disque met le système en panne.
On pourrait donc imaginer d'équiper le serveur de deux grappes de disques en miroir. Mais cette solution risque, fort probablement, d'être considérée comme trop coûteuse, surtout si la capacité de l'ensemble est fort élevée.
On se tournera donc vers un doublage d'une partie seulement de la grappe, en ajoutant un disque de parité. Celui-ci contiendra des données de contrôle qui seront utilisées au cas ou un seul, mais n'importe lequel, des disques de la grappe serait défaillant. Dans le cas de notre exemple, il suffira donc d'ajouter un disque de parité de 200MB pour protéger l'ensemble des disques de données. C'est la technique du niveau Raid 3.
Une analyse plus approfondie de ce système montre cependant que le disque de parité va constituer un frein lorsque plusieurs séquences de données doivent être mis à jour successivement. On ne pourra plus exploiter efficacement la technique des accès parallèles du striping puisque, à chaque mise a jour, il faudra de toute façon, accéder séquentiellement au disque de parité. Pour résoudre ce problème, on a eu l'idée de rajouter les parités sur les disques de données. C'est la technique du niveau Raid 5.
Mécaniquement, les Disks Arrays, sont montés dans des boitiers qui peuvent permettre le changement d'un disque sans arrêter le systeme. Certains boitiers comportent d'ailleurs aussi des alimentations multiples qui viennent au secours l'une de l'autre en cas de défaillance. Et il ne faut pas non plus ignorer l'importance du système de refroidissement qui devra également être constitué de ventilateurs redondants. Enfin, on peut aussi installer dans la grappe un disque de secours, qui tourne en permanence, et qui est prêt a intervenir, quasi instantanément en cas de défaillance de l'un de ses collègues.
Référence: DOC-5410
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Dernière modification de cette page : 29 janvier 1995