Ethernet est le descendant d'une famille de réseaux basée sur un mode d'accès appelé CSMA/CD (
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection : accès multiple sur écoute de porteuse et détection des collisions). Pour résumer ce mode d'accès, disons qu'il fonctionne par concurrence d'accès au média avec dispositif de règlement des conflits.
Mais même comme ça, il faut traduire.
Média partagé/accès multiple : aux débuts d'Ethernet, le média se résumait à une paire de câbles (un coaxial, c'est une âme et un blindage, donc une paire) sur lequel on plaçait des interfaces (
transceivers) reliées par un "câble de descente" aux stations et la transmission se faisait en bande de base (c'est le Base de 10Base2, 10Base5, 100BaseTX, etc.). Bande de base signifie qu'il n'y a pas de modulation : le signal est envoyé tel quel sur le média sans subir de décalage en fréquence (sans modulation). Si on n'a qu'une paire et qu'on ne module pas le signal, il n'y a qu'un nœud qui peut parler à la fois (alors qu'en modulant, c'est à dire, je répète, en se décalant en fréquence, il suffit, même avec un média partagé, d'utiliser des fréquences différentes pour permettre des flux simultanés). Notons en passant que la nature même du câblage d'origine, c'est à dire des noeuds en série (bus), nécessite de mettre en oeuvre des mécanismes trop longs à décrire ici. Leur rôle est de protéger la liaison en termes électriques ou de garantir l'occupation du média. Ils se traduisent par des paramètres aussi importants qu'obscurs.
Ecoute de porteuse/concurrence d'accès : puisque le média est partagé, avant de m'en servir, je dois écouter s'il est libre. Même émis en bande de base, un signal génère une fréquence principale qu'on peut détecter (pour du 10Base?, cette fréquence tournera autour de 10 mégahertz si on considère qu'il y a un changement d'état pour chaque bit émis. Bon, ce n'est pas si facile que ça mais c'est le principe qui compte). Si donc je ne détecte rien autour des 10 mégahertz, je peux causer.
Détection des collisions/règlement des conflits : le problème, c'est que mon voisin peut avoir la même envie au même moment. Il a écouté, n'a rien entendu et se met à causer... en même temps que moi. Chacun s'écoute parler. Si ça ne ressemble pas à ses propres paroles, il décide qu'il y a collision et émet un signal de brouillage pour éviter toute confusion. Chacun (c'est à dire tout le monde, même ceux qui ne causent pas) attend alors un temps aléatoire avant de tout reprendre au début.
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Après les câbles Ethernet du début est apparue la paire torsadée de type téléphonique blindée. Meilleur marché et surtout plus souple à installer : plus besoin de tirer un grand coax qui parcoure le bâtiment, de le couper avec soin à une longueur déterminée, de tester les bouchons anti-écho...
La paire torsadée se connecte sur un concentrateur (
hub) dont l'architecture interne n'est qu'un bus : comme si le coax se résumait au fond de panier du concentrateur, les
transceivers aux ports du concentrateur et les câbles de descente, la paire torsadée. Pas comme si, d'ailleurs : c'est exactement comme ça.
Le média alors est toujours partagé : on parle à l'alternat (semi-duplex ou
half duplex).
Pour relier des réseaux Ethernet entre eux (ce qu'on nomme dans le jargon des domaines de collision), on avait depuis longtemps la possibilité d'utiliser des répéteurs puis des ponts : ils répliquent de l'autre côté ce qui se dit en face.
Vint l'idée, pour limiter la consommation de capacité (ce qu'on nomme improprement bande passante) de filtrer au niveau du pont et de ne transmettre de l'autre côté que ce qui devait l'être.
Il n'a pas fallu longtemps pour se dire qu'on pourrait bien embarquer dans un appareil ressemblant à un hub un ensemble de ponts filtrants : le commutateur (
switch) était né. Il considère du coup chacun de ses ports comme un réseau Ethernet séparé : un domaine de collision isolé.
Dans la mesure où le prix de ces appareils baissait et qu'on avait pris l'habitude de ne connecter généralement qu'une station par port, des petits malins se sont dit que la détection de collision ne servait plus à rien pour peu qu'on décide de causer sur deux paires (une dans chaque sens) : le duplex intégral (
full duplex) venait de voir le jour. On doublait alors virtuellement la capacité. Plus que ça : plus de perte due aux collisions et aux temps d'attente nécessaires pour écouter avant d'émettre. Plus besoin de CS, plus question de MA et fini CD.
Ensuite, pour abaisser, entre autres, le niveau de compétence nécessaire pour la mise en œuvre de tout ce joli monde qui commençait à devenir un brin complexe à cerner, quelqu'un a inventé la négociation automatique des paramètres de connexion. Pas facile dans la mesure où ça doit pouvoir fonctionner même si on est sur un média partagé où se trouvent des stations anciennes qui ne savent pas négocier.
Mis en ligne à la demande générale de hr avec le soutien de Doubleyou. Je les remercie tous les deux d'avoir garder ceci par delà les frontières...
Sujet: Ethernet story 
11/7/2007, 20:33
