Paramètres de configuration d'un réseau - Sciences de l'ingénieur - Terminale S

Paramètres de configuration d'un réseau - Sciences de l'ingénieur - Terminale S

Cette fiche de révision Terminale S, Sciences de l'Ingénieur aborde les "Paramètres de configurationd'un réseau", du thème "Communiquer".

Ce document traite des réseaux généralistes (comme Internet) et du materiel constitutif d'un réseau, tels que les câbles standards (éthernets, téléphoniques), les dispositifs sans)fil comme le bluetooth, l'infrarouge et le Wi-Fi...

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Document rédigé par un prof Paramètres de configuration d'un réseau - Sciences de l'ingénieur - Terminale S

Le contenu du document

 

INTRODUCTION

Les réseaux informatiques sont devenus centraux dans nos sociétés modernes. A l’ère du numérique, dans laquelle l’utilisation d’internet est devenue incontournable, le secteur des objets connectés en pleine croissance et la quantité d’information numérique (bigData) explose, l’ingénieur est invité à comprendre les enjeux et les principes fondateurs du fonctionnement des réseaux. 

D’abord, un réseau est défini comme « un groupe d'entités en communication ». En informatique, il constitue un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Un réseau peut être décrit en trois couches : les infrastructures, les fonctions de contrôle et de commande, les services rendus à l'utilisateur et on distinguera le réseau local, le réseau d'accès et le réseau d'interconnexion.

Pour communiquer, 2 entités doivent parler la même « langue ». Cette langue sera appelée « protocole » quand on parle de réseaux informatiques.

Les réseaux informatiques permettent d’échanger des informations à distance et ont des applications diverses : discuter avec une personne, s'échanger des documents, jouer en ligne…

 

LE RESEAU INTERNET 

 

nombre-abonnement-internet-configuration-reseau

Figure 1 : Nombre d'abonnements à Internet par accès fixe rapporté à la population, exprimé en pourcentage, par pays, en 2012.

 

Internet est le réseau informatique mondial. C'est un réseau de réseaux, composé de millions de réseaux aussi bien publics que privés, universitaires, commerciaux et gouvernementaux.

« Internet » désigne un ensemble de nœuds (connexions, câbles, etc.) entre des machines qui nous permettent d’échanger des données.

 

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Figure 2 : Carte partielle d'Internet. Chaque nœud a une adresse IP

 

Des protocoles de transferts de données, standardisés, permettent de transmettre de l’information sur le réseau internet. Le courrier électronique ou le World Wide Web sont des applications du réseau internet reposant sur ces protocoles.

L'accès à internet peut être obtenu grâce à un Fournisseur d'Accès Internet (FAI). L’accès peut être filaire (réseau téléphonique, ADSL, fibre optique) ou sans fil (WiMAX, satellite, 3G+, 4G).

Le World Wide Web représente l’ensemble des sites « Web » présents sur le réseau internet

Les navigateurs Web (Firefox, Google Chrome, Opera, …) permettent d’accéder à ces sites

 

LE MATERIEL CONSTITUTIF D’UN RESEAU

LES CABLES STANDARDS : 

 

Les câbles Ethernets :

Les câbles Ethernets (protocole de communication de réseau local) sont les câbles de connexion filaires à paires torsadées les plus utilisées pour connecter des matériels entre eux dans un réseau local. Les câbles UTP-CAT5 (Unshielded Twisted Pair Category 5) et les câbles UTP-CAT6 (Unshielded Twisted Pair Category 6) sont les câbles standards utilisés dans ces réseaux. On distingue les câbles Ethernets droits (pour relier un ordinateur à un autre appareil comme un hub ou un switch) des câbles Ethernets croisés (pour relier directement entre eux deux ordinateurs). Les connecteurs les plus utilisés pour l’Ethernet sont les connecteurs RJ45 (ou 8P8C : 8 positions et 8 contacts électriques).

 

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Figure 3 : Câble Cat 5 équipé de connecteurs RJ45.

 

Le câble téléphonique : 

 

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Figure 4 : Câble téléphonique, RJ11 et adapteur prise en T

 

Le câble téléphonique est également un câble de connexion filaire à paires torsadées très utilisé dans les réseaux locaux. Il est généralement équipé d’un connecteur RJ11 (Registered Jack 11). Les prises téléphoniques, elles, utilisent souvent des prises en T (ou prise gigogne).

 

LES DISPOSITIFS SANS FIL : 

La connexion des appareils électroniques sans fil repose sur la propagation d’ondes électromagnétiques dans l’air environnant les dispositifs qui échangent de l’information. Ils comportent l’intérêt d’être faciles à déployer, d’être interopérables avec les réseaux filaires, d’obtenir de bons débits à bas coût tout en conservant une grande mobilité. Néanmoins, les réseaux sans fils restent sensibles aux perturbations, moins sécurisés (car les ondes circulent librement) et génèrent un bruit électromagnétique dont l’intensité est réglementée.

 

Le Bluetooth :

Le Bluetooth est un standard de communication permettant l'échange bidirectionnel de données à très courte distance et utilisant des ondes radio Ultra Hautes Fréquence. 

 

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Figure 5 : logo Bluetooth

 

Cette technologie est développée par de nombreuses entreprises (Agere, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia et Toshiba) et permet, entre autres, la communication entre les équipements électroniques tels que les imprimantes, ordinateurs, scanners, PDA, téléphones, etc.

On appelle Piconet (PICO-NETwork ou pico-réseaux) le réseau formé par plusieurs entités en communication Bluetooth, qui fonctionne sur le modèle « maître-esclave ». Les appareils dits en mode parked sont synchronisés mais ne possèdent pas d'adresse physique dans le picoréseau.

 

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Figure 6 : Piconet

 

Scatternet (inter-réseau) désigne la liaison entre plusieurs pico-réseaux (les esclaves peuvent avoir plusieurs maîtres).

 

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Figure 7 : Scatternet

 

Il existe différentes classes de Bluetooth différentiant la puissance et la portée du signal.

 

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Les téléphones portables utilisent la classe n°3

 

L'infrarouge :

L'infrarouge est un autre moyen de transmission des données sans fil, qui exploite la lumière, éventuellement émise par une LED.

La communication infrarouge est entre autres présente dans les télécommandes pour TV ou lecteur DVD. C’est un moyen de communication économique et une alternative intéressant aux câbles.

Il existe quatre types de réseaux infrarouges :

Les réseaux à visibilité directe (les émetteurs et les récepteurs doivent être proches les uns des autres)

Les réseaux infrarouges à diffusion (les signaux infrarouges se réfléchissent sur les parois sur une distance de 30 mètres, les rebonds rendent le débit lent)

Les réseaux réflecteurs (les transceivers des ordinateurs transmettent les signaux vers le même point lequel fait office de routeur en les redirigeant vers l’ordinateur destinataire)

Les réseaux à liaison optique à large bande (les performances sont comparables à un réseau câblé et permettent de transmettre des fichiers multimédias)

 

La norme ISO 20473 2007 propose un découpage par longueur d’ondes pour les applications de communication Infrarouge : 

 

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Le Wi-Fi : 

Le Wi-Fi est l’un des moyens de transmission de données sans fil les plus utilisés. Le Wi-Fi permet à deux terminaux de communiquer entre eux grâce à des signaux radioélectriques (ondes radio). La portée des ondes peut excéder les 200 mètres en espace ouvert et sa vitesse de débit théorique atteint plus de 100 mégabits par seconde (Mbps). Le terme "Wi-Fi" peut être considéré comme le nom commercial de la norme IEEE 802.11, norme qui régit cette technologie.

Les différentes « normes physiques » 802.11a, 802.11b,… définissent différents modes de fonctionnements du Wi-Fi : 

 

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La carte réseaux :

Une carte réseau (Network Interface Card en anglais) est une carte électronique qui constitue l’interface entre un ordinateur et un câble réseaux. La carte réseau possède une adresse MAC qui permet de l’identifier dans le réseau et son rôle essentiel est de préparer, d’envoyer et de contrôler les données sur le réseau. Les cartes réseaux possèdent généralement des connecteurs RJ-45

 

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Figure 8 : Carte réseau 

 

Le hub (concentrateur) Ethernet ou USB

Le hub (qui peut être traduit par noyau en anglais) est un dispositif qui permet le lier plusieurs ordinateurs en réseau. Un hub possède différent ports (de réception et de diffusion), et diffusent aux autres ports ce qu’il reçoit de l’un des ports. Un hub Ethernet est donc un appareil informatique, dit « répéteur de données », qui permet de concentrer les transmissions Ethernet de plusieurs équipements sur un même support dans un réseau informatique local. 

 

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Figure 9 : Hub Ethernet

 

Les commutateurs réseaux 

Un commutateur réseaux (appelé Switch en anglais) est un équipement que l’on peut définir comme un « hub intelligent ». Il permet, entre autres, de diriger les trames reçues sur chaque port à des ordinateurs identifiés, repérés par des adresses MAC, elles-mêmes répertoriées dans une table dynamique.

 

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Figure 10: Switch

 

Le routeur : 

Le routeur est, dans son fonctionnement, proche d’un switch. Il permet lui aussi de mettre plusieurs ordinateurs en réseaux. A la différence d’un switch, un routeur permet de mettre en contact deux réseaux différents. A titre d’exemple, une « box » internet peut servir d’interface entre un réseau d’ordinateurs connectés à cette dernière (réseau local en Wi-Fi) et le réseau Internet (par câble Ethernet). La « box » joue donc ici le rôle d’un routeur. Le rôle d’un routeur est donc de faire transiter des paquets d'une interface réseau vers une autre selon un ensemble de règles.

 

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Figure 11 : Routeur

 

Fin de l'extrait

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