Un switch Ethernet, aussi appelé commutateur Ethernet, permet d’interconnecter plusieurs machines entre elle. Ces machines peuvent ainsi communiquer entre elle. Admettons que PC1 communique avec PC2. Comment le switch peut-il savoir qu’il doit envoyer la trame uniquement sur le port vers le PC2, et non vers le PC3 ?

Trame Ethernet

Les machines (PC, serveurs, mac, etc) s’échangent des données entre elles, et sont interconnectés avec des switches et des routeurs. Le switch analyse les données du niveau 2 du modèle OSI (la couche liaison). Ces données sont appelés des trames, et par extension, des trames Ethernet (Ethernet étant le protocole de niveau 2 le plus utilisé aujourd’hui).

Apprentissage des adresses MAC : Flood and Learn

Admettons que PC1 connait déjà l’adresse MAC du PC2.

Lorsque PC1 envoie une trame vers le switch, le switch apprend l’adresse MAC du PC1 (l’adresse MAC source). Il met l’adresse MAC du PC1 dans sa table d’adresse MAC, en indiquant qu’il l’a apprise par le port 1.

Ensuite, il regarde dans sa table d’adresse MAC s’il connait l’adresse MAC du PC2. Sinon, il envoie la trame vers tous les ports actifs, sauf celui d’où provient le trafic (le port 1).

Le trame va arriver sur PC2 et PC3. Cependant, seul PC2 répondra car l’adresse MAC de destination est égale à la sienne. PC3 ignorera la trame. Le schéma ci-dessous résume ce fonctionnement :

Lorsque PC2 répond à la requête, le switch apprend l’adresse MAC du PC2. Ainsi, sa table d’adresse MAC sera celle du schéma ci-dessous :

Ensuite, le switch regarde dans sa table d’adresse MAC si l’adresse MAC du PC1 est connu. L’adresse MAC étant connu par le port 1, il envoie la réponse UNIQUEMENT vers le port 1.

Ainsi, lors des prochains échanges entre les 2 PC, les trames ne sera plus envoyée vers tous les ports, mais uniquement vers le PC2.

Le switch apprend donc les adresses MAC en envoyant les trames sur tous ces ports lorsqu’il ne connait pas la destination (sauf sur le port d’où vient la trame). On dit qu’il « Flood » (innonde en francais). Au fur et à mesure que les machines répondent, il apprend toute les adresses MAC qu’il y a derrière ses ports. On dit qu’il « Learn » (apprendre en francais).

Dans cette article, nous allons présenter le modèle TCP/IP, qui est mondialement utilisé dans nos machines. Si vous n’avez pas lu l’article précédent sur les modèles en réseau, rendez-vous ici.

Introduction au modèle TCP/IP

Le modèle TCP/IP défini et fait référence à une collection de protocoles qui permet aux ordinateurs de communiquer entre eux. TCP/IP utilise des documents appelés RFC pour définir les protocoles. Cependant, TCP/IP fait également référence à des protocoles définis par d’autres organisations. Par exemple, TCP/IP fait référence à Ethernet, qui est un protocole défini par l’IEEE.

Quand vous achetez un nouvel ordinateur, vous ne vous posez pas la question de savoir s’il va pouvoir communiquer avec votre box. En effet, cela paraît évident. Cependant, s’ils peuvent communiquer, c’est qu’ils « parlent » la même langue. Et cette langue commune est représenté par le modèle TCP/IP et ses protocoles. En fait, TCP/IP est installé dans le système d’exploitation de votre ordinateur, de même que dans votre box. La carte Ethernet ou Wifi utilise et implémente des protocoles référencés par TCP/IP. Et tous les vendeurs d’ordinateurs utilisent et implémentent TCP/IP dans leur système d’exploitation.

Représentation du modèle

Pour bien comprendre le modèle TCP/IP, il a été divisé en couche. Chaque couche remplit un rôle spécifique et fait référence à un ou plusieurs protocoles.

A droite, voici le modèle défini à l’origine, et à gauche, le modèle mis à jour. Le modèle original dispose de quatre couches, tandis que le nouveau dispose de cinq couches. Voici les trois grands rôle assumés par chaque couche :

– La couche application et transport fait référence à des protocoles qui permettent aux applications de communiquer entre eux (envoyer et recevoir des données).

– La couche Lien (ou liaison de données et physique) fait référence à des protocoles qui permettent de transmettre les données sur chaque lien réseau.

– Le couche Internet (ou Réseau) fait référence à des protocoles qui permettent l’acheminement et la livraison des données de l’émetteur au récepteur au travers du réseau.

Exemple de protocoles du modèle TCP/IP

Le tableau ci-dessous donne des exemples de protocoles auxquels le modèle TCP/IP fait référence. La liste es non-exhaustive.

Dans le prochain article, nous détaillerons le rôle de chaque couche à travers certains protocoles comme HTTP, IP ou Ethernet.

Rappel sur le LAN

Avant de parler VLAN, il faut parler LAN. Un LAN est un réseau local qui relie des ordinateurs à l’échelle d’une maison ou d’un immeuble. Voici à quoi ressemble un LAN aujourd’hui :

La représentation physique d’un LAN est un switch, avec des machines interconnectés via des câble Ethernet. A droite, voici la représentation logique d’un domaine de diffusion ou LAN. C’est sensiblement la même, à ceci prêt qu’on représente un LAN ou VLAN par ce type de schéma.

Dans un LAN, toutes les machines peuvent communiquer entre elle. On dit qu’elles sont dans un même domaine de diffusion (broadcast en anglais).

Alors, qu’est-ce qu’un VLAN a de différent ?

Un VLAN (Virtual Local Area Network) est un réseau local virtuel. Les VLANs permettent de créer plusieurs LAN sur une même infrastructure physique. Rappelez-vous, nous avons vu que sur un LAN, toutes les machines appartiennent à un même domaine de diffusion (elles peuvent toutes communiquer entre elle). Le mot « virtuel » traduit la capacité à créer de plusieurs LAN, c’est-à-dire plusieurs domaines de diffusion, sur un même switch.

Voici la représentation physique et logique de 2 VLAN :

On voit que la représentation physique est exactement la même que pour un LAN. En revanche, dans la représentation logique, on voit que les PC1 et PC3 sont dans le VLAN 1, et que les PC2 et PC4 dans le VLAN2. Les PC qui sont dans 2 VLANs différents ne peuvent pas communiquer entre eux. Maintenant, vous comprenez le sens du mot virtuel ? En résumé, la création de VLAN permet de faire « comme si » nous avions plusieurs LAN sur un même switch. Le VLAN1 représentant le LAN1, et le VLAN2 représentant le LAN2.

Pourquoi utiliser des VLAN ?

Améliorer les performances

Utilisez les VLAN vous permet de diviser votre réseau physique en plusieurs réseaux logiques. En effet, deux machines qui sont dans deux VLANs différents ne pourront pas communiquer entre elle. On dit que l’on « segmente » son réseau. Lorsqu’une machine émet un broadcast, il y a moins de machines qui le recoivent. Cela permet d’améliorer le temps de réponse des carte réseaux, et de réduire la latence.

Sécurisez votre réseau

Le fait de segmenter votre réseau vous protégera contre une intrusion dans la totalité de votre réseau. En effet, si un attaquant rentre dans votre par un VLAN donné, il ne pourra accéder qu’aux machines de ce VLAN.

Réduire vos coûts d’infrastructure

Utiliser le même réseau physique pour faire circuler l’information de plusieurs réseaux logiques vous permet de ne déployer qu’un seul réseau, donc d’avoir moins d’équipements, mais aussi moins de câblage.