Équipements réseau

Hub

Le hub copie chaque signal reçu vers tous ses ports. Toutes les machines reçoivent tout, et seule la destinataire traite le message.

• Un seul domaine de collision et un seul domaine de diffusion pour toutes les machines.
• Types : passif (relie seulement), actif (régénère le signal, comme un répéteur), « intelligent » (quelques fonctions de gestion).

Gestion des collisions : CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) :

1. chaque machine écoute si le support est libre ;
2. si oui, elle émet ;
3. si deux machines émettent en même temps, elles détectent la collision ;
4. elles envoient un signal de brouillage (jam) ;
5. elles attendent un temps aléatoire, puis réessaient.

Plus il y a de machines, plus il y a de collisions et plus le réseau ralentit. En plus, tout le monde voit le trafic des autres. C'est pour cela que les switches ont remplacé les hubs.

Usage restant : brancher un analyseur (Wireshark) sur un hub permet de voir tout le trafic. Aujourd'hui on préfère un TAP ou le port mirroring d'un switch (voir plus bas).

Bridge

L'ancêtre du switch. Il relie deux segments d'un LAN et apprend quelles adresses MAC se trouvent de chaque côté :

• destination du même côté : la trame n'est pas transmise ;
• destination de l'autre côté : la trame est transmise.

[ Segment A ] <---> [ Bridge ] <---> [ Segment B ]
 PC1    PC2                           PC3    PC4

PC1 vers PC2 : la trame reste dans le segment A. PC1 vers PC4 : elle passe le pont. Les machines ne voient pas le pont (transparent bridging). Un pont sépare les domaines de collision et peut utiliser STP contre les boucles.

On ne trouve plus de ponts aujourd'hui, mais un switch fonctionne exactement comme un pont à plusieurs ports.

Switch

Le switch relie les machines d'un LAN et envoie chaque trame seulement au port du destinataire :

1. il lit l'adresse MAC de destination de la trame ;
2. il cherche cette adresse dans sa table MAC (quelle adresse sur quel port) ;
3. s'il la connaît, il envoie la trame sur ce seul port ;
4. sinon, il l'envoie sur tous les ports (flooding) et apprend la réponse pour la prochaine fois.

Chaque port est un domaine de collision séparé. Les switches de couche 3 savent aussi router avec les adresses IP.

Types : non administrable (plug and play, maison), administrable (VLAN, sécurité des ports, supervision, QoS), PoE (alimente caméras et téléphones IP par le câble).

Fonctions importantes :

• VLAN : plusieurs réseaux logiques séparés sur le même switch ;
• port mirroring : copier le trafic d'un port vers un autre pour l'analyser ;
• STP (Spanning Tree Protocol) : empêche les boucles entre switches ;
• agrégation de liens : combiner plusieurs ports pour plus de débit.

Routeur

Le routeur relie des réseaux différents, par exemple le réseau de la maison et Internet. Il travaille en couche 3 avec les adresses IP. En résumé : le switch relie des machines, le routeur relie des réseaux.

Pour chaque paquet, il :

1. lit l'adresse IP de destination ;
2. consulte sa table de routage (les réseaux connus et le chemin pour les atteindre) ;
3. envoie le paquet au saut suivant (next hop).

Exemple :

Téléphone -> Wi-Fi -> Box (routeur) -> FAI -> Internet -> Serveur web

Types : routeurs de cœur (chez les FAI), routeurs de bordure (entre un réseau interne et l'extérieur), routeurs Wi-Fi (maison), routeurs virtuels (cloud).

Fonctions : routage (RIP, OSPF, BGP...), NAT, DHCP, filtrage (pare-feu), QoS (priorité à certains trafics).

Une box internet réunit en un seul boîtier : routeur, switch, point d'accès Wi-Fi, pare-feu et serveur DHCP.

TAP (Test Access Point)

Boîtier placé entre deux équipements qui copie tout le trafic vers un outil d'analyse, sans le modifier ni le ralentir :

Machine A <---> [ TAP ] <---> Switch
                   |
                   +---> Outil d'analyse (Wireshark, IDS)

Usages : supervision du trafic, détection d'intrusion (IDS), forensic, recherche de pannes, audit.

Types : passif (cuivre, sans alimentation), actif (fibre, haut débit, alimenté), d'agrégation (plusieurs liens vers une sortie), de régénération (copie vers plusieurs outils).