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Les différents types de switch Fonctions d’un switch • Le switch (ou commutateur) est l’équipement central permettant de connecter les équipements d’un sous-réseau. • La figure ci-contre illustre une architecture SOHO typique : • Un routeur est connecté d’un côté au modem fournissant l’accès à internet et de l’autre à un switch permettant la connexion des équipements. • Ces 3 fonctionnalités sont souvent regroupées dans un seul matériel, dans les box internet des fournisseurs d’accès. • La partie basse du schéma représente le sous-réseau LAN d’adresse 192.168.1.0/16 • Les équipements connectés au switch possèdent tous une adresse dans la plage d’adresse du sous-réseau. • Un switch assure 2 fonctions dans un sous-réseau : • Envoi des trames à destination d’un ou plusieurs hôtes du sous-réseau en utilisant le port physique auquel l’hôte ou les hôtes sont connectés. • Envoi des trames à destination d’un autre réseau au routeur, appelé passerelle dans ce contexte. PARTIE 2 Copyright - Tout droitréservé - OFPPT 148

01 - Les différents types de switch L’ancêtre du switch : le hub • Historiquement, la fonction de transmission des trames était réalisée par un équipement plus basique appelé hub ou concentrateur. • Comme un switch, un hub permet de connecter les différents hôtes d’un sous-réseau avec un câble Ethernet sur un de ses ports RJ45. • Contrairement au switch, le hub ne sélectionne pas les destinataires. Les données reçues sont rediffusées sur tous les ports du hub. • Chaque hôte est alors tenu d’analyser chaque trame reçue et de ne retenir que celles qui lui sont destinées. • Ce fonctionnement basique a lieu au niveau physique : on dit qu’un hub est un périphérique opérant sur la couche 1 du modèle OSI. • De plus, un hub ne fonctionne qu’en half-duplex : les hôtes ne peuvent pas transmettre et émettre en même temps. • L’utilisation d’un hub nécessite également la gestion des collisions, avec notamment le protocole CMSA/CD. • Ces différentes limites ont conduit à la quasi-disparition du hub au profit du switch plus moderne. PARTIE 2 Copyright - Tout droitréservé - OFPPT 149

01 - Les différents types de switch Le switch : un aiguilleur de trames • Contrairement à un hub, le switch analyse les trames pour les aiguiller vers les hôtes destinataires uniquement. Il peut s’agir : • D’un seul hôte du sous-réseau dans le cas d’une trame unicast. • De plusieurs hôtes dans le cas d’une trame multicast. • De tous les hôtes dans le cadre d’un broadcast. • La sélection du ou des destinataires de fait via l’adresse physique MAC des hôtes concernés. • Il dispose pour cela d’une table de commutation qui recense l’adresse MAC de chaque hôte connecté à ses ports via un câble RJ45. • Cette faculté d’analyse en fait un périphérique de niveau 2 sur la couche OSI. • En termes de performances, • le switch peut fonctionner en full-duplex (si aucun hub n’est présent sur le sous-réseau), • les collisions sont éliminées par la création d’un canal virtuel pour chaque communication. • Les performances améliorées et la baisse des prix au niveau de celui des hub a conduit à la quasi-disparition de ces derniers. PARTIE 2 Copyright - Tout droitréservé - OFPPT 150

01 - Les différents types de switch Scénario d’utilisation : couche accès et distribution • Dans l’exemple ci-contre, • Les switch SW1, SW2 et SW3 assurent l’accès des équipements de leur étage respectif. • Le switch SWD assure la distribution entre les étages et l’accès au WAN via le routeur auquel il est directement connecté. • Les switch de la couche accès travaillent directement au niveau de la couche 2 du modèle OSI . Dans cette configuration, la trame d’un broadcast envoyé par un équipement est reçue par toutes les machines du réseau. • Pour limiter l’impact d’un broadcast, on peut vouloir segmenter le trafic de chaque étage, en définissant un sous- réseau différent pour chacun. • SWD doit alors assurer les communications entre équipements d’étages différents via la couche 3 : on peut le remplacer par un routeur ou par un switch plus évolué, que nous présentons page suivante. PARTIE 2 Copyright - Tout droitréservé - OFPPT 151

01 - Les différents types de switch Fonctions avancées • La mission principale d’un switch étant la commutation, il est considéré comme un périphérique de couche 2 du modèle OSI. • Certains switch offrent toutefois des fonctions de couches supérieures : • Un switch dit L3 permet d’assurer la communication entre les réseaux virtuels (VLAN) d’un sous-réseau : • Il doit en effet pour cela exploiter les informations du paquet IP de la couche réseau (couche 3 OSI). • Les VLAN feront l’objet d’une explication complète dans le prochain chapitre. • Un switch est appelé L7 ou switch de contenu s’il est également capable de prendre des décisions en fonction de l’application des données. • Par exemple, pour une requête HTTP (web), en fonction de l’URL de la session ou des cookies. • Un exemple de switch L7 est le LocalDirector de Cisco, illustré ci˗contre. PARTIE 2 Copyright - Tout droitréservé - OFPPT 152

01 - Les différents types de switch Bilan • Le switch est l’équipement permettant de connecter les hôtes d’un même sous-réseau avec une topologie en étoile. • Plusieurs switchs peuvent être connectés les uns aux autres pour augmenter le nombre d’hôtes dans le sous- réseau. • Historiquement, la fonction de connexion centralisée était exercée par un hub qui opère sur la couche 1 (physique) du modèle OSI. • Le fonctionnement en half-duplex, la gestion des collisions et l’encombrement du réseau par la diffusion des trames à tous les autres limitent fortement les performances d’un hub. • La notion initiale de switch fait référence à un fonctionnement en couche 2 (liaison) du modèle OSI. • Un switch L2 analyse les trames pour ne les transmettre qu’aux hôtes concernés. Un canal virtuel est créé pour éliminer les collisions. • Les switch L3 et L7 apportent des fonctionnalités avancées : • La communication inter-VLAN pour les switch L3. • L’analyse du contenu des données pour les switch L7. • La section suivante présente en détail la manière dont un switch effectue la commutation

Les différents types de switch
Fonctions d’un switch
• Le switch (ou commutateur) est l’équipement central permettant de connecter les équipements d’un sous-réseau.
• La figure ci-contre illustre une architecture SOHO typique :
• Un routeur est connecté d’un côté au modem fournissant l’accès à internet et de l’autre à un switch permettant la connexion des équipements.
• Ces 3 fonctionnalités sont souvent regroupées dans un seul matériel, dans les box internet des fournisseurs d’accès.
• La partie basse du schéma représente le sous-réseau LAN d’adresse 192.168.1.0/16
• Les équipements connectés au switch possèdent tous une adresse dans la plage d’adresse du sous-réseau.
• Un switch assure 2 fonctions dans un sous-réseau :
• Envoi des trames à destination d’un ou plusieurs hôtes du sous-réseau en utilisant le port physique auquel l’hôte ou les hôtes sont connectés.
• Envoi des trames à destination d’un autre réseau au routeur, appelé passerelle dans ce contexte.
PARTIE 2
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01 - Les différents types de switch
L’ancêtre du switch : le hub
• Historiquement, la fonction de transmission des trames était réalisée par un équipement plus basique appelé hub ou concentrateur.
• Comme un switch, un hub permet de connecter les différents hôtes d’un sous-réseau avec un câble Ethernet sur un de ses ports RJ45.
• Contrairement au switch, le hub ne sélectionne pas les destinataires. Les données reçues sont rediffusées sur tous les ports du hub.
• Chaque hôte est alors tenu d’analyser chaque trame reçue et de ne retenir que celles qui lui sont destinées.
• Ce fonctionnement basique a lieu au niveau physique : on dit qu’un hub est un périphérique opérant sur la couche 1 du modèle OSI.
• De plus, un hub ne fonctionne qu’en half-duplex : les hôtes ne peuvent pas transmettre et émettre en même temps.
• L’utilisation d’un hub nécessite également la gestion des collisions, avec notamment le protocole CMSA/CD.
• Ces différentes limites ont conduit à la quasi-disparition du hub au profit du switch plus moderne.
PARTIE 2
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01 - Les différents types de switch Le switch : un aiguilleur de trames
• Contrairement à un hub, le switch analyse les trames pour les aiguiller vers les hôtes destinataires uniquement. Il peut s’agir :
• D’un seul hôte du sous-réseau dans le cas d’une trame unicast.
• De plusieurs hôtes dans le cas d’une trame multicast.
• De tous les hôtes dans le cadre d’un broadcast.
• La sélection du ou des destinataires de fait via l’adresse physique MAC des hôtes concernés.
• Il dispose pour cela d’une table de commutation qui recense l’adresse MAC de chaque hôte connecté à ses ports via un câble RJ45.
• Cette faculté d’analyse en fait un périphérique de niveau 2 sur la couche OSI.
• En termes de performances,
• le switch peut fonctionner en full-duplex (si aucun hub n’est
présent sur le sous-réseau),
• les collisions sont éliminées par la création d’un canal virtuel pour chaque communication.
• Les performances améliorées et la baisse des prix au niveau de celui des hub a conduit à la quasi-disparition de ces derniers.
PARTIE 2
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01 - Les différents types de switch
Scénario d’utilisation : couche accès et distribution
• Dans l’exemple ci-contre,
• Les switch SW1, SW2 et SW3 assurent l’accès des
équipements de leur étage respectif.
• Le switch SWD assure la distribution entre les étages et l’accès au WAN via le routeur auquel il est directement connecté.
• Les switch de la couche accès travaillent directement au niveau de la couche 2 du modèle OSI . Dans cette configuration, la trame d’un broadcast envoyé par un équipement est reçue par toutes les machines du réseau.
• Pour limiter l’impact d’un broadcast, on peut vouloir segmenter le trafic de chaque étage, en définissant un sous- réseau différent pour chacun.
• SWD doit alors assurer les communications entre équipements d’étages différents via la couche 3 : on peut le remplacer par un routeur ou par un switch plus évolué, que nous présentons page suivante.
PARTIE 2
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01 - Les différents types de switch Fonctions avancées
• La mission principale d’un switch étant la commutation, il est considéré comme un périphérique de couche 2 du modèle OSI.
• Certains switch offrent toutefois des fonctions de couches supérieures :
• Un switch dit L3 permet d’assurer la communication entre les réseaux virtuels (VLAN) d’un sous-réseau :
• Il doit en effet pour cela exploiter les informations du paquet IP de la couche réseau (couche 3 OSI).
• Les VLAN feront l’objet d’une explication complète dans le prochain chapitre.
• Un switch est appelé L7 ou switch de contenu s’il est également capable de prendre des décisions en fonction de l’application des données.
• Par exemple, pour une requête HTTP (web), en fonction de l’URL de la session ou des cookies.
• Un exemple de switch L7 est le LocalDirector de Cisco, illustré ci˗contre.
PARTIE 2
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01 - Les différents types de switch Bilan
• Le switch est l’équipement permettant de connecter les hôtes d’un même sous-réseau avec une topologie en étoile.
• Plusieurs switchs peuvent être connectés les uns aux autres pour augmenter le nombre d’hôtes dans le sous- réseau.
• Historiquement, la fonction de connexion centralisée était exercée par un hub qui opère sur la couche 1 (physique) du modèle OSI.
• Le fonctionnement en half-duplex, la gestion des collisions et l’encombrement du réseau par la diffusion des trames à tous les autres limitent fortement les performances d’un hub.
• La notion initiale de switch fait référence à un fonctionnement en couche 2 (liaison) du modèle OSI.
• Un switch L2 analyse les trames pour ne les transmettre qu’aux hôtes concernés. Un canal virtuel est créé pour éliminer les collisions.
• Les switch L3 et L7 apportent des fonctionnalités avancées :
• La communication inter-VLAN pour les switch L3.
• L’analyse du contenu des données pour les switch L7.
• La section suivante présente en détail la manière dont un switch effectue la commutation