Chronique de L'ethernet
Intro
Au commencement
Et puis vint le Hub
Le CAB
Et Dieu Crea le Switch
Regle D'base
Haaa L'ethernet, quel bel objet Marise... les gens on souvent l'impression que c'est magique, hop je branche �a marche.. moi car me d�sole une fois de Plus... Donc Votre Serviteur, alias moi m�me ( pour ceux qui se reconna�trons NON Messieurs je ne nous apporterais pas de Caf� au bural ) je vais tenter d'explicith� �a ( le mot d'avant est juste une blague luxembourgeoise d�sol� ) en vulgarisant un peu.
Bon d�sol� je ne vais pas passer sous silence le Coaxial ( eventuellement quand meme le Thick coaxial), ces bestiaux la faisant quand m�me partie d'un autre Si�cle !! D�sol� apr�s tout les radio amateurs qui voulait des tuyaux sur les c�bles coaxiaux c'est pas ce qu'on va voir .. cependant on va reprendre l'architecture coaxiale qui a marqu� nos d�but, car c'est obligatoire et �a simplifiera vachement la compr�hension des HUB et SWITCH pour vos cerveaux tortueux... bref tentons de comprendre le r�seau de nos jours....
Juste apr�s les dinosaures il y a eu le c�bles ethernet... mais comment diable cela peut marcher, rapellons nous le probl�me, passer des DATA d'un poste A � un Poste B, Dans ce cas de figure ma fois pas dure on branche un c�ble entre les deux postes...
le probl�me survient quand on commence � avoir 3 postes... comment faire... rapellons nous comment c'etait configurer avec un bon vieux c�ble coaxial...
La carte r�seau B se connectait avec un "T" et le c�ble partait vers A et C. Quand un paquet a besoin de partir, il gicle des deux cot�s du poste B, ce qui fait que le poste A et C voient passer les paquet de mr B.
maintenant si c'est le poste A qui doit envoyer un paquet no probl�mo ca fait pareil.... et la me direz vous horreur malheur a cot� du A, il n'y a plus rien, il va tomber.. l� d�j� on a la ligue protectrice des trames r�seau sur le dos etc etc.. heureusement rassurez vous une trame r�seau n'est pas un lemmings, on ne l'abandonne pas sadiquement a son triste sort. vous vous rapellez surement des fameux Bouchon.... vous savez ces bouchons 50 ohm qu'on devait mettre a chaque cot� du r�seau, et bien le bouchon a pour but de Simuler un c�ble qui se continuerait � l'infini... finis les pertes de paquet.... le bouchon absorbe ( tr�s mauvais bouchon pour le vin cela dis ). le but r�el est n'est pas d'emp�cher les pertes mais en fait d'�viter que le paquet ne se reflechisse (je ne savait pas que le paquet r�fl�chissait) au bout du cable et ne cr�e des interf�rences. attention Jeux de mots : c'etait une reflexion de mr Niol ( private joke )... mouais on continue
Maintenant que se passe t'il si par hasard le Poste A et B d�cide, pas de bol.. de lancer un paquet en m�me temps....
Bin Boooum Colision, la fameuse collision...les deux paquets se rentrent l'un dans l'autre et le signal electrique ne ressemble plus a elephant man que a un signal ethernet. Notez que sur le sch�ma cette colision ressemble plus a un feu d'artifice mais bon... bref si deux postes font collision le paquet est Mort...mais rassurer vous c'est d�tect� par la carte r�seau, il faut juste relancer le paquet... alors la il y a une technique inspir� des sioux que les ing�nieurs on invent� pour �viter ces chocs... la technique est la suivante :
1) Se coucher sur le rail et
�couter si un paquet n'arrive pas..
2) Lancer son paquet....
3) Si il se vautre.. attendre de facon al�atoire et recommencer
au point 1
Bon faut l'avouer cette m�thode a de s�rieuse limites mais c'est mieux que rien... le pire c'est qu'il lui ont meme donn� un nom ronflant.. CSMA/CD ( mode Acronyme On : Carrier Sens Multiple Access / Collision Detection )...
Mais maintenant qu'on sait comment transite un paquet ethernet sur un bon vieux c�ble Coax... une question reste en suspend.. Si j'envoie un paquet de B vers C , je sais que j'ai un paquet qui part vers A et un autre vers C .... comment le sieur A y sait que le paquet n'est pas pour lui ...
R�ponse la MAC Adresses, rien a voir avec une quelconque maison close... en fait ce qu'il faut savoir c'est que chaque carte r�seau ethernet poss�de une adresse unique de 12 Chiffres ....la MAC ( M�dia Acc�s Controlun acronyme, je me le note... ) est suppos� donc �tre unique... et dire qu'il y a eu tout un foins quand le CPUs'est vu attribuer un Nr de S�rie alors que la carte r�seau c'est en place depuis le si�cle dernier... le truc aussi a savoir c'est que les fabricants ach�tent des ranges de Nr ... ce qui fait qu'avec un d�but d'adresse Mac on peut savoir Quel mat�riel cause ( allez voir ca la )
on peut facilement conna�tre sa mac avec un ipconfig /all , (ou ifconfig ethx messieurs les pinguistes)
Haaaa Black Dog de Led Zep que du bonheur... bon vous en foutez vous �coutez pas la m�me chose que moi s�rement.... AMI RAPPEUR ARR�TE DE LIRE. les autres on le droit de continuer...
Donc on sait maintenant que chaque carte r�zal a une adresse unique, et donc c'est facile... dans une trame il y a l'adresse source et destination ( pour ceux qui on pas encore compris on parle pas encore d'ip la mais d'ethernet ... )
la trame ethernet ressemble a cela
| PREAMBULE | BIT START | MAC DESTINATION | MAC SOURCE | TAILLE DATA | DATA | CRC | |
Pour simplifier oublier moi au plus vite les pr�ambule et le bit de start, ca sert au cartes r�seau a se synchroniser et a savoir ou commence r�ellement les data.
Retenez Donc plus simplement, dans une trame Ethernet il y a
| MAC DESTINATION | MAC SOURCE | DATA | CRC |
Et si c'est de l'ip alors le type de trame dans les data est mis � 2048 ce qui veut dire que ce qui suit dans le tas de data c'est de IP, et le reste est une trame ip comme on la connait au niveau d'un Firewall ( ip source , destination, protocole etc etc... ) tout cela est fourr� dans la partie data de la trame... ce qu'il faut savoir c'est que il y a pas que l'ip dans la vie (malgr� qu'il ne reste bient�t plus que cela ) .. il y a du IPX du SPX, du SNA, de l'appleTalk Etc etc...
Bref quand un poste voit passer une trame dont il sait qu'il en est la destination.. il la prend en compte...
R�cap que savont nous maintenant ?
Un poste Emet une trame vers tout les postes.
Un poste a une adresse Mac unique.
On peut pas avoir plusieurs trame en meme temps sur le m�me c�ble
Un poste sait qu'il doit traiter une trame si elle lui est address� via l'adresse de destination
Les trame sont encore en dessous du TCP/IP
On sait donc que l'ethernet sur c�ble Coaxial est HALF DUPLEX ( on ne peut pas envoyer pendant qu'on recoit, forc�ment sinon Booom)
Avec notre c�ble r�zal coaxial on a une structure de Type Bus ( chacun connect� en s�rie a son copain de devant )
Et avec un Hub, une connection de type Etoile me direz vous.. bin la le puriste que je suis vous r�pondrait vous etes des cons ! voila ce que c'est un HUB.
Un Hub c'est seulement une boite qui renferme le broll coaxial qu'on avait avant... moralit� on se tape toujours nos pbm de colision le truc sympas c'est que exit les bouchons et si on vire le poste B on ne casse pas la continuit� du c�ble, avec le HUB on est toujours en type BUS, d'ailleur c'est facile a savoir ETHERNET = BUS
Maintenant que nous somme sur un Hub, le c�ble a chang� aussi, voyons voir le c�ble a quoi il ressemble...
 |
Le cable et son connecteur RJ45,
est un cable a 8 fils dont seulement 4 sont utilis�s en 100Mbits..
Mais Attention.... pas n'importe
lesquelle.. le fil 1 & 2 Paire 1 |
Et alors c'est la que �a complique un peut le sch�ma du b�te Hub... pour commencer a vous faire comprendre comment s'en sort le hub, voyons le c�ble crois�... quand m�me le plus facile pour connecter deux poste entre eux.. on part donc du principe que le TX de l'un est le RX de l'autre et du coup on a pour faire un c�ble crois� en 100Mbits :
| A | B | |
| 1 | -> | 3 |
| 2 | -> | 6 |
| 3 | -> | 1 |
| 6 | -> | 2 |
c'est quand m�me pas Bun Dur... l� ou �a se complique c'est dans notre pote le Hub... le hub doit se d�merder pour que le TX d'un poste Soit le RX de tout les autres. Tentons tout de m�me de dessiner grossi�rement un Hub 3 ports...
Et voila c'est grosso modo que �a un Hub... Expliquons: en bleu la paire TX en rouge la paire RX, en orange le Bus de data commun... et le genre de symbole �trange pour ceux qui n'ont jamais approch� de l'�lectronique c'est une diode, le truc int�ressant d'une diode c'est qu'elle laisse passer le jus dans un seul sens ( celui du poil ). un exemple pour bien comprendre... en jaune le chemin d'un paquet qui partirait du premier port.
Et c'est ainsi qu'on touche a
la fin de la repr�sentation simplifi�.. parce que dans la vraie
vie, le Hub doit aussi se d�merder d'amplifier le signal, car si
c'est 24 ports �a rendrais le signal divis� par 24 et donc
quasi inaudible � nos ch�re carte r�seaux et aussi le signal
nous allons le voir apr�s est un choilla plus compliqu�...
Donc dans ces conditions on se rend bien compte que si deux
paquet parte en m�me temps de deux PC... �a se terminera par
une collision dans le Bus ( encore un bus espagnol �a se trouve
). donc une R�GLE D'OR, en cas de connexion sur
un HUB la carte se mettra en HALF DUPLEX, et faudrait �tre trop
Con pour d�cider de la forcer en Full car cela ne ferait
qu'augmenter le risque de collision et donc baisser encore plus
le d�bit effectif du r�seau.
R�cap que savons-nous maintenant ?
Le C�ble R�zal a 8 fil dont seulement 4 Utiles
un Hub c'est HALF DUPLEX
Le Hub c'est de la Merde.
Mais poussons encore un peut plus dans le
c�ble, pourquoi diable ces fil sont torsad�s... bon la �a me
rappelle mon temps en �lectronique zaller voir �a va vous
plaire...donc le signal est une modulation ..... bref :
Dans un c�ble coaxial comme dans le temps le voltage qu'on met
sur le conducteur central varie par rapport a la masse du
conducteur :
 |
 |
En Gros on prend le voltage de l'�me et on regarde la diff�rence avec la treille de masse qui est autour. le Pbm de ce truc c'est que la r�f�rence doit �tre correcte, donc il faut mettre imp�rativement a la m�me terre tout les poste sinon on devient dingue. Avec du RJ45 c'est un peut plus touchy... on utilise les deux c�bles et on balance le m�me signal sur un c�ble, et son inverse sur l'autre... et on balance tout �a sur un c�ble torsad�.
L'avantage d'avoir un signal
et son inverse c'est que on a plus besoin de masse de r�f�rence
et donc plus de pbm de diff�rence de Terre.
Maintenant pourquoi une torsade, parce que cela permet en cas de
perturbation ( un gros transfos a cot� !!!, pas un gars qui fait
l'idiot, une perturbation �lectromagn�tique quoi !!!) �a
permet d'avoir exactement l'inverse de cette perturbation sur
l'autre c�ble et ainsi que pouvoir reconstituer un signal
nickel..
si on avait un b�te c�ble
plat, la perturbation aurait flingu� le signal car au lieu
d'avoir les pic dans chaque sens, je les aurais eu dans le m�me,
et donc impossible d'en d�duire un signal propre... TOUT le
monde suit ou j'ai perdu du peuple dans le d�sert encore ?
Donc donc... Le c�ble doit �tre torsad� et pas n'importe
comment, �a doit faire X tours par pouces etc etc.. donc on
interdis de coincer le c�ble, de machouiller de c�ble, de faire
passer un troupeau de Gnou dessus parce qu'on a perdu a JumanJii
ou alors plus probable on interdit a l'ob�se secr�taire de
rouler dessus avec sa chaise. Merci pour lui.
R�cap que savons-nous maintenant ?
Le C�ble C'est Fragile et torsad�
Comme on vient de le Voir, le
HUB c'est Vraiment de la Merde, les principaux Pbm sont la non
duplexitude et la collision... et bien sur plus y a de postes,
plus il y a de collision, et plus il y a de collisions, bin moi
de d�bit r�seau nous avons ( �a fait un peu ma�tre yoda c'te
phrase )...
Comme on peut pas changer la r�gle de base ( rappel de cette
r�gle : je sort de la carte r�seau, je tape, j'attends, je
tente de repartir ) il a bien fallu am�liorer ce broll. L'id�e
c'est de tenter de supprimer des collisions et du trafic en
envoyant le paquet non pas partout mais l� oui il doit aller (
�a tombe sous le sens ) et la d�j� dans le fond j'entends des
voix s'�lever FOUUUTAIIIISE comment qui peut savoir le switch
quel carte r�seau est connect� a quel port... bin il est comme
vous pr�sentement, il apprend... quand un paquet est envoy�,
dedans ce paquet il y a la mac adresse source rapellez vous, donc
MR Switch il sort son petit calepin et note.. j'ai vue la mac
untel dans la porte untel... et quand un autre poste envoi un
paquet a destination de cette carte r�seau, alors l'ami switch
tout fier, ne fourre pas la trame dans tout les ports mais
seulement dans celui ou l'attend au bout la carte r�seau � qui
cette trame �tait destin�.
Cela a d�j� pour effet de diminuer � mort le trafic.. mais bof
bof cot� collisions... si deux trame arrivent sur le bus commun
toujours PAF... et c'est la qu'intervient la seconde technique de
Mr Switch...
Imaginons un switch a 4 ports (Mod�le non disponible chez cisco,
mais qui � eu son heure de Gloire.)
Si A et B envoient en m�me temps un paquet, respectivement vers D et C on sait que sur RJ45 cela ne peut pas collisionner entre le Switch et le poste, car ce n'est pas le m�me c�ble, cela ne peut collisionner que sur le BUS. et bien dans ce cas la ... Mr Swich va cr�er virtuellement un bus pour chacun le temps du passage du Paquet et finito les collisions.... Voila la 1er M�thode nomm� Cut Throught
Mais on est pas sortis pour
autant d'affaire... que se passe t'il si A envoit vers B et que C
envoye aussi vers B... boum badadoum �a recollisione...
Meeeerde... et voilou la Seconde M�thode... le Store &
forward
Les paquet sont stock�s temporairement dans de la RAM et sont
envoy� un apr�s l'autre au poste.. un genre de buffer FIFO vers
B quoi.
ET alors la les enfant finis
enfin ces saloperies de pbm de collisions, et qui dis plus de
collisions dit plus de r�-�mision de trame et donc un r�seau
qui va vachement plus vite !!
Et pendant qu'on y est dans le store et forward, avant de le
renvoyer a B le paquet on regarderait pas s"il est correct ?
et bien si... donc on v�rifie au moins si c'est pas un RUNT, un
GIANT ou un CRC Error
Le Runt : on sait que dans une trame, il y a l'adresse source, la destination, le protocole, des data et un CRC, bref que minimum m�me si les data son vide, elle doit faire au moins 64 Bytes, si elle fait moins, pas la peine de se tracasser elle est morte et on la droppe.
un GIANT: idem on sait que sur de l'ethernet les data ne peuvent exc�der 1500Bytes part trame donc si la trame fait plus de 1518 Bytes c'est qu'elle est aussi crev�e on la droppe. typiquement �a arrive apr�s une collision, en amont ( s'il y a un hub branch� devant le switch par exemple ) alors deux trame sont fusionn�e et forc�ment �a d�passe.
Un Crc : les 4 Dernier bytes d'une trame servent au CRC et permette de savoir si la trame est correcte.. sinon hopla elle aussi a la beine. les erreurs CRC c'est classique , un c�ble foireux , un n�on ou un transfot trop pr�s et la trame est modifi�e irr�m�diablement sans notre consentement.
Et voila donc l'explication des principales infos �tranges quand on regarde l'�tat d'un port de switch ( en l'occurrence un cisco )
Maintenant la chose a savoir
c'est que d� a ces test ( crc, grunt etc etc ) , le Store & Forward est un chouilla
moins vif qu'un cut throught forc�ment. et qu'il y a des
technique de tampons pour �viter les collisions avec du cut
throught. mais au final toujours pr�f�rer un Store &
Forward �a sert a rien de balancer plus loin des paquet
crev�s....
Autre Chose a savoir, maintenant que on n'a plus de probl�mes de
collision dans le bus, rien ne nous emp�che de passer nos carte
r�seaux en Full Duplex, ce qui permet a nos
chers serveurs d'envoyer et de recevoir des data en m�me
temps..et �a c'est g�nial quand on est un serveur
Sinon cot� hardware, un switch, du fait de sa technologie,est
indescriptible en 4 mis�rables jpeg, on est loin du b�te hub
qui est juste un ampli r�partiteur... pour certains ( les cisco
que je connais par exemple ) �a tient plus d'un PC avec sa ram
son os et son cpu que d'un bitonio �lectronique.
R�cap que savons-nous maintenant ?
Un Store & forward c'est mieux qu'un Cut Throught
Avec un bon switch, diminution du traffic et plus de collisions.
Avec un Switch c'est FULL DUPLEX
LE HUB c'est de la Merde.
Au final faut pas oublier
qu'il y a des Bon et des Mauvais Switches,
Le bon switch: il est manageable, on peut savoir l'�tat des erreurs, on peut en avoir un historique, il fait du Store & Forward et on peut configurer soi m�me la duplexitute ( rien de plus p�nible qu'un poste Half duplex et un switch full duplex la le d�bit s'effondre ... c'est un pbm connus qui provoque des TOC chez certain ing�nieurs syst�me de ma connaissance ) .
Le Mauvais Switch: il est tout le contraire et faut pas s'�tonner qu'il soit moins cher ( de la petite merde de chez 3Com peut �tre ? )
Le bon HUB : c'est un hub Mort.
Maintenant, que vous �tes introduis dans le milieu ( hooooo ) des switches ( houuuf ) je vous laisserai donc tenter d'expliquer a votre directeur des achats que le switch a 2000€ il est mieux que le switch a 300€....et que vous n'appr�cierez seulement ses qualit�s, le jours ou vous serez dans la merde.... Allez Bonne chances, il vous faudra surement un BEP p�dagogie...
Pas plus de 4 tu cascadera
En �toile tes SwitcheS tu interconnecteras.
En son centre les Serveur tu Branchera
Sur la Redondance tu ne pinaillera Pas
Sur Tes Serveur Duplexitude Tu v�rifiera
Les d�bit Backbone tu Ne n�gligera PAS
Le c�ble RJ45 tu Respectera
Les HUB tu immolerA
Entre eux, C�bles Crois� tu Installera ( sauf si Mdi X
automatique)
La config Des Switch tu Sauvegardes
Et un Grand merci au Chef Chaudart pour avoir tent� de corriger mon Ortaugrafe !
