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10 Gigabit Ethernet • 100 Gigabit Ethernet • ATA over Ethernet • Auto-négociation (ethernet) • Ethernet Global Data • Fast Ethernet • Gigabit Ethernet • Green Ethernet • Metro ethernet forum • Power over Ethernet • Réseau ethernet métropolitain
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réseau d'entreprise[Classe]
normalité[Thème]
réseau d'ordinateurs[Thème]
proche (dans l'espace)[Caract.]
computer_science (en)[Domaine]
Device (en)[Domaine]
réseau, réseau d'ordinateurs[Hyper.]
protocole LAN[Rel.]
norme : règle codifiée[Classe]
réseau d'ordinateur[termes liés]
computer_science (en)[Domaine]
Device (en)[Domaine]
LAN, réseau local[Hyper.]
ethernet (n.)
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Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. Bien qu'il implémente la couche physique (PHY) et la sous-couche Media Access Control (MAC) du modèle IEEE 802, le protocole Ethernet est classé dans la couche de liaison, car les formats de trames que le standard définit sont normalisés et peuvent être encapsulés dans des protocoles autres que ses propres couches physiques MAC et PHY. Ces couches physiques font l'objet de normes séparées en fonction des débits, du support de transmission, de la longueur des liaisons et des conditions environnementales.
Ethernet a été standardisé sous le nom IEEE 802.3 : ceci est erroné car Ethernet diffère de 802.3 :
C'est maintenant une norme internationale : ISO/IEC 8802-3.
Depuis les années 1990, on utilise très fréquemment Ethernet sur paires torsadées pour la connexion des postes clients, et des versions sur fibre optique pour le cœur du réseau. Cette configuration a largement supplanté d'autres standards comme le Token Ring, FDDI et ARCNET. Depuis quelques années, les variantes sans-fil d'Ethernet (normes IEEE 802.11, dites « Wi-Fi ») ont connu un fort succès, aussi bien sur les installations personnelles que professionnelles.
Dans un réseau Ethernet, le câble diffuse les données à toutes les machines connectées, de la même façon que les ondes radiofréquences parviennent à tous les récepteurs. Le nom Ethernet dérive de cette analogie[1] : avant le XXe siècle on imaginait que les ondes se propageaient dans l’éther, milieu hypothétique censé baigner l'Univers. Quant au suffixe net, il s'agit de l'abréviation du mot network (réseau) en anglais.
Sommaire


L'Ethernet a originellement été développé comme l'un des projets pionniers du Xerox PARC. Une histoire commune veut qu'il ait été inventé en 1973, date à laquelle Robert Metcalfe écrivit un mémo à ses patrons à propos du potentiel d'Ethernet. Metcalfe affirme qu'Ethernet a en fait été inventé sur une période de plusieurs années. En 1976, Robert Metcalfe et David Boggs (l'assistant de Metcalfe) ont publié un document intitulé Ethernet : Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks (Ethernet : commutation de paquets distribuée pour les réseaux informatiques locaux).
Metcalfe a quitté Xerox en 1979 pour promouvoir l'utilisation des ordinateurs personnels et des réseaux locaux, et a fondé l'entreprise 3Com. Il réussit à convaincre DEC, Intel et Xerox de travailler ensemble pour promouvoir Ethernet en tant que standard. Ethernet était à l'époque en compétition avec deux systèmes propriétaires, Token Ring et ARCnet, mais ces deux systèmes ont rapidement diminué en popularité face à l'Ethernet. Pendant ce temps, 3Com est devenue une compagnie majeure du domaine des réseaux informatiques.
L'Ethernet est basé sur le principe de membres (pairs) sur le réseau, envoyant des messages dans ce qui était essentiellement un système radio, captif à l'intérieur d'un fil ou d'un canal commun, parfois appelé l'éther. Chaque pair est identifié par une clé globalement unique, appelée adresse MAC, pour s'assurer que tous les postes sur un réseau Ethernet aient des adresses distinctes.
Une technologie connue sous le nom de Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Écoute de porteuse avec accès multiples et détection de collision) ou CSMA/CD régit la façon dont les postes accèdent au média. Au départ développée durant les années 1960 pour ALOHAnet à Hawaï en utilisant la radio, la technologie est relativement simple comparée à Token Ring ou aux réseaux contrôlés par un maître. Lorsqu'un ordinateur veut envoyer de l'information, il obéit à l'algorithme suivant :
En pratique, ceci fonctionne comme une discussion ordinaire, où les gens utilisent tous un médium commun (l'air) pour parler à quelqu'un d'autre. Avant de parler, chaque personne attend poliment que plus personne ne parle. Si deux personnes commencent à parler en même temps, les deux s'arrêtent et attendent un court temps aléatoire. Il y a de bonnes chances que les deux personnes attendent un délai différent, évitant donc une autre collision. Des temps d'attente exponentiels sont utilisés lorsque plusieurs collisions surviennent à la suite.
Comme dans le cas d'un réseau non commuté, toutes les communications sont émises sur un médium partagé, toute information envoyée par un poste est reçue par tous les autres, même si cette information était destinée à une seule personne. Les ordinateurs connectés sur l'Ethernet doivent donc filtrer ce qui leur est destiné ou non. Ce type de communication « quelqu'un parle, tous les autres entendent » d'Ethernet est une de ses faiblesses, car, pendant que l'un des nœuds émet, toutes les machines du réseau reçoivent et doivent, de leur côté, observer le silence. Ce qui fait qu'une communication à fort débit entre seulement deux postes peut saturer tout un réseau local.
De même, comme les chances de collision sont proportionnelles au nombre de transmetteurs et aux données envoyées, le réseau devient extrêmement congestionné au-delà de 50 % de sa capacité (indépendamment du nombre de sources de trafic). Pour résoudre ce problème, les commutateurs ont été développés afin de maximiser la bande passante disponible.
Suivant le débit utilisé, il faut tenir compte du domaine de collision régi par les lois de la physique et notamment le déplacement électronique dans un câble de cuivre. Si l'on ne respecte pas ces distances maximales entre machines, le protocole CSMA/CD n'a pas lieu d'exister.
De même si on utilise un commutateur, CSMA/CD est désactivé. Et ceci pour une raison que l'on comprend bien. Avec CSMA/CD, on écoute ce que l'on émet, si quelqu'un parle en même temps que moi il y a collision. Il y a donc incompatibilité avec le mode full-duplex des commutateurs.
Il y a quatre types de trame Ethernet :
Ces différents types de trame ont des formats et des valeurs de MTU différents mais peuvent coexister sur un même médium physique.
La version 1 originale de Xerox possède un champ de 16 bits identifiant la taille de trame, même si la longueur maximale d'une trame était de 1 500 octets. Ce champ fut vite réutilisé dans la version 2 de Xerox comme champ d'identification, avec la convention que les valeurs entre 0 et 1 500 indiquaient une trame Ethernet originale, mais que les valeurs plus grandes indiquaient ce qui a été appelé l'EtherType, et l'utilisation du nouveau format de trame. Cette utilisation duale du même champ de données justifie son appellation courante de champ longueur/type. En résumé, si x est la valeur dudit champ :
L'IEEE 802.3 a de nouveau défini le champ de 16 bits après les adresses MAC comme la longueur. Comme l'Ethernet I n'est plus utilisé, ceci permet désormais aux logiciels de déterminer si une trame est de type Ethernet II ou IEEE 802.3, permettant la cohabitation des deux standards sur le même médium physique. Toutes les trames 802.3 ont un champ LLC. En examinant ce dernier, il est possible de déterminer s'il est suivi par un champ SNAP ou non. La convention en vigueur actuellement est donc, si x est la valeur du champ longueur/type :
Les valeurs entre 1 500 et 1 536 sont indéfinies et ne devraient jamais être employées.
Synthèse graphique
Les différentes trames peuvent coexister sur un même réseau physique.
Information extraite du document de G.Requilé du CNRS et adaptée
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 … 1513 | 1514 | 1515 | 1516 | 1517 |


Attention il existe d'autres types de trames Ethernet qui possèdent d'autres particularités. Le champ Type de protocole peut prendre par exemple les valeurs suivantes :
Remarques :
La section ci-dessous donne un bref résumé de tous les types de média d'Ethernet. En plus de tous ces standards officiels, plusieurs fabricants ont implémenté des types de média propriétaires pour différentes raisons—quelquefois pour supporter de plus longues distances sur de la fibre optique.
(cf. cercle CREDO)
Le nouveau standard Ethernet 10 Gigabits entoure sept types de média différents pour les réseaux locaux, réseaux métropolitains et réseaux étendus. Il est actuellement spécifié par un standard supplémentaire, l'IEEE 802.3ae dont la première publication date de 2002, et va être incorporé dans une révision future de l'IEEE 802.3. La version Ethernet 10 Gbit/s est 10 fois plus rapide que Gigabit Ethernet ; ceci est vrai jusqu'au niveau de la couche MAC seulement.
L'Ethernet 10 Gigabits est assez récent, et il reste à voir lequel des standards va obtenir l'acceptation des compagnies.
10 Gigabit Ethernet supporte seulement le mode full duplex, beaucoup de liens sont en mode point à point bien que du routage à ce débit commence à apparaître. Le mode LAN fonctionne à un débit ligne, au niveau de la fibre, de 10,3 Gbit/s ce qui représente en fait le débit MAC de 10 Gbit/s pondéré par 66/64 rapport lié à l'encodage de la couche PCS utilisant un code 64B66B. Nous noterons l'efficacité de cet encodeur (3 %) par rapport à celui du mode Gigabit Ethernet (8B10B) qui apporte quant à lui un sur débit de 25 %.
L'importance du mode WAN PHY est incontestable et permet de transporter les trames Ethernet 10 Gigabits sur des liens SDH ou SONET actuellement en place dans beaucoup de réseaux. Le mode WAN PHY opère à un débit légèrement inférieur à 10Gbe, à savoir 9 953 280 kbit/s (ce qui correspond au débit STM64/OC192). Le conteneur virtuel 64c ou 192c véhicule des codes 64B66B.
Les modules optiques : couche PMD (PHY).
Des fabricants comme Fiberxon, sumitomo, Finisar ou bien d'autres, proposent des modules XFP qui sont normalisés par MSA permettant une compatibilité entre eux. Ces modules permettent de convertir le signal optique en un signal électrique, c'est donc l'équivalent de la couche PHY au niveau PMD du modèle OSI. Un lien électrique différentiel est ensuite disponible au débit de 10,3 Gbit/s.
Les serdes : couche PMA (PHY).
Ce signal de 10 Gb/s, trop rapide, ne peut pas être traité directement, il faut donc le paralléliser, en général sur 64 bits. Des circuits dédiés spécialisés permettent cette conversion.
Le mot serdes vient de l'anglais pour serialiser/deserialiser.
L'encodage 64B66B : couche PCS (PHY)
Le code en ligne utilisé 64B66B transforme le format XGMII (64 bits de données plus 8 bits de contrôle) en mots de 66 bits. L'objectif est multiple :
Le code 66 bits est composé de deux bits de synchronisation suivis de 64 bits de donnée.
Les 64 bits de données sont embrouillés par un embrouilleur auto synchronisé.
À ce niveau-là nous retrouvons un format équivalent MII, les couches suivantes : data link (MAC), 'network (IP), 'transport (TCP/UDP) fonctionnant de façon similaire à gigabit Ethernet.
Ethernet dans le domaine des Télécommunications.
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