Design Ethernet
Cet article identifie une série de contraintes que l'on doit considérer lorsqu'on implémente les différentes technologies Ethernet.
Ethernet est l'une des technologies de base les plus employées dans les LANs. Dans les années '80 et au début des années '90, la plupart des LANs utilisaient du 10Mbps Ethernet, défini au départ par Digital, Intel et Xerox (DIX Ethernet Version II) et, plus tard, par le Groupe de Travail 802.3. Le standard IEEE 802.3-2002 comporte des spécifications physiques pour les technologies Ethernet jusque 1000Mbps. Le tableau suivant décrit ces spécifications :
| X | 10BASE5 | 10BASE2 | 10BASE-T | 100BASE-T |
| Media | Coaxial épais (TickEthernet) |
Coaxial fin (ThinEthernet) |
Cable à paire torsadée | Cable à paire torsadée |
| Topologie physique | Bus | Bus | Etoile | Etoile |
| Longueur maximale de segment |
500 m | 185 m | 100 m | 100 m |
| Nombre maximal d'attachements par segments |
100 | 30 | 2 (hub et station ou hub-hub) | 2 (hub et station ou hub-hub) |
| Domaine de collision maximal | 2500 m de 5 segments et 4 répéteurs; seulement 3 segments peuplés | 2500 m de 5 segments et 4 répéteurs; seulement 3 segments peuplés | 500 m de 5 segments et 4 répéteurs; seulement 3 segments peuplés | voir les détails dans la section Design Fast Ethernet 100Mbps |
La règle de conception est celle qui signifie que le délai de propagation de retour (round-trip propagation delay) dans un domaine de collision ne peut pas excéder 512 bit times, ce qui est absolument nécessaire pour que la détection de collision puisse fonctionner correctement (voir l'article intitulé "Timing Ethernet").
Design 10Mbps sur Fibre
Le tableau suivant fournit quelques règles de conduite en matière de d'Ethernet 10Mbps sur fibre. Le standard 10BASE-FP utilise une topologie en étoile passive. Le standard 10BASE-FB concerne le backbone ou un système basé sur des répéteurs. Le standard 10BASE-FL fournit les spécifications pour liens en fibre.
| x | 10BASE-FP | 10BASE-FB | 10BASE-FL |
| Topologie physique | Etoile passif | Backbone ou système répéteurs | Liens |
| Longueur maximale de segment |
500 m | 2000 m | 1000 ou 2000 m |
| Permet des répéteurs en cascade ? | Non | Oui | Non |
| Domaine de collision maximal | 2500 m | 2500 m | 2500 m |
Design 100Mbps Fast Ethernet
L'IEEE a introduit le standard IEEE 802.3u-1995 pour fournir un débit de 100Mbps sur du câble UTP ou de la fibre. Le standard 100BASE-T est similaire au 10Mbps Ethernet parce qu'il utilise CSMA/CD pour le partage du media, fonctionne sur du câble UTP de Catégorie (CAT) 3, 4 et 5, et utilise le même format de trame. La connectivité est assurée par des hubs, des répéteurs et des bridges.
Les contraintes du Fast Ethernet sont légèrement différentes à cause de la vitesse. En effet le délai de propoagation sera 10 fois plus rapide (5,12 microsecondes) qu'en Ethernet 10Mbps (51,2 microsecondes).
Voici un aperçu comparatif des technologies FastEthernet :
| X | 100BASE-TX | 100BASE-T4 | 100BASE-FX |
| Media |
|
|
Fibre monomode ou fibre multimode |
| Connectique | RJ-45 | RJ-45 | MIC, ST (Stab & Twist) ou SC (Stab & Click) |
| codage | 4B5B | 8B6T | 4B5B |
| Longueur maximal d'un segment | 100 m | 100 m | 400 m (fibre multimode) / 2000m |
Répéteurs 100BASE-T
En 100Mbps, les limites de distance sont plus sévères qu'en 10Mbps. Pour les réseaux répétés 100Mbps, il n'y a plus de règle 5-4-3; Fast Ethernet est limité par deux répéteurs. La règle générale est celle qui limite le domaine de collision à 205 m avec du câble UTP. A noter que quelle que soit la technologie sur un réseau UTP commuté la distance est limitée à 100 m entre l'hôte et le switch ou entre des switches.
La limite de distance dépend du type de répéteur. La spécification IEEE 100BASE-T désigne deux types de répéteurs : Class I et Class II. Les répéteurs de Class I ont une latence (délai) de 0,7 microsecondes ou moins. Seulement un saut de répéteur est permis. Les répéteurs de Class II ont une latence 0,46 microsecondes ou moins. Un ou deux sauts de répéteurs sont alors permis.
| X | Cuivre | Mélange Fibre multimode et cuivre | Fibre multimode |
| DTE-DTE (Switch-Switch) |
100 m | X | 412 m (2000 m si Full Duplex) |
| 1 répéteur Class I | 200 m | 260 m | 272 m |
| 1 répéteur Class II | 200 m | 308 m | 320 m |
| 2 répéteurs Class II | 205 m | 216 m | 228 m |
Design Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet permet une vitesse de 1000Mbps. Il est spécifié par deux standards : IEEE 802.3e-1998 et IEEE 802.3ab-1999. Le standard IEEE 802.3z spécifie les opérations du Gigabit Ethernet sur la fibre et sur le cable coaxial, et introduit la couche Gigabit Media Independant Interface (GMII). Le standard IEEE 802.3ab spécifie les opérations du Gigabit Ethernet sur du câble UTP CAT 5. Le format et la taille des trames restent les mêmes; il utilise toujours CSMA/CD, le Full-Duplex reste possible. Les principales différences sont au niveau du codage du signal.
| Type | Vitesse | Longueur maximal par segment |
Codage | Media |
| 1000BASE-T | 1000 Mbps | 100 m | Five-level | Cat 5 UTP 4 paires utilisées |
|
1000BASE-LX |
1000 Mbps |
440 m (mutilmode 62,5 microm) |
8B10B (simple NRZ) |
Fibre mono- ou multimode |
| 1000BASE-SX (Short Wave) |
1000 Mbps |
220 m (mutilmode 62,5 microm) |
8B10B |
Fibre multimode |
| 1000BASE-CX | 1000 Mbps | 25 m |
8B10B |
Shielded balanced copper |
10 Gigabit Ethernet
L'IEEE 802.3ae, publié en août 2002, spécifie le standard pour le 10Gbps Ethernet. Il ne s'utilise que sur de la fibre optique en Full-Duplex. Il permet d'utiliser des trames Ethernet sur des distances rencontrées dans les MANs et les WANs sur plusieurs dizaines de kilomètres (5 à 40 Km). Plus d'informations sont disponibles sur le site de 10 Gigabit Alliance http://www.10gea.org .
Fast EtherChannel
Une solution Cisco EtherChannel est une méthode pour augmenter la bande passante entre deux système en agrégeant des liens Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet.