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Les réseaux physiques

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Objectifs
  • Connaitre le principe et le fonctionnement d’un réseau physique.
  • Caractériser quelques types de réseaux physiques.
Point clé

Pour pouvoir échanger entre eux des informations, les ordinateurs ont besoin d’être connectés en réseau. Cela peut se réaliser grâce à des câbles, mais peut également se faire grâce à des ondes hertziennes.

Pour bien comprendre
  • Différence entre la connexion par câble et celle par ondes hertziennes
  • Les différentes ondes radio, qui sont caractérisées par leur fréquence (TV, Radio, WIFI, etc.)
  • Le spectre électromagnétique
1. Le principe d'un réseau physique
a. La notion de réseau
Un réseau est un ensemble d’éléments reliés les uns aux autres et entre lesquels circulent des informations.

Un réseau est construit autour d’un serveur, qui gère un certain nombre de services comme les connexions qui s’établissent entre les machines du réseau.

Le réseau permet notamment :

  • le partage de fichiers, d’applications ;
  • la communication entre personnes (grâce au courrier électronique, la discussion en direct) ;
  • la standardisation des applications ;
  • la communication entre processus (entre des machines industrielles) ;
  • la garantie de l’unicité de l’information (base de données) ;
  • le jeu en réseau.
b. La notion de réseau physique

Un réseau physique est l’ensemble des possibilités offertes à un ordinateur pour se connecter à un autre ordinateur. Un réseau physique fait référence à l’infrastructure physique (c’est-à-dire les équipements matériels) à laquelle sont rattachés les équipements réseaux.

Un réseau local, ou LAN (Local Area Network en anglais), est un type particulier de réseau physique. Il s’agit d’un ensemble d’ordinateurs connectés entre eux, sans pour autant être connectés à internet. On trouve énormément de réseaux locaux à travers le monde.

Exemple
On peut relier des ordinateurs familiaux entre eux sans utiliser internet : on crée pour cela un réseau local entre 2 ou 3 ordinateurs reliés ensemble par des câbles.
2. Fonctionnement d'un réseau physique

Pour pouvoir transférer des informations sur le réseau physique entre les ordinateurs, il est nécessaire que ces derniers soient reconnus.

Les ordinateurs disposent donc d’un système d’adressage unique par hôte que l’on appelle adresse MAC (identifiant physique stocké dans une carte réseau). Le routeur du réseau physique utilise cette adresse MAC afin d’attribuer une adresse IP à chacune des machines du réseau.

Cette identification au niveau du réseau permettra aux informations d’être envoyées d’une machine émettrice à une machine réceptrice.

Lorsqu’il y a un seul réseau et que celui-ci est relié à une box, c’est cette dernière qui joue le rôle de modem-routeur.

Exemple
Dans un réseau local constitué de trois ordinateurs en réseau, il est possible de poser une question à un membre du groupe. Tout le monde verra la question, mais seul celui à qui est destiné la question pourra répondre.

La passerelle est un dispositif qui permet de relier deux réseaux informatiques de types différents ou non : si la passerelle n’est pas connectée à internet, les trois ordinateurs ne peuvent communiquer qu’entre eux (réseau local). Si la passerelle est reliée à internet, alors les messages émis par les ordinateurs du réseau local peuvent être visibles à travers le monde.

Schématisation de la connexion d’un réseau local à internet
Remarque
Les passerelles (ou ponts) utilisent les adresses MAC des ordinateurs pour connecter les ordinateurs à travers les différents réseaux.
3. Exemples de réseaux physiques
a. Filaire
Le réseau physique filaire est un ensemble d’ordinateurs reliés entre eux par l’intermédiaire de plusieurs câbles.

Il existe plusieurs types de câble.

  • Le câble téléphonique (ADSL ou Asymmetric Digital Subscriber Line ou Ligne Numérique à Débit Asymétrique) : ce câble permet de faire coexister sur une même ligne un canal de haut débit et un canal moyen débit, ainsi qu’un canal de téléphonie.
  • Le câble RJ45 (ETHERNET) : ce câble permet de relier les ordinateurs entre eux grâce à un protocole d’échange de données. C’est le système le plus utilisé.
  • La fibre optique : il s’agit d’un fil de verre dédié aux transmissions de données à très haut débit (vitesse de la lumière : 300 000 km/s). Cette fibre optique permet de faire transiter des données informatiques comme la télévision ou le téléphone.
b. Hertzienne (Radio)

Les ordinateurs ne sont parfois pas reliés physiquement par un câble dans un réseau. Il est alors nécessaire de passer par un système de transmission de signaux numériques dit hertziens.

Les ondes hertziennes sont utilisées pour les transmissions d’informations. Ce sont des ondes électromagnétiques (OEM) qui se propagent dans le vide ou la matière, à la vitesse de la lumière.

Ces ondes électromagnétiques sont des ondes radio dont la fréquence est comprise entre 30 GHz et un peu plus de 3 MHz (1 GHz = 109 Hz et 1 MHz = 106 Hz).

L’ensemble des ondes radio peut être visualisé sur le schéma suivant.


Représentation des différents types d’onde radio

Il existe plusieurs types de réseaux physiques hertziens diffusant ces ondes radio.

  • Le Wifi : il s’agit d’un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par des normes, qui permet de transmettre des fichiers vers tous les ordinateurs qui se trouvent à sa portée en utilisant des ondes radio.
  • La 3G (téléphone portable) : un téléphone mobile émet et reçoit des ondes radiofréquences afin d’établir une liaison avec l’antenne relai la plus proche.
  • Le Satellite : les données reçues et envoyées par l’utilisateur transitent par un satellite qui se situe à 36 000 km au-dessus de la Terre. Le satellite transmet immédiatement l’information vers le centre de réception terrestre de l’opérateur satellite qui est relié, par fibre optique, au reste du réseau mondial.
  • Le Bluetooth : il s’agit d’une technologie radio courte distance, qui permet de communiquer et d’échanger des données entre deux appareils sans câble.
  • Le WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) : il s’agit d’une technologie permettant de fournir un accès à l’internet par ondes radio.

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