Commutateurs réseau : Comment ça marche ? Quels différents types ?

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Agissant comme le chef d'orchestre d’un réseau informatique, le commutateur Ethernet facilite la transmission de données entre tous les appareils connectés. Dans cet article, découvrez son intérêt, son mode de fonctionnement, ses différents modèles, et les critères de sélection d’un commutateur réseau.

Qu’est-ce qu’un commutateur réseau ?

Également appelé switch, le commutateur réseau se présente comme un boîtier composé de plusieurs ports Ethernet (de 4 à plusieurs centaines). C’est lui qui gère les flux de données entre tous les appareils connectés au système informatique, comme les ordinateurs, les serveurs, les imprimantes et les périphériques réseau.

L’intérêt du switch dans une entreprise

Les commutateurs réseau font partie intégrante des infrastructures informatiques. Et pour cause, en favorisant la transmission rapide et efficace des données, ils permettent de :  
  • Éviter la congestion et les collisions ; 
  • Créer différents circuits au sein d’un même réseau ; 
  • Recevoir et envoyer des données vers le bon port ; 
  • Améliorer la sécurité du réseau et protéger les données échangées ;
  • Connecter plusieurs postes de travail sur le même réseau.

En répartissant les données de manière intelligente, les switches participent directement à l’amélioration des performances du réseau.

Différence entre commutateur réseau, hub et routeur

Au-delà des switches, les réseaux informatiques utilisent de nombreux dispositifs, et notamment les hubs ou les routeurs. Alors quelle différence avec le commutateur réseau ?  Voici les réponses : 

  • Le hub (ou concentrateur) : si le commutateur Ethernet et le hub ont tous deux pour objectif de gérer le trafic de données, leur fonctionnement diffère sensiblement. En effet, le switch transfère les données en fonction des adresses MAC (Media Access Control). Autrement dit, uniquement là où elles sont nécessaires. Ce qui permet d’améliorer la vitesse, l’efficacité et la sécurité du réseau. De son côté, le hub diffuse les données à tous les postes du réseau (sans aucune sélection préalable). Ce qui peut provoquer une saturation du réseau et des performances plus faibles.C’est justement pour cette raison que les hubs sont de moins en moins utilisés au profit des switches.
  • Le routeur : le commutateur gère et achemine le trafic au niveau local, généralement au sein du réseau local (LAN). Alors que le routeur relie différents réseaux ensemble ; comme différents LAN qui communiquent avec un réseau étendu (WAN).  Pour cela, le routeur achemine les données en fonction des adresses IP (et non des adresses MAC). Routeur et commutateur sont alors complémentaires au sein d’un réseau informatique.

Comment fonctionnent les switches ?

Le commutateur réseau repose sur la technologie de commutation de paquets. Et ce, de manière ciblée. Lorsqu’il reçoit les données d’un appareil connecté au réseau, il examine son adresse MAC (ou adresse de destination contenue dans le paquet). Pour rappel, chaque carte réseau ou adaptateur Ethernet possède une adresse MAC unique. C’est ce qui permet de l’identifier de manière précise. 

À travers cet examen des adresses MAC, le switch est capable d’envoyer le paquet de données sur le bon port. Pour cela, il crée une table de correspondance. Lorsque les adresses ne sont pas répertoriées, le commutateur va chercher le port approprié à travers un processus d’apprentissage. Dès qu’il l’a identifié, le switch enregistre l’adresse associée au port source afin de minimiser la propagation inutile de données sur le réseau. Et donc d’améliorer l’efficacité des futurs transferts de données.

Cette commutation ciblée correspond au modèle standard du switch (également appelé « store and forward » ou mode différé). L’objectif est de réduire la congestion, d’améliorer les performances du réseau et de garantir une communication fluide entre les appareils connectés.

Bon à savoir : Le commutateur réseau opère au niveau de la couche 2 (liaison) ou de la couche 3 (réseau) du modèle OSI. Cela dit, le mode de fonctionnement basé uniquement sur les adresses MAC concerne les commutateurs de liaison. Et pour cause, les commutateurs réseau sont aussi capables de prendre en charge les adresses IP, effectuant ainsi des routages plus sophistiqués entre différents sous-réseaux.

Quels sont les différents types de commutateurs réseau ?

Au-delà des différences entre commutateurs de couche 2 ou de couche 3, les entreprises peuvent utiliser différents types de switch. Voici les principaux : 
  • Les commutateurs non administrés (ou unmanaged switches) : très simples à configurer, ils gèrent la commutation de base des paquets de données. À ce titre, ils sont souvent utilisés dans des environnements domestiques ou des petites entreprises. Mais dans ce cas, les utilisateurs ne bénéficient pas de fonctionnalités avancées pour la gestion du réseau. 
  • Les commutateurs administrés (ou managed switches) : Les administrateurs système bénéficient d’un contrôle plus avancé sur le réseau, comme la configuration de la qualité de service (QoS), la sécurité des ports, les listes de contrôle d’accès (ACL) ou encore les VLAN (réseaux locaux virtuels). 
  • Les commutateurs intelligents (smart switches) : ils sont plus faciles à configurer que les commutateurs entièrement administrés. Mais il est toutefois possible de les personnaliser, notamment pour la gestion des VLAN ou la surveillance du trafic. 
  • Les commutateurs Gigabit et 10 Gigabit : grâce à leur débit élevé, ils sont particulièrement intéressants pour les entreprises nécessitant une bande passante importante.
  • Les commutateurs cloud : basés sur un système de cloud sécurisé, ils sont accessibles à distance.

Comment choisir son commutateur réseau dans une entreprise ?

S’il existe plusieurs types de commutateurs réseau, les entreprises doivent aussi être capables de sélectionner celui répondant parfaitement à leurs besoins (actuels et futurs). Voici quelques critères de sélection à prendre en compte : 

  • Les fonctionnalités nécessaires : comme la gestion VLAN, le routage de couche 3, le support PoE, la sécurité avancée, la redondance, etc. 
  • La capacité et le débit : cela dépend du nombre d’appareils à connecter,  de la bande passante nécessaire, des applications utilisées ou des exigences de performances. L’idée étant de sélectionner un switch présentant une capacité de port et un débit suffisants pour gérer le trafic de données de l’entreprise. 
  • La gestion et le contrôle : cela dépend du niveau de contrôle et de personnalisation requis sur le réseau. 
  • La sécurité : le commutateur doit proposer plusieurs fonctionnalités indispensables comme les listes de contrôle d’accès (ACL), l’authentification 802.1X, la détection d’intrusion, etc.
  • La redondance : afin de garantir une disponibilité optimale du réseau, notamment grâce au protocole Spanning Tree (STP) ou les agrégations de liens (EtherChannel).

Ce qu’il faut retenir :

  • Le commutateur réseau gère les flux de données entre tous les appareils connectés au système informatique. Ce faisant, il améliore directement les performances du réseau. 
  • Pour gérer les flux de données, le switch examine les adresses MAC. Ce qui permet d’envoyer la bonne information au bon port. 
  • Il existe différents types de commutateurs réseau. Les entreprises doivent donc étudier attentivement leurs besoins en interne avant de sélectionner leur équipement.
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