Qu'est-ce qu'un commutateur de réseau ? | Commutateur et routeur

Un commutateur de réseau transmet des paquets de données entre les appareils. Les commutateurs envoient les paquets directement aux appareils, plutôt que de les envoyer aux réseaux comme le fait un routeur.

Objectifs d’apprentissage

Cet article s'articule autour des points suivants :

  • Définir le commutateur de réseau
  • Apprendre la différence entre un commutateur et un routeur
  • En savoir plus sur les commutateurs Ethernet, les commutateurs gérés et non gérés, et plus encore

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Qu'est-ce qu'un commutateur de réseau ?

A network switch connects devices within a network (often a local area network, or LAN*) and forwards data packets to and from those devices. Unlike a router, a switch only sends data to the single device it is intended for (which may be another switch, a router, or a user's computer), not to networks of multiple devices.

Le trafic réseau va d'Internet au routeur, du routeur au commutateur réseau et du commutateur réseau aux ordinateurs

*Un réseau local (LAN) est un groupe d'appareils reliés entre eux et proches physiquement. Les réseaux WiFi domestiques constituent un exemple courant de LAN.

Quelle est la différence entre un commutateur et un routeur ?

Routers select paths for data packets to cross networks and reach their destinations. Routers do this by connecting with different networks and forwarding data from network to network — including LANs, wide area networks (WANs), or autonomous systems, which are the large networks that make up the Internet.

In practice, what this means is that routers are necessary for an Internet connection, while switches are only used for interconnecting devices. Homes and small offices need routers for Internet access, but most do not need a network switch, unless they require a large amount of Ethernet* ports. However, large offices, networks, and data centers with dozens or hundreds of computers usually do require switches.

*Ethernet is a layer 2 protocol for sending data between devices. Unlike WiFi, Ethernet requires a physical connection via an Ethernet cable.

Qu'est-ce qu'un commutateur de couche 2 ? Qu'est-ce qu'un commutateur de couche 3 ?

Les commutateurs réseau peuvent fonctionner soit au niveau de la couche 2 du modèle OSI (couche liaison de données), soit au niveau de la couche 3 (couche réseau). La couche 2 transmet les données en fonction de l'adresse MAC de destination (voir la définition ci-dessous), tandis que la couche 3 transmet les données en fonction de l'adresse IP de destination. Certains commutateurs peuvent faire les deux.

Most switches, however, are layer 2 switches. Layer 2 switches most often connect to the devices in their networks using Ethernet cables. Ethernet cables are physical cables that plug into devices via Ethernet ports.

Qu'est-ce qu'un commutateur non géré ? Qu'est-ce qu'un commutateur géré ?

Un commutateur non géré crée simplement plus de ports Ethernet sur un réseau local, de sorte qu'un plus grand nombre d'appareils locaux puissent accéder à Internet. Les commutateurs non gérés transmettent des données dans les deux sens en fonction des adresses MAC des appareils.

Un commutateur géré remplit la même fonction pour des réseaux beaucoup plus grands et offre aux administrateurs de réseau un contrôle beaucoup plus important sur la manière dont le trafic est hiérarchisé. Ils permettent également aux administrateurs de mettre en place des réseaux locaux virtuels (VLAN) pour subdiviser davantage un réseau local en plus petits morceaux.

Quelle est la différence entre une adresse MAC et une adresse IP ?

Network switches refer to MAC addresses in order to send Internet traffic to the right devices, not IP addresses.

Chaque appareil qui se connecte à Internet a une adresse IP. Une adresse IP est une série de caractères alphanumériques, comme 192.0.2.255 ou 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Les adresses IP sont semblables à des adresses postales, qui permettent aux communications Internet dirigées vers ces adresses d'atteindre ce dispositif. Les adresses IP changent souvent : comme il y a un nombre limité d'adresses IPv4, les appareils des utilisateurs se voient généralement attribuer de nouvelles adresses lorsqu'ils établissent une nouvelle connexion avec un réseau.

Les adresses IP sont utilisées au niveau de la couche 3, ce qui signifie que les ordinateurs et les appareils présents sur Internet utilisent les adresses IP pour envoyer et recevoir des données, quel que soit le réseau auquel ils sont connectés. Tous les paquets IP indiquent leurs adresses IP de départ et de destination dans leurs en-têtes, tout comme un courrier possède une adresse de destination et une adresse de retour.

In contrast, a MAC address is a permanent identifier for each piece of hardware, somewhat like a serial number. Unlike IP addresses, MAC addresses do not change. MAC addresses are used at layer 2, not layer 3 — which means they are not included in IP packet headers. In other words, MAC addresses are not part of Internet traffic. They are only used inside a given network.

How do network switches know the MAC addresses of the devices in their network?

Layer 2 network switches maintain a table in memory that matches MAC addresses to the switch's Ethernet ports. This table is called a Content Addressable Memory (CAM) table.

Suppose Computer A is connected to an Ethernet cable that plugs into the switch's Port 1, Computer B is connected to Port 2, and Computer C to Port 3. When data arrives for Computer A, the switch consults its CAM table, sees where Computer A is connected, and knows to forward Computer A-bound traffic at Port 1, not Ports 2 or 3.

The switch's CAM table would look something like this:

MAC address  Port 
Computer A's MAC address 1
Computer B's MAC address 2
Computer C's MAC address 3

The switch's CAM table is stored in memory. If the switch is turned off, the table will disappear and the switch has to relearn the table when it is rebooted.

Now, suppose the switch was just turned on and has not yet created its CAM table. It does not know which ports Computers A, B, and C are connected to. It also does not know their MAC addresses.

 MAC address   Port 
? ?
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Suppose Computer A sends a message to Computer B. The switch takes the following steps to get the message to Computer B and start filling out its CAM table:

  • It records Computer A's MAC address and the port its message came in on
  • It forwards Computer A's message to all other computers on the network (except Computer A); this is known as "flooding"
  • When Computer B replies, it records Computer B's MAC address and port as well
MAC address  Port 
Computer A's MAC address 1
Computer B's MAC address 2
? ?

Now, the switch's CAM table knows where Computer A and Computer B are. It also knows their MAC addresses.

Comment Cloudflare protège-t-il les commutateurs réseau ?

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