Introduction
Dans un contexte où la mobilité ne cesse de progresser, le développement des réseaux sans fil a explosé. Employeurs, salariés et particuliers apprécient tous le fait de pouvoir être connectés aussi simplement que possible tout au long de la journée.
La prévalence de la connectivité sans fil ne doit pas faire perdre de vue ce qui se passe en arrière-plan pour permettre ces connexions : une infrastructure doit être installée, testée et maintenue afin d’être viable et utile. Dans la plupart des cas, ce processus est très coûteux en termes de main d’œuvre et de matériel. La fiabilité est un autre facteur essentiel qui doit être pris en compte. Une des solutions pour créer un réseau stable est d’utiliser un câblage structuré ainsi que des commutateurs ou switchs Ethernet, plutôt que des technologies sans fil.
Un switch réseau gère les connexions utilisées par tous les systèmes et matériels avec lesquels on souhaite interagir et partager des données. Ces connexions se font généralement à l’aide d’un câblage structuré qui relie la station de travail (la partie avec laquelle on interagit) et la machine avec laquelle on essaie d’échanger des données comme par exemple un serveur ou un autre ordinateur.
Le switch réseau est une sorte d’agent chargé de diriger le trafic dans la bonne direction. Pour faire simple, si un appareil essaie de récupérer des données depuis une autre source, le switch vérifiera s’il connait cette destination. Dans la négative, il enverra les données à un autre appareil comme un routeur pour laisser ce dernier gérer l’information à son niveau. Suivant le type, couche 2 ou couche 3, le switch se situe respectivement au niveau liaison (data link) ou réseau (network) du modèle OSI (Open Systems Interconnection).
Les switchs de niveau 2 sont les plus courants vu qu’ils tendent à être plus accessibles sur un plan financier et s’acquittent très bien de leur tâche. Concrètement, ils utilisent l’adresse MAC (adresse physique) d’un appareil depuis les trames de messages reçus pour déterminer vers quel port l’information doit être relayée. Pour cela, un switch s’appuie sur une table d’adresses MAC dynamique qu’il génère et met à jour à partir des requêtes ARP (protocole permettant de traduire une adresse IP en adresse MAC), ce qui lui permet donc de reconnaitre les trames.
Les switchs de niveau 3 possèdent également ces capacités et se comportent comme les switchs de niveau 2, tout en étant capables de répartir le trafic entre différents sous-réseaux ou VLAN qui peuvent exister sur un LAN. Ceci peut alléger considérablement le travail d’un routeur, lequel n’aura donc plus qu’à gérer les accès réseaux extérieurs au LAN.
Les switchs permettent de relayer l’information de manière beaucoup plus fine et efficace qu’un hub (concentrateur) réseau : ils permettent à plusieurs utilisateurs d’accéder aux ressources réseau en créant des chemins d’accès spécifiques, de manière à ce que l’information puisse circuler entre les connexions sans interférences d’autres paquets de données susceptibles de se trouver sur le même segment du réseau. Ils réduisent efficacement le nombre de collisions qui peuvent se produire entre ces paquets étant donné qu’ils savent où les informations doivent être envoyées grâce à leur table d’adresses MAC. En comparaison, un hub est beaucoup plus limité, puisqu’il diffuse les données vers chaque appareil connecté jusqu’à trouver la bonne destination, ce qui peut poser des problèmes de collision de données ainsi que des failles de sécurité considérables.
Pour ce qui concerne nos foyers, un switch basique permet donc à un utilisateur désirant créer un réseau à domicile de connecter tous ses appareils à partir de la même connexion internet, sans collisions de paquets de données et la faible vitesse des échanges qui en découlent. Un switch permet également de centraliser les connexions, ce qui rend leur gestion plus facile. La première étape consiste à choisir un switch adapté à ses besoins.
Qu’est-ce qui fait un switch ?
Les matériaux utilisés pour la coque des switchs vont du plastique au métal, le premier étant surtout utilisé au niveau les produits entrée de gamme. Cependant, des marques comme Netgear proposent des switchs non administrables avec boitier en métal, comme le GS105, pour moins de 30 euros. Entre sa résistance plus importante et sa capacité à dissiper naturellement la chaleur, le choix est vite fait.
Les switchs compacts non administrables tendent à être alimentés par adaptateur secteur avec transformateur intégré. A l’opposé, les switchs grand format comme ceux pouvant être montés en rack ont généralement une alimentation intégrée et ne nécessitent qu’un câble secteur IEC. Comme c’est le cas de tous les appareils électroniques, les switchs génèrent une chaleur qui doit être dissipée. Les modèles compacts se contentent généralement d’un radiateur passif (cf. image ci-dessus), tandis que les modèles grand format ont normalement un ou plusieurs ventilateurs, toujours dans le but d’assurer leur bon fonctionnement et de garantir une longévité satisfaisante.
Les fabricants de chipsets comme Broadcom et Qualcomm fournissent les puces que l’on trouve dans les composants réseaux comme les switchs, routeurs et modems par exemple. C’est à l’aide de ces puces que les switchs savent comment gérer les informations entrantes et sortantes. Le traitement de ces informations dépend du switch utilisé : on distingue les modèles non administrables des produits administrables. La majorité des switchs non administrables emploient un SoC, lequel gère les données au niveau matériel à leur arrivée pour ensuite les diriger. Concrètement, une trame arrive, elle est comparée à la table MAC et enfin redirigée vers le port réseau approprié. Les switchs de niveau supérieur, comme les switchs dits « intelligents », embarquent généralement un processeur intégré au chipset. Ce CPU peut aider à gérer des fonctionnalités supplémentaires : VLAN, QoS et commutation niveau 3.
Une fonctionnalité aussi courante qu’utile est la présence de témoins d’activité. Ces diodes généralement situées au sommet des ports ainsi que sur les côtés s’allument lorsqu’un port détecte une connexion active entre deux produits. Dans la majorité des cas, un unique témoin lumineux représente une liaison 10/100 Mbps tandis que deux témoins signalent une connexion 1 Gbps. Ceci est particulièrement utile pour le dépannage : bien que les diodes allumées ne garantissent pas une liaison fiable, elles ont le mérite d’indiquer si deux appareils sont bien reliés entre eux ainsi que le bon fonctionnement du port.
Au-delà des aspects physiques, les switchs se distinguent également par les fonctionnalités qu’ils proposent : certains modèles savent par exemple gérer les très grosses trames, le duplex, les tables MAC étendues ou encore l’Auto-MDIX / MDI.
Les très grosses trames (Jumbo frames) sont des trames qui contiennent plus de 1500 bytes. La taille maximale admise (Maximum Transfer Unit) est généralement de 9000 bytes. La prise en charge de ces dernières peut s’avérer utile parce qu’elles peuvent diminuer les besoins en bande passante : le processeur du switch ne traite qu’une très grosse trame au lieu d’en gérer une multitude de taille réduite.
Les communications duplex se divisent en deux catégories : half-duplex ou full-duplex. A notre époque, la plupart des équipements récents fonctionnent en full-duplex, ce qui est extrêmement important : un appareil capable de communiquer en full-duplex peut simultanément émettre et recevoir des données. En half-duplex, un appareil envoie une trame et tous les autres appareils seront en attente de cette trame, ce qui peut entrainer une baisse significative des performances sur les réseaux (collision de données).
Les tables MAC étendues constituent un sujet plus important pour les entreprises que les particuliers : dans un environnement professionnel, un switch doit avoir la capacité de gérer une table MAC étendue sachant qu’il y a très probablement des centaines d’appareils connectés à gérer. L’échelle est bien entendu radicalement différente au sein d’un foyer, mais cette fonctionnalité reste bonne à prendre pour éviter les problèmes qui pourraient découler d’une table MAC saturée. Dans ce cas de figure, le switch n’est plus capable de diriger correctement les données, ce qui dégrade considérablement les performances.
La gestion de l’Auto-MDIX/MDI, laquelle devient de plus en plus courante, est une fonctionnalité très appréciable. Sans elle, les appareils ayant des connexions MDI (Media Independant Interface) ou MDIX (Media Independant Crossover) des deux côtés, comme c’est le cas des connections switch vers switch ou ordinateur vers ordinateur, nécessiteraient un câble croisé plutôt qu’un câble droit. L’auto Auto-MDIX/MDI permet aux appareils d’être reliés entre eux avec les deux types de câbles, cette fonctionnalité état capable de détecter automatiquement la connexion et de la configurer en conséquence. On apprécie d’autant plus cette fonctionnalité lorsqu’il s’agit de relier une multitude de câbles visuellement identiques.
Les différents types de switchs
A l’heure actuelle, deux types de réseaux sont utilisés au niveau prosommateur et entreprise : la fibre et l’Ethernet. La différence de coût est énorme, à tel point qu’il est normal d’utiliser plusieurs switchs Ethernet avec un tronc en fibre afin d’augmenter la bande passante ainsi que les débits entre deux switchs. Nous avons décidé ici de nous concentrer uniquement sur les switchs accessibles au commun des mortels, c’est-à-dire les modèles Ethernet. Après avoir déterminé le type de réseau que l’on souhaite construire, il faut choisir un switch. Pour simplifier les choses, disons qu’il existe trois principaux types de modèles : les non-administrables, les « intelligents » et enfin les administrables.
Les switchs non-administrables sont les plus basiques des trois et probablement ceux qui intéresseront la majorité d’entre nous, vu que leur configuration est on ne peut plus simple et qu’ils sont à portée de tous en termes de prix. Comme son nom l’indique, un switch non-administrable est un switch qu’’il n’est pas possible de configurer, toute la programmation étant déjà intégrée par ailleurs. Dans la majorité des cas, un particulier cherche à augmenter le nombre d’appareils pouvant être simultanément reliés à une seule connexion Internet, besoin auquel un switch non-administrable est parfaitement capable de répondre puisqu’il ne nécessite qu’un investissement minimal en temps comme en argent.
Un switch « intelligent » constitue le compromis entre un switch administrable et un modèle non-administrable : ils permettent un paramétrage certes partiel, mais avec la finesse que proposent les switchs administrables. Ce type de produit est recommandé lorsque l’on souhaite contrôler un peu plus son réseau ainsi que le mode de fonctionnement de ce dernier. Suivant le modèle, il est possible de gérer quelques options comme la qualité de service (QoS) ainsi que les VLAN qui peuvent être utiles si l’on dispose de téléphones VoIP, ou bien si l’on souhaite isoler différentes portions de son réseau les unes des autres. Les switchs « intelligents » constituent un choix tout à fait valable pour la majorité d’entre nous : leur utilisation reste simple et ils permettent une meilleure connaissance de son réseau par rapport à un switch non administrable.
Terminons par les switchs administrables : la plupart d’entre eux proposent toutes les options que l’on peut actuellement proposer à un ingénieur réseau. Les possibilités de contrôle sont très fines : sécurité des ports, listes de contrôle des accès (ACLs) ainsi que capacités étendues en matière de VLAN. Ces modèles ne sont pas conseillés aux particuliers sachant que leur configuration demande du temps ainsi que de solides connaissances : leur niveau de fonctionnalité est adapté à un environnement professionnel et leur prix en rapport avec ce niveau de prestations.
Considérations importantes
Les besoins en matière de réseau à domicile varient d’une personne à l’autre. Certains privilégieront le nombre de ports disponibles tandis que d’autres accorderont une importance particulières aux possibilités de contrôle. Le plus important est de faire l’inventaire de ce que l’on souhaite brancher et de savoir ce dont on a besoin pour optimiser l’accessibilité et le fonctionnement de son réseau. Il ne faut pas oublier de prendre le futur en compte : ce n’est pas parce que l’on a cinq appareils à brancher physiquement sur un réseau aujourd’hui qu’il en sera de même demain.
L’encombrement est une considération parmi d’autres, à fortiori pour les switchs destinés aux particuliers qui sont déclinés en une multitude de formes et tailles. Un modèle à quatre ports d’une marque donnée peut être plus volumineux que l’équivalent chez la concurrence. A-t-on la place nécessaire pour effectuer les branchements et y revenir facilement en cas de besoin ? Généralement, la taille des switchs augmente avec le nombre de ports qu’ils proposent. Par ailleurs, n’oublions pas qu’il faut prévoir une zone de dégagement autour des switchs afin que la chaleur emmagasinée puisse se dissiper.
Le choix du nombre de ports est particulièrement important et nécessite de bien prévoir les choses, faute de quoi on se retrouve à acheter un nouveau switch. Nous conseillons de voir large en intégrant les appareils auxquels on ne pense pas spontanément, c’est-à-dire lecteur Blu-ray, téléviseur, caméras & téléphones IP qui viennent s’ajouter aux box Internet, consoles et PC.
La vitesse ainsi que la fiabilité sont également à prendre en compte. Pour un particulier, les modèles gérant 10/100/1000 Mbps sont parfaitement adaptés. Les switchs 10/100 Mbps peuvent être nettement moins onéreux que les modèles Gigabit (1000 Mbps) et son généralement suffisants pour du streaming audio/vidéo à faible dose. Ceci étant dit, la plupart des switchs récents gèrent les connexions Gigabit et ne sont pas vraiment plus chers que les modèles 10/100 Mbps. La compatibilité 1000 Mbps devient prépondérante si l’on est connecté à un serveur partageant le réseau, ou que l’on partage/transfère des données sur deux appareils et plus. A l’avenir, les débits pour l’instant réservés aux entreprises comme les 10 Gbps seront plus accessibles sur un plan matériel. Dans l’immédiat, les switchs 10 Gbps restent très chers et injustifiables ou presque pour des particuliers vu que le débit de nos connexions Internet ne permet pas de vraiment les exploiter. D’une manière générale, les connexions sans-fil sont plus lentes et moins fiables que les connexions filaires, sans parler de leur susceptibilité à de multiples facteurs extérieures comme l’environnement et le placement.
Conclusion
L’achat d’un switch réseau peut s’avérer déroutant au premier abord compte tenu de la quantité de modèles disponibles. Toutefois, quelques notions de base ainsi que le fait de bien savoir tout ce que l’on veut en faire facilitent grandement les choses. Il convient donc de lister précisément ce dont on a besoin aujourd’hui, mais aussi de prévoir demain : les changements d’équipement ainsi que l’arrivée de nouveaux appareils au sein d’un foyer peuvent nécessiter un switch plus performant ou encore de nouvelles fonctionnalités.
Les performances, le nombre de ports, le format ainsi que la durabilité sont autant de facteurs importants à prendre en compte vu que les switchs resteront une pièce maitresse au sein d’un réseau et que leur achat est censé être pérenne. Il faut par ailleurs penser à intégrer dans son budget les dépenses que peuvent engendrer l’achat d’un switch : câbles Ethernet dans tous les cas, câblage structuré dans un environnement très vaste lorsque l’on souhaite utiliser des appareils connectés sans avoir être à proximité du switch. Ce second cas de figure étant tout de même très rare chez un particulier notamment en raison de son coût et des contraintes techniques, le WiFi peut toujours faire l’affaire mais attention à ses inconvénients. Loin de nous l’idée de mépriser les solutions sans-fil, mais vu l’état actuel des technologies, le filaire offre une meilleure qualité de service parce qu’il ne souffre pas des radiofréquences parasites ou de la présence de divers obstacles.
Au final, la grande majorité d’entre nous devrait trouver son bonheur avec un switch non managé à huit ports minimum, aussi bien en termes de prix que de besoins à court terme et au-delà.
