INFRASTRUCTURES des LAN à HAUTS DEBITS

CARTES D’INTERFACE RESAUX

Adaptateurs » QoS ready » chez Intel et chez 3com

Intel propose ses premières cartes réseaux compatibles avec le protocole IEEE 802.1p précisant une partie des fonctions de qualité de service sur réseau IP-Ethernet. La gamme d’adaptateurs s’appuie sur le contrôleur mono-puce, Intel 82559 Fast Ethernet étudié pour tous les PC, portables et serveurs. Le prix des cartes varie entre 500 fr HT et 2 000 fr HT.
La configuration des filtres est réalisée à l’aide du logiciel baptisé Priority Packet. Les critères pris en compte sont classiques :
• adresse source ou destination,
• type de protocole Ethernet,
• adresse IP, IPX, ou de sous réseaux IP,
• numéros de ports UDP ou de » socket » IPX identifiant les applications ciblées.
La 1ère génération de cartes Fast Ethernet d’Intel équipées du contrôleur 82558 pourra supporter le standard IEEE 802.1p après mise à jour du pilote de l’adaptateur. Les trames 802.1p – 802.1q, plus longue de 4 octets que les trames traditionnelles, ne conviennent pas encore à toutes les infrastructures en place.
Les commutateurs qui travaillent en mode « store and forward » les jugent défectueuses. Les segments de réseaux comportant de tels équipements, ne peuvent donc pas supporter 802.1p. Pour eux, le logiciel Priority Packet se contente de répartir les trames entre deux files, l’une prioritaire, l’autre non, sans effectuer de marquage. Au moins, les trames prioritaires entreront vite sur le réseau.
Les nouveaux coupleurs d’Intel apportent une autre amélioration. Conforme aux spécifications WfM (Wired for Management) 2.0, ils sécurisent les opérations de télégestion (détection de virus, changement de Bios, mise à jour de logiciels, etc.) à l’aide d’un processus d’authentification intervenant avant le lancement du système d’exploitation. De quoi éviter qu’un système non autorisé se fasse passer pour le serveur d’activation.
Par ailleurs, les cartes de 3com savent depuis décembre 1998 inscrire, en plus et en cas de besoin, les 12 bits de l’identifiant VLAN 802.1q auquel leur hôte est supposé se rattacher. Le logiciel Dynamic Access de 3com établit la liaison entre l’agent SNMP des cartes coupleur et une plate-forme de supervision Rmon. De quoi remonter par exemple des informations sur le trafic.

Cartes de communication pour serveurs

Alors que l’offre Gigabit Ethernet prend forme, que par ailleurs se stabilise le standard ATM à 150 Mbit/s, la carte réseau d’un serveur est devenue une pièce critique. Les serveurs doivent être largement accessibles de tous les points de l’entreprise. De ce fait, la carte coupleur qui assure le lien entre le serveur et le commutateur du réseau fédérateur devient un composant majeur.

Un choix délicat pour l’administrateur réseaux

Le foisonnement technologique actuel oblige l’administrateur réseau à bien choisir. Par exemple, comment tirer plus que 100 Mbit/s de Fast Ethernet d’un serveur équipé de deux cartes, montées en redondance pour se secourir mutuellement ? Si la répartition de charge est gérée par l’OS réseau (Netware par exemple), cela coûte au moins 20% de la charge de l’unité centrale. Pour pallier cet inconvénient, existe-t-il un coupleur à double port Fast Ethernet qui règle la répartition de charge de manière matérielle ? Comment tirer parti de la fonction de transmission bidirectionnelle (full duplex) pour disposer de deux fois 100 Mbit/s ?

Quelques pistes

Intel propose d’installer 4 cartes Fast Ethernet pour disposer en entrée du serveur d’une bande passante de 400 Mbit/s. Une carte sert uniquement à la réception des requêtes. Les autres se répartissent le trafic sortant. Un logiciel placé sur le serveur répartit les trafics entre les cartes. En outre, si une carte tombe en panne, elle est automatiquement secourue.
Pour l’heure, les performances des coupleurs Gigabit Ethernet sont désastreuses. La carte tire beaucoup trop de puissance sur les unités centrales des serveurs », estime Adaptec, société qui propose le logiciel Duralink Port Agrégation, permettant de grouper plusieurs ports.
ATM est la solution à envisager lorsque l’entreprise entrevoit une évolution vers le multimédia. D’ores et déjà, disposer d’un lien ATM à 155 Mbit/s avec le commutateur du réseau fédérateur est devenu un standard.
Pour les cas où plusieurs serveurs sont appelés à coopérer (cluster), ou pour assurer les communications entre un serveur et un site de secours, Emulex, Adaptec ou Interphase proposent de les coupler par des liens Fibre Channel. Par exemple, une carte Fibre Channel Interphase pour serveur à bus PCI coûte 8 370 fr au débit de 256 Mbit/s et 9 570 francs au débit de 1 Gbit/s.

LES NOUVEAUX STANDARDS

La règle des 80/20 a vécu
Tant que la règle des 80/20 :
80 % des échanges se font au sein d’un même groupe de travail
restait vérifiée, une segmentation de plus en plus fine des groupes de travail et la mise en oeuvre de commutateurs suffisaient à résoudre les problèmes de saturation des LAN (réseaux locaux).
Mais, l’avènement des applications hypertexte Internet et Intranet ont radicalement remis en cause ce principe de base :
• les échanges intergroupe sont de plus en plus fréquents, et les accès extérieurs à l’entreprise se font courants.
• les performances des PC permettent aux utilisateurs la manipulation et le partage via le réseau de fichiers de plus en plus volumineux, combinant images, données audio et vidéo.
• le nombre et le volume des fichiers produits par les suites bureautiques augmentent sans cesse.
• la messagerie et ses applications complémentaires du groupware et du workflow s’imposent désormais comme moyens indispensables de communication quotidien des entreprises.
D’où la nécessité de trouver sans cesse des solutions techniques qui permettront aux LAN de supporter de plus en plus de flux donc de plus en plus de « bande passante », ici confondu avec les débits offerts aux postes de travail et aux serveurs des LAN. Ethernet s’est doté le premier avec les solutions :
• FastEthernet à 100 Mbit/s, puis
• Gigabit Ethernet à 1 Gbit/s.
Token Ring avec HSTR (High Speed Token Ring) présentent des avantages par rapport à Ethernet, en particulier l’utilisation de trames plus grandes (12,8 Ko au lieu de 1,5 Ko).

GIGABIT ETHERNET pour LAN, MAN et …WAN

Le but du Gigabit Ethernet est d’éviter aux LAN les goulets d’étranglement, par des liens point à point très hauts débits entre équipements (commutateurs Ethernet 100 Mbit/s et serveurs les plus sollicités). Gigabit Ethernet est intéressant dans 4 cas de figure :
• établir des liaisons ultra performantes de commutateurs à serveurs.
• établir des liens inter-commutateurs hyper rapides.
• Faire migrer le backbone (dorsale du LAN) commuté Fast Ethernet.
• remplacer une artère fédératrice en FDDI partagé.
Gigabit Ethernet entre en concurrence avec la technique de commutation ATM dont l’ambition est toujours d’offrir la solution universelle de bout en bout incluant les réseaux locaux et les réseaux étendus.
Les avantages du mode de commutation ATM sur Ethernet sont connus :
• protocole actuellement plus mature,
• meilleure qualité de service,
• meilleure intégration avec les réseaux étendus opérateurs.
Il sera complexe pour des sites informatiques de migrer vers ATM, synonyme de changement de culture.
Gigabit Ethernet, moins onéreux, constitue une technologie familière aux administrateurs de réseau.
Aujourd’hui, sa qualité principale reste la non-rupture technologique avec la centaine de millions de n uds

Ethernet installés

Par ailleurs, Foundry Networks annonce son commutateur 1 Gbit/s sur une distance de 70 km. Canarie teste au Canada des réseaux Ethernet de 50 km et 500 km. Siemens a expérimenté une transmission sur 1570 km dans le cadre du projet MOON (Management of Optical Networks) de l’Union Européenne. Dans cette perspective, Gigabit Ethernet s’ouvre désormais aux MAN (réseaux métropolitains) et aux WAN.
La première démonstration faite par la Gigabit Ethernet Alliance, au salon Networld+Interop de 1997, sur fibre optique et déjà en Juillet 1999, la solution 1000 Base T sur paire torsadée cuivre a obtenu le statut de standard ratifié par les instances de l’IEEE avec la norme IEEE 802.3ab.
Même si les produits se font attendre et seront coûteux, les spécifications de 1000 Base T définissant l’usage de 4 paires symétriques non blindées de catégorie 5 sur une distance de 100 mètres, acheminent les flux des rocades secondaires. Pour faciliter les migrations, les équipements conformes à ce standard négocieront automatiquement le débit, 1 Gbit/s ou 100 Mbit/s, suivant l’interlocuteur et la qualité de la liaison.
Les spécifications IEEE 802.3ab viennent compléter, pour les paires torsadées, celles du précédent standard IEEE 802.3z (publié en juin 1998) relatif lui-même au Gigabit Ethernet sur fibres optiques ou câbles coaxiaux.
Parce que dans les situations délicates, le Gigabit Ethernet ne peut s’accommoder des câbles de catégorie 5, des câbles de catégorie 5E (E comme étendu), ont été définies. Les spécifications limitent les inter-perturbations entre paires et les retards de propagation des signaux. Pour cela, elles précisent les paramètres de paradiaphonie et de télédiaphonie cumulés ainsi que de l’affaiblissement de réflexion.
Pour s’accommoder des câbles de catégorie 5, les interfaces physiques risquent d’embarquer une électronique sophistiquée donc chère. C’est pourquoi, Lucent propose la définition d’une nouvelle interface physique spécifique aux câbles de catégorie 6, avec comme objectif la fabrication de cartes réseau Gigabit Ethernet 30% moins chères que celles requises pour les systèmes de catégorie 5 et 5E.
A terme, les progrès des semi-conducteurs permettront de réduire les coûts et conduiront à l’intégration des fonctions MAC (Medium Access Control) et PHY (PHYsique) dans une même puce, comme pour le Fast Ethernet. On envisagera alors d’équiper les postes de travail de coupleur Gigabit Ethernet.

Ethernet 10 Gbit/s

Le standard 1000 Base T à peine ratifié, le groupe de travail 802 LAN-MAN 3 (High Speed Study Group, HSSG).de l’IEEE définit déjà la norme Ethernet 10 Gbit/s. Avec un tel débit, l’idée est d’implanter Ethernet partout où ce sera possible.
Ethernet 10 Gbit/s servira aussi bien les réseaux s’étendant sur plusieurs dizaines de kilomètres, tels les infrastructures des fournisseurs de services Internet, les réseaux métropolitains, que les grappes de serveurs ou les dorsales LAN congestionnées. Un laboratoire de recherche américain, LBNL prévoit de voir les besoins en bande passante multipliés par mille d’ici à 5 ans. Ils ont été multipliés par 400 ces huit dernières années.
Dans le domaine des télécoms, les opérateurs suivent la chose de près. Leur interrogation est : « les liaisons Ethernet longue, voire très longue distance (de 80 km à 100 km) deviendront-elles plus compétitives que les liaisons IP sur PDH, IP sur SDH ou les liaisons ATM ».
Cette nouvelle approche impose la mise au point d’une nouvelle couche MII (Media Independent Interface) rendant les couches hautes du protocole Ethernet HSSG indépendantes des médiums (support de transmission). Le standard ne verra de toute manière pas le jour avant 2001. Le groupe de travail HSSG se pose encore de nombreuses questions:
• 10 Gbit/s ou 12,5 Gbit/s ?
• Support ou non de trames de plus grande taille ?
• Transmission série (en TDM) ou en parallèle (avec DWDM) ?
• Conservation du codage 8B/10B ou pas ?
• Longueurs d’ondes autour de 1 310 nm ou de 1 550 nm ?

SYSTEMES DE CABLAGE
SYSTEME A PAIRES TORSADEES : LE CABLAGE EVOLUE VERS LES CATEGORIES 6 ET 7
La catégorie 6 ou classe E
La catégorie 7 ou classe F
Tableau récapitulatif
CARTES D’INTERFACE RESAUX
ADAPTATEURS » QOS READY » CHEZ INTEL ET CHEZ 3COM
CARTES DE COMMUNICATION POUR SERVEURS
Un choix délicat pour l’administrateur réseaux
Quelques pistes
LES NOUVEAUX STANDARDS
LA REGLE DES 80/20 A VECU
GIGABIT ETHERNET POUR LAN, MAN ETWAN
ETHERNET 10 GBIT/S
HSTR PRÉCONISE TOKEN RING À 100MBIT/S
FIBRE CHANNEL ET LAN POUR SYSTEMES DE STOCKAGE
LA COMMUTATION LAN
LES PRINCIPES DE LA COMMUTATION LAN
Les différentes phases de l’évolution technologique des LAN
Segmentation par pont
Optimisation par routeurs
Le backbone, dorsale ou réseau fédérateur à 100 Mbit/s
La commutation LAN
Les VLAN : rôle du commutateur LAN
Les 4 niveaux de VLAN
Adressage des VLAN : l’absence de standard
Les modes de fonctionnement d’un commutateur LAN
Mode stockage et retransmission (store & forward)
Mode à la volée (cut through)
Mode de commutation mixte
Les apports technologiques
Le contrôle de flux
Un commutateur Ethernet sur un seul circuit intégré
Les facteurs de puissance
COMMUTATION OU ROUTA GE ?
Maintien du « statu quo »
Routea g distribué
Serveur de routes
Commutation ATM
Commutateurs d’accès ATM
Glossaire
Routeurs : un passage obligé