Fonctions de base des switches

Les switches sont des équipements typiquement logés dans des racks, leur taille varie selon leur capacité et leurs fonctionnalités, s’exprimant souvent en unités de hauteur de rack, comme 1U ou 2U. Les switches sont munis de divers types de ports pour permettre des connexions réseau. Les ports RJ45 sont les plus couramment utilisés pour connecter des ordinateurs ou des serveurs, tandis que des ports SFP offrent des vitesses de connexion plus rapides et sont généralement utilisés pour interconnecter le switch avec d’autres composants du réseau, tels que d’autres switches ou routeurs.

Un autre aspect important à considérer est si le switch est “managable” ou non. Un switch managable est celui qui permet une configuration avancée. Il offre une flexibilité accrue grâce à des fonctionnalités comme la gestion de VLAN, le TRUNK, EtherChannel, et STP, pour n’en nommer que quelques-uns. Il est à noter que ces fonctionnalités permettent un contrôle plus fin du trafic réseau, bien qu’elles n’entrent pas dans le détail ici.

En ce qui concerne les autres spécificités matérielles des switches, certains modèles haut de gamme offrent des fonctionnalités comme la redondance d’alimentation pour une meilleure fiabilité, ou des capacités de mise à jour du firmware sans interruption du service. La capacité de commutation, mesurée en Gbps (gigabits par seconde), est également un facteur clé à prendre en compte pour évaluer la performance d’un switch.  La capacité de commutation décrit le volume total de données que le switch peut gérer simultanément. Cette valeur est fondamentale pour évaluer la performance globale d’un switch et sa capacité à gérer des charges de trafic élevées.

Prenons l’exemple d’un switch équipé de 24 ports, chacun étant capable d’une vitesse de 1 Gbps. Intuitivement, on pourrait penser que la capacité de commutation totale du switch serait de 24 Gbps (24 ports x 1 Gbps). Cependant, il n’est pas rare de rencontrer des switches avec une capacité de commutation inférieure à la somme théorique de tous ses ports. Dans notre exemple, si le switch a une capacité de commutation de 10 Gbps, cela signifie qu’il ne peut gérer que 10 Gbps de trafic simultanément, même si la somme des vitesses maximales de tous ses ports atteint 24 Gbps.

La compréhension des caractéristiques matérielles des switches ne s’arrête pas là. Un autre élément à considérer est la prise en charge de divers protocoles de sécurité, comme l’authentification 802.1X, qui permet de contrôler l’accès au réseau. En fonction du modèle et de la marque, certains switches offrent également des fonctionnalités de monitoring avancées, facilitant la tâche des administrateurs réseau pour surveiller l’état et la performance du réseau en temps réel.

Les switches, loin d’être de simples relais dans la circulation des données réseau, sont en fait des équipements sophistiqués dotés d’une panoplie de fonctions et attributs pouvant grandement influencer les performances du réseau. Le choix judicieux d’un switch ne se limite pas à sa vitesse ou à son coût; il implique une analyse approfondie des besoins spécifiques du réseau ainsi que des objectifs à long terme. Des aspects tels que le nombre et le type de ports, les capacités de gestion pour les switches managables, ainsi que d’autres critères plus spécialisés comme la capacité de commutation, la redondance énergétique et les options de sécurité, sont tous des éléments importants à prendre en compte pour bâtir un réseau à la fois efficace et sécurisé. Après tout, chaque détail peut faire la différence entre un système robuste et un point faible à exploiter.

L’algorithme du switch

L’algorithme de fonctionnement d’un switch est relativement simple mais fondamental pour l’efficacité de la transmission de données dans un réseau local. À son niveau le plus élémentaire, l’objectif du switch est de recevoir des trames de données de l’un de ses ports et de les acheminer vers le port approprié où le destinataire est connecté.

Lorsqu’un switch est mis sous tension pour la première fois, sa table de commutation est vide. Cette table est donc très utile au fonctionnement du switch ; elle lie les adresses MAC aux ports physiques du switch. À chaque fois qu’une trame arrive sur un port, le switch vérifie l’adresse MAC source et l’ajoute à sa table de commutation si elle n’y est pas déjà, en notant le port sur lequel la trame a été reçue. Après avoir ajouté l’adresse MAC source, le switch regarde l’adresse MAC de destination de la trame pour savoir où l’envoyer. Deux scénarios peuvent se présenter :

1. Si l’adresse MAC de destination figure déjà dans la table de commutation, le switch sait sur quel port se trouve le dispositif destinataire. Il achemine alors la trame uniquement vers ce port spécifique.
2. Si l’adresse MAC de destination ne figure pas dans la table, le switch n’a pas d’autre choix que de diffuser la trame sur tous ses ports, à l’exception du port sur lequel la trame a été reçue initialement. Cette action est appelée “flooding”.

Au fil du temps, la table de commutation se remplit et le switch devient de plus en plus efficace, minimisant le flooding et acheminant les trames de manière plus précise. Ce processus permet une utilisation plus efficace de la bande passante et réduit les collisions, contribuant à un réseau plus performant et fiable.