Qu’est-ce qu‘Ethernet (IEEE 802.3) ?

Ethernet est une tech­no­lo­gie pour les réseaux de données câblés qui connecte les logiciels et/ou les éléments matériels entre eux. Cela se fait gé­né­ra­le­ment via des câbles LAN, c’est pourquoi Ethernet est souvent appelé tech­no­lo­gie LAN. Ethernet permet ainsi l’échange de données entre terminaux. Il peut s’agir d’or­di­na­teurs, d’im­pri­mantes, de serveurs, de dis­tri­bu­teurs, etc. Lorsqu’ils sont combinés dans un réseau local, ces appareils éta­blis­sent des con­nexions via le protocole Ethernet et peuvent échanger entre eux des paquets de données. Le protocole actuel et le plus largement utilisé est IEEE 802.3.

Ethernet a été développé au début des années 1970, mais le système réseau a d’abord été utilisé en interne chez Xerox. Ce n’est qu’au début des années 1980 qu’Ethernet est devenu un produit stan­dar­disé. Cependant, ce n’est qu'au milieu de la décennie qu’Ethernet a été largement utilisé, lorsque plusieurs fa­bri­cants ont commencé à tra­vail­ler avec Ethernet et des produits connexes. La tech­no­lo­gie a largement contribué à la ré­vo­lu­tion de l’or­di­na­teur personnel dans le monde du travail. La norme IEEE 802.3 est largement utilisée au­jour­d'hui dans les bureaux, les foyers, les con­te­neurs et les trans­por­teurs.

Alors que la première version de la tech­no­lo­gie n’était rapide qu’à 3 mégabits par seconde, les pro­to­coles Ethernet per­met­tent aujourd’hui des vitesses allant jusqu’à 1 000 mégabits par seconde. Dans le passé, les réseaux Ethernet étaient limités à un seul bâtiment, aujourd’hui Ethernet peut couvrir jusqu’à 10 ki­lo­mètres via la fibre optique. Au cours de son dé­ve­lop­pe­ment, Ethernet a pris une place pré­pon­dé­rante parmi les tech­no­lo­gies LAN et a surpassé de nombreux con­cur­rents. De plus, l’Ethernet en temps réel est main­te­nant la norme de l’industrie pour les ap­pli­ca­tions de com­mu­ni­ca­tion.

À l’origine, tous les messages envoyés au sein d’un réseau étaient destinés à tous les terminaux. Ils devaient ensuite filtrer les données reçues et décider si elles étaient per­ti­nentes pour eux. Ce bus commun per­met­tait de diffuser des messages, mais aussi d’en­re­gis­trer l'en­semble du trafic de données pour chaque membre ; ceci constitue clai­re­ment une faille de sécurité pour le premier Ethernet. Bien que les données puissent être cryptées, le trafic de données lui-même ne pouvait pas être contrôlé in­di­vi­duel­le­ment. Même les plaques tour­nantes ne peuvent combler cette lacune en matière de sécurité. Dans les réseaux modernes, les ponts et les com­mu­ta­teurs qui peuvent être utilisés pour segmenter un Ethernet cons­ti­tuent une bonne al­ter­na­tive.

Cependant, même ces tech­niques ne résolvent pas tous les problèmes. Une mauvaise uti­li­sa­tion, par exemple MAC Flooding ou MAC Spoofing, continue de menacer la stabilité du réseau et la sécurité des paquets de données com­mu­ni­qués. Tra­vail­ler en toute sécurité dans un réseau Ethernet nécessite donc l’uti­li­sa­tion sérieuse de tous les systèmes connectés et une analyse régulière des données (par exemple une analyse LAN), afin de détecter les cas théo­riques d’abus et de dys­fonc­tion­ne­ments.

Tant que la quantité de données n’utilise pas Ethernet, il fonc­tionne bien. Toutefois, la con­ges­tion des données peut survenir lorsque l’uti­li­sa­tion de la capacité dépasse 50 %. Dans le cadre du dé­ve­lop­pe­ment technique des or­di­na­teurs per­son­nels et de l'aug­men­ta­tion constante du volume de données, les réseaux Ethernet ont également dû être dé­ve­lop­pés afin de suivre l’évolution de la tech­no­lo­gie. Les com­mu­ta­teurs, par exemple, assurent une dis­tri­bu­tion plus efficace des paquets de données et réduisent le risque de collision. Les tech­no­lo­gies modernes de câble telles que la paire torsadée et la fibre optique ont des taux de trans­mis­sion plus élevés qui répondent aux exigences modernes d'un réseau.

Une autre in­no­va­tion est l’Ethernet Flow Control. Grâce à ce mécanisme, la trans­mis­sion des données peut être in­ter­rom­pue tem­po­rai­re­ment et com­plè­te­ment afin de faciliter la cir­cu­la­tion des données ailleurs. En mode full duplex, c’est par­ti­cu­liè­re­ment pratique lorsqu’un réseau dessert un nombre re­la­ti­ve­ment important d’appareils finaux. Le contrôle des flux coupe alors tem­po­rai­re­ment certains membres du réseau afin d’optimiser la fiabilité globale du réseau. Cependant, cela peut entraîner une perte de vitesse, qui peut ensuite être contenue par d’autres mé­ca­nismes tels que le protocole de contrôle de trans­mis­sion.

Ethernet utilisait largement des câbles coaxiaux con­ven­tion­nels. Aujourd’hui, cependant, les câbles à paires torsadées en cuivre et les câbles à fibres optiques cons­ti­tuent la norme dans l’industrie et per­met­tent des vitesses de trans­mis­sion beaucoup plus rapides et des portées plus longues. Un autre avantage est que les câbles en cuivre peuvent également alimenter en courant les appareils connectés. Ce processus, également connu sous le nom de Power over Ethernet (PoE), permet la mise en place de réseaux plus éner­gé­tiques et est défini dans la norme IEEE 802.3af.

Ethernet est issu du réseau ALOHAnet, un réseau radio de l’uni­ver­sité d’Hawaii. Au Xerox Palo Alto Research Center, le vi­sion­naire Robert Metcalfe tra­vail­lait déjà sur une première version du protocole Ethernet filaire au début des années 1970. Ce protocole était ini­tia­le­ment destiné à faciliter le travail interne de l’en­tre­prise et à être ac­ti­ve­ment testé dans le processus. La phase de test a culminé en 1976 dans un article scien­ti­fique publié par Metcalfe en col­la­bo­ra­tion avec David Boggs. Il décrivait les réseaux locaux d’or­di­na­teurs per­son­nels connectés.

En 1979, Metcalfe fonde sa propre société 3com, afin de pro­mou­voir le dé­ve­lop­pe­ment des or­di­na­teurs et des réseaux locaux et pour faire de l’Ethernet un standard. Sa percée a eu lieu en 1980 avec l’adoption d’Ethernet 1.0, qui a été développé par l’Institute of Elec­tri­cal and Elec­tro­nics Engineers (IEEE). Ce processus a mené à l’invention d’autres tech­niques, dont le protocole CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), plus tard connu sous le nom IEEE 802.3. Les pro­to­coles ré­vo­lu­tion­naires Token Bus (802.4) et Token Ring (802.5) ont également été dé­ve­lop­pés.

Entre 1983 et 1986, les in­no­va­tions Chea­per­net, Ethernet-on-Broadband et StarLAN ont été ajoutées, avant que la norme Ethernet ne reçoive une attention accrue de la part de nombreux fa­bri­cants. En con­sé­quence, certaines petites en­tre­prises ont commencé à utiliser les réseaux Ethernet sur le lieu au travail, mais toujours par le biais de lignes té­lé­pho­niques à quatre fils. Ce n’est qu’au début des années 1990 que les con­nexions Ethernet ont été dé­ve­lop­pées sur des câbles à paires torsadées et à fibre optique, pour aboutir à l'in­tro­duc­tion de la norme 100 Mbps pour Ethernet IEEE 80.2.3u en 1995. En parallèle, une norme pour les réseaux locaux sans fil (802.11) a été adoptée. 1995 est donc con­si­dé­rée comme l’année de la naissance de l'In­ter­net moderne.