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Ali's Homepage - Networking
Une des "signatures" incontournables de notre siècle est sans doute l'ordinateur. Aujourd'hui, les ordinateurs sont partout sous différentes formes: de nos bureaux à nos cartables, des nos poches à nos bras, des supermarchés aux banques, des satellites aux stations de bases tout a un ordinateur, et comme vous savez actuellement il y a sur notre planète plus de puces que de fourmis!
Tout de même, si les ordinateurs n'avaient pas eu la capacité d'échanger des informations, elles seraient bien moins utiles... Et, dans ce texte, je vous parlerai de réseaux formés par des ordinateurs (ou plus généralement des matos électronique) (et cela du TCP/IP jusqu'au GSM!)... Espérons que ça vous intéressera!
QU'ES-CE QU'UN RÉSEAU?
Il y a quelques dizaines d'années (donc en effet dans un passé pas si éloigné que ça), quand les ordinateurs venaient d'être inventés, ils avaient impressionnés avec leur vitesse de calcul et avaient intéressant progressivement l'armée, les professionnels afin de venir aujourd'hui quasiment "coloniser" les bureaux, les sacs, les poches, ... Tout de même, une autre capacité des ordinateurs autre que leur vitesse, leur capacité d'échange d'informations en temps réel est aussi très important.
Et je vous ai toujours pas dit ce qu'est un réseau... Un réseau, au sens (vraiment) large du terme, eh bien c'est tout simplement la technique qui sert à faire communiquer deux ou plus équipements électroniques en temps réel (tout de même cela doit être entre deux "gros" équipements, par exemple même si votre CPU et vos RAMs font d'intenses et intempestifs échanges en temps réel, elles ne forment pas un réseau). Un réseau comprend donc pas mal de choses: la télévision, le téléphone, les radios, GSM, ... Et ils le sont tous car comme vous le voyez ce sont tous des machines qui sont basés sur l'idée qu'une machine envoie de l'information et une autre le reçoit et nous la présente... Tout de même, les réseaux deviennent bien plus intéressants si les deux machines peuvent d'envoyer des informations, donc si vous pouvez répondre en quelque sorte. En effet, ce texte sera dédié à quelques technologies de réseaux appelés "duplex", donc bi-directionnel si vous préférez...
LAN, ETHERNET, WAN, INTERNET, ...
Le 2 septembre 1969, à l'University of California (Los Angeles) deux ordinateurs connectés via un câble de 4.5 mètres se sont envoyés des informations. Et, ce jour fut gravé dans l'histoire comme le jour de démarrage du networking...
Bien sûr, les choses ont quand même un peu évolués depuis ce jour... Beaucoup de gens se sont amusés à brancher leurs ordinateurs pour échanger rapidement des données. Les militaires ont crée leur propre réseau. Les gens ont commencé à concevoir un réseau inter universitaire... Et en 1983 ARPANET est passé au TCP/IP... Cela a permis en particulier le fait que n'importe quel ordinateur utilisant le protocole TCP/IP puisse utiliser ARPANET. Aussi, l'idée de diviser les informations en petits paquets avant de l'envoyer a été "massivement" testée pour la première fois sur ARPANET...
Qu'es-ce qu'un LAN? Un LAN, (Local Area Network en anglais, ce qui fait réseau local), c'est la technique qui permet la connexion d'ordinateurs "pas trop éloignés" afin de pouvoir faire des échanges d'informations. Cela permet quoi, par exemple une université ou une firme peut mettre un certain projet sur LAN, ce qui facilitera l'accès aussi bien que l'addition d'éléments ou d'idées à ce sujet; ou par exemple un café internet peut partager son accès internet dans son LAN (comme ça tous les PCs du café ont accès à internet) ou permettre des jeux sur LAN. Et l'internet c'est tout simplement un énorme réseau formé par l'interconnexion des centaines de milliers de millions de réseaux... En effet, internet est devenu "si grand" que non seulement le nombre de fichiers partagés, mais aussi le nombre de machines connectés a atteint des chiffres monstrueux... Le nombre d'informations qui s'échangent en une seconde sur le monde entier via internet est aussi très très grand.
Maintenant que je vous ai vaguement "décrit" ce qu'était un LAN et l'internet, je vais faire la même chose (mais encore plus vaguement) sur la technique de fonctionnement...
Avant tout: comment connecter des ordinateurs? Vous avez en effet le choix entre deux méthodes si vous allez connecter plus de 2 ordinateurs: les connecter les uns après les autres (en série) ou bien les mettre "en forme d'étoile" et mettre "au milieu de l'étoile" un équipement qui va "synchroniser" la communication. (il y a longtemps on aurait utilisé les câbles coaxiaux pour la première méthode. je sais. mais je ne vais pas en parler.) Alors, pour la première méthode, un moyen est: on équipe tous les ordinateurs (sauf ceux qui sont "au bout") de deux cartes réseau et sur ces ordinateurs activons un logiciel qui crée ce qu'on appelle un "pont"; ce qui créera une "connexion physique" entre ces différents réseaux donc permettra les échanges d'informations. Désavantage: si un des ordinateurs "du milieu" a un problème tout le réseau est perturbé. Aussi, le logiciel de pont peut ralentir d'avantage les ordinateurs lents. Tout de même, cette méthode reste moins cher que la première si on le fait entre 3-4 ordinateurs... (surtout, les gens possédant des ordinateurs rapides et veulent inviter des gens chez eux pour faire un "LAN party" utilisent couramment cette méthode)
Et la deuxième méthode se fait en laissant l'ordinateur (ou "l'équipement dédié", appelé HUB) du milieu relier les différents réseaux... Les avantages: la vitesse, le fait qu'un problème dans n'importe lequel des ordinateurs (sauf celui du milieu bien sûr) n'affecte pas le fonctionnement général du réseau, et aussi le fait que les HUBs deviennent des équipements de plus en plus petits et moins chères...
Bien sûr, vous n'avancez pas de beaucoup en connectant juste des ordinateurs... Comme c'est le cas avec l'humanité, les ordinateurs ont besoin de parler la même langue pour pouvoir s'entendre et donc s'échanger des informations... Comme en informatique la traduction pour "langage" est déjà utilisé pour les langages de programmation, cette "langue" est appelée "protocole"... Le protocole le plus couramment utilisé aujourd'hui est le TCP/IP (transmission control protocol / internet protocol - protocole de contrôle de flux de données / protocole internet)... TCP/IP marche "presque" de cette façon: tout ordinateur voulant s'intégrer à un réseau TCP/IP a une adresse IP (comme une adresse "normale"). Et, pour envoyer des informations, vous le divisez premièrement en petits paquets. Les avantages: déjà, grâce à la division de l'information, les serveurs comme les clients n'ont pas besoins de quantités énormes de mémoire vive pour faire des transferts de gros fichiers; aussi dans le cas ou un paquet serait mal reçu on peut très facilement le re-demander.
Et, les points faibles de TCP/IP: le plus gros problème avec TCP/IP est qu'elle n'a probablement pas été conçue pour nos jours, c'est à dire qu'initialement probablement personne n'a pensé que des personnes s'échangeraient des filmes ou accèderaient à des services bancaires etc via ce protocole. Ce qui est en effet de gros problèmes de sécurité. Même si aujourd’hui on a la possibilité d'encoder plus ou moins sûrement les informations "secrètes", le décryptage devient possible si on y va avec assez d'intention (et de temps) (d'où la recommendation que tout le monde fait de changer au moins les mots de passe importants au moins tous les mois). TCP/IP est tout de même capable, même à nos jours, de marcher "plus ou moins bien" et d'une manière "plus ou moins satisfaisant"...
Avant de terminer cette section, je voudrais aussi vous parler du P2P (peer to peer)... ("mais t'as même pas parlé en détail des LAN ni du TCP/IP!") Un processus "normal" de téléchargement se passe comme ça: vous demandez un certain fichier d'un serveur et lui il vous l'envoie. Le même serveur devant envoyer des fichiers à des centaines parfois des milliers de gens en même temps, non seulement a besoin d'être "bien configuré" mais aussi doit posséder une connexion (très) rapide. Dans le système P2P, vous installez un certain logiciel qui vous laisse partager les fichiers que vous choisissez aux autres gens utilisant le même logiciel (en effet le même réseau de logiciels) que vous, et un point est important: un même fichier peut être partagé par plusieurs personnes. Imaginez: si seulement 100 personnes avec une connexion ADSL partagent le même fichier, cela fait une bande passante totale de téléchargement de plus de 12 mbits par seconde! En plus, comme la plupart des logiciels P2P sont capables de prendre les différentes parties des fichiers de différentes personnes, quelque chose qui est relativement difficile à faire sur un réseau de serveurs "normaux", la répartition du "travail" est fait sans peine et le "client" comme le(s) "serveur(s)" ne ressentent quasiment aucun ralentissement! Le seul désavantage des réseaux P2P est qu'elles ne sont pas contrôlées, donc ce que vous êtes en train de télécharger risque de ne pas être ce que vous vouliez télécharger; surtout grâce aux gens qui s'amusent à changer les noms des fichiers et voir tout le monde télécharger leurs fichiers "falsifiés"! De même, la probabilité qu'il y ait un virus dans ce que vous prenez d'un réseau P2P est bien plus élevée qu'avec un serveur "normal".
Voila fini la partie sur les LAN, Ethernet, WAN, Internet, TCP/IP, etc... Je sais que je n'ai pas tout raconté, je sais même que je n'ai pas raconté PAS MAL de choses (des WAN au packet routing, des VPN aux protocoles, ...). Ceux qui veulent plus d'information peuvent bien évidemment me contacter!!
GSM, GPRS, EDGE (EGPRS), UMTS (3G), LTE (4G), 5G, ETC
Si Graham Bell avait vu que maintenant il y a partout non seulement des téléphones "avec fil" mais aussi des téléphones portables, je crois qu'il serait aussi content que surpris! Mais, comment marchent ces téléphones portables et quelques technologies mobiles?
Quand vous appelez quelqu'un de votre téléphone portable (ou recevez un appel), votre portable se communique avec une station de base de votre opérateur pour réserver une certaine bande de fréquence (aussi appelé "canal") pour pouvoir envoyer et recevoir les voix (et s'il n'y a pas de place, vous recevez le fameux message "réseau occupé") (au fur et à mesure que l'on augmente la fréquence -donc 900 ou 1800 Mhz- le nombre de canaux augmente mais aussi la région pouvant être couverte par une seule station de base diminue). Si vous êtes en mouvement, votre téléphone portable peut aussi changer de station de base quand nécessaire (en plus sans vous le faire ressentir) afin de pouvoir continuer votre appel.
Voila à peu près ce qui se passe quand vous parlez... En GSM, un canal peut transporter à peu près 9.6 kbps; une vitesse plus que suffisante pour des services comme le SMS mais loin d'être satisfaisant pour une bonne expérience d'internet mobile. Donc, pour que l'internet mobile puisse être "mobilement possible", le GSM et les standards qui le suivent proposent d'utiliser plusieurs canaux simultanément afin de pourvoir augmenter la vitesse (on peut atteindre 56kbps en GSM, 116kbps -en pratique- en GPRS, et enfin de mégabits par seconde -en théorie- avec l'UMTS). En plus, au fur et à mesure que les téléphones portables deviennent plus rapides, il devient possible d'avoir en même temps des connexions vocales et de données! Mais, même si cette méthode permet des vitesses relativement élevées, votre vitesse peut être diminuée fortement dans le cas ou le réseau n'aurait plus de canaux disponibles (on vous laisse utiliser moins de canaux pour en avoir plus de disponibles)... C'est à cause de ça précisément que les connexions mobiles, que cela soit EDGE ou 5G, sont bien plus rapides à 2h du matin qu'à midi, indépendamment que le téléphone vous indique un signal puissant ou faible!
Autre question: quels sont les effets des téléphones portables et des stations de bases sur notre santé? Actuellement, surtout en ville, les opérateurs plantent de plus en plus de stations de bases afin de pouvoir multiplier le nombre de canaux et aussi détruire le plus possible les "zones d'ombre". Cela est actuellement pas aussi mal que vous croyez, car si on couvre la même zone avec 4 stations de base au lieu d'un, chaque station de base aura à émettre bien moins puissamment! En plus, les téléphones portables modernes essayent le plus possible d'émettre le moins d'énergie quand on est près des stations de base (non, pas principalement pour la santé mais des raisons de batterie). Enfin, non seulement les gens normaux aussi bien que ceux qui parlent au téléphone (et ceux qui sont autour de cette personne) sont soumis à moins d'énergie électromagnétique. Tout de même, je tiens à vous rappeler que la question n'a toujours pas été répondue à 100%...
WIRELESS NETWORKING
Wireless networking (en gros de l'ethernet sans fil), marche (comme les téléphone mobiles) avec des stations de base et des terminaux. Apple, Intel, et encore plein d'autres firmes ont fabriqué des produits de wireless networking mais, grâce aux standards IEEE802.1x, ils sont tous compatibles entre-eux!
Aujourd'hui, la wi-fi est en train de devenir de plus en plus populaire: une bonne partie des matériels mobiles (PC ainsi que PDAs) l'intègrent et le nombre de providers sans fil augmente ainsi que le nombre de hot-spots (bornes wi-fi). L'évolution est pour le moment "relativement aléatoire et anarchique" j'ai envie de dire (même une petite immeuble pouvant avoir en pratique de divers réseaux sans fil alors que deux auraient largement suffit). La wi-fi présente, surtout par sa vitesse et facilité de gestion, un alternatif fort pour les réseaux cablés dans le cadre des maisons et des endroits vastes (comme par exemple un campus d'université). Notez que comme avec les téléphones mobile, on peut relier deux stations de base et donc étendre facilement un réseau wi-fi...
Comparé à d'autres standards sans fil (surtout Bluetooth), le problème de la wi-fi reste sans doute la sécurité et la stabilité: par défaut, une bonne partie des bornes sans fil vont partager sans introduire de mot de passe. Pour résoudre ce problème, on peut mettre une clé WEP ou WPA à son routeur sans fil: une clé WEP (Wireless Equivalency Protection - Protection Sans Fil par Equivalence) est une clé utilisée pour encoder et décoder les signaux sans fil, donc un utilisateur aura besoin de la clé pour pouvoir entrer dans le système. Mais attention: vu que les clés d'encodage et de décodage sont constantes, une personne qui "reste à l'écoute assez longtemps" peut retrouver la clé (c'est ce que fait l'utilitaire wepcrack) et donc savoir tout ce que vous êtez en train d'envoyer / recevoir comme information et même entrer dans votre réseau. Dans le système WPA (Wireless Protected Access - Accès Sans Fil Protégé), une connexion se fait en mettant un mot de passe. Alors, une clé est générée et sera changée automatiquement après un certain temps; donc l'écoute et le décodage devient nettement plus dur... Et, pour le problème de stabilité, il n'y a pour le moment pas de solution; et on verra si la prochaine version de la wi-fi marchera aussi bien que Bluetooth dans des environnements "durs".
BLUETOOTH
Harald Bluetooth était le roi du Danemark à la fin des années 900. Il a réussi à réunir Danemark et une partie du Norvège et aussi à introduire le Christianisme au Danemark. Il a fait construire un grand monument pour ses parents; le "Jelling rune stone". Il a été tué en 986 pendant une bataille avec son fils Svend Forkbeard. Ce nom est en effet plutôt une preuve de l'importance des pays Baltiques à l'industrie de communication plutôt que quelque chose qui rappellerait son principe de fonctionnement.
Bluetooth est un autre standard de réseau sans fil, mais n'est pas un "rival" du WLAN (wireless networking): WLAN est le remplacement de l'ethernet, alors que Bluetooth vise plutôt l'USB (car Bluetooth est capable de faire pas mal de choses sans fil et en plus ne coûte pas cher). Bluetooth permet à des périphériques allant des kits handsfree sans fil aux téléphones portables, des caméras numériques aux imprimantes distants d'une dizaine de mètres maximum de se communiquer sans fil. Elle vous permet par exemple que votre appareil photo numérique envoie directement les photos à votre PC ou encore d'imprimer sans connexion "physique" un SMS ou site WAP...
Bluetooth est aussi un standard relativement sécurisé et surtout "immune aux interférences" car les périphériques peuvent changer 1600 fois de fréquence de communication dans seulement une seconde! Bluetooth n'a pas besoin de stations de bases, et chaque périphérique Bluetooth peut se connecter simultanément à 7 autres maximum. Aujourd'hui, cette technologie est utilisée surtout pour les écouteurs sans fil, les jeux sans fil, internet sans fil (via un téléphone portable ou un modem ADSL), etc. Même si sa vitesse de 768 kbps reste bien inférieur à celui du WLAN, Bluetooth reste attirante grâce à sa simplicité d'utilisation et des prix très bas...
LE FUTUR
On peut donc dire que les réseaux (téléphonique aussi bien qu'informatique) sans fil deviennent de plus en plus une "réalité quotidienne". Comme par exemple les certains pays d'aujourd’hui où le nombre d'abonnements mobiles a dépassé le nombre d'abonnements "à fil", on pourra peut-être penser que dans le futur wireless networking et Bluetooth auront un rôle indispensable dans nos vies; et cette tendance et visible dès maintenant avec ces "hotspots wi-fi" ou encore via le nombre de gens avec des appareils Bluetooth. Surtout, avec les nouveaux standards Wi-Fi approchant la vitesse d'un réseau avec fil, et les nouveaux logiciels Bluetooth étant même capables de faire fonctionner une casque Bluetooth sur votre ordinateur; ces technologies vont devenir de plus en plus pratiques et donc populaires!
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