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Les commutateurs se spécialisent

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Pour mieux comprendre l’évolution actuelle des commutateurs, il faut revenir un instant sur les apports concrets de cet équipement actif au réseau local. Apparu au début des années 1990, le switch ou commutateur Ethernet n’a cessé d’évoluer depuis 20 ans. Il fournit une micro- segmentation, c’est-à-dire qu’il sépare les domaines de collision pour offrir des liens full-duplex à chacun des dispositifs connectés, sans collision de paquets. Son prédécesseur, le concentrateur ou hub Ethernet partageait la bande passante en offrant de simples liens half-duplex aux noeuds raccordés. Le hub disparaît de la plupart des systèmes de production, remplacé par la fonction port mirroring ou le protocole SMON (RFC 2613) du commutateur lorsqu’il s’agit d’analyser le trafic global du réseau. Plus performant et enrichi de nombreuses fonctionnalités d’administration, le commutateur Ethernet agit sur plusieurs niveaux ou couches du modèle OSI. Au niveau 2, il utilise l’adresse MAC propre à chaque carte réseau pour mener les données à bon port. Au niveau 3, l’ensemble commutateur-routeur est parfois désigné sous le terme d’Ethernet fabric ou matrice Ethernet. Le plus souvent, son circuit ASIC (application specific integrated circuit) assure la commutation des paquets, tandis qu’un routeur générique retient un microprocesseur et un logiciel dédié pour router les paquets vers ou depuis un lien étendu. Sans entrer dans le détail des méthodes d’aiguillage du switch Ethernet, on retiendra qu’il existe plusieurs algorithmes, dont la commutation ‘cut-through’ transfère chaque trame avant même qu’elle ne soit totalement reçue par l’équipement. Ce mécanisme réduit considérablement le délai de latence. L’approche matérielle conditionne les performances de routage ainsi que l’envoi des trafics aux seuls endroits nécessaires. Toute conception de réseau devrait en tenir compte. Des niveaux 4 à 7, les commutateurs s’intéressent davantage aux services et contenus transmis sur l’infrastructure. C’est la raison pour laquelle on les désigne parfois de commutateurs Web ou applicatifs. Ils sont exploités principalement pour équilibrer la charge entre plusieurs serveurs assurant des traitements identiques. Les commutateurs multi-niveaux deviennent programmables, grâce aux composants du suédois Xelerated ou des Américains Broadcom ou EZchip et à leurs mécanismes de contrôle de trafic. Associés aux réseaux locaux virtuels (VLAN) et aux approches multi-chemins, ils permettent une gestion dynamique des ressources. Grâce à eux, les ingénieurs réseaux vont pouvoir bâtir et reconfigurer des interconnexions pour serveurs en grappe, des réseaux de stockage dédiés SAN, voire même des réseaux de type MAN Ethernet. 

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