Nous travaillons tous quotidiennement avec des réseaux qui sont reliés entre eux de différentes manières. Pour que les ordinateurs puissent échanger des informations entre eux, des appareils de réseau correspondants sont nécessaires. La forme la plus rudimentaire de ces appareils est ce que l’on appelle les hubs. Vous apprendrez ici comment fonctionne un hub et pourquoi il est techniquement inférieur à un switch.

1. définition : qu’est-ce qu’un hub et où l’utilise-t-on ?

Un hub (mot anglais signifiant « moyeu » ou « nœud ») est un périphérique réseau qui relie plusieurs hôtes au sein d’un réseau Ethernet. Dans la technique des réseaux, il sert de répartiteur pour les paquets de données. Les concentrateurs fonctionnent au niveau de la couche 1 (couche de transmission de bits) du modèle OSI. Leur fonction est purement limitée à la distribution. Ils ne sont donc rien d’autre qu’une forme simple de commutateurs ou de routeurs.

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Le hub reçoit un paquet et le transmet ensuite à tous les autres ports, il envoie donc un broadcast. Ainsi, tous les hôtes reçoivent les paquets de données concernés, même s’ils ne sont pas réellement les destinataires. Cela signifie que non seulement tous les ports, mais aussi tous les systèmes hôtes sont occupés. Pour les hôtes, cela signifie à l’inverse qu’ils ne peuvent pas envoyer de paquets de données tant que le concentrateur est en activité, car il y aurait sinon des collisions. Si des demandes arrivent en même temps sur l’appareil, il les traite l’une après l’autre.

Tous les hôtes connectés au hub se partagent la bande passante mise à disposition (p. ex. 100 Mbit/s). Cela entraîne une perte de vitesse, surtout lors du téléchargement de grandes quantités de données. Un hub est donc une technique plutôt obsolète et ne convient dans la pratique que pour le streaming de contenus multimédias, car dans ce cas, un seul émetteur doit de toute façon transmettre à tous les autres appareils.

Bon à savoir : si le nombre de connexions sur le hub ne suffit pas pour tous les hôtes, vous avez besoin d’un autre hub. La connexion des deux appareils se fait avec un câble croisé via l’un des ports de liaison montante. Le nombre d’hôtes pouvant être connectés est toutefois limité, car la règle 5-4-3 (également appelée règle du répéteur) s’applique dans ce cas.

2) Quelle est la différence entre un hub et un switch ?

Contrairement à un hub, un switch peut non seulement envoyer et recevoir des données simultanément, mais aussi transmettre les paquets à différents appareils du réseau par le biais de la monodiffusion ou de la multidiffusion. Le trafic est toutefois envoyé exclusivement vers le port auquel le destinataire concerné est connecté.

Si deux appareils communiquent entre eux dans le réseau, cela n’a aucune influence sur la vitesse d’émission et de réception des autres appareils. Alors qu’un hub limite la bande passante, le switch met toujours à disposition la totalité de la bande passante de la connexion de bout en bout.

Les commutateurs Ethernet fonctionnent sur les couches 2 (couche de sécurité) et 3 (couche de commutation) du modèle de référence OSI, ce qui signifie qu’ils prennent en charge tous les protocoles de paquets. Grâce à la transmission intelligente des paquets de données, les commutateurs conviennent donc également aux transferts rapides dans les grandes architectures de réseau. En raison de leurs fonctions plus étendues, les commutateurs sont toutefois en général nettement plus chers que les concentrateurs.

Bon à savoir : Les réseaux locaux (« Local Area Networks ») dans lesquels on utilise des commutateurs pour relier les différents segments sont également appelés « Switched LANs » ou « Switched Ethernet LANs ».

3. hub vs switch : le fonctionnement en détail

Tant les hubs que les switches servent d’élément de couplage central pour vos appareils réseau et traitent un certain type de données, les fameuses trames. Celles-ci sont responsables du transport des données. Lorsque l’appareil reçoit une trame, celle-ci est amplifiée et ensuite transmise au port de l’hôte cible.

La différence fondamentale entre un hub et un switch réside dans la manière dont les trames sont livrées.

Un hub, comme mentionné au début, transmet les trames à chacun de ses ports, même si celles-ci ne sont destinées qu’à un seul port. De cette manière, il est assuré que celles-ci atteignent dans tous les cas la destination prévue. Le concentrateur n’a donc pas la possibilité de distinguer à quel port précis le paquet de données doit être envoyé.

C’est précisément cette situation qui entraîne finalement les pertes de vitesse et les temps de réponse lents mentionnés, car le réseau (en plus de la bande passante partagée) est également chargé d’un trafic inutilement important. De plus, ce principe entraîne naturellement des failles de sécurité significatives.

Pour expliquer cela, prenons un exemple simple : Pierre veut inviter sa collègue Anne à dîner et envoie un e-mail qui est d’abord transmis au hub. Celui-ci envoie une demande à tous les hôtes, dont celui de Tina, de la comptabilité, qui a depuis longtemps des vues sur Peter. L’ordinateur de Tina refuse la demande, celui d’Anne l’accepte. Avec des connaissances informatiques appropriées, Tina aurait tout de même la possibilité d’intercepter le message et de se rendre au rendez-vous avec Peter à la place d’Anne.

3.1 Le commutateur est lui aussi un concentrateur, mais beaucoup plus intelligent.

Contrairement à ce dernier, un switch enregistre les adresses MAC de tous les appareils qui y sont connectés. Grâce à cette information, il peut reconnaître quel hôte appartient à quel port. Lorsqu’il reçoit une trame, il sait donc exactement à quel port il doit la transmettre. De cette manière, chaque port crée en principe son propre domaine de collision.

Dans notre exemple, le commutateur transmettrait donc le message de Pierre directement à l’ordinateur d’Anne. Cela conduit automatiquement à une plus grande sécurité des données, car aucune demande n’est adressée à l’ordinateur de Tina.

Il est bon de le savoir : Les routeurs offrent un éventail de fonctions bien plus large que les concentrateurs ou les commutateurs, notamment DHCP ou NAT. Ils permettent donc également la communication entre différents réseaux.

Vous trouverez également un aperçu des différents appareils de réseau dans la vidéo YouTube suivante :