Principes et Types de Commutation Réseau

Raisons de l'utilisation de la commutation et définition des commutateurs

Ils sont utilisés parce qu'il est parfois impossible de connecter plusieurs ordinateurs ou dispositifs point à point, soit à un coût prohibitif, soit parce que le nombre d'équipements est trop important et rend cette approche illogique. Un réseau commuté est une série de nœuds interconnectés, appelés commutateurs. Les commutateurs sont des dispositifs capables d'établir des connexions temporaires entre deux ou plusieurs dispositifs qui y sont reliés. Traditionnellement, il existe trois méthodes principales de commutation : la commutation de circuits, la commutation par paquets et la commutation de messages.

Commutation de circuits

La commutation de circuits établit un canal de communication dédié entre deux stations. Cela nécessite la réservation des ressources de commutation et du réseau pour l'utilisation exclusive de ce circuit pendant la connexion. La transmission est transparente ; une fois la connexion établie, il semble que les dispositifs soient directement liés. Les phases sont :

1. Mise en place du circuit
2. Transfert de données
3. Déconnexion du circuit

Points clés de la commutation de circuits

• La commutation de circuits se produit au niveau physique.
• Avant la communication, les stations doivent effectuer une réservation des ressources à utiliser.
• Le transfert de données entre deux stations se fait sans fragmentation en paquets (c'est un transfert de signal au niveau physique).
• Il n'y a pas d'adressage pendant le transfert de données. Une adresse est utilisée uniquement pendant la phase d'établissement de la connexion.

Commutation par paquets

Elle consiste en un maillage d'interconnexion fourni par les services de télécommunications, par lequel les paquets voyagent de la source à la destination. Il n'y a pas d'allocation fixe pour un paquet, ce qui signifie qu'aucune bande passante n'est réservée sur les liens, et il y a un temps de traitement variable pour chaque paquet.

Réseaux Datagrammes

Un datagramme est un fragment d'un paquet contenant suffisamment d'informations pour que le réseau puisse le router indépendamment. La structure comprend un en-tête de datagramme et les données. Les datagrammes sont indépendants et peuvent subir des retards et des pertes différents. La commutation de datagrammes appartient au niveau réseau. On l'appelle parfois réseau sans connexion car il n'y a ni phase d'établissement ni de libération. Les données sont envoyées sans confirmation du récepteur ; le réseau ne se soucie pas de savoir si l'écoute est active ou non.

Caractéristiques des réseaux Datagramme

• Tables de routage : Elles stockent les adresses de destination et les ports de sortie pour le transfert. Ces tables sont dynamiques et mises à jour régulièrement.
• Adresse de destination : Lorsque le commutateur reçoit le paquet, il examine cette adresse et consulte la table de routage pour trouver le port de sortie correspondant par lequel transmettre le paquet.
• Retard : Bien qu'il n'y ait pas de phase d'établissement, chaque paquet peut subir un délai à chaque commutateur avant d'être transmis. De plus, comme tous les paquets d'un même message ne voyagent pas nécessairement par les mêmes commutateurs, le délai n'est pas uniforme pour tous les paquets d'un message.

Caractéristiques des réseaux à circuits virtuels

Un réseau à circuits virtuels est un croisement entre un réseau à commutation de circuit et un réseau à datagrammes, possédant des caractéristiques des deux :

• Comme un réseau à commutation de circuit, il possède une phase d'établissement et une phase de transfert de données.
• Les ressources peuvent être allouées soit lors de la phase d'établissement (comme en commutation de circuit), soit à la demande sur les circuits (comme en datagramme).
• Comme dans un réseau à datagrammes, les données sont divisées en paquets et chaque paquet possède une adresse dans l'en-tête. Cependant, l'adresse dans l'en-tête n'a qu'une compétence locale (déterminant le prochain saut et le canal de transport), et non une compétence de bout en bout.
• Comme dans un réseau à commutation de circuit, tous les paquets suivent le même chemin créé lors de la connexion.
• Un réseau à circuits virtuels est généralement implémenté au niveau liaison de données, tandis qu'un réseau à commutation de circuit est au niveau physique et un réseau de datagrammes au niveau réseau.

Types de routage impliqués

Deux types de routage sont impliqués :

• Adressage origine ou destination global : Une adresse globale (unique dans le domaine réseau international ou au sein d'un réseau international) doit exister. Cependant, dans les réseaux à circuits virtuels, une adresse globale n'est utilisée que pour créer un identifiant de circuit virtuel.
• Identifiant de Circuit Virtuel (VCI) : L'identifiant réellement utilisé pour le transfert de données est appelé VCI. Contrairement à une adresse globale, un VCI est un nombre ayant une portée locale, utilisé uniquement entre deux commutateurs. Lorsqu'une trame arrive à un commutateur, elle porte un VCI ; lorsqu'elle en sort, elle porte un VCI différent.