Connexion d’un ordinateur à un réseau local

, par Christine Lassiette

 Connexion d’un ordinateur à un réseau local

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L’ordinateur étant devenu plus familier, nous allons tenter maintenant de le connecter à un espace plus vaste.
Les notions de base d’un réseau local vont être abordées à travers un schéma classique d’implantation dans un établissement scolaire lambda (nous ne retiendrons qu’une configuration tertiaire, d’autres supports étant requis pour des besoins plus élaborés tels que ceux des sections industrielles).
En principe, dans un établissement scolaire, il existe plusieurs réseaux locaux : un réseau administratif relié la plupart du temps au rectorat, un ou plusieurs réseaux pédagogiques, le tout bénéficiant d’un accès Internet (troisième partie « Connexion d’un ordinateur aux réseaux publics »).
Nous ne nous occupons dans ce chapitre que de ce qui se passe en interne.

Image réseau classique

Commençons déjà par un petit historique et quelques définitions…

Apparu dans les années 1970, le réseau local a pris son véritable essor dans les années 1980.
Dans ces années là, le développement de la micro-informatique a très vite fait apparaître un besoin de ressource imprimante pour chaque poste utilisé. Le réseau local a donc permis dans un premier temps de réduire les investissements en partageant une imprimante entre plusieurs postes.
Parallèlement, la diffusion de la norme Ethernet a favorisé l’explosion des installations de réseaux locaux.

Mais qu’est-ce qu’un réseau local ?

Plusieurs propositions de définitions :

  • Système de communication permettant de relier quelques centaines d’ordinateurs et de périphériques à l’aide de support de transmission filaires (paires torsadées ou câbles coaxiaux la plupart du temps) sur une circonférence d’un centaine de mètres (LAN pour Local Area Network) ou sans fil (Wifi). Au-delà, on considère que le réseau fait partie d’une autre catégorie de réseau appelé MAN (pour Metropolitan Area Network), pour laquelle les supports de transmission sont plus adaptés aux grandes distances...
    http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/high-tech-1/d/lan_600/
  • Un réseau local, souvent désigné par l’acronyme anglais LAN de Local Area Network, est un réseau informatique à une échelle géographique relativement restreinte, par exemple une salle informatique, une habitation particulière, un bâtiment ou un site d’entreprise. Dans le cas d’un réseau d’entreprise, on utilise souvent le terme RLE pour réseau local d’entreprise.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_local

En résumé, pour construire un réseau local, il faut relier des ordinateurs entre eux. Grâce à ce concept, les utilisateurs ont à disposition un système permettant :

  • de partager des ressources
  • d’échanger des informations
  • de communiquer
  • d’avoir accès à des services divers.

La norme Ethernet s’est imposée (y compris dans les lycées), grâce à la simplicité de sa mise en œuvre et à l’augmentation progressive des débits de connexion, passés de 10 Mégabits/secondes, puis 100 Mégabits/s, pour atteindre aujourd’hui 1 Gigabit/s sur les réseaux les plus performants.
Pour faire fonctionner un réseau local Ethernet, il faut mettre en œuvre :

  • Un livre : « Les réseaux » 3e édition de Joe Habraken et Matt Hayden chez Pearson Education

 Besoins matériels

Pour connecter un poste au réseau local d’un établissement scolaire, il faut ajouter une carte réseau et ensuite brancher un câble entre cette carte réseau et une prise à disposition dans la salle.
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ordinateur
câble réseau
goulotte

Mais que se passe-t-il derrière les goulottes ?

Une goulotte, fixée au mur, permet de guider le cheminement des câbles en provenance des différentes prises.
Deux types d’alimentation sont distribués dans ces goulottes : le courant fort (électricité) et le courant faible (téléphone et informatique). Les câbles vont rejoindre, via les goulottes puis un faux plafond ou un faux plancher (selon les configurations des bâtiments), un point central d’étage (armoire électrique ou local technique).
Tous les câbles convergent ainsi vers la baie de brassage d’un local technique.

Les câbles sont des câbles de cuivre (dits de catégorie 5 ou 6). Ils sont suffisants pour un étage mais doivent être relayés par des fibres optiques lorsque la distance devient trop importante.

La pose de ces goulottes est réalisée lors de la phase de pré-câblage.
schéma représentatif du pré-câblage d’un ordinateur au serveur

En effet, pour se connecter à un réseau local, il est préférable, qu’au préalable, ait été réalisé un pré-câblage.
Une fois ce pré-câblage et l’activation des prises réalisés, l’aspect matériel du réseau local est en place, .. il reste l’aspect logiciel…

 Besoins logiciels

Pour définir les règles qui permettent aux équipements matériels de fonctionner ensemble, il faut avoir recours à des logiciels.

Système d’exploitation

De même qu’un ordinateur individuel a besoin, pour fonctionner, d’un système d’exploitation (première partie « composants logiciels »), le serveur doit avoir SON système d’exploitation. Mais les tâches qui vont lui être confiées sont bien différentes. Le rôle de ce système d’exploitation va alors consister à équilibrer les besoins de tous les utilisateurs accédant au serveur plutôt que de privilégier l’un ou l’autre.

Système de gestion de base de données

Généralement, les serveurs de nos établissements sont aussi des serveurs de base de données. En effet, il est fréquent que le réseau local donne la possibilité à chacun (enseignants, élèves et personnel administratif) de disposer de son propre répertoire sur le serveur ainsi que d’un certain nombre de répertoires partagés.

Logiciels pédagogiques

Selon les formations dispensés, les établissements peuvent être amenés à installer sur le réseau local des applications réseau telles que les PGI par exemple (article de Christine Lassiette « Les progiciels de Gestion Intégrée »).

Logiciel de travail collaboratif

Mais l’avènement des TICE ouvre de nouveaux horizons aux établissements, de nouvelles méthodes de travail. L’atout majeur d’un établissement scolaire actuellement est de pouvoir disposer d’un espace collaboratif. Il existe plusieurs niveaux d’espace collaboratif, le « must » étant l’ENT (espace numérique de travail, troisième partie « Connexion d’un ordinateur aux réseaux publics »). Un espace collaboratif permet de faciliter et d’optimiser la communication entre tous les utilisateurs du réseau local.
Cet espace de travail dispose en général des outils suivants :

  • Messagerie
  • Forum
  • « Chat »
  • Agenda
  • Archivage commun de données
  • Etc.….

 Carte réseau (Ethernet, Wi-Fi)

Une carte réseau est une carte connectée sur la carte mère de l’ordinateur permettant de l’interfacer au support physique (câble) ou à la liaison Wifi qui transmet l’information. Son rôle est de préparer les données, émises par l’ordinateur, pour le support de transmission (Câble ou WiFi) qui va les véhiculer vers le destinataire (un autre ordinateur) via différents chemins. De même elle assurera la réception des données qui lui sont destinées, en provenance du reste du réseau.

 Carte Ethernet

Elle se caractérise par :

  • Le débit qu’elle va pouvoir supporter : en standard Ethernet, le 10Base-T permet un débit maximal de 10 Mbit/s, le 100Base-TX (Fast Ethernet), un débit maximal de 100Mbit/s et le 1000Base-T(Gigabit Ethernet), un débit de 1000Mbit/s.
  • Le connecteur : PCI en général pour les ordinateurs de bureau, PCMCIA pour les ordinateurs portables ou USB
  • Son fabricant : les plus connus sont D-Link, NetGear,

Pour approfondir la norme Ethernet :

 

 Carte WiFi

Utilisée pour les réseaux sans fil, cette carte a un débit théorique pouvant atteindre 54Mbit/s selon la portée.

Elles sont proposées avec un connecteur USB, PCI ou PCMCIA. Les fabricants sont les mêmes que pour les cartes Ethernet.

Pour plus d’informations sur le principe du WiFi :

 Supports de transmission

 Paires torsadées

Ces câbles sont constitués de huit fils de cuivre torsadés deux par deux, formant ainsi quatre paires torsadées.

Pour des explications détaillées
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_torsad%C3%A9e).
ou http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3920

Le câble est muni à ses deux extrémités de connecteurs RJ45.

Pour davantage de précisions
http://fr.wikipedia.org/wiki/RJ45

Il existe différentes catégories de paires torsadées. La plus courante pour les réseaux est la catégorie 5 qui offre un débit maximal de 155Mbit/s.

 Fibre optique

La fibre optique véhicule des impulsions lumineuses, plutôt que des impulsions électriques transmises par un fil de cuivre.
Son coût élevé la réserve aux liaisons à haut débit entre concentrateurs ou pour des applications nécessitant une très large bande passante. Elle est de plus difficile à installer et à entretenir.

Pour davantage de précisions
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fibre_optique

 WI-FI

Les réseaux locaux sans fil (Bluetooth ou Wi-FI) fonctionnent sur le même principe que les réseaux filaires Ethernet. Seule la méthode d’échanges des données est différente car les ordinateurs ne se connectent pas de la même manière au réseau. Chaque ordinateur est équipé d’une carte réseau sans fil pour émettre et recevoir des ondes radio. Le concentrateur (ou switch) s’appelle dans ce cas un point d’accès.

Carte Wi-FI

Point d’accès Wi-Fi

La technologie Wi-Fi se répand à très grande vitesse car elle est beaucoup plus simple à déployer, moins encombrante (plus de câble), peu onéreuse et idéale pour les utilisateurs équipés de postes nomades.
Inconvénient non négligeable : il est primordial de mettre en place des techniques de sécurité (voir article d’Yvan Potin « La sécurité des réseaux informatiques »).

 Opération de pré-câblage

En principe cette opération s’effectue sur des bâtiments neufs, avant utilisation. Il s’agit de réaliser un câblage électrique et/ou informatique.

Dans les établissements scolaires neufs ou dans les établissements anciens rénovés, cette opération se déroule depuis une quinzaine d’années. Elle permet d’assurer le bon fonctionnement du parc informatique, de développer les TICE, de normaliser les infrastructures réseau de chaque établissement.

Ces missions sont confiées à des entreprises spécialisées qui se basent, pour réaliser les travaux, sur des dossiers de préconisation établis en général par les Régions.

A titre d’exemple, vous pouvez consulter celui de la Région Ile de France :

  • Région Ile de France – exigences techniques de câblage (1) : ET1 partie 1
  • Région Ile de France – exigences techniques de câblage (2) : ET1 partie 2
  • Région Ile de France – exigences techniques de câblage (3) : ET1 partie 3

Cette opération consiste à équiper chaque salle des prises réseaux nécessaires, de relier à ces prises un câble qui va courir dans une goulotte et être acheminé jusqu’à la baie de brassage.
Goulotte
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Chemin de câbles
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baie de brassage

 Activation des prises informatiques

Cette opération, qui intervient après la phase de pré-câblage est indispensable pour qu’un poste, connecté à une prise murale, puisse fonctionner en réseau.

Le pré-câblage a permis d’acheminer tous les câbles informatiques nécessaires jusqu’à la baie de brassage.

Cette baie de brassage (une armoire) est composée en fait de trois parties principales :

  • Une partie qui permet de raccorder tous les câbles entrants (provenant des différentes salles) répartis sur des panneaux de brassage ; les panneaux sont composés de prises RJ45 étiquetées (un numéro correspond à un numéro de prise dans une salle)
  • Une partie qui supporte la partie active du réseau (Switch, hubs, routeurs).
  • Une partie d’alimentation électrique (pour les composants actifs et les onduleurs).

Pour un schéma de baie de brassage
Pour un article illustré sur le fonctionnement d’une baie de brassage : http://www.supinfo-projects.com/fr/2005/fonct_rec_baie_brassage/1/

L’activation consistera à brasser, à l’aide d’un câble, chaque prise des panneaux de brassage vers un port du switch. Le ou les serveurs étant eux-mêmes connectés à ce switch, la communication entre tous les postes va pouvoir s’effectuer.

 Serveur

Un serveur est un ordinateur puissant qui n’a qu’une raison d’être : partager des ressources avec d’autres ordinateurs du réseau.

Les caractéristiques principales d’un serveur sont liées à sa puissance mesurée par :

  • la vitesse de son processeur
  • la vitesse de la carte réseau
  • la performance de ses disques durs.

Les réseaux locaux sont souvent équipés d’une « batterie » de serveurs ayant chacun un rôle précis (serveur de base de données, serveur de service (administratif, pédagogique), serveur Web….). Ils sont en général situés dans une pièce protégée.

Pour de plus amples détails http://fr.wikipedia.org/wiki/Serveur_informatique

 Composants baie de brassage

 Panneau de brassage

Un panneau de brassage est un équipement, souvent placé dans un rack, qui dispose d’une rangée de connecteurs RJ45. Chaque connecteur est relié à un câble dont l’autre extrémité est la prise murale d’un bureau (opération réalisée lors du pré-câblage).

 Cordons de brassage (ou jarretières)

Ce sont des câbles qui relient les panneaux de brassage au switch (plus précisément un le port d’un panneau de brassage au port d’un switch). Ces cordons sont les mêmes que ceux qui relient une carte réseau à une prise murale, ils sont munis à leurs extrémités d’un connecteur RJ45.

 Switch

Hub (concentrateur) permet de relier les ordinateurs entre eux.

Switch (commutateur), plus sophistiqué, permet de mieux contrôler la bande passante et d’accélérer les accès entre eux.

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