[Cours] Les topologies réseaux

I. Définition

Une topologie est la façon dont les différents équipements réseaux sont positionnés les uns par rapport aux autres. On peut distinguer 2 types de topologies :

• la topologie physique : la façon dont sont positionnés les machines physiquement , par exemple dans quelle salle, à quel étage, dans quel bureau etc…
• la topologie logique : la façon dont les informations vont circuler sur le réseau, ça n'est pas parce que deux machines seront sur le même étage quelles pourront nécessairement communiquer ensemble.

On peut interconnecté les équipements réseaux de deux façon :

• Interconnexion de point à point : un équipement est interconnecté avec un seul autre équipement, c'est le cas lorsqu'un réseau n'est composé, par exemple que de 2 ordinateurs reliés directement entre eux.
• Interconnexion multipoints : un équipement peut être interconnecté avec x nombre d'équipement, c'est le cas, par exemple, d'un switch qui possède 24 ports, et qui peut donc être interconnecté avec plus de 24 machines en même temps.

Dans ce cours, nous n'aborderons que les topologies logiques.

 

II. Les topologies

Dans cette section nous allons voir les différentes topologies existantes.

1. Le bus

La topologie en bus repose sur un câblage linéaire, c'est à dire que toutes les machines du réseau sont reliés à la même épine dorsale. Chaque équipement venant se connecter sur cette épine dorsale crée un nœud. Comme il peut y avoir plus d'un seul nœud, il s'agit d'un support multipoints. Voici un schéma de ce qu'est une topologie en bus :

Dans cette topologie, le réseau est constitué uniquement du câblage et ce sont les nœuds qui génèrent les signaux. Le réseau doit se terminer à chacune de ses extrémités par un bouchon qui permet de mettre fin au signal. Cette topologie est qualifiée de décentralisée car elle ne nécessite aucun matériel devant gérer les flux. Si une seule des connexion est coupée, le réseau ne fonctionne plus.

Transmission des données: Dans cette topologie, une seule station peut émettre à la fois. Celle-ci envoie l'information, et toutes les machines la récupèrent, et seule la machine concernée par l'information la lis. C'est un topologie extrêmement basique et très peu utilisée aujourd'hui.

Dans quel cas est utilisée la topologie en bus :

• Pour les réseaux de petites tailles
• Pour avoir un réseau à moindre coût
• Aucune nécessité de faire évoluer le réseau : le câble et la connectique ne changent pas
• Ajout de machine est très facile

 

2. L'étoile

La topologie en étoile repose sur un équipement réseau actif, c'est à dire un matériel capable de remettre en forme les signaux qu'il reçoit, de les régénérer. Il est aussi capable de renvoyer ces signaux, il possède donc une fonction de répéteur. Ces équipement actifs sont soit des concentrateurs (hubs ) ou des commutateurs (switchs). Ils sont le centre de ces réseaux. Chaque machine reliée à cet équipement constitue un nœud.Voici un schéma de ce que pourrait être un réseau usant une topologie en étoile :

La connexion au hub/switch est indépendante pour chaque machine du réseau, on constate donc que si l'un des nœuds est hors service, le réseau continue de fonctionner impeccablement. Cependant, si le hub ou le switch  venait à tomber en panne, le réseau tout entier ne pourrait plus communiquer. Bien entendu, il est possible de doubler l'équipement réseau afin de créer un tolérance à une telle panne.

Transmission des données:   dans cette topologie, plusieurs stations peuvent émettre en même temps. Les machines envoient les données au hub/switch qui se charge de les transmettre au destinataire. Cette topologie est la topologie la plus  utilisée dans les réseaux locaux.

Dans quel cas est utilisée la topologie en étoile:

• lorsque la reconfiguration du réseau est chose courante : ajout ou retrait de stations dans le réseau
• lorsque que l'on a besoin d'identifier rapidement les dysfonctionnements d'un réseau
• lorsque l'on est en présence d'un grand réseau réseau comportant beaucoup de nœuds

3. L'anneau

La topologie en anneau repose une boucle de câblage fermée. La forme obtenue est un anneau (ring en anglais). Cette topologie se constitue de liaisons point à point entre chaque périphérique du réseau. Chacune de ses liaisons constitue un nœud.

Cette topologie totalement cerclée peut rapidement montrer ses limites lors d''une panne sur l'un des nœuds.

Transmission des données: chaque donnée envoyée sur le réseau transite par chaque nœud du réseau. Chacun de ses nœuds se comporte comme un répéteur et régénère le signal pour le nœud suivant. Ce réseau est de moins en moins utilisé.

Dans quel cas est utilisée la topologie en anneau:

• si la configuration du réseau est figée et ne nécessite que peu de modifications (aucune évolution importante)
• si vous possédez un réseau à haute vitesse

4. L'arbre

La topologie en arbre repose sur une hiérarchie des équipements réseaux. Cette topologie se base en grande partie sur des concentrateurs/commutateurs cascadables (stackable swtich/hub), c'est à dire qu'un hub ou qu'un switch se trouve être le père (comprendre tout en haut de la hiérarchie), puis que plusieurs hubs/switchs lui sont connectés qui à leurs tours possèdent des périphériques enfants :

Dans un réseau de type Ethernet, on peut connecter jusqu'à 4 niveaux de concentrateurs/commutateurs. Cette topologie fonctionne de la même façon qu'une topologie en étoile sauf qu'elle est bien plus étendue.

5. Le maillage

Un réseau à topologie maillée est un réseau constitué de nombreux réseaux possédant des topologies diverses. C'est un réseau constitué de très nombreuses connexion point à point. L'exemple le plus connu de réseau maillé est Internet qui est l'interconnexion de millions de réseaux en un seul.

Dans cette topologie, chaque nœud est relié à chacun des autres nœuds:

Nous venons de voir les principales topologies réseaux. En réalité, les topologies en anneau et en bus sont des moins en moins au profit des topologies en étoile et en arbre. Dans presque tous les réseaux locaux domestiques vous ne rencontrerez que des topologies en étoile alors que dans les grands réseaux d'entreprises vous verrez plus souvent des topologies en arbre. Enfin, la topologie maillée est la topologie utilisée sur Internet.