Ethernet : qu’est-ce que c’est et comment ça fonctionne ?

Ethernet, c’est quoi ?

Ethernet est une technologie de mise en réseau filaire qui permet la connexion et la communication entre plusieurs appareils au sein d'un réseau local (LAN). Il peut s’agir d’ordinateurs, d’imprimantes, de serveurs, et bien d’autres équipements. Ethernet repose sur des câbles physiques et sur le protocole Ethernet pour établir une connexion rapide et fiable entre les différents équipements du réseau. Depuis son invention dans les années 1970, Ethernet est aujourd’hui largement utilisé pour les infrastructures réseau, que ce soit dans les environnements professionnels ou domestiques.

Comment fonctionne Ethernet ?

Ethernet fonctionne en transmettant des paquets de données d'un appareil à un autre via des câbles physiques. Chaque appareil connecté se voit attribuer une adresse MAC permettant de l’identifier au sein du réseau. Les données circulent sous forme de trames Ethernet, qui contiennent des informations essentielles telles que l’adresse MAC de l'expéditeur et du destinataire.

Ethernet fonctionne selon la norme IEEE 802.3 établie par l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Les protocoles Ethernet fonctionnent principalement dans les deux premières couches du modèle OSI, à savoir la couche physique (couche 1) et la couche liaison de données (couche 2).

La couche physique désigne le moyen physique par lequel les données brutes sont transférées entre deux appareils. Dans un réseau Ethernet, ces données brutes sont transférées sous forme de signaux électriques via le câble Ethernet.

Ces paquets de données sont ensuite envoyés d'un appareil à un autre par la couche liaison de données. Celle-ci est responsable de la mise en trame, qui consiste à regrouper les données en trames. Ce processus facilite et accélère la transmission des données. La couche liaison de données permet également de créer des réseaux locaux virtuels (VLAN).

Qu’est-ce qu’une trame Ethernet ?

Une trame Ethernet est l'unité fondamentale de transmission de données au sein d’un réseau Ethernet. Elle comprend plusieurs champs, dont :

• L'adresse MAC source et destination, servant à identifier l'expéditeur et le récepteur.
• Un champ de type ou de longueur, indiquant le protocole de niveau supérieur (exemple : IPv4 ou IPv6).
• Les données utiles, contenant les informations à transmettre.
• Une somme de contrôle (CRC), permettant de vérifier l'intégrité des données.

Dans quels cas Ethernet peut-il être utilisé ?

Ethernet est principalement utilisé pour créer un réseau câblé rapide et efficace entre des ordinateurs et d'autres appareils. Ainsi, de nombreuses entreprises utilisent cette technologie dans leurs bureaux. Les organisations qui emploient des réseaux locaux, comme les hôpitaux et les écoles, l'utilisent pour relier plusieurs appareils entre eux. C'est également un choix privilégié par les joueurs et les streamers en raison de sa fiabilité et de sa faible latence.

Cette technologie est également utilisée pour éviter les collisions de paquets de données. Lorsque deux appareils sur le même réseau transmettent des données simultanément, les données sont souvent corrompues. Les réseaux Ethernet utilisent le protocole CSMA/CD pour éviter ces collisions. Celui-ci permet au protocole Ethernet de s'assurer que la connexion est disponible avant d'autoriser les appareils à transmettre des paquets de données.

En outre, si votre débit Internet est faible, une connexion Ethernet peut fournir des vitesses plus élevées. Le débit d'une connexion varie en fonction du type d'Ethernet que vous choisissez. La version standard d'Ethernet, communément appelée 10BASE-T, offre un débit maximal de 10 Mbps. La version la plus rapide, l'Ethernet Cat 8, a un débit maximal de 40 Gbps sur de courtes distances.

Enfin, l'utilisation d'Ethernet est plus sûre que le Wi-Fi, en particulier pour les entreprises. Les réseaux Wi-Fi utilisent des signaux radio qui peuvent être interceptés par une personne se trouvant à proximité du point d'accès. Cela signifie que le Wi-Fi est plus vulnérable au piratage informatique. À l'inverse, les données transitant par un câble Ethernet ne sont accessibles qu'aux appareils faisant partie du réseau local.

Pour résumer, l'utilisation d'un réseau Ethernet peut être privilégiée dans plusieurs cas de figure :

• Dans les entreprises : pour assurer des connexions stables entre les postes de travail, serveurs et imprimantes réseau. Les entreprises privilégient souvent Ethernet pour garantir une communication fluide entre leurs collaborateurs et leurs équipements critiques.
• Dans les foyers : pour connecter des appareils gourmands en bande passante tels que les PC, consoles de jeux et télévisions connectées. Une connexion Ethernet est idéale pour le télétravail, les jeux en ligne ou le streaming en haute définition, car elle offre une latence réduite et une stabilité accrue par rapport au Wi-Fi.
• Dans les centres de données : Ethernet permet de connecter les serveurs entre eux et d’assurer un transfert de données rapide et sécurisé, indispensable pour les infrastructures cloud et les applications hébergées.
• Dans les environnements industriels : les réseaux Ethernet industriels, souvent renforcés par des câbles blindés et des protocoles spécifiques comme EtherCAT ou PROFINET, garantissent un contrôle précis et en temps réel des processus de production.
• Dans les établissements de santé : pour connecter des équipements médicaux et assurer une transmission fiable des données des patients, réduisant ainsi les risques liés aux interruptions de réseau.

Types d’Ethernet

Ethernet a beaucoup évolué depuis son invention : on en compte donc plusieurs types. Les câbles Ethernet sont également divisés en plusieurs catégories en fonction de leur vitesse. Examinons quelques types d'Ethernet courants :

• Ethernet classique. Ce type a été lancé dans les années 1980. Désormais obsolète, l'Ethernet classique atteignait des vitesses allant jusqu'à 10 Mbps.
• Ethernet rapide. Il s'agit de la forme la plus ancienne et la plus populaire encore utilisée. Introduit pour la première fois en 1995, Fast Ethernet atteint des vitesses allant jusqu'à 100 Mbps. Il existe en version fibre optique (100BASE-FX) et paire torsadée (100BASE-TX). Cette dernière utilise des câbles de catégorie 5 ou 5e.
• Ethernet 1 Gigabit. Introduit en 1999, il offre des vitesses allant jusqu'à 1 Gbps. Il existe en version paire torsadée cuivre comme le 1000BASE-T, qui utilise des câbles Cat 5, et en version fibre optique comme le 1000BASE-X. Le Gigabit Ethernet pourrait à terme remplacer le Fast Ethernet comme le type le plus populaire.
• Ethernet 10 Gigabits. Lancé pour la première fois en 2002, il offre des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit/s. Les versions à paire torsadée en cuivre nécessitent des câbles de catégorie 6a ou 7. Les versions à fibre optique se déclinent en deux types : fibre monomode (SMF) et fibre multimode (MMF).
• Ethernet 40 Gigabits. Cette version a été introduite pour la première fois en 2010. C'est l'un des types d'Ethernet les plus rapides. La version à paire torsadée 40GBASE-T nécessite des câbles de catégorie 8 et atteint des vitesses de 40 Gbps.

Comment se connecter à un réseau Ethernet ?

La technologie Ethernet repose sur des connexions physiques entre les appareils. Pour établir une connexion Ethernet, suivez ces étapes simples :

1. 1.Vérifiez la présence d'un port Ethernet sur votre appareil. La plupart des appareils sont équipés d’un port Ethernet, eux-mêmes connectés à des cartes Ethernet qui font partie de la carte mère. Si votre équipement ne dispose pas d’un port Ethernet, vous pouvez utiliser un adaptateur Ethernet à la place.
2. 2.Branchez un câble Ethernet entre votre appareil et le routeur ou switch. Vous pouvez utiliser un câble à paires torsadées (Cat5e, Cat6), un câble à fibre optique ou encore un câble coaxial.
3. 3.Assurez-vous que la connexion est active en vérifiant les voyants LED.
4. 4.Configurez votre connexion si nécessaire, bien que dans la plupart des cas, l'attribution d'une adresse IP se fasse automatiquement via DHCP.

Avantages et inconvénients d’Ethernet

Bien que la technologie Ethernet présente plusieurs avantages, elle ne convient pas à toutes les situations. Examinons ses points forts et ses points faibles.

Avantages

• Stabilité et fiabilité : une connexion Ethernet est moins sensible aux interférences que le Wi-Fi, ce qui la rend plus stable (un critère essentiel notamment pour jouer en ligne).
• Vitesse élevée : Ethernet offre une meilleure bande passante et une latence réduite. Le type d’Ethernet le plus rapide propose ainsi une vitesse maximale de 40 gigabits par seconde.
• Sécurité renforcée : une connexion filaire est moins exposée aux intrusions et aux interceptions de données qu'un réseau sans fil.
• Faible coût :  le processus d'installation d'Ethernet est relativement abordable. La plupart des ordinateurs et des routeurs sont équipés de ports Ethernet, et les câbles Ethernet sont largement disponibles et peu coûteux. Le coût exact dépend de la taille que vous souhaitez donner à votre réseau câblé.
• Rétrocompatibilité : les nouveaux types de câbles Ethernet sont rétrocompatibles avec les anciens composants, même s'ils prennent en charge des vitesses différentes. Cependant, la vitesse totale du réseau est limitée par le composant le plus lent.

Inconvénients

• Limitations physiques : étant donné qu’un câble est nécessaire pour relier les appareils entre eux, ceux-ci sont limités par la longueur du câble, ce qui signifie que les équipements ne peuvent pas être connectés à grande distance.
• Installation plus complexe : la connexion Ethernet nécessite des branchements physiques, tandis que quelques étapes suffisent pour paramétrer une connexion Wi-Fi ; il suffit souvent de sélectionner un réseau et de saisir la clé de sécurité réseau associée.
• Ne convient pas à certaines applications : la technologie Ethernet n’est peut-être pas le meilleur choix si vous utilisez des applications interactives ou en temps réel, celles-ci devant envoyer de petites quantités de données très rapidement.
• Plus difficile à dépanner : le dépannage des problèmes de connexion Ethernet est difficile car le réseau repose sur des connexions physiques. Pour résoudre le problème, il faut tester toutes les connexions pour trouver celle qui est défectueuse.

Ethernet comparé aux autres connexions

Vous savez désormais tout sur le fonctionnement et les spécificités d’Ethernet ; néanmoins, il est parfois confondu avec d’autres notions de connectivité. Voyons en détail ce qui distingue Ethernet d’autres types de connexions.

Quelle est la différence entre Ethernet et Internet ?

Ethernet et Internet sont deux termes à ne pas confondre : Ethernet est une technologie de réseau local (LAN), tandis qu'Internet est un réseau mondial reliant des millions d'appareils via différents protocoles (TCP/IP). Cependant, Ethernet est souvent utilisé pour connecter des appareils à Internet.

Quelle est la différence entre Ethernet et le Wi-Fi ?

Ethernet et Wi-Fi sont deux technologies permettant aux utilisateurs de connecter des appareils à un réseau. Cependant, ces deux méthodes présentent des avantages et des inconvénients.

Le Wi-Fi est un type de réseau local sans fil qui est rapidement devenu le type de connexion réseau le plus courant. En tant que tel, le Wi-Fi est plus pratique et mobile. Cependant, les réseaux Wi-Fi peuvent souffrir de vitesses incohérentes. Le Wi-Fi est également moins sécurisé car ses signaux sans fil peuvent être interceptés.

Contrairement au Wi-Fi, Ethernet repose sur des câbles physiques pour former un réseau LAN. Bien que cela permette moins de flexibilité que le Wi-Fi, une connexion physique est plus sécurisée et plus stable. Les réseaux Ethernet n'ont pas besoin d'être chiffrés pour être sécurisés. Un câble physique signifie également que la vitesse est plus rapide et plus constante qu'une connexion sans fil. L'option la plus adaptée dépend donc du contexte : le Wi-Fi est généralement préférable pour un usage domestique et s’avère essentiel si vous utilisez des appareils mobiles. En revanche, Ethernet peut être une meilleure option pour les entreprises car elle crée un réseau local rapide, sécurisé et stable.

En bref, Ethernet est une solution préférable pour les connexions exigeantes en vitesse et en stabilité, tandis que le Wi-Fi offre plus de flexibilité pour une utilisation mobile.