Réalisation d'un utilitaire d'analyse de trafic d'une interface réseau

Chapitre II. CARTE RESEAU

II.0. Introduction

Une carte réseau est matérialisée par un ensemble de composants électroniques soudés sur un circuit imprimé. L'ensemble constitué par le circuit imprimé et les composants soudés s'appelle une carte électronique, d'où le nom de la carte réseau.

La carte réseau assure l'interface entre l'équipement ou la machine dans laquelle est montée et un ensemble d'autres équipements connectés sur le réseau.

Nous trouvons de cartes réseaux dans les ordinateurs mais aussi dans certaines imprimantes et copieurs. Nous ne parlerons de la carte réseau que dans le cas d'une carte électronique autonome prévue pour remplir e rôle d'interface réseau.

Ainsi, un ordinateur muni d'une carte mère me comporte pas, à proprement parler, de carte réseau. L'équipement communique sur le réseau aux moyens de signaux qui doivent absolument respecter des normes.

II.1. Médias de transmission des informations

Le média ou support de l'information est généralement un réseau filaire. La carte réseau est dans ce cas munie d'un connecteur sur lequel on branche une carte réseau.

Ce dernier est relié au réseau par l'intermédiaire d'une prise murale ou directement sur un équipement d'interconnexion de réseau comme un concentrateur (hub) ou d'un commutateur.

II.2. Les standards

Il existe diverses normes qui régissent la première couche du modèle OSI (couche matérielle). Les couches supérieures du modèle OSI sont gérées au niveau logiciel.

On peut citer les normes Ethernet, Token ring (anneau à jeton). Le standard le plus rependu est le standard Ethernet. Pour le réseau sans fil, le standard WI-FI est le plus courant.

II.3. Types de cartes réseaux II.3.1. Ordinateur de bureau

On peut relier les ordinateurs de bureau au réseau selon les types de carte ci-dessous :

> Réseau filaire :

- carte PCI à insérer dans un connecteur PCI libre sur la carte mère ;

- de nombreux modèles de cartes mères disposent d'une interface réseau intégrée. Dans ce cas, on branche directement le câble réseau sur le connecteur RJ45 fixé à la carte mère.

> Réseau sans fil : carte PCI équipée d'une antenne. II.3.2. Ordinateur portable.

Les ordinateurs portables ne disposent pas de connecteur PCI, mais d'autres solutions existent :

> carte réseau au standard PCMCIA ;

> interface réseau déjà intégrée au portable ;

> carte réseau en USB

II.4. Le débit de transmission et le mode de communication

Le débit s'exprime généralement en kbps (mégabits par seconde = million de bits par seconde). Cela mesure la capacité d'un équipement réseau à émettre et / ou recevoir un ou plus ou moins grand nombre de bits d'informations en une seconde.

Les débits actuels du standard Ethernet sont :

> 10Mb/s ;

> 100Mb/s (Fast Ethernet) ;

> 1000Mb/s parfois également noté 1.0Gib/s (giga Ethernet) ;

> 10.000Mb/s encore peu employé en 2009 (10 Gi bits Ethernet).

Les cartes réseaux peuvent communiquer en half duplex, dans ce cas une carte peut seulement émettre ou recevoir des informations à un instant donné. Le mode full duplex permet à une carte réseau d'émettre et recevoir simultanément (ce qui permet un débit effectif doublé dans le cas optimal).

Deux équipements réseaux doivent communiquer dans le même débit. Un paramétrage de la carte réseau permet le plus souvent de forer le débit ou de

le positionner en auto négociation ; dans ce cas, les cartes connectées négocient un débit commun dés l'établissement de liaison physique (le branchement de la prise RJ45 par exemple).

II.5. Sortes de carte réseau II.5.1. Cartes réseaux Ethernet

La plupart de cartes réseaux destinées au grand public sont des cartes Ethernet. Elles utilisent comme support de communication des paires torsadées (8 fils en cuivres), disposant à chaque extrémité de prises RJ45.

> Le 10base-T ; permet un débit maximal de 10Mbps. Les câbles RJ45 peut alors mesurer jusqu'à une centaine de mètres et seuls 4 de 8 fils sont utilisés ;

> Les 100base-Tx ; permet un débit maximal de 100Mbps. Il est également appelé Fast Ethernet et est désormais supporté par la quasi-totalité des cartes réseau. Comme pour le 10base-T, le able TJ45 peut alors mesurer jusqu'à une centaine de mètres et seuls 4 de 8 fils sont utilisés ;

> Le 1000base-T ; permet un débit maximal de 1000Mbps. Il est également appelé gigabits Ethernet et se démocratise rapidement. pour que le réseau fonctionne correctement, le câble RJ45 peut toujours mesurer jusqu'à 100 mètres, mais doit être de bonne qualité. Cette fois le 8 fils sont utilisés.

Afin d'étendre les distances maximales, d'autres normes Ethernet existent, elles utilisent dans la plupart de cas de la fibre optique comme support de communication.

Pour relier deux ordinateurs en réseau, un câble RJ45 spécifique suffit : il s'agit d'un câble appelé < croisé > dont on branche simplement les extrémités dans chaque carte.

Pour relier plus deux machines on utilise un matériel nommé hub ou switch ; une extrémité du câble sera alors branchée sur l'ordinateur alors que l'autre sera reliée au switch.

Les caractéristiques fondamentales du switch sont la vitesse (compatible 10base-T, 100base-Tx et / ou 1000base-T) et son nombre de ports (nombre de prise RJ45).

II.5.2. Carte réseau WI-FI

Les cartes réseaux sans fil wi-fi (wireless fidelity) ou WLAN (wireless local area network) fonctionnent sur le même principe que le réseau Ethernet filaires.

Une carte réseau wi-fi doit être installée sur chaque ordinateur du réseau sans fil. Cette carte peut être directement incluse dans la carte mère (cas de nombreux portables), mais peut également se trouve sous la forme d'une carte PCI ou d'une clé USB.

Une antenne, parfois intégrée dans la carte, permet l'envoi et la réception des signaux.

Il possible de relier deux ordinateurs portables directement par wi-fi (on parle alors de l'architecture ad hoc) comme en Ethernet filaire, pour relier plus de deux machines on utilise généralement un matériel spécifique appelé routeur wi-fi [ou point d'accès].

Ce dernier dispose d'une à trois antennes afin de pouvoir le relier à un réseau Ethernet filaire [généralement compatible 100 base --Tx], on parle alors de l'architecture infrastructure.

Plusieurs normes wi-fi ont été mises en oeuvre afin d'augmenter progressivement la portée et la vitesse des échanges.

Ainsi :

> Le 802.11b permet un débit théorique jusqu'à 11Mbps (environ 6 kbps réel) pour une portée maximale de 300 mètres (en intérieur, cette portée est toutefois généralement limitée à quelque dizaines de mètres) ;

> Le 802.11g ; permet un débit théorique maximale de 54Mbps [environ 25Mbps réel]. Le 802.11g a une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b, ce qui signifie que de matériel conforme à la norme 802.11g peuvent fonctionne en 802.11b ;

> Le 802.11n, dit également wwise (world wide spectum efficiency) ou Tgn sync, est une norme finalisée en 2008. Le débit théorique atteint les 600Mbps (débit réel de 100Mbps dans un rayon de 90 mètres).

II.6. Rôle et fonction de la carte réseau

Une carte réseau sert d'interface physique entre l'ordinateur et le câble, elle prépare pour le câble réseau les données émises par l'ordinateur, le transfert vers un autre ordinateur et contrôle le flux de données entre l'ordinateur et le câble.

Il traduit aussi les données venant du câble et traduit en octets afin que l'unité centrale de l'ordinateur les comprenne.

Ainsi, une carte réseau est une carte d'extension s'insérant dans un connecteur d'extensions [slot].

La carte réseau possède généralement deux tempos lumineux (Leds)

qui sont :

> Le led vert correspond à l'alimentation de la carte ;

> Le led orange [10Mbps] ou rouge [100Mbps] indiquent une activité du réseau (envoi ou réception des données).

Pour préparer les données à envoyer la carte réseau utilise un transceiver qui transforme les données parallèles en données séries.

Chaque carte dispose d'une adresse unique appelée adresse MAC, affectée par le constructeur de la carte, ce qui lui permet d'être identifiée de façon unique à travers le monde parmi toutes les autres cartes réseaux.

Les cartes réseaux disposent de paramètres qu'il est possible de configurer. Parmi eux figurent l'interruption matérielle (IRQ), l'adresse de base du port E/S et l'adresse de base de la mémoire (DMA).

Pour garantir la compatibilité entre l'ordinateur et le réseau, la carte doit être adaptée à l'architecture du bus de données de l'ordinateur et avoir le type de connecteurs approprié au câblage.

Chaque carte est conçue pour s'adapter à un certain type de câble. Certaines cartes comprennent plusieurs connecteurs d'interfaces (à paramétrer avec les cavaliers, soit avec le DIP, soit de façon logicielle).

Les connecteurs les plus répandus sont les connecteurs RJ45. Cependant certaines topologies réseau utilisant la paire torsadée ont recours aux connecteurs RJ11. Ces topologies sont parfois appelées < pré-10baseT>.

Enfin pour garantir cette compatibilité entre ordinateur et réseau, la carte réseau doit être compatible avec la structure interne de l'ordinateur (architecture du bus de données) et avoir un connecteur adapté à la nature du câblage.

II.6.1. Préparation de données

Les données se déplacent dans l'ordinateur en empruntant des chemins appelés (bus). Plusieurs chemins cote à cote font que les données se déplacent en parallèle et non en série (les unes à la suite des autres).

> Les premiers bus fonctionnaient en 8 bits (8bits de données transportées à la fois) ;

> L'ordinateur PC/AT d'IBM introduit les premiers bus 16 bits ;

> Aujourd'hui la plus part des bus fonctionnent en 32 bits.

Toutefois sur un câble les données circulent en série (un seul flux de bits), en se déplacent dans un seul sens. L'ordinateur peut envoyer ou revoir les informations mais il ne peut pas effectuer les deux simultanément.

Ainsi, la carte réseau restructure un groupe de donnée arrivant en parallèle en données circulant en série (1 bit). Pour cela, les signaux numériques sont transformés en signaux électriques ou optiques susceptibles de voyager sur les câbles de réseau. Le dispositif chargé de cette traduction est le Transceiver.

II.6.2. Le rôle d'identificateur.

> La carte traduit les données et indique son adresse au reste du réseau afin de pouvoir être distinguée des autres cartes du réseau;

> Adresse MAC : définie par l'IEEE (Institute of Electrical and Engineer) qui attribue des places d'adresses à chaque fabriquant de cartes réseau ;

> Elles sont inscrites sur les puces des cartes : procédure appelée < gravure de l'adresse sur la carte >. Par conséquent, chaque carte a une adresse MAC unique sur réseau.

En outre l'ordinateur et la carte doivent communiquer afin que les données puissent passer de l'un vers l'autre. L'ordinateur affecte ainsi une partie de sa mémoire aux cartes munies d'un accès direct à la mémoire (DMA : direct accès memory).

La carte indique un autre ordinateur demande des données à l'ordinateur qui la contient. Le bus de l'ordinateur transfère les données depuis la mémoire de l'ordinateur vers la carte réseau.

Si le données circulent plus vite que la carte ne peut les traiter, elles sont placées dans la mémoire tampon affectée à la carte (RAM) dans laquelle elles sont stockées temporairement pendant l'émission et la réception des données.

II.6.3. Envoi et contrôle des données.

Avant que la carte émettrice envoie les données, elle dialogue électriquement avec la carte réceptrice pour s'accorder sur les points suivants :

> Taille maximale des groupes de données à envoyer ;

> Volume de données à envoyer avant confirmation ;

> Intervalles de temps entre les transmissions partielles de données ; > Délai d'attente avant envoi de la confirmation ;

> Quantité que chaque carte peut contenir avant débordement ; > Vitesse de transmission des données.

Si une carte plus lente, donc plus perfectionnée communique avec une carte plus lente, elles doivent trouver une vitesse de transmission commune. Certaines cartes ont des circuits leur permettant de s'adapter au débit d'une carte plus lente.

Il y a donc acceptation et ajustement des paramètres propres à chacune de deux cartes avant émission et réception des données.

II.7. Paramètres de configuration de la carte

Les cartes réseaux sont munies d'options de configuration. Entre

autres :

> Interruption (IRQ) : dans la plupart de cas, ces sont IRQ 3 et 5 qui sont attribués aux cartes réseau. l'IRQ5 est même conseillé ( s'il est disponible) et la plupart des cartes l'utilisent comme paramètre par défaut .

> Adresse de base du port d'entré/sortie (E/S) : chaque périphérique doit utiliser une adresse de base différente pour le port correspondant.

> Adresse de base de la mémoire : elle désigne un emplacement de la mémoire vive (RAM) de l' ordinateur. la carte utilise cet emplacement comme tampon pour les données qui entrent et qui sortent. Ce paramétrage est parfois appelé < adresse de début > (Ram Start Adresse).

En générale, l'adresse de base mémoire pour une carte réseau est D8000. Le dernier O est parfois supprimé pour certaines cartes réseaux. Il essentiel de prendre soin de ne pas sélectionner une adresse de base déjà utilisée par un autre périphérique.

A noter toutefois que certaines cartes réseaux n'ont pas de réglage pour l'adresse de base de la mémoire car elles n'utilisent pas l'adresse MAC de machine.

> Le transceiver

Cependant, il est possible de configurer la carte de manière logicielle. Les paramètres doivent correspondre avec la disposions des cavaliers ou des commutateurs DIP [dual inline package] situés sur la carte réseau. Les réglages sont fournis avec la documentation de la carte. Beaucoup de cartes récentes sont en PnP (plag and play).

Cela dispense de configurer la carte à la main mais peut parfois être gênant (apparition de conflits) au quel cas il généralement agréable de pouvoir désactiver l'option PnP et configurer la carte à la main.

II.8. Installation de la carte réseau

Le but est d'arriver à mettre en place un réseau afin de pouvoir échanger de données. Il faut donc installer dans chaque ordinateur susceptible de faire partie du réseau local une carte réseau.

II.8.1. Installation matérielle

La première de chose à faire est d'ouvrir votre ordinateur et d'y insérer la carte réseau quelle soit ISA ou bien PCI. Pour cela vous aurez besoin d'un tournevis cruciforme.

Avant toute chose débrancher l'alimentation, puis touchez le boîtier sur la partie métallique enfin de vous déchargé de toute énergie statique. Il ne vous reste qu'à trouver un emplacement libre et d'y insérer la carte.

II.8.2. Installation logicielle

Pour la configuration logicielle, tout dépend du système d'exploitation sur lequel vous travaillez (Windows 95,98 ou Windows XP)

Procédure pour Windows XP :

> Cliquez sur démarrer / panneau de configuration

> Cliquez sur système / matériel

> Cliquez sur gestionnaire de périphérique

> Cliquez deux fois sur l'icône carte réseau (pour voir le nom de la carte) ;

A ce niveau, un point d'interrogation ( ?) en couleur jaune devant le nom de la carte réseau indique :

> Soit la carte réseau n'a pas de pilote;

> Soit la carte réseau ne fonctionne pas ;

Que faire?

> Arrêtez l'ordinateur, changez l'emplacement de slot ;

> Allumez la machine ;

> L'ordinateur affichera un message < nouveau matériel détecté > : Lisez le nom de la carte puis introduisez le cd d'accompagnement du périphérique pour l'installation de pilotes dans le cas contraire cherchez le pilote sur l'Internet.

> Si lors du changement de slot, l'ordinateur ne détecte pas la carte carrément il faut la changer.

II.8.3. Installation de protocoles

Les protocoles sont les éléments logiciels qui vont permettre la communication entre les ordinateurs. Les trois principaux protocoles pour un réseau local sont;

> IPX-SPX ;

> NETBEUI

> TCP/IP : il sera utilisé si vous décidez de relier votre réseau local à l'Internet dans le cas contraire IPX-SPX et NETBEUI vous suffit. Ces protocoles sont disponibles sous le constructeur Microsoft,

Pour installer chacun d'eux, sélectionnez le puis cliquer sur installer.

Procédure

Cliquez sur ;

> démarrer ;

> panneau de configuration ;

> Connexion Internet ;

> Clic droit sur l'icône de connexion puis sur propriété ; > Sélectionnez le pilote puis cliquez sur installer.

Lorsque vous avez fini d'installer les différents protocoles, si vous voulez que des personnes puissent accéder à certaines de vos ressources (fichiers, disques, répertoires ou imprimantes) cliquez sur le bouton <partage des fichiers et d'imprimantes> puis cochez le choix qui vous intéresse. Il ne vous reste plus qu'à redémarrer votre ordinateur à nouveau.

Vous devriez normalement voir apparaître les composants réseau

suivants ;

> Clients pour réseau Microsoft

> Carte réseau compatible NE2000

> Protocole NETBEUI ; protocole compatible IPX-SPX

> TCP / IP

> Fichiers et imprimantes partagés pour le réseau Microsoft