LA MISE EN RESEAU D’UN ETABLISSEMENT SCOLAIRE

Cet article a été rédigé en 2001 mais la base théorique est toujours d'actualité.

Cette rubrique se propose de faire la synthèse des différentes expériences vécues par les établissements scolaires dans leur démarche d’informatisation. Elle tente de vulgariser un domaine plutôt réservé à des professionnels et à des amateurs éclairés. Que ces derniers pardonnent les quelques approximations nécessaires pour éviter un discours trop technique. Nous souhaitons vos réactions (questions, précisions…) pour enrichir une rubrique destinée à s’étoffer mois après mois.

Sommaire

Partie 1 : Généralités

    1) Qu'est-ce qu'un réseau local ?
    2) Que peut m’apporter un réseau ?
    3) la topologie du réseau

Partie 2 : Les éléments du réseau

     1) La carte interface réseau
    2) Les cables
    3) Le concentrateur (hub) : la pièce maîtresse de la topologie
    4) Réseau partagé ou réseau commuté : le commutateur (switch)
    5) Les logiciels

Partie 3 : Les questions à se poser avant d’investir

    1) Plan d'installation
    2) Le câblage
    3) Le cholx du prestataire

Glossaire

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Partie 1 : Généralités
1) Qu'est-ce qu'un réseau local ?

Un réseau local (LAN : Local Area Network) est un groupe d'ordinateurs connectés entre eux et situés dans un certain domaine géographique. Les réseaux locaux peuvent être de taille très variée ; vous pouvez avoir un réseau avec deux ordinateurs côte à côte dans la même pièce, ou bien un réseau avec plusieurs centaines d'ordinateurs dans un même bâtiment.

Dans la plupart des réseaux, des câbles, branchés sur des cartes présentes dans les ordinateurs et dans les imprimantes, les relient entre eux et permettent la connexion.

2) Que peut m’apporter un réseau ?

Avec un réseau, il est possible de :

3) la topologie du réseau

Toutes les architectures réseau dérivent de trois topologies fondamentales :

- en bus
- en étoile
- en anneau

  Si les ordinateurs sont connectés les uns à la suite des autres le long d’un seul câble (segment), on parle de topologie en bus. Si les ordinateurs sont connectés à des segments de câble qui partent d’un même point (concentrateur), on parle de topologie en étoile. Si les ordinateurs sont connectés à un câble qui forme une boucle, on parle de topologie en anneau.

Ces trois topologies de base sont simples en elles-mêmes. Toutefois, les topologies utilisées dans la pratique combinent souvent les caractéristiques de plusieurs d’entre elles, et peuvent donc s’avérer plus complexe.

Topologie de type bus

La topologie en bus (bus topology) est également connue sous le nom de bus linéaire. Il s’agit de la méthode la plus simple et us fréquente de connexion d’ordinateurs. Cette technique consiste à connecter tous les ordinateurs du réseau les uns à la suite des autres, à l’aide d’un câble unique baptisé tronçon (trunk) ou épine dorsale (backbone) ou encore segment (segment).

Les données sont émises sur tout le réseau ; elles ne sont acceptées que par l’ordinateur dont l’adresse correspond à celle qui a été codée comme adresse de destination de la trame. Un seul ordinateur à la fois peut envoyer des données.

Puisqu’un seul ordinateur peut envoyer des données sur un bus, les performances du réseau dépendent du nombre d’ordinateurs connectés au bus. Plus ce nombre est élevé, plus le réseau sera lent. Le ralentissement du réseau dépend aussi de plusieurs facteurs, parmi lesquels :

 - Les configurations matérielles du réseau
 - Le nombre de transmissions effectuées par les ordinateurs du réseau
 - Les types de câbles utilisés sur le réseau,
- La distance entre les ordinateurs du réseau.

Le bus est une topologie passive, les ordinateurs composant un bus ne font qu’écouter les données qui circulent sur le réseau. Ils ne sont pas chargés de transférer les données d’un ordinateur vers le suivant. Si un ordinateur tombe en panne, cela n’a pas d’incidence sur le reste du réseau.

Comme le signal est transmis à tout le réseau, d’une extrémité à l’autre du câble, il ne doit pas "rebondir" en bout de bus. Pour empêcher le rebond du signal, on place un composant appelé bouchon de terminaison (terminator) afin d’absorber les signaux, ce qui permet à d’autres ordinateurs d’envoyer des données après libération du câble.

Cette topologie en bus a été répandue car très utilisée par les réseaux Ethernets.

Inconvénient : En cas de rupture du câble commun, le réseau sera dit hors service car il y aura alors rebond du signal (sauf si l’on y rajoute un bouchon de terminaison)
 

Topologie de type étoile


Dans une topologie en étoile (Star topology), les ordinateurs sont reliés par des segments de câble à un composant central appelé concentrateur (hub). Par l’intermédiaire du concentrateur, les signaux sont transmis depuis l’ordinateur émetteur vers tous les ordinateurs du réseau. Cette topologie date des débuts de l’informatique, lorsque les ordinateurs étaient connectés à un gros système centralisé (Unité de traitement).

Les réseaux en étoile apportent une administration et des ressources centralisées. Cependant, comme chaque ordinateur est relié à un point central, cette topologie exige davantage de câblage dans le cas d’un grand réseau. De plus, si le point central tombe en panne, le réseau tout entier est mis hors service.

Si un ordinateur ou le câble qui le relie au concentrateur est défaillant, seul cet ordinateur sera incapable de recevoir ou d’envoyer des données sur le réseau en étoile. Le reste du réseau continuera à fonctionner.

Topologie de type anneau


Dans la topologie en anneau (ring topology), les ordinateurs sont connectés sur une seule boucle de câble. Il n’y a pas d’extrémités dotées de bouchons de terminaison. Les signaux se déplacent le long de la boucle dans une seule direction et passent chacun des ordinateurs. Contrairement à ce qui se passe avec une topologie en bus passive, chaque ordinateur fait office de répéteur afin d’amplifier le signal et de l’envoyer à l’ordinateur suivant. Dans la mesure où le signal passe par tous les ordinateurs, La panne d’un ordinateur peut avoir une incidence sur l’ensemble du réseau.

Aujourd’hui, de nombreuses topologies sont des combinaisons de bus, d’étoile et d’anneau. (Ex : bus en étoile et anneau en étoile).

Tableau récapitulatif
 
Topologie Avantages Inconvénient
Bus Economise la longueur de câble. 
Support peu coûteux. 
Simple et fiable. 
 Facile à étendre.
Ralentissement possible du réseau lorsque le trafic est important. 
 Problèmes difficiles à isoler. 
 La coupure du câble peut affecter de nombreuses stations. 
Anneau Accès égal pour tous les ordinateurs. 
 Performances régulières même si les utilisateurs sont nombreux.
La panne d’un seul ordinateur peut affecter le reste du réseau. 
Problèmes difficiles à isoler. 
Etoile Il est facile d’ajouter de nouveaux ordinateurs et de procéder à des modifications. 
 Contrôle et administration centralisés. 
 La panne d’un seul ordinateur n’a pas d’incidence sur le reste du réseau.
La reconfiguration du réseau interrompt le fonctionnement de celui-ci. Si le point central tombe en panne, le réseau est mis hors service.

Partie 2 : Les éléments du réseau

1) La carte interface réseau

Cette carte est nécessaire pour connecter une station de travail à un serveur ou aux autres stations de travail. Elle dépend du type d’architecture choisi pour le réseau et du câblage choisi : elle doit pouvoir s’adapter aux câbles BNC, 10 ou 100 Base-TX ou à la fibre optique. Quelques cartes possèdent deux ou trois types de connexions (BNC et AUI, RJ-45 et AUI, BNC et RJ-45). Les cartes BNC et les anciennes cartes 10 Base-T (limitées à 10 Méga Bits Par seconde – Mbps) comportent un bus ISA 16 bits. Les cartes 100 Base-TX(débit théorique de 100 Mbps) possèdent un bus PCI.

Prix indicatifs (TTC) :

Carte 10 Base-T (ISA) : de 130 à 400 Frs

Carte 10/100 Base-T (PCI): de 300 à 3000 Frs

Conseil : Il est préférable d’équiper les ordinateurs (munis de bus PCI) avec des cartes 10/100 d’entrée de gamme même si le câblage ne permet pas le plus haut débit. En effet, ces cartes s’adaptent automatiquement au matériel. De plus, il sera toujours possible de réutiliser ces interfaces plus tard. Dans le cas de cartes non " plug and play " (branchez et utilisez), il faut déclarer " manuellement " l’adresse mémoire et la demande d’interruption (IRQ).

2) Les cables

La paire torsadée (10 Base-T)

La paire torsadée est faite de deux à quatre paires de fils torsadés sur toute la longueur. Chaque fil conducteur enroulé autour des autres sert de protection contre les interférences. Il existe deux types de paires torsadées : la paire torsadée blindée et la paire torsadée non blindée La seule différence entre ces deux types de paires torsadées est la présence d'un enrobage blindé protégeant mieux des interférences. Un avantage important du IO Base-T est qu'il est plus facile à dépanner qu'un réseau en bus. Cormme les rayons d'une roue, les câbles d'un réseau partent d'un répartiteur pour aller vers les noeuds du réseau. Si l'un de ces câbles est coupé ou court-circuité, le noeud est déconnecté mais le reste du réseau n'est pas affecté.

Cinq catégories de paires torsadées existent :

Catégorie 1 : C’est du simple fil téléphonique.

Catégorie 2 : Ce câble est destiné aux transmissions à vitesse moyenne (inférieure à 4 Mbps).

Les trois prochaines catégories fournissent des câbles de meilleure qualité et possèdent les caractéristiques suivantes:

Ils possèdent trois torsades tous les 30 cms.

Deux paires ne doivent pas posséder le même sens de torsades.

Catégorie 3 : Ce câble est souvent choisi dans les réseaux locaux. Il est utilisé pour des transmissions jusqu'à 10 Mbps.

Catégorie 4 Ce câble est utilisé pour les transmissions à 16 Mbps.

Catégorie 5 : Ce câble est destiné aux réseaux très rapides. Avec le blindage, la vitesse de transmission maximale est de 100 Mbps. Ce devrait être votre choix

Le câble coaxial

  Le câble coaxial, parfois appelé câble BNC  (un connecteur en forme de baïonnette est utilisé pour le câble coaxial fin), est un fil de cuivre relativement rigide noyé dans une housse en plastique isolante, elle-même entourée d'un second conducteur constitué d'un treillis métallique jouant le rôle d'écran vis-à-vis des interférences. Si vous avez besoin d'une bande passante et d'une protection contre le bruit plus importantes que celles fournies par les paires torsadées, sans vouloir la fibre optique, alors le câble coaxial est un bon choix. De plus, cette technologie utilise beaucoup moins de câble qu'un réseau utilisant une topologie en étoile comme le fait le IO Base-T. Ensuite, elle ne nécessite pas l'emploi d'un hub. Par conséquent, vous faites l'économie d'espace, de puissance et d'argent puisque les noeuds du réseau se connectent directement les uns aux autres. Cependant si la chaîne est coupée, le réseau cesse de fonctionner. Rappelez-vous que la distance maximale entre deux éléments pour des câbles torsadés sans répéteurs est d'environ 100 mètres et de 185 mètres pour le BNC.
La fibre optique


La fibre optique conduit un signal fait de photons, c'est-à-dire de la lumière. Elle est insensible aux interférences car la lumière n'est pas sensible aux parasites électromagnétiques. La lumière est conduite par une fibre en verre entourée d'une gaine également en verre dont le rôle est de réfléchir la lumière. Le tout est protégé par un enrobage en plastique. La fibre n’autorise pas qu’un chemin aux données. Chaque câble peut contenir plus d'une fibre optique, permettant ainsi aux données d'arriver plus rapidement à destination. Plus il y a de fibres optiques dans le câble, plus nombreuses sont les données circulant à un instant donné, exactement comme une autoroute à quatre voies supporte plus de trafic qu'une départementale.

Les avantages de la fibre optique :

La fibre optique a beaucoup d'avantages par rapport au câble coaxial ou aux paires torsadées. Elle a aussi deux inconvénients. Commençons par les points positifs.

La fibre optique permet des vitesses de transmission extrêmement rapides (jusqu'à 155 Mbps) très utiles pour le transfert d'images vidéo ou audio, et pour le multimédia en général. Puisque la fibre utilise la lumière et non l'électricité, elle est complètement imperméable aux perturbations électromagnétiques et peut ainsi transporter un signal sur plusieurs kilomètres sans aucune dégradation. Certains types de fibres peuvent transmettre jusqu'à cinq kilomètres dans des environnements LAN, et à travers tout le pays via un appareil spécifique dans des environnements WAN.

La fibre optique est aussi très utile dans des environnements difficiles. D'abord, elle ne peut pas provoquer d'étincelle (comme pourraient le faire des câbles électriques), ensuite, sa technologie ne faisant pas intervenir le métal, elle résiste à la corrosion.
Comme vous pouviez vous y attendre, les deux inconvénients de la fibre optique portent sur le coût. D'abord, la fibre optique en elle-même est plus chère que le câble coaxial ou la paire torsadée. Ensuite, elle est plus difficile, donc plus chère, à installer. Comme les prix sont en baisse, n'éliminez pas d'office la fibre optique sur une question de coût. Vous pouvez par exemple choisir d'installer votre épine dorsale (backbone) avec de la fibre optique, et utiliser des câbles UTP (paire torsadée) de bonne qualité pour relier les noeuds à cette épine dorsale.

3) Le concentrateur (hub) : la pièce maîtresse de la topologie


Un hub est un dispositif qui permet à tous vos câbles de converger sur un même point. Tout élément connecté à un hub peut accéder physiquement à tout autre élément connecté sur le même hub, Il existe des hubs à 10 Mbps et à 100 Mbps. Certains sont capables de gérer ces deux débits. Les hubs possèdent des ports (5, 16, 24 ….) sur lesquels viennent s’enficher les connecteurs RJ-45. Un port (uplink) est réservé à la connection avec un autre élément actif (hub, switch ….).

Prix indicatifs (TTC) :

Hub 10 mbps (8 ports) : 600 Frs

Hub 100 mbps (8 ports) : 1600 Frs

4) Réseau partagé ou réseau commuté : le commutateur (switch)

Lors du choix entre un commutateur Ethernet et un concentrateur Fast Ethernet . Le concentrateur fonctionne selon le principe du média partagé : un réseau 10 Mbps de 10 postes ne peut offrir au maximum qu'un 1 Mbps par micro. Le commutateur permet quant à lui par exemple de mettre en relation deux postes qui souhaitent se transmettre des informations sans envoyer ces dernières sur les autres postes du réseau. Ainsi chaque station dispose en théorie de 10 Mbps de bande passante. Cette technologie devient très intéressante en raison de la baisse des prix des commutateurs. Une solution souvent utilisée en milieu scolaire est la mise en place dans les salles de classe de hubs reliés entre eux par un switch central. Prix indicatifs (TTC) :

Switch 10 mbps (8 ports) : 1600 Frs

Switch 100 mbps (8 ports 10 Base-T + 2 ports 10/100) : 3500 Frs

5) Les logiciels

Dans un réseau poste à poste : Windows 3.11 sur des micro anciens (486), Windows 95/98, Lantastic

Dans un réseau Client-Serveur : Windows NT ou Novell Netware sur le serveur et Windows95/98 ou 3.11 sur les clients

 

Partie 3 : Les questions à se poser avant d’investir

1) Plan d'installation

Votre prestataire doit connaître vos locaux et vos besoins. Avant sa venue, vous devez vous poser quatre questions : 2) Le câblage

Les dépenses liées au câblage peuvent atteindre jusqu'à la moitié du coût total du matériel réseau, ce qui n'est pas un critère à négliger. Aujourd'hui, vous ne pouvez pas faire une installation réseau sans prévoir les extensions futures. Naturellement, le coût du câblage n'est pas entièrement dû aux câbles eux-mêmes. Quand vous comparez les coûts, n'oubliez pas d'y inclure le coût d’installation et le coût de la connexion. Par exemple, les paires torsadées non blindées sont bon marché, mais elles sont utilisées dans une topologie physique en étoile qui nécessite des hubs qui, eux, sont chers.

Avant de passer commande des câbles, voici quelques conseils pour choisir le meilleur câble pour votre réseau :

Mesurez la longueur effective des câbles

Avant d'acheter les câbles, vous devez savoir quelle est la longueur nécessaire pour connecter tous les noeuds. Pour cela, faites un plan des locaux et mesurez les distances.

Déterminez le nombre de noeuds

Faites une liste de tous les noeuds que vous voulez installer maintenant et dans un proche avenir.

Evaluez te type de données à échanger

Quel type de données transitera sur votre réseau ? Des fichiers graphiques, vidéo et audio sont gros et nécessitent des câbles à haute vitesse de transmission. Par contre, des documents de traitement de texte pourront se contenter de câbles plus lents et bon marché.

Définissez les priorités

Quel est le plus important pour vous : le coût ou la rapidité ? Une topologie physique en bus est peu chère mais lente une topologie en étoile est plus chère mais rapide.
 

Existe-t-il des chemins de câbles ?

Beaucoup d’établissements possèdent des chemins de câbles qui courent le long des plafonds ou des planchers. Il existe aussi souvent des goulottes toutes prêtes, mais attention aux risques d’interférence si la goulotte contient déjà des câbles courants forts.

Devez-vous câbler sous les plafonds? Si l’établissement comporte des faux plafonds, vous devez vérifier la solidité des armatures et prévoir, le cas échéant, des supports spéciaux.

Devez-vous câbler sous les planchers? Les salles informatiques possèdent souvent un faux plancher sous lequel vous pouvez faire courir les câbles en ligne droite.

Méfiez-vous des câbles qui courent directement sur le plancher, même s'ils sont protégés par des caches spéciaux. Les aspirateurs ne font pas bon ménage avec les câbles fins qui traversent une pièce d'un bout à l'autre.

3) Le cholx du prestataire
 

Comment trouver un bon prestataire ? Vous pouvez pointer un doigt au hasard dans les pages jaunes de l'annuaire, mais vous n'en saurez pas beaucoup sur la qualité de sa prestation. La mise en réseau d’un établissement scolaire présente des particularités qu’un installateur professionnel ne percevra peut-être pas tout de suite. C’est pourquoi il est préférable de s’adresser à des entreprises ayant effectué des travaux similaires. Privilégiez aussi les devis accompagnés de schémas techniques clairs et compréhensibles car certains installateurs se complaisent dans une technologie absconse. Réclamez à la fin des travaux un schéma de câblage qui doit montrer clairement d'où part le câble et vers quelle station de travail ou quel serveur il va. De plus, chaque câble doit être étiqueté sur le câble lui-même et à ses extrémités. Il est évident que toute la documentation doit être mise à jour dès qu'un changement intervient sur votre réseau. Compte tenu du nombre de changements qui interviendront sur votre réseau, vous prendrez vite conscience qu'une base de données serait très utile. L'information doit aussi être disponible à tout moment pour toute personne autorisée. Assurez-vous que la base de données est sauvegardée régulièrement pour éviter tout désastre.
 

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THEBAUD Benoît