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Definition

Commutateur (Switch)

Dans un réseau de télécommunications, un commutateur est un dispositif qui achemine les données issues d'un des différents ports d'entrée vers un port de sortie spécifique qui, à son tour, transfère ces données vers la destination prévue.

Dans un réseau téléphonique commuté classique, un ou plusieurs commutateurs permettent d'établir une connexion (un « circuit ») dédiée et temporaire en vue d'un échange entre deux parties ou plus.

Sur un réseau local (LAN, Local Area Network) Ethernet, un commutateur détermine, à partir de l'adresse physique d'un équipement (adresse MAC, Media Access Control), contenue dans chaque trame de message entrant, le port de sortie vers lequel diriger le message.

Dans un réseau étendu à commutation de paquets, comme Internet, un commutateur détermine, à partir de l'adresse IP contenue dans chaque paquet, le port de sortie à utiliser pour le segment suivant du transfert vers la destination finale prévue.

Dans le modèle de communication OSI (Open Systems Interconnection), un commutateur remplit une fonction de couche 2, ou couche liaison de données. En d'autres termes, il se contente d'examiner chaque paquet ou unité de données, de déterminer, à partir d'une adresse physique (l'adresse MAC), le dispositif auquel sont destinées les données, puis de diriger (ou « commuter ») celles-ci vers ce dispositif.

Notons que dans les réseaux étendus (WAN, Wide Area Network), l'adresse de destination requiert toutefois la consultation d'une table de routage au moyen d'un dispositif nommé routeur.

Parmi les commutateurs les plus récents, certains remplissent également des fonctions de routage (fonctions de couche 3, ou couche réseau du modèle OSI). Ils sont parfois appelés « commutateurs IP ».

Sur les réseaux plus étendus, le trajet entre deux points de commutation est appelé « bond » ou « saut » (hop). Le délai nécessaire à un commutateur pour déterminer la destination d'une unité de données est appelée « latence ». Cette latence est la rançon de la flexibilité offerte par les commutateurs dans un réseau.

Les commutateurs sont présents au niveau des dorsales et des passerelles réseau (les points où un réseau se connecte à un autre) et au niveau d'un sous-réseau (la partie du trajet où les données sont proches de leur destination ou de leur origine). Dans le premier cas, on parle de commutateurs d'infrastructure ou commutateurs principaux et dans le second de commutateurs terminaux.

Dans les réseaux les plus simples, aucun commutateur n'est nécessaire pour les messages échangés uniquement en interne. Par exemple, un réseau local (LAN) peut être organisé selon une topologie en anneau à jeton (token ring) ou en bus. Dans cette disposition, chaque destination potentielle inspecte chaque message, et le lit avec son adresse.

Commutation de circuits ou commutation de paquets ?

Plusieurs parties peuvent emprunter les itinéraires d'un réseau de manière exclusive pour une durée donnée. A l'issue de cette durée, ces chemins sont basculés pour être utilisé par d'autres parties.

Ce type de « commutation » est appelée commutation de circuits. Il s'agit d'un véritable chemin dédié et continu sur la durée spécifiée. Aujourd'hui, un appel téléphonique vocal standard utilise généralement une commutation de circuits.

En revanche, la majorité des données actuelles sont acheminées au moyen de signaux numériques sur des réseaux qui utilisent la commutation de paquets.

Ce principe permet à tous les utilisateurs du réseau de partager les mêmes chemins en même temps. Par ailleurs, l'itinéraire qu'emprunte une unité de données peut varier selon l'évolution du trafic.

En commutation de paquets, un message est divisé en unités comportant un certain nombre d'octets, les paquets. Les adresses réseau de l'expéditeur et du destinataire sont ajoutées au paquet. Chaque point (noeud) du réseau examine le paquet pour en déterminer la destination sur le segment suivant. Les paquets contenus dans un même message peuvent emprunter différents itinéraires et ne pas arriver dans l'ordre de départ. A l'arrivée, les paquets d'un message sont rassemblés et réintégrés dans le message d'origine.

Cette définition a été mise à jour en août 2015

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