Broadcasting et collisions
Broadcasting
Le broadcasting est une méthode de communication où un message est envoyé depuis un seul point à tous les autres points d'un réseau.
Cela signifie que lorsqu'un appareil effectue un broadcast, il envoie des données à tous les autres appareils du réseau simultanément.
Le broadcasting est principalement utilisé dans les situations avec lesquelles un hôte doit communiquer avec tous les autres hôtes du réseau sans établir une connexion séparée avec chacun d'eux.
Broadcasting des adresses MAC
Le broadcasting des adresses MAC fait référence à l'envoi d'un paquet de données à tous les appareils sur un réseau local.
Cela est réalisé en utilisant une adresse MAC de destination spéciale : FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Lorsqu'un paquet avec cette adresse MAC de destination est envoyé sur le réseau, tous les appareils du réseau reçoivent et traitent le paquet.
Ce mécanisme est souvent utilisé pour la découverte initiale d'appareils ou services sur le réseau, comme avec le protocole DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), qui permet à un appareil de demander une adresse IP lorsqu'il se connecte à un réseau.
Exemples de Broadcasting:
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Lorsqu'un appareil se connecte à un réseau, il peut envoyer une requête DHCP en broadcast pour demander une adresse IP.
Le serveur DHCP, recevant cette requête broadcast, répondra avec les informations d'adresse IP, de masque de sous-réseau, de passerelle par défaut, etc.
ARP (Address Resolution Protocol): Quand un appareil veut communiquer avec un autre sur le même réseau local mais, ne connaît que son adresse IP, il peut envoyer une requête ARP en broadcast pour demander "Qui a l'adresse IP X.X.X.X ?"
L'appareil ayant cette adresse IP répondra avec son adresse MAC, permettant ainsi la communication directe.
Collisions
Une collision se produit dans un réseau lorsque deux appareils tentent d'envoyer des données sur le même canal de communication (comme un câble Ethernet dans un réseau partagé) en même temps.
Les données provenant des deux appareils s'interfèrent, conduisant à une corruption des informations.
Les collisions étaient particulièrement courantes dans les anciens réseaux Ethernet utilisant une topologie en bus et un accès au média par CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
Domaines de collision
Un domaine de collision est une partie d'un réseau où les paquets de données peuvent entrer en collision s'ils sont envoyés en même temps par deux appareils différents.
Dans les réseaux Ethernet traditionnels utilisant des hubs ou des répéteurs, tout le réseau est souvent un seul grand domaine de collision. Cela signifie que si deux appareils tentent de communiquer en même temps, leurs signaux peuvent se mélanger, causant une collision qui nécessite que les paquets soient retransmis. Cela peut réduire considérablement l'efficacité et la performance du réseau.
Les switchs et les routeurs sont utilisés pour segmenter un réseau en plusieurs domaines de collision plus petits (dans le cas des switchs) ou d'éliminer complètement les collisions en dirigeant le trafic de manière plus intelligente (dans le cas des routeurs). En isolant les appareils dans différents domaines de collision, on peut augmenter la performance globale du réseau en réduisant les chances de collision.
Interaction entre Broadcasting MAC et Domaines de Collision
Dans un réseau avec un seul domaine de collision, un broadcast envoyé par un appareil sera reçu par tous les autres appareils du domaine, augmentant le risque de collisions si plusieurs appareils répondent en même temps.
Les réseaux modernes essaient de minimiser ce risque en segmentant les réseaux et en utilisant des dispositifs de commutation intelligents qui gèrent le trafic de manière à réduire les collisions et à optimiser le flux de données.
La gestion des collisions au niveau de la couche 2 se base sur CSMA/CD dans les environnements Ethernet en demi-duplex, tandis que dans les réseaux modernes en full-duplex, l'architecture même du réseau évite les collisions.
Exemples de Collisions :
Réseaux Ethernet avec Hub: Dans un réseau Ethernet où tous les appareils sont connectés à un hub central, si deux appareils tentent d'envoyer des données en même temps, une collision se produira. Le hub, étant un dispositif de couche 1 (physique), envoie tout ce qu'il reçoit sur un port à tous les autres ports, sans gérer les collisions. C'est pourquoi les réseaux modernes utilisent des switches au lieu de hubs, car les switches (appareils de couche 2) sont capables de gérer le trafic de manière à éviter les collisions.
Utilisation de CSMA/CD: Pour gérer les collisions dans les réseaux Ethernet, le protocole CSMA/CD était utilisé. Lorsqu'un appareil détecte une collision (parce qu'il perçoit un signal indiquant une interférence pendant la transmission), il arrête d'envoyer, attend un délai aléatoire, puis tente de retransmettre, espérant éviter une nouvelle collision.
Comment les réseaux modernes minimisent les collisions :
Switches: Contrairement aux hubs, les switches créent des circuits virtuels entre l'émetteur et le récepteur, éliminant pratiquement les collisions sur les réseaux modernes.
Réseaux Full-Duplex: La plupart des réseaux modernes fonctionnent en mode full-duplex, permettant la communication bidirectionnelle simultanée sans risque de collision, car l'émetteur et le récepteur utilisent des canaux séparés.