Duplex, Vitesse et What Else?

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Rien de plus simple que la compréhension de Half-Duplex, Full-Duplex et vitesse !

Half-Duplex

Quand on branche une carte réseau sur un HUB, on utilise la même paire de cuivre pour l’aller et pour le retour. Donc il faut forcément qu’une entité se taise pour que l’autre puisse lui envoyer une donnée. Comment savoir si en face on parle? Grâce à la méthode CSMA/CD (lire le chapitre CSMA/CD pour comprendre). Ce fonctionnement se nomme Half-Duplex.

Aujourd’hui, on n’utilise plus les HUB dans un réseau (enfin j’espère pour vous) car au final les débits sont très faibles (10Mb/s voir 100Mb/s). A la place, on met des switchs pour raccorder les machines entre elles et nous permettre de faire du Full-Duplex.

Full-Duplex

Un des avantages du switch est qu’il peut utiliser une paire de cuivre pour l’aller et une autre paire de cuivre pour le retour donc au lieu d’être en fonctionnement “Talkie-Walkie” comme le Hub, chacun peut parler simultanément car on utilise des chemins physiques différents donc impossible d’avoir une collision. Ce fonctionnement se nomme Full-Duplex.

Vitesse

La vitesse de transit dépend du type de câble entre les entités, des caractéristiques de la carte réseau et du port du switch.

Grosso modo, avec un câble cuivre, on peut monter à 10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s et voir 10Gb/s ! La plupart des cartes réseaux  supportent aujourd’hui le Gigabit/s.

Plus le débit est élevé, plus vous envoyez et recevez des données. Exemple: vous pouvez recevoir un film en HD par le réseau, ce qui était impossible avant.

Vous allez me demander comment on fait pour savoir si on est connecté à un HUB ou à un switch, c’est à dire si on a à disposition une paire de cuivre ou deux paires de cuivre et à quelle vitesse on peut aller?

Auto-négociation

Comme les ingénieurs réseaux sont des fainéants, ils ont tout fait pour se simplifier la vie. Ils ont créé l’auto-négociation qui est le mécanisme de détection des capacités du voisin d’en face.

Les deux entités branchées entre elles vont s’échanger leurs paramètres (duplex, vitesse). Bien évidemment, si les deux peuvent faire du Full-Duplex, elles vont choisir ce mode. Pour la vitesse c’est identique, elles vont choisir la vitesse commune la plus rapide (1Gb/s puis 100Mb/s puis 10Mb/s…).

L’avantage de ce mécanisme est que tout est automatique! On branche et ça fonctionne!

Voici un schéma avec le résultat de l’auto-négociation pour le duplex en fonction des branchements:

 

On remarque que le switch de droite branché sur le Hub de gauche a basculé son mode en Half-Duplex alors qu’il a la capacité à faire du Full-Duplex. Mais son voisin le Hub ne supporte pas le Full-Duplex, donc le switch descend de mode pour être compatible.

Configuration

L’auto-négociation est activée par défaut sur les cartes réseaux des PC, des serveurs,  sur les ports du switch…

Vous pouvez, si vous le souhaitez, désactiver la négociation et forcer les modes de duplex et vitesse.

Sur la carte réseau

Pour votre carte réseau, aller ici:

  1. (XP) Démarrer –> Paramètres –> Connexions réseau
  2. clique droit sur votre carte réseau et propriété
  3. clique sur configurer
  4. clique sur onglet avancé
  5. sélection du type de média (le nom peut changer en fonction des cartes réseaux)

 

 

 On voit qu’on peut choisir le mode que le souhaite.

Attention: si vous forcez le mode sur votre carte réseau, ça désactive l’auto-négociation donc il faut aussi forcer le mode sur le port du switch sur lequel vous êtes connecté.

Sur le port du switch

Imaginons que je choisisse 10Mb/s semi-duplex (half-duplex) pour la carte réseau, je vais maintenant configurer le switch.

Aller en console ou telnet sur le switch, identifier le port en question (par exemple le port fastethernet 0/2):

Switch#
Switch# configure terminal
Switch(config)# interface fastethernet 0/2
Switch(config-if)# shutdown
Switch(config-if)#speed 10
Switch(config-if)#duplex half
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#end
Switch#

En faisant ces commandes, j’ai forcé en 10Mb/s Half-Duplex le port du switch. Pour vérifier la configuration, je tape:

SwitchX# show interfaces fastethernet0/2 
FastEthernet0/2 is up, line protocol is up (connected) 
  Hardware is Fast Ethernet, address is 0008.a445.9b42 (bia 0008.a445.9b42) 
  MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit, DLY 1000 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 
  Encapsulation ARPA, loopback not set 
  Keepalive set (10 sec) 
  Half-duplex, 10Mb/s 
  input flow-control is unsupported output flow-control is unsupported 
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 
  Last input 00:00:57, output 00:00:01, output hang never 
  Last clearing of "show interface" counters never 
  Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 
  Queueing strategy: fifo 
  Output queue: 0/40 (size/max) 
  5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 
  5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 
     323479 packets input, 44931071 bytes, 0 no buffer 
     Received 98960 broadcasts (0 multicast) 
     1 runts, 0 giants, 0 throttles 
     1 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 
     0 watchdog, 36374 multicast, 0 pause input 
     0 input packets with dribble condition detected 
     1284934 packets output, 103121707 bytes, 0 underruns 
     0 output errors, 2 collisions, 6 interface resets 
     0 babbles, 0 late collision, 29 deferred 
     0 lost carrier, 0 no carrier, 0 PAUSE output 
     0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

On voit bien que le port est en 10Mb/s et Half-Duplex. Voilà la configuration est identique des deux côtés et ça fonctionnera, même si c’est pas top du 10Mb/s Half-Duplex… 🙁

Conclusion

Comme tout protocole automatique, l’auto-négociation peut planter ce qui engendre un basculement des 2 entités vers le plus petit commun dénominateur soit 10Mb/s Half-Duplex.

Dans les questions du CCNA, on peut vous demander les recommandations sur la vitesse et le Duplex. Voici ce qu’il faut retenir:

  • laisser l’auto-négociation activée sur les cartes réseaux des PC et les ports des switchs connectés aux PC
  • désactiver l’auto-négociation et forcer la vitesse et le duplex sur les liens d’interconnexion entre 2 switchs
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