Un switch, également appelé commutateur réseau, relie plusieurs équipements au sein d'un même réseau local. Ordinateurs, serveurs, imprimantes, bornes Wi-Fi, téléphones IP ou systèmes de stockage peuvent ainsi échanger des données par l'intermédiaire de connexions Ethernet.
Son rôle ne se limite pas à multiplier les prises disponibles. Le switch analyse les trames reçues et les dirige vers le port correspondant à leur destinataire. Ce fonctionnement réduit le trafic inutile et facilite l'organisation du réseau. Dans une entreprise, son choix doit toutefois tenir compte du nombre d'équipements, des débits attendus et du niveau d'administration nécessaire.
À quoi sert un switch dans un réseau informatique ?
Un switch sert à connecter plusieurs équipements à un réseau local et à transmettre les données vers le bon appareil. Il apprend quelles adresses MAC sont accessibles depuis chacun de ses ports. Il évite ainsi de diffuser systématiquement toutes les trames à l'ensemble des machines connectées, comme le ferait un ancien concentrateur réseau.
Le commutateur se présente généralement sous la forme d'un boîtier équipé de ports Ethernet RJ45. Certains modèles professionnels ont également des ports destinés à la fibre optique. Le nombre de connexions disponibles varie selon l'usage prévu, depuis quelques ports pour un bureau jusqu'à plusieurs dizaines sur un équipement installé dans une baie informatique.
Relier les équipements d'un réseau local
Chaque port accueille un équipement ou une autre partie du réseau. Un poste de travail peut alors envoyer un document vers une imprimante, accéder à des fichiers enregistrés sur un NAS ou communiquer avec un serveur interne. Le switch assure le passage des données entre ces appareils sans remplacer le routeur chargé de relier différents réseaux.
La comparaison avec une multiprise aide à visualiser le boîtier, mais elle atteint vite ses limites. Une multiprise distribue la même alimentation à chaque appareil. Le switch, lui, observe les données reçues et choisit le port vers lequel les transmettre.
Organiser le trafic plutôt que le diffuser partout
Lorsqu'un switch connaît le port associé à l'adresse MAC du destinataire, il y envoie directement la trame. Les autres équipements n'ont pas à la traiter. Ce mécanisme réduit les échanges inutiles et permet à plusieurs communications d'avoir lieu simultanément.
Le gain réel dépend cependant de toute la chaîne. Installer un switch rapide ne compense pas un câblage ancien, un serveur saturé, une liaison montante trop lente ou une connexion Internet limitée. Avant l'achat, il faut donc identifier le point qui ralentit réellement le réseau.
Quelle est la différence entre un switch et un routeur ?
Un switch organise les communications entre les appareils d'un même réseau local, tandis qu'un routeur fait circuler les paquets entre plusieurs réseaux. Dans une entreprise, le routeur relie notamment le réseau interne à Internet. Les deux équipements sont donc complémentaires et peuvent être intégrés dans un même boîtier, notamment dans une box Internet.
Le switch utilise principalement les adresses MAC
Un switch classique travaille à la couche 2 du modèle OSI, appelée couche de liaison de données. Il examine les adresses MAC inscrites dans les trames Ethernet et tient à jour une table qui associe chaque adresse au port par lequel l'équipement est accessible.
Lorsqu'il reçoit une trame dont il ne connaît pas encore la destination, il la transmet sur les ports concernés, à l'exception du port d'entrée. Cette opération porte le nom d'inondation, ou flooding. Quand le destinataire répond, le switch apprend son emplacement et peut ensuite diriger les échanges avec davantage de précision.
Le routeur fait circuler les paquets entre les réseaux
Le routeur travaille principalement avec les adresses IP. Il consulte sa table de routage pour déterminer par quelle interface transmettre un paquet destiné à un autre réseau. C'est notamment lui qui fait le lien entre le réseau local de l'entreprise et le réseau de son fournisseur d'accès à Internet.
Certains routeurs réalisent aussi la traduction d'adresses réseau, connue sous le sigle NAT. Cette fonction permet à plusieurs appareils privés de partager une adresse IP publique. Le NAT n'est toutefois ni la définition du routage ni la condition nécessaire à la création de sous-réseaux.
Comment fonctionne un switch Ethernet ?
Le switch reçoit des trames Ethernet sur ses ports, lit les adresses MAC de source et de destination, puis consulte sa table d'adresses. Si la destination est connue, la trame part uniquement vers le port correspondant. Dans le cas contraire, elle est temporairement diffusée sur les ports autorisés.
La table d'adresses MAC guide la commutation
L'apprentissage commence dès qu'un appareil émet une trame. Le switch relève l'adresse MAC source et l'associe au port d'arrivée. Sa table se construit donc automatiquement au fil des communications. Les entrées qui ne sont plus utilisées finissent par expirer afin d'éviter de conserver des associations devenues incorrectes.
Cette logique concerne principalement les switchs de niveau 2. Un switch de niveau 3 ajoute des fonctions de routage IP entre plusieurs réseaux ou réseaux locaux virtuels. Il serait donc inexact d'affirmer que tous les switchs réalisent du routage à partir des adresses IP.
Le traitement des trames réduit les collisions
Sur un switch Ethernet moderne, chaque port constitue son propre domaine de collision. Les liaisons en mode duplex intégral autorisent aussi l'émission et la réception simultanées. Les collisions caractéristiques des anciens réseaux partagés utilisant des hubs disparaissent alors du fonctionnement normal de ces liaisons.
Cela ne signifie pas que la congestion devient impossible. Si plusieurs appareils envoient en même temps un volume important de données vers une liaison plus lente, des files d'attente peuvent se former. Les capacités de commutation du boîtier, la vitesse des ports et celle des liaisons montantes restent donc à examiner.
Quels types de switchs peut-on utiliser ?
Les modèles se distinguent moins par leur apparence que par leurs fonctions. Un petit switch non administrable convient à un réseau simple. Une infrastructure professionnelle peut demander des réseaux locaux virtuels, une supervision, une alimentation par Ethernet ou du routage interne.
Switch non administrable et switch administrable
Le switch non administrable fonctionne dès son branchement. Il ne propose que peu ou pas de réglages. Cette simplicité convient à un domicile, à un petit bureau ou à l'ajout ponctuel de quelques prises Ethernet.
Le switch administrable donne accès à sa configuration. Selon le modèle, l'administrateur peut créer des VLAN, surveiller les ports, appliquer des priorités de trafic, agréger plusieurs liaisons ou désactiver une connexion. Ce contrôle demande des compétences réseau. Une configuration approximative peut provoquer des coupures ou créer une segmentation différente de celle qui était prévue.
Switch de niveau 2 et switch de niveau 3
Le switch de niveau 2 commute les trames à l'intérieur d'un réseau local en utilisant les adresses MAC. Il couvre la plupart des besoins de connexion courants. Le switch de niveau 3 ajoute des capacités de routage fondées sur les adresses IP, notamment pour faire communiquer plusieurs VLAN.
Ces fonctions hybrides ne rendent pas nécessairement le routeur inutile. La connexion à Internet, le pare-feu, le réseau privé virtuel et la traduction d'adresses peuvent rester confiés à un équipement distinct.
Switch PoE et alimentation des appareils
Un switch PoE, pour Power over Ethernet, transporte les données et l'alimentation électrique sur le même câble Ethernet. Cette fonction est pratique pour une borne Wi-Fi, un téléphone IP ou une caméra compatible, surtout lorsque la prise électrique la plus proche est éloignée.
Il faut vérifier la puissance disponible sur chaque port et le budget électrique total du switch. Avoir assez de ports ne suffit pas si l'appareil ne peut pas alimenter simultanément tous les équipements prévus.
Comment choisir un switch adapté à son réseau ?
Le bon modèle dépend du réseau réel, pas du nombre maximal de fonctions inscrit sur la fiche produit. Pour éviter un achat sous-dimensionné ou inutilement coûteux, il faut commencer par recenser les équipements actuels et ceux qui seront ajoutés prochainement.
Compter les ports et prévoir une marge raisonnable
Le nombre de ports doit couvrir les ordinateurs, serveurs, imprimantes, bornes Wi-Fi, téléphones, caméras et liaisons vers les autres équipements réseau. Il faut aussi réserver un port pour la liaison avec le routeur ou un autre switch.
Une petite marge simplifie les ajouts futurs. Surdimensionner largement chaque boîtier n'est pourtant pas toujours judicieux. Le coût, la consommation électrique, la place dans la baie et les besoins de maintenance augmentent avec la capacité.
Adapter le débit aux usages
Un réseau bureautique, un studio qui échange de lourds fichiers vidéo et une infrastructure de serveurs n'ont pas les mêmes contraintes. Il faut examiner la vitesse de chaque port, la capacité totale de commutation et le débit des liaisons montantes.
Un port annoncé à un certain débit indique sa capacité théorique. Le débit réellement observé dépend également des câbles, des cartes réseau, des systèmes de stockage et des protocoles utilisés. C'est souvent l'élément le plus lent de la chaîne qui fixe la performance finale.
Ne pas confondre commutation et sécurité complète
Un switch dirige mieux les trames qu'un hub, mais il ne garantit pas la confidentialité du réseau et ne bloque pas automatiquement les intrusions. Les fonctions de VLAN, de contrôle d'accès aux ports ou de supervision peuvent contribuer à une architecture plus sûre lorsqu'elles sont correctement configurées.
La protection repose aussi sur le pare-feu, les mises à jour, l'authentification, la journalisation, la sauvegarde et la surveillance. Pour une entreprise qui traite des données sensibles ou dépend fortement de son réseau, le choix et le déploiement du switch méritent donc une validation par un administrateur réseau ou un intégrateur compétent.
