Un guide rapide sur le fonctionnement de votre réseau domestique

L'utilisation de votre réseau domestique est aussi simple que de saisir un mot de passe et d'ouvrir votre application Netflix pour regarder un film, mais votre réseau et tout ce qui est nécessaire pour qu'il fonctionne de manière aussi transparente sont probablement les appareils les plus complexes et les plus uniques que vous possédez.

Les réseaux domestiques existent pour permettre aux appareils numériques de communiquer entre eux et avec d'autres appareils dans le monde via un réseau mondial appelé Internet. Bien que vous n'ayez pas besoin de comprendre précisément le fonctionnement de votre réseau domestique pour en profiter, passer du temps sous le capot vous permettra à la fois d'apprécier la technologie et de faciliter le dépannage des problèmes qui surviennent.

Votre réseau domestique est un mini Internet

Internet est l'abréviation de « interréseau », un réseau mondial de réseaux locaux (LAN) connectés qui comprend des serveurs Web, des services de streaming et de cloud, des serveurs de jeux, et bien plus encore.

Votre réseau domestique est la même chose, mais juste plus petit et confiné à votre domicile. Si vous voulez en savoir plus sur la façon dont votre réseau domestique ressemble à un mini Internet, consultez À qui appartient Internet ? Architecture Web expliquée pour une explication directe de la machine complexe qu'est Internet.

Votre réseau domestique parle une langue spéciale

En plus de ressembler physiquement à Internet dans son ensemble, une autre façon essentielle dont votre réseau domestique et Internet sont identiques est la "langue" qu'ils parlent. Aujourd'hui, le protocole de réseau universel est TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), et il est essentiel pour que les données aillent là où elles sont censées aller.

Dans un réseau TCP/IP, toutes les données envoyées sur le réseau sont divisées en « paquets ». Imaginez transformer une image en un puzzle avec des milliers de pièces. Ensuite, prenez chaque pièce et mettez-la dans une enveloppe individuellement. Sur l'enveloppe, écrivez l'adresse de l'expéditeur et du destinataire. Incluez également des informations dans chaque enveloppe décrivant où chaque pièce va pour reconstruire l'image originale.

Maintenant, envoyez des milliers d'enveloppes au destinataire, et il le reconstruira de son côté. Peu importe si les enveloppes arrivent en panne, mais s'il en manque, vous recevrez des lettres vous demandant de nouvelles copies des pièces manquantes.

Topographie de base du réseau domestique

Nous expliquerons en détail le travail de chaque composant réseau ci-dessous, mais pour vous aider à vous orienter, esquissons à quoi ressemble un réseau domestique typique aujourd'hui.

Votre réseau comporte plusieurs composants clés :

• Le modem vous connecte au WAN (Internet)
• Le routeur gère le trafic entre les appareils sur le LAN et entre ces appareils et le WAN.
• Les connexions matérielles du réseau, généralement des câbles Ethernet ou des émetteurs et récepteurs radio Wi-Fi.
• Appareils clients, tels que des ordinateurs ou des smartphones Android et iOS.
• Les périphériques serveur, qui peuvent également être des équipements tels que des ordinateurs et des smartphones.
• Extensions de réseau en option, qui aident à répartir l'empreinte physique de votre réseau dans votre maison. Les exemples incluent les points d'accès sans fil, les rallonges CPL et les répéteurs Wi-Fi.

Il existe de nombreuses façons de construire un réseau domestique, mais la plupart de ces composants sont présents dans chaque réseau domestique. D'autres composants peuvent remplacer certains d'entre eux. Par exemple, si vous souhaitez simplement mettre en réseau un groupe d'ordinateurs, vous pouvez utiliser un commutateur Ethernet ou un concentrateur réseau. Cependant, ce croquis de base couvre 99% de ce qui existe.

Maintenant que nous avons tracé les grandes lignes d'un réseau domestique, nous allons plonger un peu plus dans chaque composant majeur.

Le modem vous permet de parler à Internet

Avant l'Internet haut débit moderne, l'accès à Internet fonctionnait via un modem (modulateur/démodulateur) qui envoyait et recevait des signaux audio aigus ou graves sur des lignes vocales en cuivre, représentant un code binaire.

Ces modems "dial-up" sont désormais obsolètes et ne fournissent pas beaucoup de bande passante, bien qu'ils soient encore utilisés dans quelques rares cas où rien d'autre n'est possible. De nos jours, le mot modem est utilisé pour désigner à peu près n'importe quel appareil qui convertit un type de signal réseau en un autre, même si les deux signaux sont, en fait, numériques.

Un exemple de conversion numérique-numérique est le modem fibre commun, qui prend des signaux optiques et émet des impulsions électriques sur des câbles Ethernet. Les modems DSL utilisent le même fil de cuivre que les lignes téléphoniques mais utilisent une bande de fréquence différente des appels vocaux, vous pouvez donc vous connecter à Internet et passer des appels simultanément. Les modems cellulaires se connectent aux tours de téléphonie cellulaire via des ondes radio - les modems satellite transmettent des informations vers et depuis l'orbite, et ainsi de suite.

Dans certains réseaux, le modem est un appareil distinct, et dans d'autres, il est combiné avec votre routeur sans fil, qui se trouve être notre prochaine étape de cette visite du réseau domestique.

Le routeur se trouve au cœur de votre réseau

Le routeur est au cœur de tout réseau domestique et effectue un large éventail de tâches essentielles :

• Routage du trafic réseau entre les appareils, entre Ethernet et LAN, et entre les réseaux internes et externes.
• Détection et routage du serveur DNS (Domain Name Service).
• Est similaire en interne à un ordinateur avec CPU, RAM et système d'exploitation. Certains routeurs peuvent exécuter des applications.
• Attribue et gère les adresses IP sur le réseau local à l'aide de DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Les routeurs ne se limitent pas à ces fonctions de base, mais c'est la liste des tâches essentielles d'un routeur. Le routage entre différents types de réseaux (fibre WAN, Ethernet, Wi-Fi, etc.) est ce qui fait d'un routeur un routeur, le distinguant des commutateurs et des concentrateurs de réseau.

Le routeur attribue des adresses IP aux périphériques réseau internes, en s'assurant qu'il n'y a pas de conflits. Il garde une trace de quel appareil fait quelle demande d'appareils sur Internet dans une table connue sous le nom de NAT (Network Address Table), puisque les serveurs sur Internet ne peuvent voir que le routeur lui-même et son adresse IP "publique".

Certains routeurs haut de gamme peuvent exécuter des applications personnalisées pour servir de stockage réseau ou de serveurs de streaming. Même si votre routeur n'est pas livré avec cette capacité, vous pouvez avoir la possibilité d'installer un micrologiciel tiers personnalisé pour ajouter ces fonctionnalités.

Vos serveurs locaux

Un serveur est un appareil sur un réseau qui offre un service tel que du contenu ou des applications basées sur le réseau. Lorsque vous visitez un site Web ou téléchargez un fichier sur Internet, ce contenu est hébergé sur un ordinateur serveur quelque part dans le monde. Lorsque vous utilisez des applications cloud telles que Google Docs, ces logiciels et données résident sur un serveur.

Votre réseau local a au moins un serveur, et c'est votre routeur. Chaque routeur dispose d'un serveur Web de base qui agit comme une interface pour modifier les paramètres. Lorsque vous êtes connecté au routeur et que vous saisissez son adresse IP dans un navigateur, vous êtes redirigé vers un site Web hébergé par le routeur lui-même.

Si vous avez une imprimante Wi-Fi, c'est aussi un serveur d'impression qui gère les demandes d'impression. De nombreuses personnes ont des NAS (périphériques de stockage en réseau) ou des serveurs multimédias (tels que Plex) fonctionnant sur leur réseau. Certaines choses que vous ne considérez peut-être pas comme des serveurs sont également éligibles. Votre caméra IP est également un serveur. C'est un serveur de streaming vidéo !

Périphériques en réseau

Traditionnellement, les périphériques tels que les scanners et les imprimantes sont connectés directement à un ordinateur spécifique. Cependant, il est beaucoup plus courant dans un ménage moderne d'avoir de nombreux ordinateurs différents qui ont besoin d'accéder à ces types d'appareils. Vous pouvez partager une imprimante sur le réseau local plutôt que d'avoir tout le monde à utiliser le même ordinateur chaque fois qu'ils ont besoin d'imprimer quelque chose.

L'utilisation de la fonction de partage d'impression dans le système d'exploitation de l'ordinateur permet d'utiliser une imprimante normale connectée à un ordinateur en tant qu'imprimante partagée. Pourtant, de nos jours, il est facile d'acheter simplement une imprimante, un scanner ou un périphérique multifonction (MFD) avec Wi-Fi ou Ethernet et de le faire agir comme une ressource partagée autonome sur le réseau.

Clients réseau chez vous

Outre les serveurs locaux de votre réseau domestique, les autres appareils sont généralement appelés clients, qui extraient des informations des serveurs distants et locaux. Voici des exemples de clients de réseau local :

• Ordinateurs, consoles et appareils mobiles.
• Les appareils Internet des objets (IoT) tels que les réfrigérateurs intelligents et les robots aspirateurs.

Tout ce qui reçoit des données d'un périphérique serveur est un client, bien que n'importe quel périphérique puisse être les deux en même temps.

Ordinateurs, consoles et appareils mobiles

Connexions filaires et sans fil

Il y a eu quelques normes de connexion différentes pour les réseaux au fil des ans, mais dans presque tous les réseaux domestiques d'aujourd'hui, vous ne trouverez que deux types de connexion : Ethernet et Wi-Fi.

Ne croisez pas vos fils : Ethernet

Ethernet est une norme de connexion câblée qui transporte des données TCP/IP dans les réseaux domestiques. Le connecteur (RJ45) ressemble un peu à une connexion de ligne téléphonique surdimensionnée (RJ11) et transporte plusieurs fils de cuivre qui varient selon la catégorie de câble réseau Ethernet que vous utilisez.

Les câbles Ethernet sont classés en différentes catégories qui offrent différentes vitesses maximales. Par exemple, les câbles réseau de catégorie 6 sont évalués à 10 Gbit/s, tandis que les câbles de catégorie 5e sont conçus pour des vitesses gigabit. Il est important de faire correspondre vos types de câbles à la vitesse pour laquelle vos ports LAN sont conçus. Brancher un câble 1Gbps sur un port 100 Mbps ne fera pas de mal, mais faire le contraire limitera votre vitesse au maximum que le câble peut supporter !

En supposant que vous avez choisi les bons câbles, adaptateurs et routeur Ethernet, vous bénéficierez de vitesses de réseau ultra-fiables, à faible latence et à haut débit tant que vous n'aurez pas à vous soucier des tracas liés à l'installation de connexions Ethernet dans toute votre maison.

Fils? Là où nous allons, nous n'avons pas besoin de fils : Wi-Fi

Bien qu'Ethernet soit sans aucun doute la référence en matière de performances réseau pures, ce n'est pas très pratique. Quand il s'agit d'appareils mobiles, c'est carrément peu pratique ! C'est pourquoi nous avons le Wi-Fi (Wireless Fidelity) pour permettre aux appareils sans fil de se connecter au réseau sans percer de trous dans les murs ou les brancher chaque fois que nous avons besoin de fonctionnalités réseau.

Le Wi-Fi utilise des ondes radio pour envoyer des impulsions numériques d'informations. Il existe deux bandes de fréquences utilisées en Wi-Fi : 2,4 Ghz et 5 Ghz. La bande de fréquence inférieure ne peut pas envoyer de données à des vitesses élevées, mais elle a une grande portée et une puissance de pénétration des murs. Le Wi-Fi haute fréquence 5 GHz est ultra-rapide mais est facilement bloqué par des objets comme les murs.

La plupart des routeurs Wi-Fi modernes sont "bi-bande", ce qui signifie qu'ils offrent des connexions sur les deux bandes de fréquences. Le Wi-Fi est divisé en générations. Dans le passé, ces générations auraient des noms numérotés reflétant le nom de la norme de communication pour cette génération de Wi-Fi. Par exemple, 802.11g, 802.11n et 802.11ac. Ces noms ont été remplacés par des chiffres simples pour rendre les choses un peu plus conviviales. Alors maintenant, 802.11ac est simplement Wi-Fi 6, et le dernier 802.11ax est Wi-Fi 6.

Les appareils Wi-Fi plus anciens peuvent ne pas se connecter aux routeurs plus récents, en particulier si l'appareil ne prend en charge que le Wi-Fi 2,4 GHz et que le routeur en question n'offre que 5 GHz.

Extension de la portée de votre réseau

Avec autant d'appareils, actuels et futurs, pour se connecter à votre réseau domestique, vous voulez probablement vous assurer que le réseau s'étend à tous les coins de votre maison. C'est plus facile à dire qu'à faire avec tout ce qui peut bloquer un signal sans fil ou les dépenses et les efforts nécessaires pour installer Ethernet dans toute une maison.

La bonne nouvelle est qu'il existe de nombreux produits sur le marché pour vous aider à augmenter l'empreinte de votre réseau afin qu'il n'y ait aucun endroit dans votre maison qui ne puisse pas être connecté.

Répéteurs et prolongateurs Wi-Fi

Un répéteur Wi-Fi est un appareil qui est placé à la périphérie d'un réseau Wi-Fi existant avant que le signal Wi-Fi ne commence à baisser. Il écoute les paquets entrant et sortant du réseau Wi-Fi principal, puis les répète simplement. C'est une solution lente, mais un moyen simple d'étendre le WiFi à des endroits spécifiques sans modifier votre réseau.

Prolongateurs CPL

Ce système envoie des signaux de réseau via le câblage électrique existant dans votre maison. C'est aussi simple que de brancher un adaptateur CPL près de votre routeur et dans la pièce où vous souhaitez étendre votre réseau.

Plutôt que d'étendre l'empreinte de votre routeur habituel, les routeurs maillés sans fil remplacent complètement votre routeur existant. Considérez-les comme un seul gros routeur distribué. Une unité maillée principale est connectée à votre modem, puis chaque unité satellite dispose d'une connexion sans fil ou filaire dédiée.

Une grande famille en réseau

La technologie de votre réseau domestique est peut-être incroyablement complexe, mais cette technologie est devenue plus intelligente et beaucoup plus facile à utiliser au fil du temps. Personne ne sait ce que sera l'avenir des réseaux domestiques. Pourtant, cela pourrait sembler très différent grâce au développement de technologies telles que les réseaux cellulaires 5G à ondes millimétriques, qui brouillent la frontière entre les réseaux locaux et étendus.