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Explicatif · Réseau

Qu'est-ce qu'un switch réseau ?

Définition, rôle réel, et la différence avec un routeur, une box et un hub. Un switch ne donne pas accès à Internet : il relie entre eux les appareils d'un même réseau local, et c'est déjà beaucoup.

Lire la définition Switch, routeur ou box ?
Définition

Un switch, en français commutateur réseau, est un équipement qui relie entre eux les appareils d'un même réseau local et dirige chaque message vers son seul destinataire au lieu de l'envoyer à tout le monde. Il travaille à partir des adresses physiques des cartes réseau (adresses MAC), qu'il apprend tout seul en observant le trafic.

C'est l'équipement qui fait tenir un réseau d'entreprise debout, et le seul dont personne ne parle tant qu'il fonctionne.

Lever une ambiguïté

Le mot anglais « switch » signifie simplement « interrupteur » ou « aiguillage », et il désigne beaucoup de choses. Cette page traite uniquement du switch en informatique et en réseau, parfois appelé « switch Ethernet », « switch internet » par abus de langage, ou « switch IT ». Il n'a aucun rapport avec une console de jeu ni avec un vêtement.

Ce que fait un switch, concrètement

Prenez un bureau avec douze ordinateurs, deux imprimantes, un serveur de fichiers, six téléphones IP et trois bornes Wi-Fi. Tous ont besoin de se parler, et de parler au serveur. Sans switch, il faudrait un câble direct entre chaque paire d'appareils, soit plusieurs centaines de câbles. Avec un switch, chaque appareil tire un seul câble vers lui, et le switch se charge de l'aiguillage.

Son travail tient en trois opérations, répétées des milliers de fois par seconde :

  • Apprendre. Quand un appareil émet pour la première fois, le switch note son adresse MAC et le port sur lequel il est branché. Il se construit ainsi une table d'adresses, sans aucune configuration.
  • Commuter. À la réception d'une trame, il lit l'adresse du destinataire, consulte sa table et envoie la trame uniquement sur le bon port. Les autres appareils ne voient rien passer.
  • Diffuser quand il faut. Si le destinataire est inconnu, ou si le message est une diffusion générale, il l'envoie sur tous les ports sauf celui d'origine. C'est un mécanisme normal, mais c'est aussi ce qui sature un réseau mal segmenté.

La conséquence pratique est importante : parce que chaque conversation est isolée sur son port, deux appareils peuvent échanger à pleine vitesse sans gêner les autres. C'est exactement ce que son ancêtre, le hub, ne savait pas faire.

Où se situe-t-il dans le réseau

Dans le modèle en couches utilisé pour décrire les réseaux, un switch classique travaille au niveau 2, celui des adresses physiques. Il ne connaît pas les adresses IP et ne sait pas ce qu'est Internet. Il transporte, il ne décide pas de la route.

Il existe aussi des switchs de niveau 3, qui savent en plus router entre plusieurs réseaux IP. Ils brouillent volontairement la frontière avec le routeur, et c'est utile dans les réseaux d'entreprise segmentés. Nous y revenons plus bas.

Switch, routeur, box, hub : qui fait quoi

C'est la confusion la plus répandue, et elle a une conséquence concrète : brancher le mauvais équipement au mauvais endroit produit un réseau qui fonctionne « à peu près », ce qui est bien pire qu'un réseau qui ne fonctionne pas.

Équipement Ce qu'il fait Sur quelle information il décide Donne accès à Internet
Switch (commutateur) Relie les appareils d'un même réseau local et aiguille chaque trame vers son destinataire Adresse MAC (niveau 2) Non
Routeur Fait communiquer deux réseaux différents et choisit par où passer Adresse IP (niveau 3) Oui, c'est son rôle
Box opérateur Plusieurs appareils en un seul boîtier : modem, routeur, petit switch, borne Wi-Fi, parfois téléphonie Les deux, selon la fonction Oui
Hub (concentrateur) Répète tout ce qu'il reçoit sur tous ses ports, sans rien comprendre Aucune, il ne décide pas Non
Point d'accès Wi-Fi Prolonge le réseau filaire en sans-fil. C'est un switch sans câbles, en simplifiant Adresse MAC (niveau 2) Non

La différence switch / routeur en une phrase

Le switch fait circuler le trafic à l'intérieur de votre réseau, le routeur le fait sortir vers l'extérieur. Un switch sans routeur donne un réseau local parfaitement fonctionnel, mais coupé d'Internet. Un routeur sans switch donne un accès Internet pour très peu d'appareils.

« Le switch distribue, le routeur traduit et oriente. »

Le hub : pourquoi il a disparu

Un hub renvoyait chaque message à tout le monde. Résultat : les appareils se parlaient dessus, le débit utile s'écroulait dès qu'il y avait du monde, et n'importe qui branché sur le réseau pouvait lire le trafic des autres. On n'en vend plus. Si vous en trouvez un en service, c'est à la fois un problème de performance et un problème de sécurité.

« Le hub crie, le switch chuchote au bon interlocuteur. »

Les types de switch

Le choix se joue sur deux axes seulement : est-ce qu'on peut le configurer, et est-ce qu'il alimente les équipements par le câble.

Non administrable

On le branche, il marche. Aucune configuration possible, aucune visibilité sur ce qui s'y passe. Honnête et bon marché pour relier quelques postes dans un même bureau.

Jusqu'à 8 ou 10 appareils, sans enjeu de segmentation.

Administrable

Configurable et surveillable : séparation du réseau en VLAN, priorité donnée à la voix, limitation de débit, duplication du trafic pour analyse, alertes en cas de panne de port.

Le standard dès qu'on parle d'un vrai réseau d'entreprise.

PoE

Il alimente électriquement les équipements par le câble réseau. Un seul câble pour une borne Wi-Fi, un téléphone IP ou une caméra : plus de bloc secteur ni de prise à prévoir au plafond.

Indispensable dès qu'il y a des bornes, des téléphones IP ou des caméras.

Niveau 3

Un switch administrable qui sait en plus router entre les réseaux IP qu'il héberge. Il évite de faire remonter tout le trafic entre segments jusqu'au pare-feu.

Utile en multi-VLAN avec du trafic important entre segments.

Le piège du PoE : le budget de puissance

Un switch PoE annonce une puissance totale, par exemple 120 W, qui se partage entre tous les ports. Quatre bornes Wi-Fi récentes peuvent consommer 25 à 30 W chacune, et vous êtes déjà à la limite. Quand le budget est dépassé, le switch coupe des ports selon sa propre priorité, souvent sans prévenir clairement.

C'est une cause classique de panne incompréhensible : la borne du fond de couloir qui redémarre toute seule à l'heure où tout le monde arrive. Il faut additionner la consommation réelle des équipements, pas compter les ports.

Comment choisir un switch

Six critères, dans cet ordre. Le prix arrive en dernier parce qu'il découle des cinq autres.

1

Le nombre de ports, avec de la marge

Comptez les appareils filaires actuels, ajoutez les bornes Wi-Fi, les imprimantes, les téléphones IP, les caméras, puis prévoyez 30 % de ports libres. Un switch saturé le jour de l'installation sera remplacé dans dix-huit mois, et un switch ajouté en cascade pour gagner des ports dégrade la lisibilité du réseau.

2

Le débit par port, et surtout les liaisons montantes

Le gigabit par port est le minimum actuel et suffit très largement pour de la bureautique. Le point qui compte vraiment est ailleurs : la liaison entre le switch et le serveur ou le reste du réseau. Vingt postes en gigabit qui attaquent un serveur relié en gigabit, c'est un goulot d'étranglement. Un lien montant à 10 Gbit/s, ou deux liens gigabit agrégés, changent plus de choses que du 2,5 Gbit/s sur chaque poste.

3

Administrable ou non

La réponse est oui dès qu'il y a du Wi-Fi invité, de la téléphonie IP, des caméras, un terminal de paiement ou plus d'une dizaine de postes. Sans VLAN, tout cohabite sur le même réseau plat : le téléphone des visiteurs voit le serveur comptable. Ce n'est pas une question de performance, c'est une question de sécurité.

4

Le PoE et son budget réel

Additionnez la consommation annoncée de chaque équipement à alimenter, ajoutez 25 % de marge, et comparez au budget total du switch. Vérifiez aussi la norme : les bornes Wi-Fi récentes et certaines caméras motorisées demandent la génération supérieure, pas le PoE d'origine.

5

Le bruit et l'emplacement

Critère rarement cité et souvent regretté. Un switch de baie ventilé dans un local technique ne pose aucun problème. Le même posé dans un bureau partagé devient insupportable en deux jours. S'il n'y a pas de local dédié, il faut un modèle à refroidissement passif, ce qui limite le nombre de ports et la puissance PoE disponible.

6

La garantie et la durée de support

Un switch vit sept à dix ans, bien plus longtemps qu'un poste de travail. Ce qui compte n'est donc pas le prix d'achat mais la durée pendant laquelle le constructeur publiera encore des mises à jour et fournira une pièce de rechange. Certains fabricants proposent une garantie à vie limitée sur leurs gammes professionnelles, ce qui change l'arbitrage.

Les erreurs qu'on rencontre le plus souvent

Relevées lors d'audits de parcs de TPE et PME. Aucune n'est spectaculaire, toutes coûtent du temps.

  • La cascade de petits switchs. Un switch 5 ports dans un bureau, relié à un switch 8 ports dans un autre, relié à la box. Chaque saut ajoute de la latence, un point de panne et un équipement que personne n'a inventorié. Mieux vaut un seul switch correctement dimensionné et du câblage.
  • Le switch non administrable sur un réseau avec du Wi-Fi invité. Il n'y a alors aucune séparation possible : les visiteurs sont sur le même réseau que la comptabilité.
  • Le switch dans un placard sans ventilation. Un équipement réseau qui chauffe tombe, et il tombe au pire moment, c'est-à-dire quand il y a du monde et donc de la charge.
  • Aucune étiquette sur les ports ni sur les câbles. Le jour de la panne, identifier quel câble va où prend plus de temps que la réparation elle-même.
  • Le switch non supervisé. Un port qui tombe, un lien qui passe en 100 Mbit/s au lieu du gigabit à cause d'un câble abîmé, un budget PoE dépassé : tout cela se détecte à distance, à condition que quelqu'un regarde.
  • Le switch jamais mis à jour. Les équipements réseau reçoivent des correctifs de sécurité comme les serveurs. Un switch administrable accessible avec son mot de passe d'usine est une porte ouverte sur tout le réseau.
  • Pas d'onduleur. Le switch est l'équipement dont tout dépend. S'il s'arrête, tout s'arrête, y compris la téléphonie IP avec laquelle vous auriez appelé pour signaler la panne.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre un switch et un routeur ?

Le switch relie entre eux les appareils d'un même réseau local et décide à partir des adresses physiques des cartes réseau. Le routeur fait communiquer deux réseaux différents, choisit par où passer et décide à partir des adresses IP. En résumé, le switch fait circuler le trafic à l'intérieur de votre réseau, le routeur le fait sortir vers Internet.

Un switch donne-t-il accès à Internet ?

Non. Un switch seul crée un réseau local parfaitement fonctionnel mais sans aucun accès extérieur. Il faut un routeur, ou une box qui en contient un, pour sortir vers Internet. C'est une source fréquente de malentendu : on branche un switch en espérant « avoir le réseau » et on obtient bien un réseau, mais fermé.

Quelle est la différence entre un switch et un hub ?

Le hub répète tout ce qu'il reçoit sur tous ses ports, sans rien analyser : le débit utile s'écroule dès qu'il y a du trafic et n'importe quel appareil branché peut lire les communications des autres. Le switch lit l'adresse du destinataire et n'envoie la trame que sur le bon port. Le hub n'est plus commercialisé et sa présence sur un réseau est à la fois un problème de performance et de sécurité.

Faut-il un switch administrable ou non administrable ?

Non administrable convient jusqu'à huit ou dix appareils dans un même bureau, sans enjeu de séparation. Administrable devient nécessaire dès qu'il y a du Wi-Fi invité, de la téléphonie IP, des caméras, un terminal de paiement ou plus d'une dizaine de postes, parce que c'est le seul moyen de séparer ces usages en réseaux distincts. Sans cette séparation, le téléphone d'un visiteur se trouve sur le même réseau que le serveur comptable.

Qu'est-ce qu'un switch PoE ?

Un switch PoE alimente électriquement les équipements par le câble réseau lui-même. Un seul câble suffit alors pour une borne Wi-Fi, un téléphone IP ou une caméra, sans prise secteur à prévoir sur place. Attention au budget de puissance total : il se partage entre tous les ports, et quatre bornes Wi-Fi récentes peuvent déjà le saturer.

Combien de ports faut-il prévoir ?

Comptez tous les appareils filaires, ajoutez les bornes Wi-Fi, imprimantes, téléphones IP et caméras, puis prévoyez environ 30 % de ports libres. Ajouter plus tard un petit switch en cascade pour gagner quelques ports dégrade la lisibilité du réseau et ajoute un point de panne que personne n'inventorie.

Qu'est-ce qu'un switch de niveau 2 et de niveau 3 ?

Un switch de niveau 2 travaille sur les adresses physiques des cartes réseau et ne connaît pas les adresses IP. Un switch de niveau 3 sait en plus router entre les différents réseaux IP qu'il héberge, ce qui évite de faire remonter tout le trafic entre segments jusqu'au pare-feu. Le niveau 3 devient intéressant dans un réseau segmenté en plusieurs VLAN avec du trafic important entre eux.

Combien de temps dure un switch ?

Sept à dix ans en usage normal, soit bien plus qu'un poste de travail. Le signal de remplacement n'est pas la panne mais la fin des mises à jour de sécurité du constructeur, l'insuffisance de débit sur les liens montants, ou l'absence de puissance PoE disponible pour de nouveaux équipements.

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Architecture réseau d'entreprise
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