Ethernet à la loupe : de la couche physique au décodage des trames

Magazine
Marque
Hackable
Numéro
61
Mois de parution
juillet 2025
Spécialité(s)


Résumé

Dans cet article, nous explorons la transmission Ethernet au niveau de la couche physique, en nous intéressant en particulier à l’observation et à l’analyse des signaux électriques transmis sur le câble. À l’aide d’oscilloscopes et d’outils logiciels, nous allons visualiser les trames et décoder les données échangées selon les protocoles 10BASE-T et 100BASE-TX (Fast Ethernet). Nous commencerons par 10BASE-T, qui repose sur un codage Manchester assez simple. Nous verrons comment observer ces signaux et en extraire les octets bruts à l’aide du langage Python. Nous poursuivrons avec 100BASE-TX, où l’encodage devient plus sophistiqué avec le 4B/5B, le scrambling et l’encodage MLT-3, qui réduit efficacement la bande passante nécessaire. Enfin, nous évoquerons 1000BASE-T (Gigabit Ethernet), qui introduit encore plus de complexité avec la transmission sur les quatre paires de fils simultanément, l’utilisation du codage PAM-5 et de systèmes de correction d’erreurs. Bien que nous ne décodions pas directement ces signaux Gigabit, nous verrons comment les principes physiques évoluent à mesure que les débits augmentent.


Ethernet est aujourd’hui la technologie de réseau filaire la plus utilisée dans le monde. Son développement remonte aux années 1970 et il n’a cessé d’évoluer pour s’adapter aux besoins croissants en bande passante et en fiabilité. Pour cette courte introduction, nous nous sommes très largement inspiré de la page Wikipédia française https://fr.wikipedia.org/wiki/Ethernet vers laquelle nous renvoyons le lecteur qui souhaiterait davantage de détails.

  • 1973 : Ethernet a été inventé par Robert Metcalfe et son équipe chez Xerox PARC. Initialement, il s’agissait d’un réseau fonctionnant à 2,94 Mbps utilisant un câble coaxial.
  • 1980 : Digital Equipment Corporation (DEC), Intel et Xerox ont collaboré pour créer la première spécification Ethernet standardisée, appelée Ethernet DIX, fonctionnant à 10 Mbps.
  • 1983 : l’IEEE adopte Ethernet comme standard sous la norme IEEE 802.3,…
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