Table des matièresI . Questions de cours.....................................................................................................................................2
II . Exercices de base......................................................................................................................................41 . Calcul de débit......................................................................................................................................42 . Calcul de temps de transmission..........................................................................................................43 . Calcul de la taille des données.............................................................................................................4
III . Protocoles................................................................................................................................................51 . Extraction du champ DATA.................................................................................................................52 . Rendement de protocole.......................................................................................................................53 . Décodage..............................................................................................................................................5A . Trame Ethernet 802.3.......................................................................................................................................5B . Trame Ethernet_II............................................................................................................................................6
IV . Modèle de référence...............................................................................................................................61 . Modèle OSI..........................................................................................................................................62 . Modèle TCP/IP (DoD).........................................................................................................................6
V . LAN.........................................................................................................................................................71 . Nombre maximal de trames par seconde.............................................................................................7La trame Ethernet 802.3 (FRAME 802.3)............................................................................................................72 . Maintenance.........................................................................................................................................73 . Réseau physique...................................................................................................................................84 . Segmentation........................................................................................................................................85 . Interconnexion......................................................................................................................................8
VI . Adressage..............................................................................................................................................101 . IP version 4.........................................................................................................................................102 . Sousréseaux.......................................................................................................................................123 . Masque différent sur un même réseau ? ............................................................................................14
VII . Routage................................................................................................................................................151 . Routage direct et indirect....................................................................................................................152 . Routage dynamique............................................................................................................................16
Annexe : extrait de documentation du commutateur DLINK......................................................................18
I . Questions de coursIl peut y avoir plusieurs réponses justes !
Q1 . Qu'est ce que le LAN ?□ le LAN est un câble permettant de relier 2 cartes Ethernet□ le LAN est un réseau local□ le LAN est un accès réseau à distance utilisé pour tous réseaux distants d'entreprises□ le LAN est un réseau destiné uniquement à jouer à plusieurs.
Q2 . Quelle est la topologie logique du type de réseau Ethernet 10BASET ?□ ANNEAU □ BUS □ ARBORESCENCE □ ETOILE
Q3 . Quelle est l'unité de transmission associée à la couche physique du modèle OSI ?□ la trame □ le segment □ le bit □ le paquet
Q4 . Quelle est l'unité de transmission associée à la couche liaison du modèle OSI ?□ la trame □ le segment □ le bit □ le paquet
Q5 . Quelles sont les fonctions d'un routeur ?□ trouver la route pour atteindre un destinataire□ réaliser la résolution de noms□ interconnecter plusieurs réseaux
Q6 . A quoi sert le protocole ARP ?□ à trouver l'adresse MAC d'une station dont on connaît l'adresse IP□ à trouver l'adresse IP d'une station dont on connaît l'adresse MAC□ à trouver l'adresse MAC d'une station dont on connaît le nom de HOST
Q7 . UDP est un protocole de quel niveau du modèle OSI ?□ 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 7
Q8 . Le MTU est ?□ Un protocole de transport □ La taille maximale d'un paquet□ La taille maximale d'une trame □ Le nom d'une prise DB15
Q9 . Une adresse Mac universelle est constituée de combien de bits ?□ 4 □ 8 □ 32 □ 48 □ 64 □ 128
Q10 . La longueur minimum d'une trame Ethernet 802.3 est de :□ 32 octets □ 64 octets □ 128 octets □ aucune limite
Q11 . Le routeur est une élément actif de niveau OSI :□ 2 □ 3 □ 4 □ 7
Q12 . Le commutateur (ou switch) est une élément actif de niveau OSI :□ 2 □ 3 □ 4 □ 7
Q13 . Quelle information des protocoles TCP et UDP identifie sans équivoque le processus destinataire du message ?
□ L'adresse MAC □ L'adresse IP □ L'URL □ Le numéro de port
Q14 . Le débit d'un support de communication se mesure en :□ Mégaoctets (Mo) □ bits par seconde (b/s) □ MégaHertz (MHz)
Q15 . Dans une architecture client/serveur, la communication est toujours à l'initiative :□ du client □ du serveur □ cela dépend
Q16 . Les services d'Internet (Web, messagerie, FTP) sont tous fournis par des serveurs□ vrai □ faux
Q17 . On retrouve l'adresse IP dans l'entête TCP □ vrai □ faux
Q18 . Les services d'Internet (Web, messagerie, FTP) de la couche Application sontils tous référencés par des numéros de port ?
□ vrai □ faux
Q19 . Qu'estce que le broadcast ?□ une adresse de diffusion générale à tous les routeurs seulement□ une adresse de diffusion générale aux postes appartenant à un groupe□ une adresse de diffusion générale à tous les postes□ une adresse de diffusion générale à tous les postes reliés à Internet exclusivement
Q20 . Quel est le rôle du masque de sous réseau ? □ Il permet de cacher l'adresse IP □ Il détermine l'adresse d'un réseau IP à partir de l'adresse IP d'un poste □ Il détermine l'adresse du poste dans le réseau IP□ Il permet de crypter les communications sur le réseau IP
Un réseau local est destiné à transférer deux types d'informations :• des fichiers texte de 100 Kio maximum en un temps de transmission maximal de 5s.• des messages interactifs de cent caractères au maximum transmis en moins de 5 ms.
Remarques : Un caractère est codé sur 8 bits (généralement le code ASCII). Le Ki est égal à 1024.
Calculer le débit nécessaire pour transférer les fichiers texte.Calculer le débit nécessaire pour transférer les messages. Déterminer le débit nécessaire à ce réseau local.
2 . Calcul de temps de transmission
A . On transmet un fichier de 100 Kio sur un réseau local à 10 Mbits/s. Le rendement du protocole utilisé est de 0,8% (80 %). Lors d'un transmission, le protocole utilisé ajoute des informations pour assurer un échange correct des données. Par exemple pour un rendement de 0,8, lorqu'on transmet 100 bits sur le réseau, 80 des 100 bits sont des données et donc 20 des 100 bits sont des bits dûs au protocole. Rendement = Nb de bits de données / Nb de bits transmis
Calculer la taille en bits du fichier à transmettre.Calculer, en tenant compte du rendement du protocole, la quantité de données à transmettre.Calculer le temps de transmission.
B . Sachant que la taille maximum d'une trame Ethernet 802.3 est 1518 octets, calculer le temps de transmission maximum d'une station Ethernet à 10Mbps et à 100 Mbps.
C . On appelle bittime la durée d’émission d’un bit. Calculer le bittime pour un réseau à 10 Mbits/s, puis pour un réseau à 100 Mbits/s.
3 . Calcul de la taille des données
A . Des radios sont échangées entre les hôpitaux d'Avignon et de Marseille. Le réseau WAN utilisé est une ligne (Numéris RNIS par exemple) possédant un débit de 64 Kbits/s. L'échange d'une image radio prend 1,8s.
Calculer la taille d'une image (en bits et en Kio).Proposer plusieurs solutions pour réduire le temps de transmission.
B . La norme initiale Ethernet 802.3 impose une station à émettre au minimum pendant 51,2 µs (temps nécessaire pour détecter une éventuelle collision). Sachant que le débit de base de cette norme est de 10 Mbits/s, calculer la taille minimum en octets d'une trame Ethernet 802.3.
A . Sachant qu'une trame possède un champ DATA, proposer trois solutions pour que le protocole permette au récepteur d'extraire ce champ avant de le fournir à la couche supérieure.
B . Le champ longueur du PCI de la trame Ethernet 802.3 indique la longueur en octet du champ DATA. Sachant que le champ DATA a une longueur variable comprise entre 46 octets et 1500 octets, quelle est la taille en octets du champ LONGUEUR ?
C . Sachant que la trame Ethernet_II utilise un champ Type (sa valeur indique le protocole de couche supérieure) à la place du champ longueur, expliquer le mécanisme qui permet à un recepteur de distinguer ces deux normes de trame.
2 . Rendement de protocole
A . Quel est la taille en octets du PCI d’une trame Ethernet 802.3 ?
B . Quel est la taille minimum en octets d’une trame Ethernet 802.3 ?
C . Quel est la taille maximum en octets d’une trame Ethernet 802.3 ?
D . Calculer le rendement du protocole Ethernet pour ces 2 cas.
E . Calculer le rendement utile dans le cas où une trame Etehrnet transporte une mesure (sur 16 bits) en provenance d'un capteur de température.
3 . Décodage
A . Trame Ethernet 802.3L'analyseur de protocole a capturé sur le réseau la trame Ethernet 802.3 suivante :
FF FF FF FF FF FF 00 20 AF CF 20 41 00 2B E0 E0
03 FF FF 00 28 00 01 00 00 00 01 FF FF FF FF FF
FF 04 53 00 00 00 01 00 20 AF CF 20 41 04 53 00
02 33 36 B5 BB 00 01 00 02 00 00 00 XX XX XX XX
Compléter le tableau de décodageEthernet 802.3 @ MAC Destination @ MAC Source Longueur
A qui est adressé cette trame ?Pourquoi le champ Longueur n'indiquetil pas la longueur réelle du champ DATA ?
B . Trame Ethernet_IIL'analyseur de protocole a capturé sur le réseau la trame Ethernet_II suivante :
00 40 05 14 DC 0B 00 40 05 14 DC 0E 08 00 45 00
00 28 7A 00 40 00 20 06 87 9E C8 64 64 67 C8 64
64 01 04 05 00 8B 00 04 93 C7 00 74 99 C2 50 10
22 38 01 D9 00 00 20 20 20 20 20 20 40 7E E0 B8
Compléter le tableau de décodageEthernet _II @ MAC Destination @ MAC Source Type
IV . Modèle de référence
1 . Modèle OSI
Compléter le tableau en donnant le numéro et le nom de la couche du modèle OSI concernée par les différentes entités ou protocoles présents sur le réseau utilisé. (*802.3 : Norme IEEE pour l’Ethernet CSMACD)
2 . Modèle TCP/IP (DoD)
Placer dans le tableau cidessous les protocoles suivants : TCP, HTTP, ARP, RIP, FTP, Ethernet_II, Token Ring, UDP, IP, RARP, FDDI, ICMP
Dans le cadre de l’interconnexion de segments Ethernet par un pont ou un commutateur, il peut être intéressant de déterminer le nombre maximal de trames par seconde qui arrivent sur chaque port.
Calculer le nombre maximal de trames par seconde pouvant parcourir un segment Ethernet 10 Mbits/s. Le résultat tient compte de tous les champs décrivant la trame, ainsi que des caractéristiques d’Ethernet.
Remarques :• La norme Ethernet 802.3 prévoit un délai intertrame IFS (Inter Frame Sequence) de 96 bittime.• Le préambule, composé d'une succession de 1 et de 0, assure la synchronisation du récepteur sur
la trame émise.• Le délimiteur de trame 10101011 permet de trouver le début du champ d'adresses (les 2 derniers
bits émis sont à 1).
On a tendance à considérer que le préambule fait 8 octets et qu'il ne fait pas partie de la trame : il n'est pas capturé par les analyseurs réseaux et on n'en tient logiquement pas compte dans le calcul du CRC.
2 . Maintenance
Pour des questions de maintenance, le technicien en charge du réseau souhaite effectuer une capture des trames émises par le serveur. Pour ce faire il dispose d’un ordinateur portable équipé d’un port 100BaseT / RJ45, et d’un logiciel de capture et d’analyse de trames. On connecte cet ordinateur sur le commutateur (switch voir extrait de documentation en Annexe). Ce commutateur est équipé de 16 ports répartis comme suit :
• Port 1 : noté « UpLink »• Port 2 et 3 : noté « Replication »• Port 4 à 15 : ports standards 100 Mbits/sec• Port 16 : port Gigabit
Le serveur est connecté sur le port 4 et les postes clients sur les ports 5 à 10.
Sur quel port fautil connecter l’ordinateur portable ? La question précédente atelle une raison d’être si l’organe de liaison est un concentrateur et non un commutateur ? Justifier la réponse.Le câble UTP/RJ45 à utiliser estil un câble croisé ou un câble droit ?
On suppose un réseau composé de 4 postes reliés par un HUB 100 Mbps :• le poste A émet 11,921 Mio vers le poste B• le poste B émet 2,384 Mio vers le poste A• le poste C émet 8,345 Mio vers le poste D• le poste D émet 1,192 Mio vers le poste C
Déterminer le temps total de transmission pour l'émission des 4 postes. On ne tiendra pas compte des réémissions dues aux collisions.
En déduire le débit moyen pour chaque poste et le pourcentage de la bande passante utilisée.
Interpréter les résultats obtenus.
4 . Segmentation
En tenant compte des échanges de l'exercice précédent, proposer une segmentation en utilisant deux HUBs.Déterminer le temps total de transmission pour l'émission des 4 postes. On ne tiendra pas compte des réémissions dues aux collisions.En déduire le débit moyen pour chaque poste et le pourcentage de la bande passante utilisée.Interpréter les résultats obtenus (par rapport aux résultats précèdents).
5 . Interconnexion
A . Proposer un élément d'interconnexion pour les deux segments de l'exercice précédent sans diminuer de façon notable les performances obtenues.
Avec cet équipement peuton supprimer les deux HUBs ?
Dans quel cas utiliseraton un routeur pour interconnecter les deux segments de l'exercice précédent ?
B . J'ai deux salles A et B contenant des matériels devant communiquer ensemble.Un poste de la salle A possède l'adresse suivante 198.200.30.40Un poste de la salle B possède l'adresse suivante 121.13.15.90
Quel équipement d'interconnexion doiton mettre en place pour assurer la communication entre les deux postes ?
C . J'ai deux salles A et B contenant des matériels devant communiquer ensemble.Un poste de la salle A possède l'adresse suivante 198.200.30.40/24Un poste de la salle B possède l'adresse suivante 198.200.30.129/24
Quel équipement d'interconnexion doiton mettre en place pour assurer la communication entre les deux postes ?
D . Dans un réseau déjà opérationnel, quatre postes de travail P1, P2, P3 et P4 sont chacun connectés à un port d’un concentrateur (ou hub). Si P1 envoie une trame à P2, que se passetil ?
P2 P3 et P4 reçoivent la trame et la lisent □ P2 reçoit la trame et la lit P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais ne la lisent pas P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais seul P2 lit la trame
E . Dans un réseau déjà opérationnel, quatre postes de travail P1, P2, P3 et P4 sont chacun connectés à un port d’un commutateur (ou switch). Si P1 envoie une trame à P2, que se passetil ?
P2 P3 et P4 reçoivent la trame et la lisent □ P2 reçoit la trame et la lit P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais ne la lisent pas P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais seul P2 lit la trame
F . Et si P1 envoie une trame de broadcast, que se passetil ? P2 P3 et P4 reçoivent la trame et la lisent □ P2 reçoit la trame et la lit P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais ne la lisent pas P2 P3 et P4 reçoivent la trame mais seul P2 lit la trame
G . Dans le réseau cidessous, encercler les différents domaines de collision et de broadcast ?
H . Seules les machines du réseau B doivent accéder au serveur. Proposer une solution qui ne modifie pas l'implantation de ce réseau et qui permette d'isoler ce trafic.
Q1 . Parmi ces trois adresses IP, quelle est celle de classe C ?□ 192.168.1.1 □ 191.168.1.1 □ 190.168.1.1
Q2 . En utilisant l'adressage par classe, l'adresse 190.24.12.8/16 fait partie de quel réseau ? 190.0.0.0 190.255.255.255 190.24.0.0 190.24.12.0 0.12.24.190
Q3 . Indiquez les hôtes appartenant à la classe B :□ 190.168.1.1 □ 100.26.35.69 □ 191.168.0.12 □ 130.12.0.140
Q4 . En utilisant l'adressage par classe, indiquez les adresses IP que l'on peut attribuer à un hôte : 190.168.1.1 17.242.15.0 109.1.256.150 222.111.0.140 192.168.2.255
Q5 . Quel est l'adresse IP de la boucle locale (Local Loopback) ?□ 128.0.0.1 □ 127.0.0.1 □ 127.0.0.0 □ 126.0.0.1
Q6 . Le masque de sous réseau 255.0.0.0 correspond à quel classe ?□ C □ B □ D □ A
Q7 . L'adresse IP 192.168.255.1 est une : adresse de broadcast adresse publique adresse routable sur Internet adresse privée d'un poste
Q8 . Si une machine possède la configuration IP 97.24.19.252/19, parmi les adresses suivantes, quelles sont celles qui peuvent être assignées aux hôtes de son sous réseau ?
Q9 . Un réseau de classe B est découpé en plusieurs sousréseaux et on obtient un masque final valant 255.255.252.0. En combien de sousréseaux le réseau de départ atil été découpé ?
Q14 . Estil possible d'interconnecter un réseau de classe A avec un réseau de classe C ?□ OUI □ NON
Q15 . Quel est le masque d'un réseau 193.16.1.0/24 ?□ 255.0.0.0 □ 255.255.0.0 □ 255.255.255.0 □ 255.255.255.24
Q16 . Si une machine possède la configuration IP 97.24.19.252/19, l'adresse 97.24.19.0 peutelle être assignée à un hôte de son sous réseau ?
□ OUI □ NON
Q17 . Si une machine possède la configuration IP 184.252.83.109/29, combien d'adresses pourront être assignées aux autres hôtes de son sous réseau ?
□ 8 □ 7 □ 6 □ 5
Q18 . Quel est le masque d'un réseau 192.168.1.0/26 ?□ 255.255.255.0 □ 255.255.255.192 □ 255.255.255.128 □ 255.255.255.224
Q19 . Quel est la classe de l'adresse 224.0.0.9 ?□ A □ B □ C □ D □ E
Q20 . Quel est le rôle du masque de réseau ? □ Il permet de cacher l'adresse IP □ Il détermine l'adresse d'un réseau IP à partir de l'adresse IP d'un poste □ Il détermine l'adresse du poste dans le réseau IP□ Il permet de crypter les communications sur le réseau IP
On désire remplacer le réseau Modbus par un réseau TCP/IP et la console de supervision par un ordinateur de type PC sur lequel se fera la supervision du système. L'architecture voulue du futur réseau est représentée sur la figure suivante.
Pour des raisons de sécurité, les automates sont dédoublés, ainsi chaque groupe est contrôlé par 2 automates, soit un total de 12 automates nommés API1 à API12. Le réseau est lui aussi dédoublé, les automates dont le numéro est impair sont connectés au réseau nommé "net1" et les automates dont le numéro est pair sont connectés au réseau nommé "net2". Le réseau "net3" relie le calculateur BULL et le PC de supervision. Les trois réseaux sont connectés entre eux par un routeur disposant de 3 interfaces réseaux (eth0, eth1 et eth2). L' "adresse réseau" est 192.168.1.0.
Pour réaliser l'architecture réseau présentée cidessus, on crée 3 sous réseaux.
D’après le schéma réseau sur la page précédente, quel est le nombre de machines présentes sur le sousréseau "net1" ? En tenant compte de l’adresse réseau et de l’adresse broadcast, combien de bits d'adresse seront nécessaires pour la partie "adresse machine" de l'adresse IP ? Combien de bits d'adresse restentils pour la partie "adresse sousréseau" de l'adresse IP ? Justifiez vos réponses.
Réponses :Nombre d'équipements : Nombre de bits pour l'adresse équipements : Nombre de bits pour l'adresse sousréseau : Justification :
Des machines sur un même (sous)réseau peuventelles avoir des masques différents ? A priori, la réponse est non. Prenons l'exemple de trois machines A, B et C et de la plage d'adresses 192.168.0.0/24 (soit la plage de 192.168.0.1 à 192.168.0.254). On peut par exemple découper ce réseau en 2 sousréseaux :
• Le sousréseau 192.168.0.0/25 avec un masque 255.255.255.128 (soit la plage de 192.168.0.1 à 192.168.0.126)• Le sousréseau 192.168.0.128/25 avec un masque 255.255.255.128 (soit la plage de 192.168.0.129 à 192.168.0.254)
On donne les adresses suivantes aux machines A, B et C avec des masques différents :• A : 192.168.0.129/255.255.255.0 sur le réseau 192.168.0.0/24• B : 192.168.0.130/255.255.255.128 sur le sousréseau 192.168.0.128/25• C : 192.168.0.1/255.255.255.0 sur le réseau 192.168.0.0/24
Qui dialogue avec qui ?
Réponses:
OUI/NON @ IP Destination & MASQUE Donc
A → B OUI 192.168.0.130 & 255.255.255.0 = 192.168.0.0 A considère que B est sur son réseau (il a une route directe pour joindre ce réseau)
Remarque : RD a deux routes directes vers N5 et N6 pour ses interfaces eth0 et eth1
2 . Donner la table de routage de RB après que RD lui envoie sa table de routage
Routeur B
Destination Passerelle Metric Iface
N1
N2
N3
N4
N5
N6
3 . Donner les tables de routage de RA et RC après que RB envoie sa nouvelle table de routage à ses voisins (RA et RC)
Routeur A Routeur C
Destination Passerelle Metric Iface
N1 * 0 eth0
N2 * 0 eth1
N3 RB 1 eth1
N4 RB 2 eth1
N5
N6
Destination Passerelle Metric Iface
N1
N2
N3
N4
N5
N6
Remarque :Il y a eu un certain nombres d'échanges de table de routage entre tous les routeurs du domaine. Après un certain temps, appelé temps de convergence, les routeurs possèdent les routes pour atteindre tous les réseaux du domaine.
Annexe : extrait de documentation du commutateur DLINK
Commutateur DLINK
Ce commutateur empilable 10/100Mbps de niveau 2 est conçu pour une connexion départementale. Il est muni de 24 ports en standard, et d'un slot d’extension pour recevoir le module d’empilage doté également d'un port GBIC pour une connexion serveur ou dorsale.
Caractéristiques techniques :• 24 ports :
Port 1 : noté « UpLink » Ports 2 et 3 : port « Replication » Ports 4 à 23 : ports standard 100 Mbits/sec Port 24 : port Gigabit
• Vitesse de fond de panier 8.8Gbps• Contrôle de flux 802.3x• SNMP, administration Web, monitoring RMON• Empilable jusqu'à 8 commutateurs• Fonctions avancées :
- port truncking, VLANs (802.1q) et gestion des priorités, - GMRP multicast, IGMP Snooping, gestion des priorités 802.1q, - port mirroring, agrégation des liens.
Note : La fonctionnalité de " port mirroring " consiste à recopier le trafic d’un ou plusieurs ports sur un autre port (appelé port de Replication) où l’on aura placé un analyseur de protocoles. Cette possibilité permet une analyse de trafic sur un réseau doté d’un commutateur, ce dernier ne renvoyant les paquets reçus uniquement sur le port du destinataire (et non pas sur tous les ports comme un hub ou concentrateur).
