Devoir surveillé : NET 9 février 2007

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1 Devoir surveillé : NET 9 février 2007 Nom : Prénom : Répondez aux questions dans l espace prévu à cet effet. Elaborez votre réflexion au brouillon et reportez ensuite votre réponse sur ce document d une manière claire et concise. L examen est d une durée de 3h00. Le sujet est composé de parties indépendantes. Les notes de cours manuscrites sont autorisées. Le sujet est à rendre à la fin de l examen. 1 QCM général Pour chaque question on vous propose une liste de réponses. Vous devez cochez celles qui sont correctes (et uniquement celle-ci). Il en existe au moins une par question (mais peut être plus!). Pour chaque bonne réponse vous gagnez 1 point et pour chaque réponse fausse vous perdez 1 point. Question 1 : Quelle est l adresse de broadcast du réseau / ? Question 2 : M1 et M2 sont deux machines séparées par un routeur P tels que décrit sur la figure 1. Quelle est le nombre de trames différentes envoyées sur les réseaux lors de l émission du premier datagramme de M1 vers M2 (il n y a pas eu de communication sur le réseau auparavant). M1 Passerelle P1 (Routeur) M2 réseau 1 réseau 2 Fig trame sur le réseau r1, 1 sur le réseau r trames sur le réseau r1, 1 sur le réseau r trames sur le réseau r1, 2 sur le réseau r trames sur le réseau r1, 3 sur le réseau r2

2 2 Liaison de données et routage Question 3 : Vous devez envoyer un datagramme de 3000 octets sur une liaison (IP) caractérisée par un MTU de 500 octets. Supposez que le datagramme original porte le numéro d identification 422. Combien de fragments sont générés et quelles en seront les caractéristiques? Question 4 : Lors du routage d un paquet IP, comment sont gérées les options contenues dans l en-tête d un paquet si celui-ci est fragmenté? Pourquoi? 3 Transport Question 5 : Pour quelles raisons un développeur pourrait préférer le protocole de transport UDP au protocole TCP pour ses applications? Question 6 : Supposons que le client A ouvre une session Telnet (accès distant) avec le serveur S. Au même moment, le client B en ouvre également une autre avec le serveur S. Citez quelques numéros d accès d origine (source port number) et de destination (destination port number) possibles pour : a les segments envoyés de A à S ; b les segments envoyés de B à S ; Page 2

3 c les segments envoyés de S à A; d les segments envoyés de S à B ; e Si A et B sond deux machines différentes, est-il possible que les segments transmis de A à S aient le même numéro d éccès d origine que les segments transmis de B à S? f Qu en est-il si A et B sont une seule et même machine? 4 Adressage La table de routage d une machine M ( ) est Destination Passerelle Genmask Indic Metric Ref Use Iface * U eth * U lo UG eth0 Le serveur DNS de M est Question 7 : Dessinez un plan possible du réseau : vous ferez apparaître les routeurs et les commutateurs nécessaires pour connecter les machines M ( / ) ( ) telecom.insa-lyon.fr ( ) Question 8 : On suppose que le cache ARP de M est vide (il n y a pas eu de communication au préalable) lorsqu un utilisateur sur la machine M demande la page web http :// Le numéro IP de Page 3

4 est Combien de requêtes broadcast ARP sont générées par M? Justifiez votre réponse. Question 9 : même question (cache ARP vide au départ, la machine ne connaît aucune adresse MAC à l avance) pour atteindre la machine telecom.insa-lyon.fr ( ). 5 Commutation Ethernet Question 10 : On propose de mettre en place un réseau Ethernet en utilisant plusieurs concentrateurs (Hub) pour faire un réseau Ethernet étendu. L ingénieur système qui fait le montage veut que la panne d un élément du réseau ne perturbe pas son fonctionnement. Les Hub sont branchés entre eux en faisant un anneau. Est ce que le montage fonctionne? Faites un schéma du réseau et justifiez votre réponse. Question 11 : Quelle sont les précautions à prendre lorsque l on veux brancher à l aide de concentrateurs des réseaux Page 4

5 Ethernet entre eux? Question 12 : On passe maintenant à un réseau commuté. Expliquez la différence entre un commutateur (switch) et un concentrateur (hub). Question 13 : Que se passe t il si l on refait le même montage en boucle Ethernet avec des commutateurs? Quels sont les trames qui vont poser un problème? Question 14 : Vous avez maintenant la possibilité de corriger le problème en effectuant une modification sur le fonctionnement des commutateurs. Proposez une modification de l architecture et du traitement des trames pour qu un montage avec des boucles puisse fonctionner à la panne d un switch). Soyez précis dans votre réponse. 6 Routage dans Internet Dans la suite du devoir toutes les questions sont relatives au réseau présenté sur la figure 2. Dans le schéma de la figure chaque routeur est connecté à un réseau local indiqué par la lettre du Page 5

6 H 2 3 G 4 B 1 F E 1 D C 4 1 A Fig. 2 Réseau IP et routage dans l Internet routeur. Pour simplifier la suite on ne note pas les adresses IP et on utilisera les noms des routeurs pour les désigner en tant que machine. On utilise le même nom pour désigner le réseau local associé au routeur. Ainsi on peut dire «le réseau local R associé au routeur R» ou encore «la route pour atteindre le réseau local W doit passer par le routeur Z». Les chiffres qui sont indiqués sur les liens sont à utiliser à partir de la question 6.2. Lisez d abord au moins une fois l ensemble des questions pour vous guider dans les questions qui sont posées. Les questions ne sont pas enchaînée (ou pas beaucoup) mais la qualité globale de la réflexion et de l approche sur l ensemble du problème sera prise en compte. Privilégiez un réflexion de fond sur le problème plutôt que de vous focaliser sur les réponses une par une. 6.1 Routes statiques Une première solution pour assurer le routage dans le réseau est de configurer tous les routeurs manuellement. Question 15 : Indiquez la table de routage du routeur C telle qu elle pourrait être configurée à la main. Tous les réseaux doivent-être joignables. Vous ne devrez indiquer que les routes qui ne sont pas implicites. Page 6

7 Question 16 : Cette table de routage est-elle unique? Si oui pourquoi et si non quels sont les critères que vous avez retenus pour construire la table de la question précédente? Question 17 : Que se passe t il dans le cas présent où toutes les routes sont statiques lorsqu un routeur tombe en panne ou qu un lien est rendu inutilisable (coupure physique de la liaison)? 6.2 Protocoles de routage RIP (Routing Information Protocol) est un des premiers protocoles de routage utilisé dans l Internet. Il permet aux routeurs présents sur le réseau de s échanger leurs informations de routage. RIP calcule les plus courts chemins en fonction du nombre de sauts (routeurs traversés) que le paquets va devoir effectuer dans le trajet vers sa destination. Ce mode de routage est appelé «vecteur de distance». Le coût d une liaison est indiqué sur la figure. Par exemple, la liaison de D à F a un coût de 4. Le coût d un chemin est la somme des coûts des trajets. Question 18 : Donnez un mécanisme possible pour le fonctionnement de RIP : expliquez, en quelques lignes, une implémentation possible du protocole RIP dans un routeur en indiquant les interactions possibles avec les protocoles que vous connaissez déjà. Le type de réponse attendu est un schéma d intéraction entre matériel / système d exploitation et applications dans lequel vous placerez les briques (protocoles) ainsi Page 7

8 que leurs intéractions en terme de fonctionnalité. Question 19 : Les machines branchées sur les réseaux locaux (machines qui ne sont pas routeurs) doivent-elles utiliser RIP? Question 20 : Proposez un format de paquet qui pourraient être utilisé par RIP lors de l échange des tables de routage. Vous indiquerez toutes les encapsulations utilisées en supposant que les routeurs sont connectés à des réseaux Ethernet. Page 8

9 Question 21 : Quelle est la table de routage complète du routeur G (hors routes implicites = physiquement connectées)? Question 22 : Que doit faire un routeur lorsqu il reçoit des informations de ses voisins? Quelles sont les informations qu il doit à son tour retransmettre à ses voisins? Quelles sont les informations qu il doit retransmettre au routeur dont il vient de recevoir les informations? (il y a bien 3 questions dans cette partie) Question 23 : Proposez un mécanisme permettant de prendre en compte les changements d état du réseau (route indisponible, routeur en panne, etc). Quel mécanisme de gestion utilisez-vous pour garantir une vue Page 9

10 dynamique du réseau dans le temps? Question 24 : Indiquez quelle est l influence des réglages de votre mécanisme d annonces dans le temps de découverte d une route. Indiquez également pour la perte d une route. Question 25 : Les deux mécanismes (découverte / perte) doivent-ils être gérés de la même façon? Pour vous aider vous devez prendre en compte le support que vous utilisez et considérer la perte ponctuelle possible de paquets pour voir l influence sur la stabilité des routes dans le temps. Est ce que les annonces de découverte ou de perte doivent être diffusé avec la même vitesse? Page 10

11 Question 26 : Que se passe t il lorsqu un routeur tombe en panne? Indiquez quel est le problème potentiel lors du calcul des nouvelles routes : vous pouvez simplifier en considérant une ligne A-B-C-D (voir figure 26) dans laquelle les coûts des liaisons sont de 1. On considère le réseau stable et les routes établies : appliquer le calcul des routes lorsque A tombe en panne : quel est le problème? A B C D E Question 27 : Page 11

12 Proposez des solutions pour résoudre le problème. 7 Programmation d un routeur Cette partie est indépendante de la partie précédente. Vous pourrez quand même tirer profit d une lecture de la partie précédente sans répondre aux questions si vous choisissez de faire cette partie en premier. Question 28 : Les protocoles de routage dynamiques pour IP sont gérés en diffusant les informations dans le réseau local au moyen de paquets de données. Ces protocoles sont-ils programmés en UDP ou en TCP? Justifiez votre réponse en tenant compte de la façon dont est diffusée l information dans le réseau local (en particulier l adressage). Question 29 : Faites le schéma de l organisation des couches basses d un routeur en faisant apparaître les blocs des protocoles ainsi que les choix qui sont fait pour traiter les paquets et les passer de bloc en bloc. Votre schéma devra faire apparaître les trajets pour au moins 2 types de données : les données à destination Page 12

13 du routeur lui même et les données devant être routées. Question 30 : On se place dans le cas où les datagrammes sont à destination du routeur et on souhaite écrire le programme devant prendre en compte le calcul des routes reçues par le réseau. On se place dans le modèle que vous avez donné à la question 28 (si vous n avez pas répondu à la question 28 choisissez entre UDP et TCP pour cette question). Donnez le code C (les principaux appels de fonctions, la structure principale du programme, les fonctions de traitement) pour le processus de calcul de route. Vous pourrez résumer les parties de code en indiquant par des phrases les actions à faire dans chaque partie du programme. Page 13

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