IUT La Rochelle Exercice 1 : Réalisation d'un réseau Ethernet. Solution 1 (peu chère) :

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1 Exercice 1 : Réalisation d'un réseau Ethernet Solution 1 (peu chère) : Étage 1 : 8 machines et 2 serveurs à connecter au réseau ports nécessaires. Utilisation d un switch à 12 ports Étage 2 : 12 machines 2 serveurs à connecter au réseau : ports nécessaires Utilisation d un switch de 24 ports Équipement nécessaire : 2 switch 24 câbles assez longs pour relier les machines et les serveurs aux répartiteurs où devront se trouver les switchs.

2 Exercice 1 : Réalisation d'un réseau Ethernet Solution 1 (peu chère) : Étage 1 : 8 machines et 2 serveurs à connecter au réseau ports nécessaires. Utilisation d un switch à 12 ports Étage 2 : 12 machines 2 serveurs à connecter au réseau : ports nécessaires Utilisation d un switch de 24 ports Équipement nécessaire : 2 switch 24 câbles assez longs pour relier les machines et les serveurs aux répartiteurs où devront se trouver les switchs. Solution 2 : moins chère mais pas pratique si le réseau évolue: 1 seul switch de 24 ports au 2e étage, on utilise alors les 10 câbles de la rocade pour connecter les machines et serveurs du 1 er au switch.

3 Exercice 1 : Réalisation d'un réseau Ethernet Solution 3 (la plus pratique) : Utilisation d un routeur Wireless (Linksys WR300N) et des cartes wifi pour les différents utilisateurs. Il faut configurer le routeur et étudier la portée du signal dans l entreprise. Porté du signal : si le signal est trop faible dans l un des étages, il faut acheter un point accès, le placer par exemple dans l étage 1 et le connecter à l étage 2 via la rocade au routeur wifi.

4 Exercice 1 : Réalisation d'un réseau Ethernet Solution 3 (la plus pratique) : Utilisation d un routeur Wireless (Linksys WR300N) et des cartes wifi pour les différents utilisateurs. Installation du routeur et sa configuration : 1. Modification des valeurs par défauts : on positionne un canal d émission, la bande, activer le DHCP,. 2. Configuration du SSID : on configure le SSID qui doit être connu par les employées de l entreprise mais non broadcasté pour un peu de sécurité. 3. Filtrage MAC : on filtre les adresses MAC des utilisateurs 4. Authentification : on procède à la sécurisation par authentification : PSK ou clé partagé ou un serveur mandataire comme Radius. 5. Cryptage : soit par clé WEP (de longueur supérieur à 128 sinon on casse rapidement le cryptage) ou avec une clé WPA (plus sûr). 6. Filtrage du trafic : on peut interdire des applications aux utilisateurs, on peut mettre un trafic prioritaire (voix ou l accès aux serveurs), etc 7. Mettre à jour le firmware du routeur en cas de bug ou d attaques connues

5 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 1. Couverture maximale d'un réseau Ethernet à 10Mbits/s? Temps nécessaire pour transmettre 64 octets à un débit 10Mbits/s = 64 * 8 /10*10 6 = 51,2 * 10-6 s = 51,2 microseconde. Distance = V * T Ainsi pendant 51,2microseconde, on va parcourir la distance 51,2 * km/s =10,24km et d'ou le rayon est 5,12km (il faut tenir de l'aller et le retour) Rappel 1 seconde 0,1 déciseconde 10-2 centiseconde 10-3 milliseconde 10-6 microseconde 10-9 nanoseconde Kilobit (kb) 10 3 Megabit (Mb) 10 6 Gigabit (Gb) 10 9 Terabit (Tb) 10 12

6 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 1. Couverture maximale d'un réseau Ethernet à 10Mbits/s? Temps nécessaire pour transmettre 64 octets à un débit 10Mbits/s = 64 * 8 /10*10 6 = 51,2 * 10-6 s = 51,2 microseconde. Distance = V * T Ainsi pendant 51,2microseconde, on va parcourir la distance 51,2 * km/s =10,24km et d'ou le rayon est 5,12km (il faut tenir de l'aller et le retour) Rappel 1 seconde 0,1 déciseconde 10-2 centiseconde 10-3 milliseconde 10-6 microseconde 10-9 nanoseconde Kilobit (kb) 10 3 Megabit (Mb) 10 6 Gigabit (Gb) 10 9 Terabit (Tb) Couverture si le débit augmente de 100Mbits/s? Même calcul on obtient 512m

7 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 3. a Quelle est la valeur du slot-time: le temps que met une pulsation électronique pour atteindre la station la plus éloignée du réseau (temps aller-retour)? Slot-time = 2*T propa max 2* (60 km/3*10 8 ) = 0,4µs

8 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 3. a Quelle est la valeur du slot-time: le temps que met une pulsation électronique pour atteindre la station la plus éloignée du réseau (temps aller-retour)? Slot-time = 2*T propa max 2* (60 km/3*10 8 ) = 0,4µs 3. b Taille minimale d'une trame taillemini = débit* Slot-time Taille = * 0, = 40 bits = 5 octets

9 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 3. a Quelle est la valeur du slot-time: le temps que met une pulsation électronique pour atteindre la station la plus éloignée du réseau (temps aller-retour)? Slot-time = 2*T propa max 2* (60 km/3*10 8 ) = 0,4µs 3. b Taille minimale d'une trame taillemini = débit* Slot-time Taille = * 0, = 40 bits = 5 octets 3. c Quelles sont les conséquences d'avoir un long slot-time? Augmenter la longueur des trames sur le réseau

10 Exercice 2 : Détection des collisions par Ethernet 3. a Quelle est la valeur du slot-time: le temps que met une pulsation électronique pour atteindre la station la plus éloignée du réseau (temps aller-retour)? Slot-time = 2*T propa max 2* (60 km/3*10 8 ) = 0,4µs 3. b Taille minimale d'une trame taillemini = débit* Slot-time Taille = * 0, = 40 bits = 5 octets 3. c Quelles sont les conséquences d'avoir un long slot-time? Augmenter la longueur des trames sur le réseau 3. d Que ce passera-t-il si des centaines de machines sont connectées à ce réseau? Diminution du débit car risque de collision plus grand (mais il ne faut pas oublier qu'on est sur de la fibre, donc en généralement en full-duplex). Remarque : le débit diminue aussi lors l ajout des bits de bourrage pour atteindre la taille minimale d une trame.

11 Exercice 3 : Adressage MAC 1. Différences entre des adresses unicast, multicast et broadcast. Point-à-point, puis point-à-multipoint et point-à-tous les points unicast multicast broadcast

12 2. Format d une adresse MAC Exercice 3 : Adressage MAC Les octets dans le schéma suivent la notation big-endian (bits de poids fort d abord) Le champ b7 définit si c est une adresse globale ou locale L'adresse MAC est une adresse universelle unique de 48 bits. Elle identifie une interface Ethernet. L adresse MAC est constituée de deux parties distinctes : les 24 bits de poids fort identifient le constructeur de l'interface, ce numéro est assigné par l'ieee. les 24 bits de poids faible sont assigné par le constructeur à l'interface : identifie en général le modèle et la carte.

13 Exercice 3 : Adressage MAC 3. Combien de fabricants de cartes réseau supporte le format des adresses MAC? En théorie, cette structure supporte 2 24 constructeurs soit

14 Exercice 3 : Adressage MAC 3. Combien de fabricants de cartes réseau supporte le format des adresses MAC? En théorie, cette structure supporte 2 24 constructeurs soit Combien de cartes chaque fabriquant peut-il produire? 2 24 =

15 Exercice 3 : Adressage MAC 3. Combien de fabricants de cartes réseau supporte le format des adresses MAC? En théorie, cette structure supporte 2 24 constructeurs soit Combien de cartes chaque fabriquant peut-il produire? 2 24 = Calculer le nombre maximum de cartes réseaux qui peuvent être fabriquées en tout et donner le nombre de cartes par habitat de la terre 2 48 = adresses possibles, que l on divise par 6 milliards environ cartes par personne

16 Exercice 3 : Adressage MAC 3. Combien de fabricants de cartes réseau supporte le format des adresses MAC? En théorie, cette structure supporte 2 24 constructeurs soit Combien de cartes chaque fabriquant peut-il produire? 2 24 = Calculer le nombre maximum de cartes réseaux qui peuvent être fabriquées en tout et donner le nombre de cartes par habitat de la terre 2 48 = adresses possibles, que l on divise par 6 milliards environ cartes par personne 6. On considère l adresse MAC suivante : « C-6E-82-11». Quel est le fabricant de cette carte? Cisco selon l annexe

17 Exercice 3 : Adressage MAC 3. Combien de fabricants de cartes réseau supporte le format des adresses MAC? En théorie, cette structure supporte 2 24 constructeurs soit Combien de cartes chaque fabriquant peut-il produire? 2 24 = Calculer le nombre maximum de cartes réseaux qui peuvent être fabriquées en tout et donner le nombre de cartes par habitat de la terre 2 48 = adresses possibles, que l on divise par 6 milliards environ cartes par personne 6. On considère l adresse MAC suivante : « C-6E-82-11». Quel est le fabricant de cette carte? Cisco selon l annexe 8. Peut-on changer l adresse MAC d une carte réseau? Donner une raison qui justifie le recours à un tel changement. Oui, mais c est une substitution logique uniquement sous un OS. Sous Linux il y a l outil macchanger et sous Windows des outils freeware. Eviter de tout reconfigurer en cas de remplacement d un PC connecté à un équipement qui fait du filtrage (switch, routeur, )

18 Exercice 3 : Adressage MAC 7. Suite à une capture de trames réalisée par la station A du réseau ci-dessous, une trame dans l une de ses adresse MAC C est apparue. 1. Que pouvez dire sur cette adresse? Le champ b8=1 donc c est de multicast et elle est globale

19 Exercice 3 : Adressage MAC 7. Suite à une capture de trames réalisée par la station A du réseau ci-dessous, une trame dans l une de ses adresse MAC C est apparue. 1. Que pouvez dire sur cette adresse? Le champ b8=1 donc c est de multicast et elle est globale 2. Quel organisme à émit cette adresse MAC? Selon l annexe, c est IEEE COMMITTEE qui a émit

20 Exercice 3 : Adressage MAC 7. Suite à une capture de trames réalisée par la station A du réseau ci-dessous, une trame dans l une de ses adresse MAC C est apparue. 1. Que pouvez dire sur cette adresse? Le champ b8=1 donc c est de multicast et elle est globale 2. Quel organisme à émit cette adresse MAC? Selon l annexe, c est IEEE COMMITTEE qui a émit 3. Une telle adresse peut-elle être une adresse source dans cette trame? L adresse MAC source d une trame est toujours une adresse unicast, on peut avoir l une des communications suivantes : point-à-point, point-à-multipoint (multicast et broadcast), mais pas le contraire donc c est une adresse de destination

21 Exercice 3 : Adressage MAC 7. Suite à une capture de trames réalisée par la station A du réseau ci-dessous, une trame dans l une de ses adresse MAC C est apparue. 1. Que pouvez dire sur cette adresse? Le champ b8=1 donc c est de multicast et elle est globale 2. Quel organisme à émit cette adresse MAC? Selon l annexe, c est IEEE COMMITTEE qui a émit 3. Une telle adresse peut-elle être une adresse source dans cette trame? L adresse MAC source d une trame est toujours une adresse unicast, on peut avoir l une des communications suivantes : point-à-point, point-à-multipoint (multicast et broadcast), mais pas le contraire donc c est une adresse de destination 4. Selon vous cette trame est émise par quel élément de ce réseau et vers quelle destination? est une adresse globale de multicast. IEEE a défini cette adresse pour permettre aux équipements de la deuxième couche (switch de toutes marques) d échanger les messages du Spanning Tree en multicast.

22 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 1. A quel niveau du modèle OSI se trouve Ethernet? Ethernet opère à 2 niveaux du modèle OSI. Il s agit de la moitié inférieure de la couche liaison de données (sous-couche MAC), et la couche physique

23 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 2. Quel est la méthode d accès utilisée dans ce type de réseaux? Rappeler le principe de fonctionnement. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) : - On peut commencer à transmettre à n'importe quel moment - On ne transmet jamais si on détecte une activité sur le canal - On interrompt la transmission dès qu on détecte l'activité d'un autre adaptateur au sein du canal (détection de collisions) - Avant de procéder à la retransmission d'une trame, on patiente pendant une durée aléatoire (déterminée selon la méthode «exponential backoff») a. Si le canal est libre, alors émettre une trame b. Si le canal est occupé, attendre sa libération et émettre dès qu il se libère c. Si l on détecte une collision durant l émission : arrêter l émission et attendre un temps aléatoire avant de réessayer (retour a.)

24 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 2. Quel est la méthode d accès utilisée dans ce type de réseaux? Rappeler le principe de fonctionnement. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) : - On peut commencer à transmettre à n'importe quel moment - On ne transmet jamais si on détecte une activité sur le canal - On interrompt la transmission dès qu on détecte l'activité d'un autre adaptateur au sein du canal (détection de collisions) - Avant de procéder à la retransmission d'une trame, on patiente pendant une durée aléatoire (déterminée selon la méthode «exponential backoff phase») a. Si le canal est libre, alors émettre une trame b. Si le canal est occupé, attendre sa libération et émettre dès qu il se libère c. Si l on détecte une collision durant l émission : Arrêter l émission et attendre un temps aléatoire avant de réessayer (retour a.) 3. Comment peut-on qualifier cette méthode d accès (mode communication)? C est un mode de communication à l alternat ou half-duplex

25 4. Les différents champs d une trame Ethernet Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet En 802.3, le 3ème champ de la trame correspond à la taille de la trame sans contenu, il est utilisé pour localiser, parmi autre, la partie bourrage en cas ou la trame ne fait pas 64 octets et qu on a du remplir. Le champ type a été introduit plus tard dans la norme sous pression du groupe DIX par soucis de cohérence avec la trame Ethernet. Une valeur inférieure à 600 en hexa veut dire longueur de la trame, sinon il correspond au protocoles de la couche supérieure a qui la trame est destinée. Exemple : - un paquet IPv4 si «Type» = un paquet ARP si «Type» = 08 06

26 4. Les différents champs d une trame Ethernet Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet En 802.3, le 3ème champ de la trame correspond à la taille de la trame sans contenu, il est utilisé pour localiser, parmi autre, la partie bourrage en cas ou la trame ne fait pas 64 octets et qu on a du remplir. Le champ type a été introduit plus tard dans la norme sous pression du groupe DIX par soucis de cohérence avec la trame Ethernet. Une valeur inférieure à 600 en hexa veut dire longueur de la trame, sinon il correspond au protocoles de la couche supérieure a qui la trame est destinée. Exemple : - un paquet IPv4 si «Type» = un paquet ARP si «Type» = Donner la taille minimale (resp. maximale) d une trame Ethernet. Min = 64 Octets et max = 1518 (avec entêtes)

27 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD)

28 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD) Quelle est la machine qui a émis cette trame? celle qui va la recevoir? source = DELL (Client) vers destination = 3Com (serveur)

29 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD) Quelle est la machine qui a émis cette trame? celle qui va la recevoir? source = DELL (Client) vers destination = 3Com (serveur) Quelles sont les 2 fonctions possibles du 3ème champ de la trame (le 13ème et 14ème octets)? Taille de la trame ou protocole de la couche supérieure

30 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD) Quelle est la machine qui a émis cette trame? celle qui va la recevoir? source = DELL (Client) vers destination = 3Com (serveur) Quelles sont les 2 fonctions possibles du 3ème champ de la trame (le 13ème et 14ème octets)? Taille de la trame ou protocole de la couche supérieure Dans le cas ci-dessus, selon vous que représente le 3ème champ de la trame? correspond à IPv4

31 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD) Quelle est la machine qui a émis cette trame? celle qui va la recevoir? source = DELL (Client) vers destination = 3Com (serveur) Quelles sont les 2 fonctions possibles du 3ème champ de la trame (le 13ème et 14ème octets)? Taille de la trame ou protocole de la couche supérieure Dans le cas ci-dessus, selon vous que représente le 3ème champ de la trame? correspond à IPv4 Si la taille les données utiles que le message doit comporter est inférieure à la taille minimale d une trame, comment la station procède-elle? Elle procède au remplissage ou bourrage

32 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 6. La trame suivante circule sur le réseau : A C5 00 B0 D0 D7 64 2B FC 9C Quel est le constructeur de la carte réseau du client, serveur et l espion? Client = DELL, serveur = 3Com, espion = INTEL (00:03:47:FB:01:xD) Quelle est la machine qui a émis cette trame? celle qui va la recevoir? source = DELL (Client) vers destination = 3Com (serveur) Quelles sont les 2 fonctions possibles du 3ème champ de la trame (le 13ème et 14ème octets)? Taille de la trame ou protocole de la couche supérieure Dans le cas ci-dessus, selon vous que représente le 3ème champ de la trame? correspond à IPv4 Si la taille les données utiles que le message doit comporter est inférieure à la taille minimale d une trame, comment la station procède-elle? Elle procède au remplissage ou bourrage Comment peut-on faire la différence entre les données utiles et les bits de bourrage lorsqu il n y a pas de champ longueur dans la trame? (Pensez aux protocoles de couches supérieures) Il y a un champ longueur total sur 2 octets dans l entête IP qui renseigne sur la longueur de l entête IP + données

33 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour)

34 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour) Calculer le temps d émission pour une trame minimale et en déduire «t». Tmin = taille trame mini / débit = (64 * 8) / = 51, s = 51,2 µs donc t = Tmin / 2 = 25,6 µs

35 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour) Calculer le temps d émission pour une trame minimale et en déduire «t». Tmin = taille trame mini / débit = (64 * 8) / = 51, s = 51,2 µs donc t = Tmin / 2 = 25,6 µs Quelle est la longueur maximale du câble qui relie les stations A et B sachant que la vitesse de propagation du signal est de km/s? Longueur = vitesse * t = * (25, ) = 512 m

36 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour) Calculer le temps d émission pour une trame minimale et en déduire «t». Tmin = taille trame mini / débit = (64 * 8) / = 51, s = 51,2 µs donc t = Tmin / 2 = 25,6 µs Quelle est la longueur maximale du câble qui relie les stations A et B sachant que la vitesse de propagation du signal est de km/s? Longueur = vitesse * t = * (25, ) = 512 m Combien de bits en transit peut-il y avoir sur le support à un moment donné? Longueur / (distance entre 2 bits) = Longueur / (vitesse / debit) = 512 / ( / ) = 256

37 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour) Calculer le temps d émission pour une trame minimale et en déduire «t». Tmin = taille trame mini / débit = (64 * 8) / = 51, s = 51,2 µs donc t = Tmin / 2 = 25,6 µs Quelle est la longueur maximale du câble qui relie les stations A et B sachant que la vitesse de propagation du signal est de km/s? Longueur = vitesse * t = * (25, ) = 512 m Combien de bits en transit peut-il y avoir sur le support à un moment donné? Longueur / (distance entre 2 bits) = Longueur / (vitesse / débit) = 512 / ( / ) = 256 Donner le nb maxi de segments et de répéteurs qui peuvent être mis entre A et B C est réseau de type 10baseT longueur max d un câble est de 100m Il faut donc 5 segments et 4 répéteurs pour faire 5*100 = 500 m

38 Exercice 4 : Exemple de réseau Ethernet 7. Soit «t» le temps que met un bit émit par A pour atteindre B (temps propagation), «T» le temps nécessaire pour émettre une trame sur ce réseau (temps d émission). Quelle est la relation entre «t» et «T»? T > 2*t pour pouvoir détecter une éventuelle collision (aller retour) Calculer le temps d émission pour une trame minimale et en déduire «t». Tmin = taille trame mini / débit = (64 * 8) / = 51, s = 51,2 µs donc t = Tmin / 2 = 25,6 µs Quelle est la longueur maximale du câble qui relie les stations A et B sachant que la vitesse de propagation du signal est de km/s? Longueur = vitesse * t = * (25, ) = 512 m Combien de bits en transit peut-il y avoir sur le support à un moment donné? Longueur / (distance entre 2 bits) = Longueur / (vitesse / debit) = 512 / ( / ) = 256 Donner le nb maxi de segments et de répéteurs qui peuvent être mis entre A et B C est réseau de type 10baseT longueur max d un câble est de 100m Il faut donc 5 segments et 4 répéteurs pour faire 5*100 = 500 m Quel effet aura l augmentation du débit des stations sur la taille du câble Le débit augmente donc T diminue et par la suite t donc la longueur diminue