Examen de première session Réseaux 3 heures

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1 Licence Informatique & MIAGE -S6- Le 26 Mars 2015 Examen de première session Réseaux 3 heures Les documents de cours, TD, TP, notes manuscrites et les calculatrices sont autorisés. Le sujet est composé de 6 parties totalement indépendantes. Le barème de notation (indicatif) est indiqué au début de chaque question. Il y a au total 26 points : vous pouvez éventuellement faire l impasse sur 6 points du sujet. Partie I : Questions générales (1 point) Une «panne» réseau récente à l université «semble avoir» été provoquée par le branchement de deux commutateurs (switches) en boucle fermée, provoquant ainsi une retransmission infinie (Note pour les étudiants avertis : le Spanning Tree Protocol qui peut éviter ce désagrément n était pas disponible ou activé sur ces éléments réseaux). Question I point Donnez une raison simple pour laquelle le TTL des paquets IP n a pu en rien aider à la régulation du trafic engendré dans la boucle créée par ces deux commutateurs? Question I point Expliquez les conséquences potentielles (sur les liens locaux, sur les routeurs locaux, ou sur les routeurs distants) d une telle boucle si la trame Ethernet capturée «dans la boucle» est une requête ARP en broadcast? Partie II : Couche Physique (4 points) Un radioamateur veut connecter deux machines L et P qui se trouvent respectivement à Lille et à Paris. Il est indécis entre deux solutions différentes, dont il doit évaluer l'efficacité : a) s'abonner à un service ADSL et connecter les machines à travers Internet, ou b) réaliser un pont radio en transmettant un signal direct entre Lille et Paris. La connexion ADSL disponible est de type ADSL2+ (2,2 MHz, divisé en 512 sous-porteuses de khz, chacune capables de transmettre 4000 symboles par seconde, sous-porteuses de 1 à 5 réservées pour le trafic voix, celles de 6 à 31 pour le débit montant et les autres pour le débit descendant). Le bruit sur la ligne ne permet cependant pas d'exploiter les fréquences supérieures à 500 khz, ni d'utiliser un encodage plus efficace que le 128-QAM pour chaque sous-porteuse disponible. Question II.1 1 point Quels sont en pratique les débits montant/descendant de la ligne ADSL avec ces limitations? 1/8

2 Le pont radio que le radioamateur pourrait réaliser transmet le signal en modulation de fréquence (tout simplement, chaque fréquence est associée à un symbole) avec un temps de 10 microsecondes pour la transmission de chaque symbole. Question II points Quel est le débit du pont radio si seulement deux fréquences sont disponibles pour réaliser la modulation? Question II.3 1 point Quel devrait être le nombre de fréquences disponibles pour la modulation si on veut atteindre un débit au moins égal au débit montant obtenu pour l'adsl? On suppose maintenant que les fréquences disponibles pour la modulation dans le pont radio sont de 100 khz, 150 khz, 200 khz et 250 khz. Question II.4 1 point Spécifier une association symbole-fréquence pour chacune des 4 fréquences disponibles et dessiner un exemple d'encodage du signal pour la transmission de l'octet 0xC6 selon l'association choisie. Question II point Combien de temps faut-il attendre pour l'émission de l'octet encodé dans la question précédente? Partie III : Codage (3 points) Question III point Déterminer si le message «1A80» (hexadécimal) a un CRC valide selon le polynôme x 4 +x+1? Question III.2 1 point Même question, avec le polynôme x 4 +x? Selon vous, ces polynômes sont-ils interchangeables? Question III point Proposez un code de Hamming pour 4 symboles distincts, chacun représentés avec 5 bits, et qui soit capable de corriger une erreur de transmission. Question III.4 1 point Le support de transmission qui sera utilisé (type USB), implique que de ne pas transmettre plus de six 1 consécutifs sur le médium physique. Proposez une évolution de votre codage pour que quel que soit la séquence de symboles à transmettre, une fois traduite en séquence de bits, elle ne puisse pas générer l émission de plus de six 1 consécutifs. 2/8

3 Partie IV : Liaison (6 points) Deux hôtes A et B distants de 6000 Km communiquent au travers d une câble transatlantique. On suppose que la vitesse de propagation du signal dans le câble est de Km/s. Question IV point Quelle est la durée, en ms, entre le début d émission d un signal par A et le début de réception de ce même signal par B? La liaison utilisée est full-duplex avec un débit réservé de 1212 Kbits/s pour chaque sens. Les trames (ou acquittements) échangés par A et B sont de 1515 octets. On souhaite mettre en place un protocole fenêtré. Question IV point Quelle doit-être la taille minimale des buffers (en nombre de trames conservés) de A et B? On suppose que la taille <entête+crc> de chaque trame (ou acquittement) est de 15 octets Question IV point Quel est le débit réel maximal possible en Kbits/s? Question IV point Si A doit transmettre 3000 octets à B, combien de temps s écoulera entre le début d émission par A de la première trame, et la fin de réception (par A) du dernier acquittement? (un schéma explicatif est bienvenu) Question IV.5 1 point Si A doit transmettre «1500 * x» octets à B, combien de temps s écoulera entre le début d émission par A de la première trame, et la fin de réception (par A) du dernier acquittement? Question IV.6 1 point Quelles pourraient être les différentes conséquences de la non validité du CRC sur la première et la n ième trame en considérant la taille de buffer de la question IV.2? Etant donné le débit faible de la liaison précédente, on suppose avoir accès, non pas à une, mais à 100 liaisons ayant ces caractéristiques, permettant ainsi d augmenter le débit courant par 100. On pourra, dans la suite de cette exercice, ignorer la latence induite par la distance entre A et B, et ne baser les calculs que sur le débit réel calculé à la question IV.3 On envisage comme solution alternative d utiliser l envoi postal de nombreuses cartes mini- SD de 16-Giga octets pour transférer un très gros volume de données de A vers B. On suppose que les données sont fiabilisées et qu il n y a pas de pertes de coli, de données, ou corruption de données. On suppose également que le transfert postal prendra exactement 24h quelque soit le nombre de cartes mini-sd envoyées. On suppose dans un premier temps que la durée de lecture/d écriture d une carte mini-sd est négligeable. Question IV.7 1 point A partir de quel volume de données la solution postale s avère être plus rapide que la solution «x 100 liaisons»? Combien de cartes sont alors nécessaires? Question IV.8 1 point Même question si l on suppose que l écriture et la lecture d une carte mini-sd est comptée, que chacune prend exactement 5 minutes, et que l on dispose d un seul lecteur de carte mini-sd pour A et pour B? 3/8

4 Questions très majoritairement indépendantes Partie V : Routage (6 points) Question V.1 1 point Le réseau initial /16 est subdivisé en un certain nombre de sous-réseaux avec le masque ( «/22») (a) Indiquez le nombre de sous-réseaux disponibles. (b) Indiquez si chacune des cinq adresses suivantes est une adresse de - sous-réseau (RSX) - broadcast (BROAD) - d hôte (HOST) (b.1) (b.2) (b.3) (b.4) (b.5) Question V.2 1 point Découpez le réseau /28 en 4 sous-réseaux de taille identique. Indiquez les adresses & masques de réseau, adresses de broadcast et nombre d adresses utilisables pour ces 4 sousréseaux, dans le format suivant (à reproduire sur votre copie) : sous-réseau adr. rsx masque rsx adr. broadcast nb. adr. utilisables Voici un réseau composé de 8 nœuds : 4/8 2

5 Question V point Donnez l arbre collecteur du nœud «A». Proposez la table de routage associée sou la forme: Nœud «A» Destination Next-Hop Question V.4 1 point En supposant que chaque nœud ne connaisse initialement aucun de ses voisins, et que l ensemble des nœuds utilise l algorithme de vecteurs de distances, au bout de combien d échanges de tables/d étapes (a) «H» aura connaissance de l ensemble des nœuds du réseau? (b) tous les nœuds auront connaissance de la totalité des autres nœuds du réseau? (c) les tables de routage seront stables? Justifier votre réponse. Question V points Le bloc d adresse /16 a été attribué à un ISP (Internet Service Provider). L ISP veut l utiliser pour allouer des adresses à plusieurs sous-réseaux. La figure propose un graphique de la subdivision du réseau. Pour accéder à cette subdivision la première étape consiste à diviser le réseau de base en 8 sous-réseaux de la même taille. Par la suite, le sous-réseau #1 est divisé en 32 sous-réseaux de la même taille et le sous-réseau #6 divisé en 16 sous-réseaux de la même taille. Le sous-réseau #6-#14 est divisé en huit sous-réseaux toujours de la même taille. (a) Spécifiez les 8 sous-réseaux de /16 en décimal. (b) Énumérez les adresses ("minimum" et "maximum") d'hôtes pouvant être assignées au sous-réseau #3. (c) Identifiez l'adresse de broadcast du sous-réseau #3. (d) Spécifiez les 16 sous-réseaux du sous-réseau #6. (e) Spécifiez les 8 sous-réseaux du sous-réseau #6-#14. (f) Énumérez les adresses ("minimum" et "maximum") d'hôtes pouvant être assignées au sous-réseau #6-#14-#2. 5/8

6 Nous vous proposons d étudier la capture de trames suivante Partie VI : Protocoles Applicatifs (6 points) No Time (sec) Source Destination Prot Info DNS Standard query A webtp.fil.univ-lille1.fr DNS Standard query A webtp.fil.univ-lille1.fr DNS Standard query response A TCP > ftp [SYN] Seq=0 Win=14600 Len=0 MSS= TCP ftp > [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=5840 Len=0 MSS= TCP > ftp [ACK] Seq=1 Ack=1 Win=14600 Len= FTP Response: 220 (vsftpd 2.3.2) TCP > ftp [ACK] Seq=1 Ack=21 Win=14600 Len= FTP Request: USER bidon TCP ftp > [ACK] Seq=21 Ack=13 Win=5840 Len= FTP Response: 331 Please specify the password TCP > ftp [ACK] Seq=13 Ack=55 Win=14600 Len= FTP Request: PASS toutouille FTP Response: 230 Login successful TCP > ftp [ACK] Seq=29 Ack=78 Win=14600 Len= FTP Request: SYST FTP Response: 215 UNIX Type: L TCP > ftp [ACK] Seq=35 Ack=97 Win=14600 Len= FTP Request: PORT 192,168,5,62,210, FTP Response: 200 PORT command successful. Consider using PASV TCP > ftp [ACK] Seq=62 Ack=148 Win=14600 Len= FTP Request: LIST FTP Response: 150 Here comes the directory listing FTP Response: 426 Failure writing network stream TCP > ftp [ACK] Seq=68 Ack=224 Win=14600 Len= FTP Request: \377\364\ FTP Request: \362ABOR TCP ftp > [ACK] Seq=224 Ack=78 Win=5840 Len= FTP Response: 225 No transfer to ABOR TCP > ftp [ACK] Seq=78 Ack=250 Win=14600 Len= FTP Request: QUIT FTP Response: 221 Goodbye TCP ftp > [FIN, ACK] Seq=264 Ack=84 Win=5840 Len= TCP > ftp [ACK] Seq=84 Ack=264 Win=14600 Len= TCP > ftp [FIN, ACK] Seq=84 Ack=265 Win=14600 Len= TCP ftp > [ACK] Seq=265 Ack=85 Win=5840 Len= TCP > ftp [SYN] Seq=0 Win=14600 Len=0 MSS= TCP ftp > [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=5840 Len=0 MSS= TCP > ftp [ACK] Seq=1 Ack=1 Win=14600 Len= FTP Response: 220 (vsftpd 2.3.2) TCP > ftp [ACK] Seq=1 Ack=21 Win=14600 Len=0 ainsi que le détail de la trame n 21 6/8

7 Frame 21: 176 bytes on wire (1408 bits), 176 bytes captured (1408 bits) Ethernet II, Src: b4:e9:b0:c8:a1:80 (b4:e9:b0:c8:a1:80), Dst: Dell_d0:63:b1 (00:1e:4f:d0:63:b1) Internet Protocol Version 4, Src: ( ), Dst: ( ) User Datagram Protocol, Src Port: domain (53), Dst Port: (50214) Domain Name System (response) [Request In: 19] [Time: seconds] Transaction ID: 0x31d0 Flags: 0x8580 (Standard query response, No error) = Response: Message is a response = Opcode: Standard query (0) = Authoritative: Server is an authority for domain = Truncated: Message is not truncated = Recursion desired: Do query recursively = Recursion available: Server can do recursive queries = Z: reserved (0) = Answer authenticated: Answer/authority portion was not authenticated by the server = Non-authenticated data: Unacceptable = Reply code: No error (0) Questions: 1 Answer RRs: 1 Authority RRs: 2 Additional RRs: 2 Queries webtp.fil.univ-lille1.fr: type A, class IN Name: webtp.fil.univ-lille1.fr Type: A (Host address) Answers webtp.fil.univ-lille1.fr: type A, class IN, addr Name: webtp.fil.univ-lille1.fr Type: A (Host address) Time to live: 1 day Data length: 4 Addr: ( ) Authoritative nameservers fil.univ-lille1.fr: type NS, class IN, ns reserv2.univ-lille1.fr Name: fil.univ-lille1.fr Type: NS (Authoritative name server) Time to live: 1 day Data length: 10 Name Server: reserv2.univ-lille1.fr fil.univ-lille1.fr: type NS, class IN, ns reserv1.univ-lille1.fr Name: fil.univ-lille1.fr Type: NS (Authoritative name server) Time to live: 1 day Data length: 10 Name Server: reserv1.univ-lille1.fr Additional records reserv1.univ-lille1.fr: type A, class IN, addr Name: reserv1.univ-lille1.fr Type: A (Host address) Time to live: 6 hours Data length: 4 Addr: ( ) reserv2.univ-lille1.fr: type A, class IN, addr Name: reserv2.univ-lille1.fr Type: A (Host address) Time to live: 6 hours Data length: 4 Addr: ( ) Question VI point A quoi servent les 3 premières trames échangées (n 14,19,21)? Question VI.2 1 point (a) Quelle est l adresse IP et l adresse MAC du client DNS? Justifier votre réponse (b) Combien de serveurs DNS sont interrogés? Quelle(s) est/sont leur(s) adresse(s) IP? Le(s)quel(s) retourne(nt) une réponse DNS? 7/8

8 Question VI point Peut-on déterminer l adresse MAC du (ou des) serveur(s) DNS? À votre avis pourquoi? Question VI point Donnez l'adresse MAC d une passerelle utilisée pour accéder à (au moins) un serveur DNS? Question VI point Quelle est la durée estimée du timeout du client DNS? Question VI.6 1 point Le protocole DNS peut utiliser, soit le protocole UDP, soit le protocole TCP. Pourquoi le protocole UDP est-il généralement choisi pour les requêtes client-serveur? Question VI.7 1 point Avant la 2ème connexion TCP au serveur FTP, il n'y a pas eu de requête de résolution DNS. A votre avis pourquoi? Question VI.8 1 point Donnez une raison probable pour laquelle la requête FTP n'a pas pu aboutir. Donnez deux solutions à ce problème. 8/8