Exercices réseaux informatique avec le corrigés – Partie 11

Les exercices pratiques sur les réseaux informatiques comportent des exercices basées sur les concepts des réseaux informatiques tel que les routeurs, switches, passerelles, collision. Domaine de diffusion, adressage IPv4 et IPv6. Fragmentation des paquets IP, routage réseaux, etc… Nous allons voir ici de nombreuses exercices des années précédentes qui vous aideront non seulement à récapituler ce que vous avez appris, mais aussi à comprendre le type de défis et le niveau de difficulté auxquels vous devez vous attendre.
 
 

Exercice 1: Supports de transmission non orientés

1.1) Expliquez la différence entre la portée de transmission et la portée d’interférence.

La portée de transmission est la distance maximale à laquelle un signal peut être reçu de manière fiable. La portée d’interférence est la distance à laquelle un signal peut perturber d’autres signaux, même s’il n’est pas reçu correctement. En résumé, la première concerne la réception, la deuxième concerne l’interférence.

1.2) Citez deux défis pour les réseaux sans fil qui ne se produisent pas dans les réseaux câblés.

Deux défis pour les réseaux sans fil qui ne se produisent pas dans les réseaux câblés sont:

  • Interférences et obstacles: Les signaux sans fil peuvent être perturbés par d’autres appareils, des murs ou des objets, ce qui affecte la qualité de la connexion.
  • Sécurité: Les réseaux sans fil sont plus vulnérables aux accès non autorisés et aux attaques, car les signaux peuvent être interceptés facilement par des personnes à proximité.

1.3) La transmission sans fil orientée élimine certains de ces problèmes et permet d’atteindre des portées de transmission plus élevées. Expliquez pourquoi de nombreux réseaux sans fil fonctionnent encore avec des systèmes de transmission non orientés (omnidirectionnels).

De nombreux réseaux sans fil utilisent des systèmes de transmission omnidirectionnels car ils sont:

  • Moins chers et faciles à installer.
  • Diffusent le signal dans toutes les directions, offrant une large zone de couverture.
  • S’adaptent facilement aux déplacements des utilisateurs.
  • Pratiques pour connecter plusieurs appareils dans des environnements variés.

1.4) Toute onde électromagnétique est effectée par l’atténuation sur la distance. Expliquez pourquoi ce problème affecte davantage les réseaux sans fil que les réseaux câblés.

L’atténuation affecte plus les réseaux sans fil que les réseaux câblés parce que:

  • Propagation dans l’air: Les ondes électromagnétiques subissent des pertes dues à l’absorption et aux obstacles.
  • Interférences: Les signaux sans fil sont perturbés par d’autres sources, augmentant l’atténuation.
  • Distance: La puissance des signaux sans fil diminue rapidement avec la distance, tandis que les câbles maintiennent mieux leur signal.

1.5) Le blindage métallique protège contre les interférences extérieures. Par conséquent, serait-ce une bonne idée d’utiliser un tube métallique pour une transmission radio dirigée ? Pourquoi ou pourquoi pas ?

Utiliser un tube métallique pour une transmission radio dirigée n’est généralement pas une bonne idée, car:

  • Blocage du signal: Le blindage métallique peut bloquer les ondes radio, empêchant la transmission et la réception du signal.
  • Réflexions indésirables: Un tube métallique pourrait provoquer des réflexions du signal, créant des interférences et perturbant la qualité de la communication.

En résumé, bien que le blindage protège contre les interférences, il empêche également la transmission des signaux radio.

 

Exercice 2: Technologies

2.1) Citez deux technologies populaires pour les réseaux au sein d’une entreprise ou d’une université.

Deux technologies populaires pour les réseaux au sein d’une entreprise ou d’une université sont:

  • Wi-Fi(réseaux sans fil): Utilisé pour offrir un accès à Internet et à des ressources réseau sans câbles, permettant une connectivité mobile dans les espaces communs et les bureaux.
  • Ethernet(réseaux câblés): Technologie standard pour les connexions filaires, offrant une connexion stable et rapide pour les ordinateurs et autres dispositifs au sein du réseau local (LAN).

2.2) Au début des années 1980, Token Ring pouvait être considéré comme supérieur à Ethernet. 20 ans plus tard, IBM en a arrêté la distribution. Expliquez pourquoi.

IBM a arrêté la distribution de Token Ring en raison de plusieurs facteurs:

  • Évolution d’Ethernet: Ethernet a progressé avec des vitesses plus élevées et de meilleures gestion des collisions.
  • Coût et complexité: Token Ring était plus coûteux et complexe à configurer.
  • Adoption généralisée d’Ethernet: Ethernet est devenu la norme, avec une large adoption et un écosystème robuste.
  • Compatibilité: Les entreprises ont préféré des solutions compatibles avec leurs infrastructures existantes.

2.3) Dans quel spectre de fréquences les réseaux WLAN fonctionnent-ils ?

Les réseaux WLAN (Wireless Local Area Network) fonctionnent principalement dans les spectres de fréquences de 2,4 GHz et 5 GHz. Plus récemment, des normes comme Wi-Fi 6E ont également commencé à utiliser la bande de 6 GHz. Voici un résumé:

  • 2,4 GHz: Utilisé par de nombreuses normes Wi-Fi (comme 802.11b/g/n) ; offre une portée plus longue mais est plus sujet aux interférences.
  • 5 GHz: Utilisé par des normes plus récentes (comme 802.11a/n/ac/ax) ; offre des vitesses plus élevées et moins d’interférences, mais avec une portée plus courte.
  • 6 GHz: Introduit avec Wi-Fi 6E, permettant plus de canaux et moins d’encombrement.

2.4) Les réseaux Bluetooth et WLAN fonctionnent dans le même spectre de fréquences, mais utilisent des puissances de transmission différentes. Nommez la technologie qui permet d’obtenir une puissance de sortie plus élevée et expliquez pourquoi.

La technologie qui permet d’obtenir une puissance de sortie plus élevée est le WLAN (Wireless Local Area Network). Explication:

  • Puissance de transmission: Le WLAN utilise des puissances de transmission plus élevées pour couvrir de plus grandes distances et fournir une meilleure connexion dans des environnements où plusieurs utilisateurs sont connectés.
  • Normes: Les normes WLAN, comme 802.11n/ac/ax, sont conçues pour des applications nécessitant des débits de données élevés sur des distances plus longues, contrairement au Bluetooth, qui est optimisé pour des connexions à courte portée et consomme moins d’énergie.
 

Exercice 3:

Étant donné la table de routage suivante d’un routeur R:

Proposer une topologie de réseau compatible avec la table de routage ci-dessus.

 

Exercice 4: Temps de transfert (latence)

Un fichier MP3 d’une taille de 30 * 106 bits doit être transféré du terminal A au terminal B. La vitesse de propagation du signal est de 200 000 km/s. A et B sont directement reliés par une liaison d’une longueur de 5 000 km. Le fichier est transféré sous la forme d’un message unique, d’une taille de 30 * 106 bits. Il n’y a pas d’en-tête ni trame de protocole de réseau.

4.1) Calculez le temps de transfert (latence) du fichier, lorsque le débit de données du réseau informatique entre les deux terminaux est de _________.

  • 56 kbps
  • 64 kbps
  • 1 Mbps
  • 16 Mbps
  • 100 Mbps
• 56 kbps

Taille du fichier: 30,000,000 Bits
Débit de données: 56,000 Bits/s
Délai de propagation = 5,000,000 m / 200,000,000 m/s = 0.025 s
Délai de transmission = 30,000,000 Bits / 56,000 Bits/s = 535.714285714 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 0.025 s + 535.714285714 s = 535.739 s = approx. 9 min.

• 64 kbps

Taille du fichier: 30,000,000 Bits
Débit de données: 64,000 Bits/s
Délai de propagation = 5,000,000 m / 200,000,000 m/s = 0.025 s
Délai de transmission = 30,000,000 Bits / 64,000 Bits/s = 468.75 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 0.025 s + 468.75 s = 468.775 s = approx. 7 min 49 s

• 1 Mbps

Taille du fichier: 30,000,000 Bits
Débit de données: 1,000,000 Bits/s
Délai de propagation = 5,000,000 m / 200,000,000 m/s = 0.025 s
Délai de transmission = 30,000,000 Bits / 1,000,000 Bits/s = 30 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 0.025 s + 30 s = 30.025 s = approx. 30 s.

• 16 Mbps

Taille du fichier: 30,000,000 Bits
Débit de données: 16,000,000 Bits/s
Délai de propagation = 5,000,000 m / 200,000,000 m/s = 0.025 s
Délai de transmission = 30,000,000 Bits / 16,000,000 Bits/s = 1.875 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 0.025 s + 1.875 s = 1.9 s

• 100 Mbps

Taille du fichier: 30,000,000 Bits
Débit de données: 100,000,000 Bits/s
Délai de propagation = 5,000,000 m / 200,000,000 m/s = 0.025 s
Délai de transmission = 30,000,000 Bits / 100,000,000 Bits/s = 0.3 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 0.025 s + 0.3 s = 0.325 s

4.2) Calculez le volume de la connexion réseau pour chacune des alternatives ci-dessus. Quel est le nombre maximum de bits qui peuvent se trouver dans la ligne entre l’émetteur et le récepteur ?

Seul le délai de propagation est pertinent ici!

Délai de transmission = 0 s
Temps d'attente = 0 s.
Délai de propagation = 0.025 s = 25 ms

     56,000 Bits/s * 0.025 s = 1,400 Bits
     64,000 Bits/s * 0.025 s = 1,600 Bits
  1,000,000 Bits/s * 0.025 s = 25,000 Bits
 16,000,000 Bits/s * 0.025 s = 400,000 Bits
100,000,000 Bits/s * 0.025 s = 2,500,000 Bits
 

Exercice 5: Bande passante et Délai

Imaginons que la NASA ait envoyé un vaisseau spatial sur la planète Mars et qu’il y ait atterri. Une liaison point à point de 128 kbps (kilobits par seconde) est établie entre la planète Terre et le vaisseau spatial.

La distance entre la Terre et Mars varie entre environ 55 000 000 km et environ 400 000 000 km. Pour les calculs ultérieurs, nous utilisons la distance de 55 000 000 km, qui est la distance entre la Terre et Mars, lorsqu’elles sont les plus proches l’une de l’autre.

La vitesse de propagation du signal est de 299 792 458 m/s, soit la vitesse de la lumière.

5.1) Calculez le temps d’aller-retour (RTT) pour la connexion.

RTT = (2 * distance) / vitesse de propagation du signal

RTT = (2 * distance) / vitesse de propagation du signal
    = (2 * 55,000,000,000 m) / 299,792,458 m/s
    = 110,000,000,000 m / 299,792,458 m/s
    = 366.920504718 s

5.2) Calculez le produit bande passante-délai pour la ligne afin de déterminer quel est le nombre maximum de bits qui peuvent résider dans la ligne entre l’émetteur et le récepteur.

Vitesse de propagation du signal = 299 792 458 m/s
Distance = 55 000 000 000 000 000 000 m
Délai de transmission = 0 s
Temps d’attente = 0 s

                        55,000,000,000 m
Délai de propagation = ------------------ = 183.460252359 s
                        299,792,458 m/s

128,000 Bits/s * 183.460252359 s = 23,482,912.302 Bits = approx. 23.48 Mbits

5.3) Une webcam située à la surface de la planète Mars envoie des images à la Terre. Chaque image a une taille de 20 Mo (1 Mo = 220 octets). En combien de temps une photo peut-elle parvenir au centre de contrôle de la mission sur Terre ?

Taille du fichier: 20 MB = 20,971,520 Bytes = 167,772,160 Bits
Débit de données: 128,000 Bits/s
Délai de propagation = 55,000,000,000 m / 299,792,458 m/s
                     = 183.460252359 s
Délai de transmission = 167,772,160 Bits / 128,000 Bits/s
                      = 1,310.72 s
                      = 21 m 50.72 s
Temps d'attente = 0 s
Temps de latence = Délai de propagation + Délai de transmission + Temps d'attente
                 = 183.460252359 s + 1,310.72 s
                 = 1,494.18025236 s
                 = 24 m 54.18025236 s
 

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