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: IPv6
1.1) Expliquer le concept de Scopes dans IPv6.
Le concept de « scopes » dans IPv6 fait référence à la portée ou à l’étendue d’utilisation des adresses IP, déterminant où et comment une adresse peut être utilisée au sein d’un réseau. Les scopes aident à gérer les adresses et à s’assurer qu’elles sont interprétées correctement selon leur contexte.
1.2) Expliquer ce que signifie « Scope Host » dans IPv6.
Le « scope host » dans IPv6 fait référence à une adresse IP qui est valide uniquement pour un appareil (ou hôte) spécifique et qui ne peut pas être utilisée pour communiquer avec d’autres appareils sur le réseau. Cela signifie que les paquets envoyés à une adresse avec un scope host sont destinés à rester à l’intérieur de l’appareil lui-même.
Communication locale: Les adresses de scope host sont utilisées pour la communication interne à un hôte, comme pour les processus ou les applications qui échangent des données localement sans passer par le réseau.
Utilisation de l’adresse: Dans IPv6, le scope host est souvent associé aux adresses de bouclage (loopback), qui sont généralement représentées par l’adresse ::1. Cette adresse permet à un hôte de se communiquer avec lui-même pour des tests ou des services locaux.
Isolation: Les paquets adressés à un scope host ne sont pas routés sur le réseau, ce qui les isole de la communication externe. Cela est utile pour la sécurité et pour les tests de services.
En résumé, le scope host permet à un appareil de traiter certaines communications sans interférence ou nécessité d’interagir avec d’autres appareils sur le réseau.
1.3) Expliquer ce que signifie « Scope Link-Local » dans IPv6.
Le « scope link-local » dans IPv6 désigne des adresses qui sont valides uniquement au sein d’un lien local, c’est-à-dire d’un segment de réseau directement connecté. Ces adresses ne peuvent pas être routées au-delà de ce lien et sont utilisées pour la communication entre appareils sur le même réseau local.
Plage d’adresses: Les adresses link-local commencent par le préfixe FE80::/10. Par exemple, une adresse link-local typique pourrait être FE80::1A2B:3C4D:5E6F:7G8H.
Utilisation: Ces adresses sont généralement utilisées pour des fonctionnalités comme la découverte de voisins (Neighbor Discovery Protocol) et l’auto-configuration d’adresses. Elles permettent aux appareils de se trouver et de communiquer sans configuration manuelle.
Routage: Les paquets envoyés à une adresse link-local ne sont jamais transmis par des routeurs, ce qui signifie qu’ils restent confinés au réseau local. Cela permet de réduire le trafic et d’augmenter la sécurité, puisque les communications ne peuvent pas être interceptées ou routées à l’extérieur.
Auto-configuration: Lorsqu’un appareil IPv6 se connecte à un réseau, il génère automatiquement une adresse link-local en utilisant son identifiant d’interface (généralement dérivé de l’adresse MAC), ce qui permet une communication instantanée avec d’autres appareils sur le même lien.
En résumé, le scope link-local est essentiel pour les communications au sein d’un réseau local, offrant des fonctionnalités d’auto-configuration et de découverte sans nécessiter d’adresses IP routables.
1.4) Expliquer ce que signifie « Scope Unique-Local » dans IPv6.
Le « scope unique-local » dans IPv6 fait référence à un type d’adresse IP qui est destiné à être utilisé pour la communication au sein d’un réseau local ou d’un ensemble de réseaux internes, mais qui n’est pas routé sur Internet. Ces adresses sont similaires aux adresses privées en IPv4 (comme les adresses dans les plages 192.168.x.x, 10.x.x.x, etc.), mais adaptées à la structure d’IPv6.
Plage d’adresses: Les adresses unique-local commencent par le préfixe FC00::/7. Elles peuvent être subdivisées en deux sous-réseaux : FC00::/8 (pour les adresses globalement uniques) et FD00::/8 (pour les adresses générées localement).
Utilisation: Ces adresses sont conçues pour des communications à l’intérieur d’un réseau local ou d’une organisation, permettant des échanges entre des appareils sans nécessiter d’adresses publiques. Elles sont idéales pour les réseaux privés, les connexions entre sites ou les environnements de test.
Routage: Les adresses unique-local ne sont pas routées sur l’Internet public, ce qui garantit que les communications restent à l’intérieur du réseau privé. Cela augmente la sécurité, car ces adresses ne sont pas exposées à l’Internet.
Globalement uniques: Les adresses unique-local peuvent être conçues pour être globalement uniques, ce qui signifie qu’elles ne devraient pas entrer en conflit avec d’autres adresses uniques, même si elles sont utilisées dans des réseaux différents. Cela est particulièrement utile pour les entreprises ayant plusieurs sites.
Auto-configuration: Comme pour les adresses link-local, les appareils peuvent générer automatiquement des adresses unique-local en utilisant leur identifiant d’interface, ce qui facilite la configuration et la mise en réseau.
En résumé, le scope unique-local permet des communications internes sécurisées et flexibles dans des réseaux privés, tout en évitant les conflits avec d’autres réseaux ou avec l’Internet.
1.5) Expliquer ce que signifie « Scope Global » dans IPv6.
Le « scope global » dans IPv6 fait référence à des adresses IP qui sont routables sur l’Internet. Ces adresses sont attribuées par des organismes tels que l’IANA (Internet Assigned Numbers Authority) et les RIR (Regional Internet Registries) et sont destinées à être utilisées par des appareils qui doivent communiquer à l’échelle mondiale.
Plage d’adresses: Les adresses de scope global peuvent appartenir à n’importe quelle plage d’adresses IPv6 qui est routée sur Internet, comme celles qui commencent par des préfixes tels que 2000::/3.
Routabilité: Les adresses globales sont conçues pour être accessibles depuis n’importe où sur Internet. Cela signifie qu’elles peuvent être utilisées pour identifier de manière unique des appareils, des serveurs, ou des services accessibles sur le réseau mondial.
Attribution: Ces adresses sont généralement attribuées aux fournisseurs de services Internet (FSI) ou directement aux organisations. Elles sont souvent organisées en blocs d’adresses pour faciliter le routage et la gestion.
Utilisation: Les adresses de scope global sont utilisées pour toutes sortes d’applications et de services sur Internet, comme l’hébergement de sites web, le service de messagerie, ou toute autre communication réseau nécessitant une accessibilité publique.
Accessibilité: Les appareils ayant une adresse de scope global peuvent communiquer entre eux, même s’ils sont situés dans des régions géographiques différentes, tant qu’ils sont connectés à Internet.
En résumé, le scope global est crucial pour la connectivité sur Internet, permettant aux dispositifs de s’identifier et de communiquer à l’échelle mondiale, facilitant ainsi l’interaction et les services à travers le réseau mondial.
1.6) Expliquer ce qu’est l’adresse IPv6 ::1/128.
L’adresse IPv6 ::1/128 est une adresse spéciale qui représente l’adresse de boucle (loopback) dans le protocole IPv6. Voici les caractéristiques principales de cette adresse:
Boucle locale: L’adresse ::1 est utilisée pour la communication interne d’un hôte avec lui-même. Cela permet aux applications de tester des connexions sans envoyer de paquets sur le réseau.
Notation: L’adresse ::1 est une forme abrégée de 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001. Le double deux-points (::) indique une compression de zéros, simplifiant ainsi l’écriture de l’adresse.
Préfixe /128: Le /128 indique qu’il s’agit d’une adresse individuelle avec un masque de sous-réseau de 128 bits. Cela signifie que cette adresse est unique et ne peut pas être partagée avec d’autres dispositifs.
Utilisation: Elle est couramment utilisée pour le diagnostic, le développement et les tests. Par exemple, un programme peut envoyer des paquets à cette adresse pour vérifier si le protocole de réseau fonctionne correctement sur l’hôte.
Routage: Les paquets envoyés à ::1 ne quittent jamais l’hôte. Ils sont traités entièrement en interne, ce qui contribue à des communications rapides et sans interférence externe.
En résumé, ::1/128 est une adresse essentielle pour les tests et la communication interne dans le cadre d’IPv6, facilitant le développement d’applications réseau sans nécessiter de ressources réseau externes.
1.7) Donnez le nom du scope de l’adresse IPv6 ::1/128.
L’adresse IPv6 ::1/128 a un scope host. Cela signifie qu’elle est utilisée pour la communication locale à l’intérieur de l’hôte lui-même, sans être routée sur le réseau. Elle est typiquement utilisée pour des opérations de boucle locale, permettant aux applications de se communiquer avec elles-mêmes.
1.8) Donnez le nom du scope des adresses qui ont le préfixe fe80::/10.
Les adresses qui ont le préfixe FE80::/10 ont un scope link-local. Cela signifie qu’elles sont valables uniquement pour la communication au sein d’un lien local et ne peuvent pas être routées au-delà de ce segment de réseau. Ces adresses sont souvent utilisées pour des fonctionnalités telles que la découverte de voisins et l’auto-configuration d’adresses.
1.9) Donnez le nom du scope des adresses qui ont le préfixe fc00::/7.
Les adresses qui ont le préfixe FC00::/7 ont un scope unique-local. Ces adresses sont destinées à être utilisées pour la communication au sein d’un réseau local ou d’une organisation, mais elles ne peuvent pas être routées sur Internet. Elles sont similaires aux adresses privées en IPv4 et permettent des échanges sécurisés dans des environnements internes.
1.10) Donnez le nom du scope des adresses qui ont le préfixe 2000::/3.
Les adresses qui ont le préfixe 2000::/3 ont un scope global. Ces adresses sont routables sur Internet et sont utilisées pour identifier de manière unique des dispositifs accessibles à l’échelle mondiale. Elles permettent la communication entre des appareils connectés à différents réseaux à travers le monde.
1.11) L’IPv6 n’a pas d’adresses de broadcast, mais pour certains usages, une fonctionnalité de type broadcast est nécessaire. Expliquez comment IPv6 imite la fonctionnalité de broadcast.
Bien qu’IPv6 ne dispose pas d’adresses de broadcast comme dans IPv4, il imite cette fonctionnalité à l’aide de multicast. Voici comment cela fonctionne:
Utilisation du Multicast: En IPv6, le multicast permet d’envoyer des paquets à un groupe spécifique d’appareils, ce qui remplace efficacement le concept de broadcast. Les paquets multicast sont envoyés à une adresse multicast et tous les appareils abonnés à cette adresse reçoivent le paquet.
Adresses Multicast: Les adresses multicast commencent par le préfixe FF00::/8. Les appareils peuvent s’abonner à ces adresses pour recevoir des messages destinés à tous les membres du groupe, tout en évitant d’inonder le réseau avec des transmissions broadcast.
Groupes Multicast: Les groupes multicast peuvent être gérés de manière dynamique, ce qui permet aux dispositifs de rejoindre ou de quitter les groupes en fonction de leurs besoins, offrant ainsi une grande flexibilité.
En résumé, IPv6 imite la fonctionnalité de broadcast par le biais de multicast, permettant des communications efficaces et ciblées au sein de réseaux tout en préservant la bande passante et en évitant les inconvénients associés au broadcast traditionnel.
1.12) Donnez le préfixe des adresses multicast.
Le préfixe des adresses multicast en IPv6 est FF00::/8. Toutes les adresses qui commencent par ce préfixe sont réservées pour le multicast, permettant d’envoyer des paquets à un groupe spécifique d’appareils au sein d’un réseau.
1.13) Citez trois façons de définir l’ID d’interface.
L’ID d’interface dans IPv6 peut être défini de plusieurs manières. Voici trois méthodes courantes:
Basé sur l’adresse MAC (EUI-64): L’ID d’interface peut être dérivé de l’adresse MAC de l’interface réseau. Cette méthode utilise le format EUI-64, qui prend l’adresse MAC, insère un identifiant de groupe et convertit l’adresse en une forme compatible avec IPv6.
Génération aléatoire: Pour des raisons de confidentialité et de sécurité, l’ID d’interface peut être généré de manière aléatoire. Cette méthode aide à prévenir le suivi des dispositifs basés sur leur adresse IPv6.
Configuration manuelle: L’utilisateur ou un administrateur réseau peut également configurer l’ID d’interface manuellement. Cela permet un contrôle total sur l’adresse, ce qui peut être utile dans certains scénarios de gestion de réseau.
Ces méthodes permettent de créer des adresses IPv6 uniques pour chaque interface sur un réseau.
Remplacer les groupes de zéros consécutifs par ::. Cette notation ne peut être utilisée qu’une seule fois dans une adresse pour éviter toute ambiguïté.
Par exemple, l’adresse 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 peut être simplifiée en 2001:db8::1.
2. Supprimer les zéros non significatifs:
Dans chaque groupe de 16 bits, vous pouvez omettre les zéros non significatifs. Par exemple, 0001 devient 1 et 00A0 devient A0.
L’adresse 2001:0db8:0001:0000:0000:0000:0000:0001 peut donc être simplifiée en 2001:db8:1:0:0:0:0:1.
3. Utiliser la forme abrégée des segments:
En plus de la notation compressée, vous pouvez appliquer les deux règles ci-dessus pour réduire les segments individuels.
Par exemple, l’adresse 2001:0DB8:0001:0000:0000:0000:0000:0001 devient 2001:db8:1::1.
Exemples:
L’adresse 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 devient 2001:db8::1.
L’adresse 2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 devient 2000::1.
En appliquant ces règles, vous pouvez simplifier efficacement les adresses IPv6 tout en conservant leur signification.
2.1) Indiquez les noms des modèles de référence dans la figure suivante.
2.2) Attribuer les termes techniques « Frames », « Paquets », « Segments » et « Signaux » aux couches des modèles de référence dans la figure.
Segments ⇒ Couche transport
Paquets ⇒ Couche réseau
Trames ⇒ Couche liaison de données
Signaux ⇒ Couche physique
2.3) Pourquoi la couche présentation et la couche session ne sont-elles pas utilisées de manière intensive?
Les fonctionnalités prévues pour la couche session et la couche présentation font désormais partie des protocoles et des services de la couche application.
2.4) Pourquoi le modèle de référence hybride est-il plus proche de la réalité que le modèle de référence TCP/IP ?
Le modèle de référence hybride illustre le fonctionnement des réseaux informatiques de manière réaliste car il distingue la couche physique et la couche liaison de données et ne subdivise pas la couche application. Il combine les avantages du modèle de référence TCP/IP et du modèle de référence OSI, sans en reprendre les inconvénients.
Exercice 3: Supports de transmission
3.1) Pourquoi le conducteur extérieur (le blindage) des câbles coaxiaux est-il mis à la terre et entoure-t-il complètement le conducteur intérieur ?
Le blindage des câbles coaxiaux est mis à la terre et entoure complètement le conducteur intérieur pour protéger contre les interférences, améliorer la qualité du signal, assurer la sécurité, réduire les pertes de signal et établir une référence de terre stable.
3.2) Qu’est-ce qu’un Transceiver ?
Un transceiver (ou émetteur-récepteur) est un dispositif électronique qui combine les fonctions d’émission et de réception de signaux. Il est utilisé dans divers contextes, notamment dans les communications réseau, les télécommunications, et les systèmes radio.
Le transceiver peut envoyer des données (émission) et recevoir des données (réception) sur le même circuit ou dans le même appareil, ce qui le rend très pratique pour les communications bidirectionnelles.
Les transceivers peuvent traiter différents types de signaux, y compris analogiques, numériques, radiofréquence (RF), ou optiques, selon leur conception.
Dans le contexte des réseaux informatiques, les transceivers sont souvent utilisés dans des équipements comme les routeurs, les commutateurs, et les cartes réseau pour permettre la communication entre les appareils.
En résumé, un transceiver est un dispositif essentiel qui permet la communication bidirectionnelle en combinant les fonctions d’émission et de réception dans un seul appareil, facilitant ainsi l’échange de données dans de nombreux domaines technologiques.
3.3) À quoi servent les câbles AUI ?
Les câbles AUI (Attachment Unit Interface) servent principalement à connecter des dispositifs réseau, comme des stations de travail ou des ordinateurs, à des équipements de couche physique, tels que des concentrateurs ou des modems.
Les câbles AUI permettent de relier des cartes réseau à des transceivers externes ou à des équipements d’interconnexion.
Le standard AUI définit un moyen de connexion qui assure une certaine uniformité dans les interfaces réseau, facilitant ainsi l’interopérabilité entre différents équipements.
En résumé, les câbles AUI sont utilisés pour établir des connexions standardisées entre des dispositifs réseau et des équipements de transmission, permettant une communication efficace dans les réseaux Ethernet, tout en offrant flexibilité et compatibilité.
3.4) Pourquoi les normes Ethernet modernes utilisent-elles des câbles à paires torsadées avec des fils de signal torsadés et non des câbles avec des fils de signal parallèles ?
Les paires torsadées aident à réduire les interférences électromagnétiques. En torsadant les fils, les champs électromagnétiques générés par chaque fil se compensent mutuellement, ce qui diminue les effets des interférences externes et des bruits indésirables.
La torsion des paires de fils minimise la diaphonie, qui est le couplage d’un signal d’une paire de fils à une autre. Cela améliore la clarté et la qualité des signaux transmis.
Les câbles à paires torsadées peuvent transmettre des données efficacement sur des distances plus longues par rapport aux câbles à fils parallèles, qui peuvent être plus sensibles à l’atténuation et aux interférences.
Les câbles à paires torsadées sont généralement plus compacts et flexibles que les câbles à fils parallèles. Cela facilite l’installation dans des espaces restreints et réduit l’encombrement.
Les câbles à paires torsadées sont moins coûteux à fabriquer et à installer que les câbles parallèles. Cela en fait une solution économique pour les déploiements de réseau à grande échelle.
3.5) Montrez par le calcul que, quel que soit le niveau d’un signal de bruit, la différence entre le signal des données utiles et le signal complémentaire reste la même lorsque l’on utilise des câbles à paires torsadées. Supposons qu’un signal à transmettre ait une tension électrique de 0,5 V. Cette transmission est affectée par un signal brouilleur, dont la tension électrique est de 0,25 V.
((+Signal des données) + (Bruit)) − ((−Signal des données) + (Bruit))
= 2 * Signal des données
(0.5 V + 0.25 V) − (−0.5 V + 0.25 V)
= 0.5 V + 0.25 V + 0.5 V − 0.25 V
= 1 V
3.6) Pourquoi est-il impossible de connecter des bâtiments différents avec des câbles blindés ?
Il est généralement déconseillé, et souvent impossible, de connecter des bâtiments différents avec des câbles blindés pour plusieurs raisons:
Problèmes de mise à la terre: Les câbles blindés doivent être correctement mis à la terre pour fonctionner efficacement. Si deux bâtiments sont connectés, des différences de potentiel entre les systèmes de mise à la terre peuvent entraîner des courants de fuite dangereux, ce qui pourrait causer des pannes ou des risques de sécurité.
Interférences électromagnétiques: Les câbles blindés sont conçus pour réduire les interférences électromagnétiques. Cependant, si des bâtiments sont éloignés, le blindage peut ne pas suffire à protéger les signaux sur de longues distances, surtout si des équipements électromagnétiques se trouvent à proximité.
Distance et atténuation: La distance entre les bâtiments peut entraîner une atténuation significative du signal. Les câbles blindés, bien que efficaces, ont des limites de longueur au-delà desquelles la qualité du signal peut se dégrader.
Coûts et complexité d’installation: Installer des câbles blindés entre des bâtiments nécessite souvent des travaux de génie civil, comme des tranchées ou des conduits, ce qui peut être coûteux et compliqué, surtout dans des zones urbaines.
Normes et réglementations: Il existe des normes et des réglementations qui peuvent interdire ou restreindre le passage de câbles à travers des propriétés différentes, notamment pour des raisons de sécurité et de gestion des risques.
En résumé, connecter des bâtiments différents avec des câbles blindés pose des problèmes de mise à la terre, d’interférences, d’atténuation, de coût et de conformité aux réglementations. Pour ces raisons, des solutions alternatives comme la fibre optique ou des liaisons sans fil sont souvent privilégiées pour les connexions entre bâtiments.
3.7) Citez un avantage et un inconvénient des fibres monomodes par rapport aux fibres multimodes.
Avantage: Les fibres monomodes permettent de transmettre des données sur de plus longues distances sans perte significative de signal. Elles sont idéales pour les applications nécessitant des connexions à très longue portée, comme les liaisons interurbaines ou les réseaux de télécommunications.
Inconvénient: Les équipements associés aux fibres monomodes, tels que les émetteurs et les récepteurs, sont généralement plus coûteux et plus complexes que ceux utilisés pour les fibres multimodes. Cela peut augmenter le coût total d’installation et de maintenance du réseau.
3.8) Citez un avantage et un inconvénient des fibres multimodes par rapport aux fibres monomodes.
Avantage: Les fibres multimodes sont généralement moins coûteuses à installer que les fibres monomodes. Les équipements associés, comme les émetteurs et récepteurs, sont également moins chers, ce qui rend le déploiement plus accessible pour les réseaux locaux ou les applications à courte distance.
Inconvénient: Les fibres multimodes sont sujettes à une plus grande dispersion modal, ce qui limite leur portée. Elles ne conviennent pas aux transmissions sur de longues distances, typiquement au-delà de quelques centaines de mètres, contrairement aux fibres monomodes qui peuvent atteindre plusieurs kilomètres.
