29 - Réseaux (1)

Cours associés : 21 - Réseaux , 22 - TCP/IP .

Objectifs. Réviser les notions clés vues en cours (résumés 21 - Réseaux et 22 - TCP/IP), puis manipuler un terminal Linux pour diagnostiquer un réseau (lire la configuration IP, tester la connectivité, suivre le chemin d’un paquet, résoudre des noms de domaine).

Outil. Les exercices de la partie 3 se font dans l’application Terminal (terminal.edulatex.xyz ). Ouvrez-la dans un onglet à côté de cette fiche.

Partie 1 — QCM de révision

Pour chaque question, une seule réponse est correcte.

1. Quelle est la différence entre Internet et le Web ?

• A. Aucune, ce sont deux mots pour la même chose.
• B. Le Web est le réseau mondial, Internet est juste un protocole.
• C. Internet est le réseau mondial, le Web est un service qui s’appuie dessus (HTTP).
• D. Internet est utilisé sur ordinateur, le Web sur smartphone.

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2. Combien de bits composent une adresse IPv4 ?

• A. 16 bits
• B. 32 bits
• C. 64 bits
• D. 128 bits

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3. Quel est le rôle d’une adresse MAC ?

• A. Identifier une machine sur Internet.
• B. Indiquer le chemin le plus court vers une destination.
• C. Chiffrer les communications.
• D. Identifier physiquement une carte réseau de façon unique.

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4. Dans un réseau local, quel équipement relie les machines entre elles ?

• A. Un switch (commutateur)
• B. Un routeur
• C. Un serveur DNS
• D. Une box Internet

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5. Pourquoi un message est-il découpé en paquets avant d’être envoyé sur Internet ?

• A. Pour aller plus vite.
• B. Pour économiser de l’espace disque.
• C. Pour qu’en cas de perte d’un paquet, on n’ait à renvoyer que celui-là, et pour partager le câble entre plusieurs communications.
• D. Pour chiffrer chaque morceau séparément.

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6. Que fait le DNS ?

• A. Il traduit un nom de domaine (github.com) en adresse IP (140.82.121.3).
• B. Il chiffre les communications.
• C. Il filtre les sites web interdits.
• D. Il accélère le chargement des pages.

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Partie 2 — Exercices conceptuels

Exercice 1 — Identifier les types de réseaux

Pour chacune des situations suivantes, indiquez de quel type de réseau il s’agit (PAN, LAN, MAN, WAN, Internet).

1. Vous écoutez de la musique sur votre smartphone avec des écouteurs Bluetooth.
2. Au lycée, vous vous connectez au Wi-Fi pour ouvrir l’ENT.
3. Une vidéo YouTube est envoyée depuis un serveur situé aux États-Unis jusqu’à votre ordinateur.
4. Le réseau de fibre optique d’Orange qui couvre toute la France.
5. Le réseau câblé qui relie les bâtiments d’une université dans une même ville.

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Exercice 2 — IP ou MAC ?

Indiquez pour chaque affirmation si elle concerne l’adresse IP ou l’adresse MAC (ou les deux).

1. Elle est attribuée par le constructeur de la carte réseau.
2. Elle change quand on connecte la machine à un autre réseau.
3. Elle s’écrit sur 32 bits en IPv4.
4. Elle s’écrit sur 48 bits en hexadécimal.
5. Elle est utilisée par les routeurs pour acheminer les paquets.
6. Elle est utilisée par les switchs au sein d’un réseau local.

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Exercice 3 — Switch ou routeur ?

On considère le schéma suivant :

Les machines PC1 et PC2 sont sur le réseau 192.168.1.0/24, les machines PC3 et PC4 sur le réseau 192.168.2.0/24. Les boîtes A et B sont des équipements à identifier.

1. Quel équipement est A ? Pourquoi ?

   Indice

   Les machines reliées à A sont-elles dans le même réseau ? Quel équipement relie les machines d’un même réseau local ?

2. Quel équipement est B ? Pourquoi ?

   Indice

   B relie-t-il des machines d’un même réseau, ou deux réseaux d’adresses différentes ?

3. Pour envoyer un message de PC1 à PC2, par quel équipement le paquet passe-t-il ? Et de PC1 à PC3 ?

   Indice

   Un paquet ne passe par un routeur que lorsqu’il doit quitter son réseau.

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Exercice 4 — L’encapsulation par analogie

L’encapsulation est le mécanisme par lequel, à chaque couche du modèle TCP/IP, les données sont enveloppées par un en-tête supplémentaire. À l’arrivée, les en-têtes sont retirés un par un dans l’ordre inverse.

Complétez l’analogie suivante avec les bons mots :

Imaginez que vous envoyez une lettre par la poste internationale. Vous mettez votre lettre (les ______) dans une enveloppe avec le nom et le prénom du destinataire (couche ______). Vous glissez ensuite cette enveloppe dans un colis indiquant la ville et le pays (couche ______). Le colis est mis dans une caisse postale étiquetée pour le centre de tri (couche ______). À l’arrivée, le destinataire ouvre la caisse, puis le colis, puis l’enveloppe. C’est la ______.

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Partie 3 — Pratique sur l’application Terminal

Ouvrez l’application Terminal dans un onglet à côté de cette fiche. Pour chaque exercice, tapez la commande indiquée et reportez la réponse demandée.

Exercice 5 — Configuration des interfaces

Tapez la commande ip a. Elle affiche la liste des interfaces réseau de la machine.

1. Combien d’interfaces sont présentes sur la machine ? Citez-les par leur nom.

2. L’interface lo (en anglais loopback) est une interface de boucle locale : les données envoyées sur cette interface ne quittent jamais la machine. À quoi peut-elle servir ? Quelle est son adresse IP ?

   Indice

   Une machine peut-elle s’envoyer des données à elle-même, par exemple pour essayer un serveur Web installé sur elle ? L’adresse se lit sur la ligne inet de l’interface lo.

3. Pour l’interface eth0, relève :

   • son adresse IP (ligne inet) ;
   • son masque en notation CIDR (le nombre après le /) ;
   • son adresse MAC (ligne link/ether).

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Exercice 6 — La passerelle par défaut

Tapez la commande ip r (ou ip route). Elle affiche la table de routage de la machine. La passerelle par défaut est le routeur auquel la machine confie tous les paquets destinés à un autre réseau que le sien.

1. Quelle est l’adresse IP de la passerelle par défaut (route default via …) ? Sur quelle interface est-elle joignable ?

2. À quoi sert cette passerelle dans le quotidien ?

   Indice

   Que se passe-t-il quand on ouvre un site Web hébergé hors du réseau local ?

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Exercice 7 — Tester la connectivité avec ping

La commande ping envoie de petits paquets à une machine et mesure le temps qu’elle met à répondre.

1. Tapez ping -c 4 github.com. Qu’indique le résultat ? Quelle est l’adresse IP de github.com ?

2. Tapez ping -c 4 10.10.10.1. Qu’indique le résultat ? Pourquoi, à votre avis ?

   Indice

   Une machine répond-elle à cette adresse ? Comparer avec l’adresse du réseau de la machine, relevée à l’exercice 5.

3. Tapez ping -c 4 192.168.1.1. Pourquoi la réponse est-elle beaucoup plus rapide que pour github.com ?

   Indice

   La machine 192.168.1.1 se trouve-t-elle dans le réseau local ou à l’autre bout du monde ? Combien de routeurs le paquet traverse-t-il dans chaque cas ?

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Exercice 8 — Suivre le chemin d’un paquet

La commande traceroute affiche tous les routeurs traversés par un paquet pour atteindre sa destination. Chaque ligne numérotée s’appelle un saut (hop).

1. Tapez traceroute github.com. Combien de sauts pour atteindre github.com ? Recopiez la liste des adresses IP traversées.

2. Tapez traceroute wikipedia.org. Combien de sauts ? Comparez avec la précédente : les premiers routeurs sont-ils les mêmes ? Pourquoi ?

   Indice

   Par quel routeur passent tous les paquets qui quittent le réseau local, quelle que soit leur destination ?

3. Tapez traceroute 10.10.10.1. Que se passe-t-il ?

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Exercice 9 — Résolution DNS

La commande nslookup interroge un serveur DNS pour traduire un nom de domaine en adresse IP.

1. Tapez nslookup google.com. Quelle est son adresse IP ? Quel serveur DNS a répondu ?
2. Tapez nslookup wikipedia.org, puis nslookup cloudflare.com. Notez les adresses obtenues.
3. La commande dig github.com fait la même chose mais en plus détaillé. Tapez-la. Repérez la section ANSWER et confirmez l’adresse IP.

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Exercice 10 — Voir les voisins (table ARP)

La commande ip neigh affiche la table ARP : la liste des machines voisines (du même réseau local) dont la machine connaît à la fois l’IP et l’adresse MAC.

1. Tapez ip neigh. Combien de voisins connaît la machine ? Recopiez le tableau (IP, interface, MAC, état).

2. À quoi sert d’associer l’IP et la MAC d’une machine voisine ?

   Indice

   Dans un réseau local, le switch achemine les trames d’après l’adresse MAC : que faut-il connaître pour envoyer une trame à une machine dont on ne connaît que l’adresse IP ?

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Exercice 11 — Synthèse pratique

Vous êtes l’administrateur réseau d’un petit bureau. Vous devez rédiger un mini-rapport sur la machine donnée. À l’aide des commandes vues précédemment, complétez les informations suivantes :

• Nom de la machine (hostname) : ______
• Interface filaire principale et son IP : ______
• Masque CIDR du réseau local : ______
• Passerelle par défaut : ______
• Le serveur DNS résout-il anthropic.com ? Si oui, quelle IP ? ______
• L’hôte 172.16.0.1 est-il joignable ? ______

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Partie 4 — Le protocole du bit alterné

Exercice. Un émetteur envoie les paquets A, B, C et D à un récepteur avec le protocole du bit alterné (cours 22 - TCP/IP). Le réseau perd le premier envoi de B et l’accusé de réception du premier envoi de C.

1. Dresser le tableau des échanges (émetteur, réseau, récepteur) en indiquant le bit porté par chaque paquet et par chaque accusé.

   Indice

   Le premier paquet porte le bit 0, et chaque nouveau paquet inverse le bit. Quand l’accusé n’arrive pas avant la fin du temporisateur, que le paquet ou l’accusé se soit perdu, l’émetteur renvoie le même paquet avec le même bit.

2. Combien de paquets l’émetteur envoie-t-il au total ? Combien d’accusés le récepteur émet-il ?

3. Le récepteur reçoit deux fois le paquet C : comment sait-il qu’il doit ignorer le second ?

   Indice

   Comparer le bit du paquet reçu avec celui du dernier paquet accepté : quel bit porterait un nouveau paquet ?

4. Pourquoi un seul bit suffit-il ici, alors que TCP numérote ses segments sur 32 bits ?

   Indice

   Avec le bit alterné, combien de paquets l’émetteur peut-il avoir envoyés sans en avoir reçu l’accusé ? TCP, lui, envoie plusieurs segments sans attendre chaque accusé.

Correction publiée après la séance.

Pour aller plus loin

• Le TP Filius (fiche 30 - Réseaux (2)) approfondit la construction et la simulation d’un réseau complet, avec serveurs Web et DNS.
• La fiche 31 - Adressage IP propose des calculs sur les adresses IPv4 (conversion binaire/décimal, calcul d’adresse réseau, test d’appartenance).