UE21 - M2102 (Architecture des réseaux) : Corrigé TP 1

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C. Pain-Barre
Département Informatique, Aix
UE21 - M2102 : Architecture des réseaux
Corrigé du TP 1
Couches physique et liaison de données — Ethernet (Spanning Tree et VLAN)
Première partie
Couche physique
1
Vitesse de transmission : débit et délai
Le débit. . .
Corrigé de l’exercice 1 (Temps d’émission selon le débit)
[Consulter l’énoncé]
Puisque 1 Mio = 1 × 210 × 210 × 8 = 8 388 608 bits, alors :
T e(100 Mio, 100 Mbit/s) =
3 774 873 600
450 × 8 388 608
=
= 37, 75 secondes.
100 000 000
100 000 000
. . . et le délai
Corrigé de l’exercice 2 (Comparaison du débit et du délai)
Il faut que le chien arrive à destination en moins de temps qu’il en faut pour émettre la totalité des bits sur le
réseau ATM.
Temps d’émission de 3 × 7 Gio sur un réseau à 155 Mbit/s :
3 × 7 × 8 589 934 592
= 1 163, 8 secondes.
155 000 000
Le chien va à 18 km/h soit 5 m/s.
La distance qu’il parcourt doit être inférieure à 5 × 1 163, 8 m soit 5 819 m.
Ainsi, si le lieu de stockage des cartouches se trouve à moins de 5 819 m, il est plus "rapide" et économique de se
servir d’un sac à puces plutôt que de puces qui mettent à sac (c’est plutôt cher, la technologie ATM).
IUT Aix-Marseille - INFO Aix
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UE21 - M2102 : Architecture des réseaux
Corrigé du TP 1
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Deuxième partie
Couche liaison de données
2
Modes d’exploitation d’une liaison
Corrigé de l’exercice 3
Dans les 2 cas, l’émission d’un paquet de 10 kbit sur la liaison dure 10/1 000 = 0, 01 seconde.
1. Le temps de transfert d’un paquet est de 0,01 secondes d’émission plus 0,01 secondes de propagation, soit
0,02 secondes en tout. Toutes les 0,02 secondes un paquet peut être envoyé soit 50 paquets au total, donc
25 chacun.
2. A transmet d’abord ses paquets, puis laisse la liaison à B au temps t0 + 0, 5. A doit donc envoyer son dernier
paquet au plus tard à t0 + 0, 48. Pour A, le paquet n sera transmis à t0 + (n − 1) × 0, 01. Il peut donc
transmettre 49 paquets. B doit terminer sa transmission au plus tard à t0 + 0, 98. Pour B le paquet n est
transmis à t0 + 0, 5 + (n − 1) × 0, 01. B peut donc aussi transmettre 49 paquets.
3
Encapsulation en trames et MTU
Corrigé de l’exercice 4 (Reprise du temps de transmission ATM)
• Nombre de cellules nécessaires pour transporter 3 × 7 Gio :
3 × 7 × 230
= 469 762 048 cellules
48
• Nombre de bits à transmettre sur ATM :
53 × 8 × 469 762 048 = 199 179 108 352 bits
• Temps de transmission :
199 179 108 352
= 1 285, 03 secondes
155 000 000
• distance parcourue par le chien :
5 × 1 285, 03 = 6 425 mètres.
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3.1
Corrigé du TP 1
Transparence pour la délimitation de trames
Corrigé de l’exercice 5 (encapsulation et transparence)
1. trame obtenue : 011111101011111011111010101111110
2. on extrait les 2 paquets : 11011111 et 11
Troisième partie
Ethernet partagé, commuté et spanning tree
4
Rappels
5
Ethernet partagé
Corrigé de l’exercice 6 (calcul du diamètre maximal)
1. 10baseT : D ≤
512×2.107
2×10.106
2. 100baseFX : D ≤
donc D ≤ 512 m
512×2.108
2×100.106
donc D ≤ 512 m
Comme le montre cet exercice, la fibre optique maintient la distance autorisée pour un débit dix fois supérieur
à celui du premier.
6
Ethernet commuté
7
Spanning Tree Protocol
7.1
Redondance et boucles
Corrigé de l’exercice 7 (Effet des boucles dans l’Ethernet commuté)
1. La trame sera transmise par inondation par les switchs qui ne connaissent pas l’emplacement de B. La
trame tourne donc indéfiniment. Pour l’auto-apprentissage, sw1 apprendra au début l’emplacement de A
quand celui-ci lui transmet la trame, mais il recevra cette même trame par d’autres ports quand elles sont
retransmises par sw2 et sw3. Il changera alors l’emplacement de A à chaque fois qu’il recevra cette trame
par un autre port. . .
2. Les switchs doivent retransmettre ces trames par inondation, en les dupliquant sur tous leurs ports sauf
celui d’entrée. La trame tourne donc en boucle (dans les deux sens) indéfiniment (et les hôtes la reçoivent
à chaque fois).
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7.2
Corrigé du TP 1
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Algorithme STP
Corrigé de l’exercice 8 (construction d’un spanning tree optimal)
1. Le résultat de ce STP :
R
D
1G
2
SW2
100M
3 B
D
SW3
SW1
100M
R
D
D
D
100M
1G
100M
R
1
R
B
SW5
SW4
5
B
racine
D
100M
D
4
2. Les liens 1 Gbit/s ont été désactivés alors que seuls les liens 100 Mbit/s restent actifs.
3. Une possibilité est d’utiliser SW3 comme switch racine. Pour cela, il suffit lui donner 1 comme Bridge ID,
et donner 3 comme Bridge ID à SW1. On obtient alors le STP suivant :
D
1G
R
SW2
2
100M
racine D
B
SW3
1
SW1
100M
R
D
D
D
100M
R
100M
1G
R
SW5
5
B
B
3
D
SW4
100M
D
4
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Corrigé du TP 1
Quatrième partie
Simulateur : travail sur Ethernet et les vlans
8
Introduction
8.1
Création/mise à jour du réseau
8.2
Déroulement des simulations
9
Exercices
Corrigé de l’exercice 9 (création du réseau)
Fichier XML correspondant à ce réseau (mal câblé) : reseau_01.xml
Corrigé de l’exercice 10 (correction du câblage)
Modification du câblage :
Clic droit sur la carte réseau
Fichier XML de ce réseau correctement cablé : reseau_02.xml
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Corrigé de l’exercice 11 (émission d’une trame)
Corrigé de l’exercice 12 (extension du réseau)
Fichier XML correspondant : reseau_04.xml
Corrigé de l’exercice 13 (provocation d’une collision)
La collision se produit au niveau des hubs comme l’illustrent les traits et cercles rouges. st1 et st5 réémettent
alors chacun leur trame, après avoir attendu un temps aléatoire, tant qu’il y aura collision.
Corrigé de l’exercice 14 (tentative de boucle sur le réseau)
Le simulateur signale la présence d’une boucle dans le réseau et refuse l’émission d’une trame. Dans la réalité,
cela conduirait à une impossibilité d’émettre une trame sans provoquer de collision.
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Corrigé du TP 1
Corrigé de l’exercice 15 (ajout d’un switch)
Corrigé de l’exercice 16 (réinitialisation de la table mac/port)
Corrigé de l’exercice 17 (inondation pour une destination inconnue)
sw1 ne sait pas où se trouve st2 et n’a pas d’autre choix que de relayer la trame sur tous ses ports, sauf celui
d’où elle provient, donc en direction de hb2.
Corrigé de l’exercice 18 (auto-apprentissage)
La table mac/port de sw1 contient maintenant une entrée pour st1 (mac01). Le switch connaissant l’emplacement de st1, la première trame n’est pas diffusée vers hb2. De plus, sw1 apprend l’emplacement de st2. Ainsi,
la seconde trame n’est pas non plus diffusée vers hb2.
Corrigé de l’exercice 19 (tentative de collision)
Il n’y a pas de corrigé pour cet exercice
Corrigé de l’exercice 20 (extension du réseau)
Comme attendu dans ce simulateur, sw2 connaît l’emplacement de toutes les stations :
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Corrigé du TP 1
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Corrigé de l’exercice 21 (boucle et spanning tree)
Grâce au STP, la boucle sera éliminée, car un ou plusieurs switchs vont placer certains ports en blocking. Sur
le schéma ci-dessous, sw1 a placé un port en blocking (ou standby) qui apparaît en rose :
Corrigé de l’exercice 22 (émission de trames)
L’émission de ces trames ne pose aucun problème.
Corrigé de l’exercice 23 (désactivation du spanning tree)
Le simulateur refuse l’envoi de la trame. Dans la réalité, ce serait possible mais la trame ne cesserait de circuler. . .
Corrigé de l’exercice 24 (extinction d’un switch)
L’extinction de sw3 n’a pas modifié la table mac/port de sw1 qui demeure :
Ainsi, sw1 pense que st4 est accessible par son port 5, qui ne mène nulle part puisque sw3 est désactivé.
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Corrigé du TP 1
Corrigé de l’exercice 25 (découverte d’une route)
sw1 a observé qu’une trame provenant de st4 a été reçue via son port 6, et a donc mis à jour sa table mac/port :
Ainsi, l’émission d’une trame de st1 vers st4 ne posera pas de problèmes (alors qu’il y en aura encore de st1
vers st5, st6 ou st7).
Corrigé de l’exercice 26 (remise en service de sw3)
Parce que la table mac/port de sw1 lui dit que st4 se trouve sur le port 6 mais ce port est bloqué par le STP.
Corrigé de l’exercice 27 (redondance de liaison)
La trame est bien reçue par toutes les stations.
Corrigé de l’exercice 28 (ajout d’une station)
Il ne devrait pas y avoir besoin de corrigé.
Corrigé de l’exercice 29 (remplacement des hubs et ajout de stations)
Il ne devrait pas y avoir besoin de corrigé.
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9.1
Corrigé du TP 1
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Étude des vlans de niveau 1
Corrigé de l’exercice 30 (gestion des vlans sur sw4)
La table port/vlan de sw4 doit être la suivante :
Corrigé de l’exercice 31 (circulation de trames dans les vlans)
1. broadcast par st1 : uniquement st3 la reçoit car les autres ports ne sont pas dans le vlan 2
2. broadcast par st2 : aucune station ne la reçoit car seul le port connecté à st2 est dans le vlan3
3. st1 vers st2 : non reçue par st2 car leur port n’est pas dans les même vlan
4. st1 vers st3 : oui
5. broadcast par st4 : toutes sauf st1, st2 et st3 car la trame arrive sur le port 5 qui est dans le vlan 1 et aucune
de ces stations n’en fait partie
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Corrigé du TP 1
Corrigé de l’exercice 32 (modification des vlans de sw4)
La table port/vlan de sw4 devient (seul le port 5 a été modifié) :
1. broadcast par st1 : uniquement st3 la reçoit (sur sw4, c’est la seule qui soit sur un port de même vlan)
2. broadcast par st2 : toutes les stations sauf st1 et st3
3. broadcast par st4 : toutes les stations sauf st1 et st3
Corrigé de l’exercice 33 (activation des vlans sur sw1)
Cette configuration de sw1 revient au même que l’absence de gestion de vlan dans sw1. Les réponses sont
donc les mêmes qu’à la question précédente.
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Corrigé du TP 1
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Corrigé de l’exercice 34 (vlans de sw1 pour st9 et st10)
Les trames reçues par sw1 le sont via des ports qui sont dans le VLAN 1. Ainsi, st9 et st10 ne peuvent pas
recevoir les trames émises par st1, st2 ou st4.
On en conclut donc :
1. broadcast par st1 : uniquement st3 la reçoit
2. broadcast par st2 : toutes les stations sauf st1, st3, st9 et st10
3. broadcast par st4 : toutes les stations sauf st1, st3, st9 et st10
Corrigé de l’exercice 35 (vlan d’une liaison inter-switch)
1. broadcast par st1 : uniquement st3 la reçoit
2. broadcast par st2 : uniquement st10 la reçoit. En effet, sur sw4, le port qui le lie à sw1 est dans le même
vlan que celui de st2. La trame arrive sur sw1 via un port sur le vlan 3. Ainsi, sw1 ne la retransmet que sur
les autres ports appartenant au vlan 3, c’est à dire uniquement sur le port de st10. La trame est donc stoppée
par sw1.
3. broadcast par st4 : la trame arrive sur sw1 par un port dans le vlan 1. Elle est retransmise uniquement sur
les autres ports du vlan 1 et donc uniquement vers sw3. Au final, st5, st8, st6 et st7 la reçoivent.
Corrigé de l’exercice 36 (modification sur sw1 du vlan du port vers sw4)
1. broadcast par st1 : pareil que la question précédente
2. broadcast par st2 : cette fois, seule st9 la reçoit
3. broadcast par st4 : pareil que la question précédente
9.2
Protocole et trunk IEEE 802.1q
Corrigé de l’exercice 37 (utilisation d’un trunk 802.1q entre sw1 et sw4)
1. broadcast par st1 : reçue par st3 et st9 car elles sont dans le vlan 2
2. broadcast par st2 : reçue par st10 uniquement
3. broadcast par st4 : la trame arrive sur sw1 par un port de vlan 1. Elle n’est retransmise que vers sw3 puis
sw2. Donc seules, st5, st8, st6 et st7 la reçoivent.
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Corrigé du TP 1
Gestion des vlans de niveau 2
Corrigé de l’exercice 38 (vlan de niveau 2 dans sw4)
En activant et configurant les vlans de niveau 2, la table port/vlan est réinitialisée car on a simplement dit que
telle adresse mac était dans tel vlan, mais pas où se trouvent les stations possédant ces adresses.
Corrigé de l’exercice 39 (apprentissage dans le vlan de niveau 2)
1.
(a) Lorsqu’une station envoie une trame, sw4 consulte sa table mac/vlan pour déterminer le vlan de la
station, et ne diffusera la trame que sur les ports correspondant à ce vlan. C’est pourquoi, la trame
émise par st1 sera perdue.
(b) de même, la trame émise par st2 sera aussi perdue.
2.
(a) cela confirme la perte de la trame
(b) cependant, sw4 a appris que st1 (vlan 5) est accessible sur son port 1
(c) cela confirme la perte de la trame
(d) cependant, sw4 a appris que st2 (vlan 6) est accessible sur son port 3
(e) la trame est transmise à st1 uniquement
(f) aussi, sw4 a appris que st3 (vlan 6) est accessible sur son port 2
(g) cette fois, la trame est transmise à st3
Au final, voici l’état des tables de sw4 :
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Corrigé du TP 1
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Corrigé de l’exercice 40 (cohabitation de vlans de niveaux différents)
1. seules st3 et st9 la recevront, car sw1 reçoit la trame avec comme indication le vlan 5 et seule st9 se trouve
sur un port de ce vlan.
2. seule st10 la recevra, pour les mêmes raisons.
3. la trame arrivera sur sw1 sur un port appartenant au vlan 1, elle ne sera retransmise que vers sw3 puis sw2.
Elle sera donc reçue par st5, st8, st6 et st7.
Corrigé de l’exercice 41 (modification des vlans dans sw1)
1. st3, st9, st4 et st5 la recevront, car sw1 la retransmettra sur son port connecté à sw5
2. st10, st8, st6 et st7 la recevront, car sw1 la retransmettra sur son port connecté à sw3
3. cette fois, elle arrive sur sw1 sur un port du vlan 5 et ne sera transmise que vers sw4 (et st9). Au final, seules
st5, st9, st1 et st3 la recevront.
Corrigé de l’exercice 42 (extinction de sw3)
Du point de vue de sw1, st6 et st7 seront sur le vlan 5 et non plus sur le vlan 6.
Ainsi :
1. st3, st9, st4, st5, st6 et st7 la recevront
2. seule st10 la recevra
3. st5, st6, st7, st9, st1 et st3 la recevront
Corrigé de l’exercice 43 (gestion générale de vlan de niveau 2)
Il ne devrait pas y avoir besoin d’un corrigé.
Corrigé de l’exercice 44 (déplacement de st1)
La trame est perdue car st1 est connectée à un port de sw1 appartenant au vlan 1.
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Corrigé du TP 1
Corrigé de l’exercice 45 (prise en compte du déplacement de st1)
Corrigé de l’exercice 46 (câblage final)
Corrigé de l’exercice 47 (configuration pour la migration des stations)
Il faut mettre à jour (manuellement) la table mac/vlan de tous les switchs pour y placer toutes les stations dans
leur vlan.
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