Exercices de la semaine 7

Utilité de la taille des trames

D’où provient la nécessité pour une taille minimale des trames Ethernet.

Réponse

Sur un réseau Ethernet avec CSMA/CD, les trames doivent être assez large afin de permettre une détection de collision par tous les poste sur le lien. Autrement dit, le temps de transmission d'une trame doit être plus grand que le temps de propagation de celle-ci. Si les trames sont trop courtes, la source aura terminé sa transmission avant de recevoir le signal indiquant qu'une collision a eu lieu. La source doit toujours être en train de transmettre au moment de la détection.

Sur les réseaux modernes, la vitesse de mise sur la ligne est très rapide(1 Gb/s et plus). La taille minimale des trames doivent donc être plus grande, sans quoi les liens Ethernet rapides ne pourraient mesurer que quelque dizaines de mètres. Cependant, la plupart des réseaux Ethernet utilisés aujourd'hui sont full-duplex et la détection de collisions(CSMA/CD) n’est plus utilisée.

Taille minimale d'une trame

Vous développez un nouveau standard Ethernet pour connecter différents capteurs vidéo haute résolution dans un cadre industriel. Les usines dans lesquelles votre standard sera déployé peuvent mesurer jusqu’à 1 par 3 kilomètres. Vous supposez que les appareils seront séparés d’un lien d’au plus 3 kilomètres.

L’implémentation physique de votre standard peut n’avoir qu’une seule paire de fils de cuivre torsadés. Vous ne pouvez donc pas assumer que tous les liens seront full-duplex. Votre standard devra donc implémenter une forme de détection de collisions.

De plus, pour supporter la transmission de contenu vidéo haute résolution, vos liens de transmission doivent supporter des vitesses de mise sur ligne de 100Mb/s.

En supposant que vous utilisez CSMA/CD pour supporter plusieurs appareils sur la même ligne, quelle devrait être la taille minimale d’une trame Ethernet supportée par votre standard?

Indice: Allez lire la première note de la section 3.2.2.2 si vous ne savez pas comment vous y prendre.

Réponse

La plus grande distance aller-retour sur le lien sera de 6000 mètres. À la vitesse de propagation du signal dans le cuivre de $231 × 10^6 \text{m/s}$, le temps nécessaire pour un aller-retour est de $25.97 \mu s$ Ainsi, le plus petit message pouvant être transmis sur le lien doit minimalement occuper un temps de transmission de $25.97\mu s$ pour occuper. Puisque le taux de transmission est de $100 × 10^6\text{bits/s}$, la trame doit donc avoir une taille minimale de 325 octets.

ARP et commutateurs

Les commutateurs implémentent-ils ARP? Pourquoi?

Réponse

Non, les commutateurs n’implémentent pas ARP. Les commutateurs sont des appareils qui opèrent à la couche liaison. Ceux-ci n’interagissent donc pas avec les adresses IP, situées à la couche réseau.

Adresse MAC de broadcast

Quelle est l’adresse MAC permettant de broadcast? Si vous ne savez pas la réponse, expliquez comment vous pourriez l’obtenir sans avoir à chercher sur internet.

Réponse

Consultez tout simplement la table ARP de votre poste de travail! Cherchez pour l’adresse IP broadcast (que vous connaissez déjà bien ;-)) et vous obtiendrez l’adresse MAC correspondante. Si aucune entrée ne correspond à l’adresse broadcast de votre réseau, utilisez une commande comme ping visant l’adresse broadcast, puis consultez à nouveau la table ARP.

ARP

Un réseau est implémenté comme présenté à la figure suivante. Supposez que le réseau est configuré de la même manière que celui réalisé à [l’exercice réseau IoT] (../semaine-3/exercices#votre-réseau-iot) de la semaine 3¹.

Les tables ARP des postes A et B ainsi que du routeur sont initialement vides. Le poste A désire envoyer un paquet au poste B. À quoi ressemble la requête ARP effectuée par le poste A pour rejoindre le poste B? Donnez l’adresse source de la requête ainsi que l’adresse destination. Donnez aussi la question ARP contenue dans le message.

Qui reçoit la requête ARP? Qui répond à la requête?

Le poste B désire répondre à la requête du poste A. Doit-il lui aussi faire une requête ARP?

Réponse

La première requête ARP du poste A provient de l’adresse 9a:e9:e2:c3:20:c5 et vise l’adresse broadcast ff:ff:ff:ff:ff:ff. La requête ARP est pour l’adresse IP 10.1.1.1 puisque c’est l’adresse du routeur Gateway du poste A. En effet, le poste A ne tente pas de rejoindre le poste B directement. Le poste A sait que le poste B n’est pas sur le même sous-réseau que lui-même puisque l’adresse 10.1.1.130 n’est pas contenue dans son préfixe.

Seul l’interface eth0 du routeur reçoit la requête, et c’est lui qui y répond.

Puisque le poste B aura reçu le paquet du poste A via le routeur, le poste B aura vraisemblablement l’adresse Ethernet du routeur (interface eth1) dans sa cache ARP. Dans ce scénario, le poste B n’aura pas à faire une requête ARP pour le routeur.

Notes de bas de page

1. Vous pouvez donc valider vos réponses au fur et à mesure sur GNS3 puisque vous avez déjà implémenté la topologie. ↩