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SUPPORT DE RÉVISION — EXAMEN

Réseaux & Protocoles × Cyberstructure Internet

Deux cours, une seule fiche : révise section par section avec les schémas et points clés à retenir, puis teste tes connaissances avec un QCM généré aléatoirement à partir d'une banque de questions.

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Cours couverts
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Questions de QCM
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Accès rapide par thème

Commutation Ethernet VLAN & Trunking Spanning Tree OSPF QoS Services IP (DHCP/NAT) Couche physique & CRC Encapsulation OSI Protocole & adressage IP Cryptographie
MODE RÉVISION
1Commutation Ethernet & CSMA/CD›

Principe CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection : chaque station écoute le support avant d'émettre ; en cas de collision détectée, l'émission est stoppée puis retentée après un délai aléatoire. Obsolète en full-duplex (plus de collisions possibles).

Trame Ethernet

Préambule | @MAC Dest | @MAC Source | Type/Long | Données (46-1500 o) | FCS Taille totale trame : 64 à 1518 octets
  • Unicast : one-to-one · Broadcast : one-to-all · Multicast : one-to-many
  • Modes de port : AUTO (négociation), FULL (full-duplex), HALF

Table d'adresses MAC du switch

Le commutateur apprend l'@MAC source de chaque trame reçue et l'associe au port d'entrée. Si l'@MAC destination est inconnue → flooding sur tous les ports (sauf réception). Entrée conservée 5 min (aging timer) par défaut.

Méthodes de commutation

  • Store-and-forward : reçoit toute la trame, vérifie le FCS, puis transmet (fiable, plus lent)
  • Cut-through / fast-forward : transmet dès lecture de l'@ destination (latence minimale)
  • Fragment-free : lit les 64 premiers octets avant de transmettre (compromis)
💡 À retenir pour l'examen : les 3 tailles clés — 64 o (min trame), 1518 o (max trame std), 1500 o (MTU données/MTU Ethernet).
2VLAN & Trunking (802.1Q)›

Pourquoi les VLAN ?

Un VLAN segmente un réseau physique en plusieurs domaines de diffusion logiques, indépendamment de la localisation physique des postes : sécurité, organisation, réduction du broadcast.

Plages d'ID

  • Plage normale : 1 à 1005 (1002-1005 réservés Token Ring/FDDI)
  • Plage étendue : au-delà, jusqu'à 4094

Le tag 802.1Q

@Dest | @Source | 0x8100 (TPID) | Tag(Priorité 3b + CFI 1b + VLAN ID 12b) | Type/Long | Données | FCS VLAN ID : 12 bits → valeurs 2-4094 utilisables (0, 1, 4095 réservées)

Un lien trunk entre deux switchs transporte plusieurs VLAN ; les trames sont taguées pour indiquer leur VLAN d'appartenance. Le VLAN natif (souvent VLAN 1) circule non-tagué.

Routage inter-VLAN : Router-on-a-Stick

Un routeur relié au switch par un seul lien physique, subdivisé en sous-interfaces (une par VLAN), chacune taguée 802.1Q → les VLAN sont traités comme des sous-réseaux distincts pour le routage.

3Spanning Tree Protocol (STP)›

Pourquoi STP ?

Une topologie LAN redondante (liens de secours) crée des boucles de commutation → tempêtes de broadcast, trames dupliquées, table MAC instable. STP construit un arbre logique sans boucle tout en gardant la redondance physique disponible.

Élection & rôles

  • Pont racine (Root Bridge) : élu via échange de BPDU (plus petit Bridge ID)
  • Port racine : sur chaque switch non-racine, le port au meilleur coût vers la racine
  • Port désigné : sur chaque segment, le port qui transmet vers ce segment
  • Port bloqué : n'envoie pas de données, écoute seulement les BPDU (évite la boucle)
💡 États de port STP à connaître : Blocking → Listening → Learning → Forwarding (+ Disabled).
4Routage OSPF›

Carte d'identité

  • Type : état de liens (Link-State), pas vecteur de distance
  • Distance administrative par défaut : 110
  • Code dans la table de routage : O
  • Objectif : trouver le meilleur chemin selon une métrique (coût), à l'intérieur d'un AS

Établissement de voisinage

Paquets Hello envoyés en multicast 224.0.0.5 (all OSPF routers) → états Down → Init → Two-Way. Sur réseau multi-accès : élection DR/BDR (ExStart) puis synchronisation des bases de données → état Full.

  • DR (Designated Router) et BDR (Backup DR) élus sur chaque réseau multi-accès (jamais sur liens point-à-point)
  • Les autres routeurs (DRothers) ne forment des adjacences complètes qu'avec le DR et le BDR
  • LSA envoyées vers 224.0.0.6 (adresse des DR/BDR)

Métrique = coût

coût interface = bande passante de référence (100 Mb/s) / bande passante interface 100 Mb/s → coût 1 10 Mb/s → coût 10 1,544 Mb/s (T1) → coût ≈ 65 1 Mb/s → coût 100 coût de la route = somme (Σ) des coûts des interfaces traversées
💡 Piège classique : AD toujours prioritaire sur la métrique. RIP (AD 120, métrique 5) vs OSPF (AD 110, métrique 10) → OSPF gagne.
5Qualité de Service (QoS)›

La QoS gère les ressources réseau pour offrir un traitement différencié selon les besoins des applications (voix, vidéo, data) — elle n'augmente pas la capacité physique du lien, elle la répartit intelligemment.

Paramètres clés

  • Bande passante disponible par flux
  • Délai / latence de bout en bout
  • Gigue (jitter) : variation du délai
  • Perte de paquets

Deux grandes approches

  • IntServ (Integrated Services) : réservation de ressources par flux via le protocole RSVP — signalisation orientée récepteur, un état est maintenu dans chaque routeur traversé. Peu déployé à grande échelle (passage de mise à l'échelle difficile), mais RSVP survit dans les architectures MPLS.
  • DiffServ (Differentiated Services) : classification et marquage du trafic (champ DSCP de l'en-tête IP) en un nombre restreint de classes de service, traitées différemment à chaque saut (PHB). Approche la plus répandue car plus scalable qu'IntServ.

Chaîne de traitement d'un routeur QoS

Entrée → Classification (identifie le flux : @IP, ports, DSCP…) → Vérification / Lissage (conformité au contrat de service, SLA) → Marquage (DSCP) → Files d'attente & Ordonnancement → Sortie

Méthodes d'ordonnancement (files de sortie)

  • FIFO : simple, premier arrivé premier servi ; au-delà de la taille de la file, le trafic en excès est éliminé
  • Priorité : simple à mettre en œuvre, mais risque de famine pour les flux non prioritaires
  • CBQ — Class-Based Queuing : les ressources sont attribuées par classe (type d'applications), chaque classe a sa priorité ; bien adapté au champ DSCP
  • CBWFQ — Class-Based Weighted Fair Queuing : vise l'équité entre flux en pondérant chaque classe par un poids ; cherche un comportement déterministe et prévisible, adapté à la QoS
💡 À retenir : classification/marquage = identifier et étiqueter le trafic ; vérification/lissage = contrôler sa conformité au contrat (SLA) ; ordonnancement = décider dans quel ordre les paquets sortent.
6Services IP : DHCP & NAT›

DHCP — attribution automatique d'adresses

Dynamic Host Configuration Protocol (RFC 2131/2132) fournit à un hôte : adresse IP, masque de sous-réseau, passerelle par défaut, adresse du serveur DNS. Le serveur attribue les adresses pour une durée définie appelée bail (lease).

Processus DORA (4 messages) : 1. DHCPDISCOVER — client → diffusion : "je cherche un bail" 2. DHCPOFFER — serveur → client : propose une adresse + durée de bail 3. DHCPREQUEST — client → diffusion : confirme l'adresse choisie 4. DHCPACK — serveur → client : accuse réception, bail accordé Renouvellement : à la moitié du bail, le client renvoie un DHCPREQUEST.

NAT — traduction d'adresses

Network Address Translation (RFC 1631, puis 3022) traduit l'adresse source d'un paquet allant du réseau privé (interne) vers le réseau public (externe), et inversement pour le retour.

  • NAT statique : correspondance fixe et biunivoque — une adresse privée ↔ toujours la même adresse publique
  • NAT dynamique : l'adresse publique est prise dans un pool disponible, pas toujours la même
  • NAT avec surcharge (overload / PAT — Port Address Translation) : traduit adresse et port ⇒ plusieurs hôtes privés partagent une seule adresse publique. C'est le mode le plus utilisé (box internet grand public).
💡 Le NAT complique les applications qui embarquent des adresses IP dans leurs données (ex. VoIP) : le protocole STUN a été conçu pour aider ces applications à fonctionner malgré la présence d'un NAT.

📎 Cours & annales — RSX101

PDFCommutation dans les LAN PDFChapitre 02 — VLAN PDFArbre couvrant (STP) PDFOSPF — relation de voisinage PPTXRoutage OSPF — cours complet PDFArchitecture QoS PDFTD — Services IP (DHCP/NAT) SUJETAnnale 2020 — session 1 CORRAnnale 2020 sess.1 — corrigé SUJETAnnale 2020 — session 2
1Couche physique, transmission & CRC›

La couche physique transporte des bits sous forme de signaux (électrique, optique, radio). La bande passante (débit) se mesure en bits/s.

Détection d'erreur : le CRC

Le Contrôle de Redondance Cyclique détecte les erreurs de transmission. Le message est traité comme un polynôme binaire, divisé par un polynôme générateur fixe ; le reste de cette division forme le FCS (Frame Check Sequence) ajouté à la trame. Le récepteur refait le calcul : si le reste n'est pas nul, la trame est corrompue et rejetée.

💡 Le CRC détecte les erreurs, il ne les corrige pas et ne protège pas la confidentialité (ce n'est pas du chiffrement).
2Modèle OSI & Encapsulation›
7 Application → Message/Données 6 Présentation 5 Session 4 Transport → Segment (TCP) / Datagramme (UDP) 3 Réseau → Paquet (IP) 2 Liaison → Trame 1 Physique → Bits / signal

Encapsulation : en descendant la pile, chaque couche ajoute son propre en-tête (et parfois une queue, ex. FCS) autour des données de la couche supérieure. La désencapsulation fait l'inverse côté récepteur.

3Protocole IP & adressage IPv4›

Adresse IPv4

Codée sur 32 bits, notée en 4 octets décimaux séparés par des points (ex. 192.168.1.10). Masque de sous-réseau associé qui sépare partie réseau / partie hôte.

/24 → 255.255.255.0 → 254 hôtes utilisables /27 → 255.255.255.224 → 30 hôtes utilisables (2^5 - 2) /30 → 255.255.255.252 → 2 hôtes utilisables (liens point-à-point)

En-tête IP — champs clés

  • TTL : décrémenté à chaque routeur traversé ; à 0 → paquet détruit (évite les boucles infinies)
  • Protocol : identifie le protocole supérieur encapsulé (1=ICMP, 6=TCP, 17=UDP)
  • Identification / Flags / Fragment Offset : gestion de la fragmentation

Fragmentation IP

Si un paquet dépasse le MTU (1500 octets sur Ethernet) du lien de sortie, un routeur le découpe en plusieurs fragments, chacun réémis avec son propre en-tête IP et réassemblés par le destinataire final.

Exercice Scapy — fragment(IP(dst=...)/ICMP()/("X"*N)) N = 1472 → paquet total = 1500 o → tient dans le MTU → 1 seul paquet reçu N = 1473 → dépasse le MTU de 1500 o → fragmentation → 2 paquets reçus
4Cryptographie & sécurité›

Les 4 services de sécurité

Confidentialité · Intégrité · Authentification · Non-répudiation (+ identification, horodatage).

Chiffrement symétrique

Une seule clé k pour chiffrer E(k,M)=C et déchiffrer E⁻¹(k,C)=M. Rapide, mais problème d'échange de clé sur un réseau non fiable (1 clé par couple à gérer).

  • DES : bloc 64 bits, clé 56 bits (dépassé)
  • 3DES : clé 112 bits
  • AES : bloc 128 bits, clé 128/192/256 bits — standard actuel (FIPS 197, 2001)

Chiffrement asymétrique

Paire de clés liées mathématiquement : une publique (diffusée) et une privée (secrète). Ce qui est chiffré avec l'une ne se déchiffre qu'avec l'autre.

  • RSA (Rivest, Shamir, Adleman, 1977) : basé sur la factorisation des grands nombres premiers ; le plus déployé (SSL/TLS, PGP, cartes bancaires)
  • Alternative : logarithme discret (ex. Diffie-Hellman, ElGamal)
💡 Chiffrement hybride (enveloppe numérique) : on utilise l'asymétrique (lent) pour échanger une clé de session, puis le symétrique (rapide) pour chiffrer le volume de données.

Hachage & signature

  • Fonction de hachage H(M)=C : message de taille quelconque → empreinte de taille fixe, non réversible (MD5, SHA-1, SHA-2…)
  • HMAC : hachage + clé secrète (≠ signature)
  • Signature numérique = hacher le message + chiffrer l'empreinte avec la clé privée de l'émetteur → vérifiable avec sa clé publique (authenticité + intégrité + non-répudiation)
  • Certificat X.509 : lie une identité à une clé publique, signé par une autorité de certification (CA)

Stéganographie

Contrairement au chiffrement (rendre illisible), elle vise à dissimuler l'existence même du message, caché dans un autre support (image, texte, audio…).

📎 Cours & annales — USSI7C

PDFConcepts de base & transmission PDFCouche physique — CRC PDFExercices d'encapsulation PDFRéseau IP PDFProtocole IP PDFAdressage IPv4 PDFFragmentation de paquets PDFCryptographie & sécurité PPTXStéganographie SUJETAnnale 2019 — session 1 CORRAnnale 2019 sess.1 — corrigé
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