Informatique au lycée Faustin Fleret

Pour aborder cette notion, il est important de bien maîtriser le niveau seconde et première sur le même thème.

Vocabulaire

Vocabulaire :

Switch :

Routeur :

Passerelle :

Adresse IP :

Protocole :

Protocole TCP/IP :

Masque de sous réseau :

Adresse MAC :

Réseau :

Paquet de données :

Réseau LAN,WAN et INTERNET :

DNS :

Encapsulage :

Le routage

Le routage est le mécanisme par lequel des chemins sont sélectionnés dans un réseau pour acheminer les données d'un expéditeur jusqu'à un ou plusieurs destinataires.

L'efficacité du routage passe par des algorithmes qui utilisent des tables de routage indiquant quelle route prendre pour acheminer un paquet vers une adresse donnée.

Le réseau internet (qui est en fait un « réseau de réseaux ») étant décentralisé, pour communiquer entre elles les machines doivent passer par l'intermédiaire d'autres machines: les routeurs.

Un réseau de réseaux comportant des routeurs peut être modélisé par un graphe (si nécessaire revoir le cours sur les graphes): chaque routeur est un sommet et chaque liaison entre les routeurs ou entre un routeur et un switch est une arête. Les algorithmes utilisés par les protocoles de routages sont donc des algorithmes issus de la théorie de graphes.

10.0.0.0/8 à 10.255.255.255 Adresses privées 172.16.0.0/12 à 172.31.255.255 Adresses privées 192.168.0.0/16 à 192.168.255.255 Adresses privées

En terminale,nous allons étudier le protocole RIP (Routing Information Protocol) et le protocole OSPF (Open Shortest Path First).

Protocole RIP (Routing Information Protocol)

Le protocole RIP (Routing Information Protocol) basé sur le nombre de sauts entre deux machines.

Le protocole RIP s’appuie sur l’algorithme de Bellman-Ford (algorithme qui permet de calculer les plus courts chemins dans un graphe)

C’est un des protocoles les plus simples à mettre en place mais il n’est pas très efficace puisqu’il ne tient pas compte de la vitesse des connexions (bande passante…). Une métrique à 0 signifie que le réseau de destination est connecté au routeur, un métrique égal à 16 qu’il n’est pas joignable. Toutes les trente secondes, un routeur reçoit les tables de routage des routeurs voisins et les utilise pour mettre à jour sa propre table de routage en rajoutant les nouvelles destinations accessibles en au plus 15 sauts et modifiant les routes des destinations existantes si une solution en moins de sauts apparait.

Protocole OSPF (Open Shortest Path First)

Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) basé sur la rapidité des sauts.

Le protocole OSPF permet de connaître le coût de chaque liaison entre routeurs, et donc, de connaître le coût d’une route (en ajoutant le coût de chaque liaison traversée).

Le protocole OSPF s’appuie sur l’algorithme de Dijkstra (algorithme qui permet de calculer le chemin le plus rapide dans un graphe)

À chaque route est associée une métrique tenant compte de divers critères. Cisco utilise une valeur par défaut égale à (10⁸ )/(bande passante du lien en bit/s).Chaque routeur utilise ensuite l'algorithme de Dijkstra, Shortest Path First (SPF), pour déterminer la route la plus rapide vers chacun des réseaux.

Table de routage

Chaque routeur possède une table de routage. Une table de routage peut être vue comme un tableau qui va contenir des informations permettant au routeur d'envoyer le paquet de données dans la "bonne direction".

Il existe 2 méthodes :

• le routage statique : chaque ligne doit être renseignée "à la main". Cette solution est seulement envisageable pour des très petits réseaux de réseaux
• le routage dynamique : tout se fait "automatiquement", on utilise des protocoles qui vont permettre de "découvrir" les différentes routes automatiquement afin de pouvoir remplir la table de routage tout aussi automatiquement.

Un réseau peut être schématisé sous forme de graphe.

Chaque sommet, désigné par une lettre, représente un routeur ou un hôte. Les arêtes entre les sommets correspondent aux sous-réseaux du graphe. On a de plus indiqué sur chaque arête un coût correspondant à la métrique choisie pour le protocole OSPF.
Ce graphe est non orienté (les liens sont à double-sens) et pondéré (un poids est affecté à chaque lien).

Table de routage selon le protocole RIP

Table de routage selon le protocole OSPF

On applique d’abord l’algorithme de Dijkstra pour déterminer les routes les plus rapides (selon la métrique utilisée) pour atteindre chaque destination. On peut ensuite faire la table de routage.

Entraînement 2 :

Réaliser pour le protocole OSPF, les tables de routage pour les routeurs B, C et D.

Entraînement 3 :

Dans un réseau le noeud A reçoit les paquets d'information d'état des liens de chaque noeud ; il connaît donc les voisins de chaque noeud ainsi que les coûts associés :

1. Reconstruire le réseau.
2. Calculer les tables de routage de A et D en utilsant l'algorithme de Dijkstra

Entraînement 4 :

Le réseau suivant est constitué de routeurs interconnectés avec liaisons associé à un coût.

1. En utilisant l'algorithme de dijkstra déterminer le chemin le plus court entre A et tous les autres noeuds du réseau.
2. Établir la table de routage de A.

Entraînement 5 : IP

Les adresses IPv4 sont données sous la forme de 4 nombres en base 10 compris entre 0 et 255. On considère la machine suivante d'IP : 172.16.0.5/16

1. Donner l'adresse de votre machine en binaire.
2. Quel est le masque de votre réseau (en notation décimale et binaire) ?
3. La machine d’adresse 172.16.122.3 fait-elle partie du même réseau que votre ordinateur ?

Vous envisagez de séparer le réseau du lycée en plusieurs sous-réseaux dont les adresses seront de la forme 172.16.x.0/24.

1. Combien de sous-réseaux pouvez-vous créer ?
2. Combien de machines chaque sous-réseau pourra-t-il accueillir ?

Entraînement 6 : débit

On peut calculer le coût de chaque liaison dans un réseau avec la formule : coût = 10⁸ / d.

Le débit d est exprimé en bits/s. On rappelle que le préfixe M correspond à Mega de valeur 10⁶ et le préfixe G correspond à giga de valeur 10⁹.

1. Calculer avec cette convention, le coût d'une route entre deux routeurs reliés en Fast Ethernet (100 Mbits/s).
2. Calculer avec cette convention, le coût d'une route entre deux routeurs reliés par une liaison satellite de 20 Mbits/s.
3. Donner le débit d'une liaison 5G sachant que le coût de cette liaison est de 0.005.