RESEAUX INFORMATIQUES

RESEAUX Informatique
Cours du Lundi
RESEAUX INFORMATIQUES COURS
 Années 60 : Informatique CENTRALISEE
 Années 70 : Informatique REPARTIE
 Années 80 : Informatique PERSONNELLE (PC)
- évolution technologique des composants (circuits intégrés)
- Apparition des microprocesseurs et des mémoires à forta densitée
- Coût accessible des micro-ordinateurs personnel
- Diffusion à grande échelle des applications exploitables individuellement
 1983 Apprition de la 1er génération de reseaux locaux basés sur ARCNET et
ETHERNET
 1985 Réseau local : serveur + stations
- Transfert de données sur de courtes distances
- Vitesse de quelques Kbps à plusieurs dizaines de Mbps
II Eléments constitutifs d’un réseau local
-
ORDINATEURS (Client/serveur)
PERIPHERIQUES (Partagés)
MEDIUM (Câble)
PROTOCOLES1 (communs)
PROGRAMME DE GESTION / D ADMINISTRATION
LOGICIELS
But d’un réseau
PARTAGE DE RESSOURCES
Calcul (Processeur)
Stockage (disques)
Périphériques
Données BDD
Communication
Applications
Types de réseau
LAN
MAN
WAN
TAN
CAN
WWW
1
Local Area Network
Metropolitant Area Network
World Area Network
Tiny Area Network
Campus Aera Network
Interconnexion de réseaux l’Internet
C’est l’ensemble des règles qui régissent la communication entre les équipements
1
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III TOPOLOGIES DES RESEAUX
TOPOLOGIES Physiques
1.1
Bus
Etoile
Anneau
BUS
Connecteur en T
Bouchon ou terminateur
Câble coaxial
1.2
ETOILE
HUB C1
CASCADE
1.3
HUB C2
ANNEAU
2
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Equipements Matériel
-
carte réseau
connecteur en « T »
bouchon de terminaison
câble coaxial
domaine de collision
Il existe divers types de coax.
Fin (noir)
Coax
Mbits
x100m longueur Max 200m (185m)
Ethernet 10base2
Epai (jaune) Ethernet 10base5
ISO
LIAISON
DE
DONNEES
PHYSIQUE
Transmission des données point à
point ou multipoint + contrôle
d’éléments
Caractéristique du réseau et des
signaux
Support de transmission
Matériau de liaison
IEEE
CONTROLE DE
LIAISON LOGIQUE
Contrôle accès au
média
Signal Physique
Support de transmission
COUCHE PHYSIQUE
Fil métallique cuivre (paire torsadée)
Câbles coaxiaux
Fibre optique
Onde hertzienne et infra-rouge
Support de transmission
a) la paire torsadée (twisted Pair)
2 fils isolés
Enveloppe
2 paires
torsadées
Isolant
Blindage
Blindage
Enveloppe
3
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Avantage des paires torsadées :
1/ résistance aux interférences électroniques
2/ Bonne largeur de bande ( 16Mbps)
2/ Coût accessible
Inconvénients des paires torsadées :
1/ Vulnérabilité au interférences dans un environnement perturbé
2/ risque d’encombrement
5 Catégorie de câbles UTP
cat 1
cat 2
cat 3
cat 4
cat 5
voix uniquement pas de transfert de données
transmission de données à basse vitesse pour PABX
non utilisable pour les données en réseau local
utilisable pour les données en réseau local Ethernet et TR (>16 Mbps)
transmission de données jusqu'à 20 Mbps
transmission de données jusqu'à 100 Mbps (100 base T)
b) Le câble coaxial
Fil de cuivre
Blindage
Enveloppe
Fin
Epais
« 10 base 2 »
« 10 base 5 »
(+/- 185 m)
(+/- 500 m)
Caractéristiques des coax.


performances liées à l’épaisseur des connecteurs et au diamètre du câble
support d’une grande largeur de bande
Types de câbles coaxiaux
Dépend de l’impédance du câble
- RG-8 et RG-11 : 50  => gros câble Ethernet (jaune)
½ pouce (défaut trop rigide, exige transceiver, boîtier de connexion)
- RG-58 : 50  plus fin ¼ pouce
- RG-59 : 75  utilisé pour la télévision => permet une large bande
4
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AVANTAGES
INCONVENIENTS
Le blindage => grande résistance
aux interférences
Réseau d’utilisation bien connu
(> 20 ans)
Coût intéressant
Fiabilité
N’est totalement invulnérable aux
perturbations électroniques
Câble épais => onéreux, coût à
comparer avec la fibre optique
Encombrant, pas maniable
CONNECTION DIRECTE PAR CABLE RS232 Null Modem
-
C’est un câble croisé permettant de connecter 2 port série (RS232 /
norme V24) comme si on utilisait des modems.
Permet de connecter deux PC sans carte réseau
Brochage du cable croisé RJ 45 (Paire UTP)
1
2
3
4
Catégorie
Incolore Bleu
Gris
Orange
3
Catégorie
Blc/oran
Blc/Vert Vert
Bleu
5
ge
5
6
7
8
Jaune
Blanc
Violet
Marron
Blc/Bleu Orange
Blc/marr
Marron
on
Connecteur de la prise RJ-45


1
2
3
4
RD +
RD –
TD +
TD -
Croisement de paire 10 base T (5 6 7 8 non utilisés)
c) La FIBRE OPTIQUE
c.1) Constitution
Brin central en fibre de verre (GOG : Galss Optic Fiber) ou en plastique
Gaine protectrice
Chaque fibre est gainée de plastique pour l’isoler des autres
c.2) Types de fibre
- monomode Un seul trajet pour le flux
- multimode plusieurs trajets
5
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a) Fibre à saut d’indice, fibre multimode constituée d’un cœur et parfois
d’une gaine optique en verre d’indice de réfraction différent génére parfois une
déformation d’un signal.
b) Fibre à gradient d’indice Fibre multimode composée d’un cœur à
couche de verre successive d’indice de réfraction proches => égalisation des temps
de propagation d’une réduction de la dispersion.
d) Fibre monomode plus performant, moindre atténuation cœur très fin (+/- 10
). Dispersion quasi-nulle car chemin de propagation des ondes directe BP =
10 Ghz
6
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CARTE ADAPTATEUR RESEAU
Fonction : Envoi et réception de messages vers et en provenances de toutes les
stations / serveurs du réseau (local)
Caractéristiques :
* taille du bus :
-> ISA (16 bits)
-> PCI (32 bits)
* Débits supportés :
10 Mbps -> RJ 45 et BNC
100 Mbps -> RJ 45
10/100 Mbps -> RJ 45 exclusivement
Architecture et topologie :
* 10 baste T / bus => nécessite 1 Hub ou câbles croisés
* 10 base 2 / bus => coax. Fin , “T”, bouchons terminateurs
* 10 base 5 / bus => coax. Épais, “T”, gros Ethernet, Terminateurs, connecteur
AUI, Transceiver vampire
Choix du câblage / connectique
- moins de 5 machines
- plus de 5 machine
=> BNC
=> Hub + RJ-45 (cascade hub si nécessaire)
7
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MODEM
MODEM :
MODulateur / DEModulateur
C’est un convertisseur ANALOGIQUE / NUMERIQUE ou ETCD
Fonction :
conversion
Permet de relier 2 ETTD (ordinateurs)
entre lesquels existe un réseau analogique
RTC
010011
ETTD
ETCD
Données numériques
010011
Ligne analogique
ETCD
Central téléphonique
ETTD
Données numériques
Services :
Présentation
-
transmission de fichiers (FTP)
Prise contrôle d’un poste distant
Courrier électronique et navigation Internet
Visioconférence
Télétravail
Dialogue en direct CIRC (Internet Relay Chat)
Emulation minitel
Envoie et réception, de télécopie
Répondeur/enregistreur de messages vocaux
Téléphone mains-libre
etc.…
:
Boîtier à connecter sur port série (com2) RS 232C
Carte modem
Pont Pc Card / PCMCIA des portables
Normes et avis officiels de l(ITV (<- CCITT)
Partie modem
V22 -> 1200Bps V22bis -> 2400Bps
V23 -> Minitel 1200/75Bps
V32 -> 9600Bps
V32bis -> 14400Bps
V34 -> 28800Bps
V34bis -> 33600Bps
V90 -> 56Kbps
Technologie X2 -> 56K
Partie Fax
V27ter -> 4800Bps
V29 -> 9600Bps
V17 -> 14400Bps
NB SYNCHRONISATION sur la
vitesse du modem le – rapide
8
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Cas particulier des modem DSL
La technologie DSL (Digital Subscribe Line) permet d’assurer des transmissions
numériques Haut débit sur des lignes à paires torsadées classiques.
Version xDSL (débit > 60 Mbps)
- ADSL
(Asymétrique) : canaux asymétriques (debit #)
voie ascendante : abonné -> réseau (1.5 -> 9 Mbps)
voie montante : réseau abonné 16kbps -> 640 Kbps
- HDSL
(High Bits Rate DSL)
Nécessite l’empli de 2 points téléphoniques
Canal T1 : 1.544 Mbps
Autorise ou
Canal E1 : 2.048 Mbps
- VHDSL
(Very High Speed DSL)
Autorise un débit de 60Mbps sur le canal descendant
Il faut aussi noter l’existence de RADSL (Rate Adaptative DSL) ou RDSL
Modem
xDSL
Modem
xDSL
Réseau
numérique
haut débit
serveur
Paire torsadée
Architecture xDSL
9
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LA TRANSMISSION
1) la Couche Liaison de données
Elle prends en charge la création de « paquets » de données appelés trames
(frames), les données de ce niveau sont structurées et comportent en autre : les
adresses physiques de l’expéditeur et des destinataires.
Format d’une trame Ethernet (7 ou 8 champs)
Taille
01234567
Explications
0 1 0 1 0 1 0 1 Préambule
(utilisé pour la synchronisation)
01010101
1 0 1 0 1 0 1 0 Délimiteur du début de trame
Adresse destination
Adresse source
Longueur du champ d’information
//////////
informations Données à transmettre
//////////
Bits de barrage si taille des
informations < 46 octets
FCS
Frame Check (séquence de contrôle)
7 octets
1
2
2
2
octet
ou 6 octets
ou 6 octets
octets
46 octets <=x<=1.5 k
4 octets
La couche liaison de données (niveau 2)
1) Fonction : - contrôle l’établissement, le maintien et la libération de la liaison
=> définit les règles d’émission/réception des données + accès au support
- assure le contrôle d’erreurs, la correction et éventuellement la
ré-émission.
2) Constitution
3
RESEAU
LLC Logical Link Contrôl
 concerne l’établissement de la liaison
2 sous couches
2
MAC Media Access Contrôl
 concerne la méthode d’accès
1
PHYSIQUE
3) Type de données = TRAME
4) Contrôle de la liaison entre interlocuteurs
Les procédures peuvent décomposées en plusieurs phases :
10
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-
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Etablissement : de la connexion physique => commutation de circuits.
Initialisation : connexion logique ou vérification de l’état.
« prêt à communiquer » c’est à dire parler le même langage.
Transfert : proprement dit les information.
Terminaison : clôture de la liaison logique.
Libération : celle des circuits physiques
5) Méthodes d’accès au support
La sous-couche MAC assure le formatage des trames. Elle répond à diverses
normes en fonction de l’accès utilisé :
802.3 CSMA/CD
802.4 Token Ring (Bus à jeton)
802.5 Token Ring (Anneau à jeton)
Centralisée
Commutation de circuit (circuit switching)
TDMA
Scrutation (polling)
CSMA/CD
3 APPROCHES
Compétition
Slotted Ring (Anneau à logement)
Distribuée
CSMA/CA
Bus à jeton
Anneau à jeton
Approche centralisée : nœud central, ordinateur-maître dirige les communications.
a) Commutation de circuit
Toute station désirant communiquer avec une autre, avertis le nœud central
qui vérifie la disponibilité des interlocuteurs. Si c’est le cas, le médium rets la
propriété exclusive des interlocuteurs aussi longtemps que dure la
communication .
b) TDMA (time Division Multiple Access)
Le nœud central attribue à intervalle de temps limité (quantum) aux station
désirant communiquer.
c) Scrutation (polling)
Le nœud central envoie un message du type « voulez-vous émettre ? » à
chaque station à son tour. Dans le cas d’une réponse négative, la station
suivante est contactée.
11
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 Comparaison des 3 Méthodes :

Approche Distribuée
Chaque station gére l’accès au médium mais ne peut émettre quand elle le
désire.
a) CSMA/CA (CSMA with colision Avoidance)
b) Bus à jeton (Token Ring)
c) Anneau à jeton (Token Ring)
2) Les couches 3 et 4 du modèle OSI
 Couche 3 RESEAU
Fonction :
- acheminement des données en utilisant les informations d’adressage
- traduction des Adresses Logiques (IP) en Adresses Physiques (MAC)
- redirection des données en cas de congestion sur un nœud -> ROUTAGE
Format de données : paquets
Protocoles : IP, IPX, X25
 Couche 4 TRANSFERT
Fonction :
- fournit un service de transport de l’expéditeur au destinataire, transparent
pour l’utilisateur, acheminement à travers plusieurs nœuds / réseaux.
- Segmente les données en paquets et les reconstitue dans le bon ordre
- Permet de multiplexer plusieurs flux sur le même support.
Format des données : messages -> paquets
Protocoles : TCP, UDP, SPX, Netbios, NetBEUI
 cette couche est le dernier niveau s’occupant de l’acheminement des données.
 Les couches 3 et 4 travaillent en étroite collaboration dans le jeu de
protocoles TCP/IP
12
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La Pile Protocole TCP/IP
TCP/IP Transmission Contrôle Protocol / Internet Protocol
C’est une suite de protocoles mis au point en 1969 par Vinton CERF du DOD
américain ;
Mise au point effective : 1983 – 86 dans le réseau de recherche scientifique
ARPANET.
Modèles en couche du DoD
APPLICATION
TRANSMISSION
FTP, Telnet
E-mail
TCP, UDP
Application
Présentation
Transport
INTERNET
IP, ARP
Réseau
RESEAU
Blip, Plip
Ethernet
L.Données
Physique
DOD
PROTOCOLES

L’Identification ou Adressage IP
-
Permet d’établir un rapport direct entre des entités
l’adressage IP utilise 4 octets pour identifier une entité
Adressage IP : 4 octets = 32 bits
(espace d’adressage)
OSI
N° réseau + N° Machine
 En notation binaire : 2 symboles (1 et 0)
 2 32 = 4 294 967 296 adresses
 En Notation décimale
- 1 octet correspond à des valeurs de 0 … 255

Les adresses IP sont attribuées au niveau de l’Internet par un organisme qui
offre des blocs d’adresses
NIC : Network Information Center
13
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
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Classes d’Adresses
Classe <- Adresse réseau -> <A
0
<-
B
Adresse réseau
-> <-
adresse hôte
->
24 bits
->
16 bits
1 0
<-
C
1 1 0
D
1 1 1 0
Adresse réseau
<-
E
adresse hôte
-> <-adr hôt ->
Identificateur de groupe multicast
8 bits
->
1 1 1 1 0
<-
espace réservé
->
¤ la position du premier « 0 » dans le premier octet donne la classe
1er position classe A, 2eme position classe B

Arbres de réseaux et machines adressables
 Classe A :
Adresse réseau : 7bits => 27 = 126 adresse de réseaux de classe A
Adresse machine : 24 bits => 224 = 16 777 216 adresses
NB L’adresse 127.0.0.1 est réservée au localback
Dans cette classe, on peut donc adresser
126 x 16 777 216 = 2 milliard de machines
En notation décimale, la plage d’adresses est donc
0.0.0.0 – 127.255.255.255
 Classe B :
On trouve
214 = 16384 réseaux
X 216 = 65536 machines
975 million d’adresses théoriques
Plage 128.0.0.0 – 191.255.255.255

Adresses Spéciales
 loopback
Toute adresse en notation décimale dont le premier octet vaut 127 est une
adresse de boucle réservée à des tests (avec PING par ex.)
 Broadcast ou multicast (diffusion)
255 dans 1 octet désigne une diffusion de message.
Ex : un message envoyé à 255.255.255.255 est destiné à tout les hôtes du
réseau
14
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Un message envoyé à 165.10.255.255 est destiné à tous les hôtes du
réseau 165.10

Les classes D et E
D : 1110xxxx est utilisée pour la multi-diffusion simultanée  envoi de
message à plusieurs système
E : 1111xxxx classe réservée à des fins expérimentales
Exemple :
130.20.0.1
130.20.0.3
Mallet
Martin
Philippe
Durand
130.20.0.2

130.20.0.4
MASQUES de sous-réseau (Subnet Mask)
Il est également composé de 4 bloc de 8bits et permet de déterminer
- la partie adresse du réseau (net-id)
- la partie adresse station/nœud (host-id ou node-id)
 masque de sous-réseau par défaut
classe A
:
255.0.0.0
classe B
:
255.255.0.0
classe C
:
255.255.255.0
 détermination d’une adresse réseau
Exemple IP : 130.90.114.1
130(10) = 01110010(2)
90(10) = 01011010(2)
adresse de classe B => masque : 255.255.0.0
114(10) = 01110010(2)
1(10)
= 00000001(2)
255(10) = 11111111
Opérateur ET logique
&
1
0
0
1
&
&
&
&
0
1
0
1
->
->
->
->
0
0
0
1
15
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¤ Pour déterminer l’adresse réseau, on applique & à l ‘adresse IP et au masque
par défaut.
IP
:
& Masque :
10000011 . 01011010 . 01110010 . 00000001
11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
10000011 . 01011010 . 00000000 . 00000000
130
090
Adresse réseau
ID réseau

0
0
114
1
ID Machine
Sous-Réseau
Le masque de sous-réseau permet d’augmenter le nombre d’adresses. Il s’agit
d’étendre l’adresse réseau aux premiers octets de l’ID Machine.
Ex :
130 . 90 . 114 . 1
10000011 . 01011010 . 01111010 . 00000001
ne désigne plus un hôte mais un réseau, il faut que les masques de sous-réseau
passe de :
11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000 (255.255.0.0)
à 11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000 (255.255.192.0)
En appliquant le & entre
Et
10000011
& 11111111
10000011
130
130.90.114.1
255.255.191.0
&
. 01011010 . 01110010 . 00000001
. 11111111 . 11000000 . 00000000
. 01011010 . 01000000 . 00000000
.
90
.
64
.
0
On a aussi les 4 sous-réseau suivant :
Correspond aux possibilités
130 . 90 . 0
.0
obtenus à partir des 2
130 . 90 . 64 . 0
premiers bits du 3eme octet, début de
130 . 90 . 128 . 0
l’adresse machine 00000000 : 0
130 . 90 . 192 . 0
01000000 : 64
10000000 : 128
11000000 : 192
16
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Nombre d’hôtes dans chacun des sous-réseau
<-
8bits -> <8bits
ID Réseau
->
0
0
1
0
1
0
<-
14 bits
214 = 16384 hôtes
->
!
Alors qu’avec 255.255.0.0 on n’avait qu’un réseau de 216 hôtes = 65536 hôtes
Format d’octets pour les masques de sous-réseau
Sous forme binaire, on utilise 2 possibilités
Binaire
0000 0000
1000 0000
1100 0000
1110 0000
1111 0000
1111 1000
1111 1100
1111 1110
1111 1111
Décimal
0
128
192
224
240
248
252
254
255
UTILITAIRES TCP/IP

TCP/IP est un ensemble de protocoles comportant des utilitaires de
diagnostique ou de configuration
PING : (Pocket Internet Groper) permet de vérifier que la connexions TCP/IP est
établie entre 2 équipements ou qu’un adaptateur fonctionne correctement.
IPCONFIG : permet de connaître le nom de machine, l’adresse IP, le masque de
sous-réseau, l’adresse MAC, l’adresse de la passerelle,…
ROUTE :
aide à consulter les tables de routage et d’y apporter des modifications
TRACERT : permet de connaître quelle route à été empruntée par un paquet pour
atteindre sa destination et les adresses des routeurs traversés (NB, certains routeurs
ne sont pas détectés)
ARP : permet de connaître les adresses matérielles (MAC) connues de TCP/IP à un
moment donné, d’en ajouter ou supprimer. La table ARP n’est pas sauvegardée
physiquement.
17
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NBTSTAT :
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fournit des renseignement statistiques sur les connexions
NETSTAT : fournit aussi des statistiques
FTP : Transfert de fichiers
TELNET :
utilitaire d’émulation de terminal
DEC VT-100, DEC VT-52, permet la connexion à un hôte (UNIX / LINUX
par ex.)
18
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Le Routage IP
a) Rappel
ADRESSAGE IP
: permet d’identifier
Les réseaux ou sousréseaux
Les composants
(machines/hôtes)
version : Ipv4 -> 4 octets = 32bits
Adresse IP = {Id – Réseau ; Id – composant ; masque}
Classe A
8 bits
24 bits
Classe B
16 bits
16 bits
Classe C
24 bits
8 bits
masque par défaut
255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0
1/ Résolution d’adresse : Les protocoles ARP et RARP




chaque carte réseau possède son adresse MAC en rom, cette adresse est
unique dans le monde => on peut donc utiliser la même adresse IP sur deux
réseaux différents.
Au niveau de la couche 3 existe une table de correspondance adresse IP
adresse MAC connues du poste. Cette correspondance est effectuée par le
protocole ARP (Adresse Résolution Protocole)
Commande : ARP -a
l’opération inverse est effectuée par le protocole RARP (Reverse ARP).
Table de correspondance.
2/ Le ROUTAGE IP
TCP/IP => IP est un protocole « routable »
{adresse réseau ; adresse composant}
C’est à dire permet de s’adresser à un réseau, donc de connaître la route,
l’itinéraire qui y mène.
Routage Direct
2 techniques
Routage Indirect
a) Le Routage Direct permet de faire communiquer des machines situées sur
le même réseau c.a.d. ayant la même adresse réseau.
b) Le Routage Indirect permet de faire communiquer des composants entre
réseaux différents reliés par des routeurs.

La table de routage
Elle associe l’adresse IP du routeur à l’adresse IP du réseau. Les tables de
routage sont régulièrement échangées entre les routeurs proches.
19
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Net Id 1
Net Id 2
Net Id 3
Protocoles
RIP : (Routing Interface Protocol) gestion des tables de routages (métrique <15)
OSPF : (Open Shortest Path First) : pour le routage dynamique -> échanges des
tables
Nombre de routeurs traversés
Nombre de sauts
c) Gestion des tables : routages statiques ou dynamique
 ROUTAGE STATIQUE
Les informations de routage sont entrées manuellement par l’administrateur de
réseau.
Statique : les informations ne sont pas mise à jour automatiquement lorsque la
configuration du réseau change.
Commande : route

-
print ; add ; delete.
ROUTAGE DYNAMIQUE
Mise à jour automatique des tables
Algorithmes : RIP et OSPF
Déroulement du routage : Délivrance d’un paquet IP
1
IP reçoit une trame, de TCP, adressée à un hôte du sous-réseau local
2
IP compare l’ID de sous-réseau et l’ID de sous-réseau de la trame
Si les ID correspondent => ARP est activé
Délivrance locale
3
IP ajoute les informations :
IP adresse source
Adresse MAC de la source
IP du destinataire
Adresse MAC de destinataire
20
RESEAUX Informatique
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4
Le Paquet est envoyé sur le réseau et sera récupéré par l’hôte qui
reconnaîtra son adresse
 Si l’adresse n’est pas locale, IP envoie le paquet vers le routeur par défaut ou
la passerelle par défaut.
ID réseau 1
Machine -> 2 cartes adaptateurs réseau
ID réseau 2
21