Couche 2 : Liaison de données et Fonctionnement des réseaux TCP/IP : [Classes]

Titre de la collection d'activités : 2I2D Terminal

Cycle : 6

Licence : Creative Commons - Domaine Public

Titre de l'activité : Couche 2 : Liaison de données et Fonctionnement des réseaux TCP/IP :

Durée : 30 min

Résumé

Internet est un réseau de réseaux locaux (LAN). Pour bien comprendre sa complexité, nous présentons ici l'organisation et l'élaboration d'une trame au sein d'un réseau local. On se situe dans les 2 couches les plus basses du modèle OSI. Le commutateur et le hub sont dont composants classiques fréquemment rencontrés qu'il convient donc d'étudier.

Objectifs :

Rappels sur les réseaux
Comprendre le modèle OSI
Comprendre le rôle principal de la couche 2 : Connecter les machines sur un réseau local
Découvrir le protocole Ethernet, adresse MAC
Comprendre le fonctionnement d'un Switch

Prérequis :

Le modèle OSI Fonctionnement des réseaux TCP/IP : Modèle OSI

Organisation

Cours : lecture en classe entière

Couche 2 : Liaison de données et Fonctionnement des réseaux TCP/IP :⚓

Réseau local

Un LAN (Local Area Network), est un réseau informatique local.

Les terminaux (ordinateurs, etc.) s'envoient des trames au niveau de la couche de liaison sans utiliser d'accès à internet.

Adresse MAC : Dans un réseau local, chaque composant Ethernet (carte Ethernet, carte Wi-Fi, ...) possède une adresse MAC (Media Access Control1) unique. Cet identifiant physique est stocké dans la carte réseau ou interface similaire. Elle est unique au monde. Toutes les cartes réseau ont une adresse MAC.

MAC constitue la partie inférieure de la couche de liaison (couche 2 du modèle OSI). Elle insère et traite ces adresses au sein des trames transmises.

Adresses particulières :

FF:FF:FF:FF:FF:FF	Adresse broadcast
01:00:0C:CC:CC:CC	Cisco Discovery Protocol
01:80:C2:00:00:00	Spanning Tree Protocol
33:33:xx:xx:xx:xx	Adresses multicast IPv6
01:00:5E:xx:xx:xx	Adresses multicast IPv4

L'adresse de broadcast est une adresse universelle qui identifie n'importe quelle carte réseau. Elle me permet ainsi d'envoyer un message à toutes les cartes réseaux des machines présentes sur le réseau local, en une seule fois. A contrario, l'utilisation normale des réseaux, où on envoie une trame vers une unique destination est appelée unicast.

Attention : Usurpation adresse MAC

« Contrairement aux idées reçues, l'usurpation d'adresse MAC est très facile à réaliser, ce n'est donc pas un moyen de sécurisé l'accès à ses équipements Wi-Fi. En effet il faut distinguer l'adresse MAC physique de l'adresse MAC logicielle. L'adresse physique est en effet difficile à modifier, mais celle-ci sert uniquement d'adresse MAC par défaut pour établir les connexions réseau. C'est le système d'exploitation qui choisit la(les) adresse(s) MAC avec laquelle(lesquelles) il désire communiquer. Une bonne politique de sécurité ne doit donc pas reposer sur l'adresse MAC, puisque dans le cadre d'une connexion réseau, celle-ci n'est que logicielle. »(Source Wikipedia : Filtrage par adresse MAC)

Le protocole Ethernet

Wikipedia : « Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. »

Objectif ici d'un protocole est de définir un langage commun afin de s'échanger des données entre machines hétérogènes. Le protocole impose ainsi un format de trame (Frame en anglais) représenté par le digramme ci-dessous :

Destination MAC Address : Adresse du destinataire
Source MAC Address : Adresse de l'emmetteur
EtherType (2 octets) : Protocole utilisé en couche 3 (IP, ...)
Payload :L'information à envoyer
CRC (4 octets) : Vérification des données (CheckSum)
NB : 64 octets < Taille de la trame < 1518 octets

Fonctionnement d'un switch

Pour envoyer la trame vers la bonne machine, le switch se sert de l'adresse MAC destination contenue dans l'en-tête de la trame. Il contient en fait une table qui fait l'association entre un port du switch (une prise RJ45 femelle) et une adresse MAC. Cette table est appelée la table CAM (ou table MAC)

Exemple :

La table CAM donnera :

Port 1	11:22:33:44:55:66
Port 2	77:88:99:AA:BB:CC
Port 3	DD:EE:FF:11:22:33

Initialisation

La table CAM du switch va être fabriquée de façon dynamique. Cela veut dire que le Switch va apprendre, au fur et à mesure qu'il voit passer des trames, quelle machine est branchée à quel port. Au début cette table est vide et dés qu'une trame est reçue, l'adresse MAC et le Port associé sont ajoutés à la table. Si l'adresse de destination n'est pas présente dans la table, la trame est envoyée sur tous les Ports actifs. La machine destinataire, présente sur le Switch répondra alors en envoyant une nouvelle trame qui sera lue par le Switch et l'adresse MAC nouvelle, ajoutée à la table.

Définition : Le TTL

Le TTL veut dire Time To Live en anglais, soit Durée De Vie. Il représente donc une durée. Le principe est de considérer qu'une donnée est valable pendant un certain temps, mais qu'au-delà de ce temps, elle ne l'est plus.

Ainsi cette information est valable un certain temps, mais une fois ce temps dépassé, l'information est supprimée de la table CAM. Ainsi la table CAM sera mise à jour régulièrement et les données les plus anciennes seront effacées.