Fiche de révision : Infrastructures des réseaux Ethernet

📋 Plan du Cours

1. Sous-couches LLC et MAC
2. Adressage IP et MAC
3. Résolution ARP
4. Spécificités des réseaux WiFi
5. Architecture et démarrage des commutateurs
6. Administration Cisco IOS
7. Sécurisation des interfaces
8. Redondance et Spanning Tree
9. Construction de l’arbre STP
10. Segmentation logique

📖 1. Sous-couches LLC et MAC

🔑 Notions clés & Définitions

• Sous-couche LLC : Assure le lien entre les couches supérieures logicielles et les couches inférieures matérielles, en extrayant les données de la couche réseau et en ajoutant des informations de contrôle.
• Sous-couche MAC : Gère les échanges au niveau matériel, l’encapsulation et la délimitation des trames, l’adressage, la détection des erreurs et le contrôle d’accès au support de transmission.

📝 Points essentiels

• Ethernet est un protocole de transfert de données sur un réseau local défini par la norme IEEE 802.3.

💡 Astuce mémo

LLC relie les couches logicielles, MAC gère le matériel

📖 2. Adressage IP et MAC

🔑 Notions clés & Définitions

• Adresse MAC : Un identifiant physique fixe et unique au monde qui identifie une carte réseau.
• Interface de loopback : Sous Linux, l’interface de loopback lo désigne une interface réseau virtuelle utilisée par la machine pour communiquer avec elle-même.

📝 Points essentiels

• Une adresse MAC est écrite avec 12 chiffres hexadécimaux, comme 00-08-02-90-C9-52, et elle est stockée dans la ROM de la carte réseau puis copiée dans la RAM au démarrage.

💡 Astuce mémo

IP identifie logiquement, MAC identifie physiquement

📖 3. Résolution ARP

🔑 Notions clés & Définitions

• Protocole ARP : Résout une adresse IP en adresse MAC sur un réseau local.

★ À maîtriser

• Pour atteindre un hôte du même réseau, l’émetteur compare les adresses réseau, recherche l’adresse MAC dans sa table ARP, diffuse une requête si elle est inconnue, reçoit une réponse en unicast, mémorise l’association IP/MAC puis envoie la trame.

• Pour atteindre un hôte d’un autre réseau, l’émetteur envoie la trame à l’adresse MAC de sa passerelle, le paquet reste adressé à l’IP distante, puis le routeur reconstruit l’en-tête Ethernet et utilise ARP si nécessaire sur le réseau suivant.

Compléments

📌 Les entrées de la table ARP sont conservées en cache pendant quelques secondes, réécrites lors de leur utilisation et supprimées lorsqu’elles restent inutilisées jusqu’à l’expiration du délai.

💡 Astuce mémo

Comparer, diffuser, répondre, mémoriser, transmettre

📖 4. Spécificités des réseaux WiFi

🔑 Notions clés & Définitions

• BSSID : L’identifiant MAC du point d’accès qui sert de référence aux services du réseau, notamment le SSID, le chiffrement et la synchronisation.

★ À maîtriser

• Le WiFi utilise un support 802.11 partagé qui nécessite une structure d’adressage plus riche que le réseau filaire.

• Les réseaux WiFi utilisent trois types de trames:

  • Trames de gestion
  • Trames de contrôle
  • Trames de données

Compléments

• En mode infrastructure étendu ESS, plusieurs points d’accès partagent un SSID commun et possèdent chacun un BSSID différent.

💡 Astuce mémo

Gestion, contrôle, données : les trois trames WiFi

📖 5. Architecture et démarrage des commutateurs

★ À maîtriser

• Un commutateur Ethernet contient notamment:

  • Mémoire Flash
  • Mémoire ROM
  • Mémoire RAM
  • Mémoire NVRAM
  • CPU ou processeur
  • Circuits ASIC
  • Interfaces réseau
  • Interface console

• Au démarrage d’un commutateur, le système exécute le POST, charge le programme d’amorçage, charge l’IOS depuis la Flash vers la RAM, puis charge la configuration depuis la NVRAM vers la RAM ou passe en mode Configuration si elle est absente.

Compléments

📌 La commande copy running-config startup-config sauvegarde la configuration courante dans la NVRAM.

💡 Astuce mémo

POST, amorçage, IOS, configuration

📖 6. Administration Cisco IOS

★ À maîtriser

• Cisco IOS est le système d’exploitation des équipements réseau Cisco et propose une interface de ligne de commande appelée CLI.

• 🔄 Pour atteindre la configuration d’une interface Cisco, il faut:

  1. Passer au mode privilégié avec enable
  2. Passer au mode de configuration globale avec configure terminal
  3. Entrer dans le mode de configuration de l’interface

Compléments

• Les équipements Cisco peuvent être administrés par:
  • La console
  • Telnet
  • SSH

💡 Astuce mémo

Utilisateur, privilégié, configuration globale, interface

📖 7. Sécurisation des interfaces

🔑 Notions clés & Définitions

• MAC flooding : Consiste à envoyer des messages avec une adresse MAC différente à chaque fois afin de saturer la table de commutation du switch.

📝 Points essentiels

📌 La commande switchport port-security maximum m limite à m le nombre d’adresses MAC pouvant être apprises sur une interface.

• Les réactions possibles à une violation sont:
  • Protect : blocage des trames provenant d’une adresse MAC inconnue
  • Restrict : alerte SNMP et incrémentation du compteur de violation
  • Shutdown : désactivation de l’interface en état err-disabled

💡 Astuce mémo

MAC flooding → table saturée → diffusion des trames

📖 8. Redondance et Spanning Tree

🔑 Notions clés & Définitions

• Spanning Tree Protocol : Crée un arbre de liens actifs sans boucle logique en bloquant artificiellement une interface et en la réactivant en cas de panne.

📝 Points essentiels

📌 Un commutateur diffuse les messages de broadcast sur toutes ses interfaces sauf l’interface émettrice.

📌 Les topologies redondantes améliorent la tolérance à une panne réseau, mais peuvent provoquer des tempêtes de broadcast et une instabilité des tables de commutation lorsqu’elles créent des boucles.

💡 Astuce mémo

Redondance physique → boucles logiques → STP bloque puis réactive

📖 9. Construction de l’arbre STP

🔑 Notions clés & Définitions

• Bridge ID : Le BID d’un commutateur est constitué d’une priorité paramétrable, du numéro de VLAN, de l’adresse MAC du switch et du numéro de port.

★ À maîtriser

• STP construit l’arbre en élisant le commutateur racine selon le plus petit BID, puis en calculant pour chaque équipement le chemin de coût le plus faible vers cette racine.

📐 Formule — Le coût d’un chemin STP est la somme des coûts de ses liens : $C_{chemin}=\sum C_{liens}$.

Compléments

• Les coûts standards des liens sont:
  • 100 pour Ethernet à 10 Mbit/s
  • 19 pour Fast-Ethernet à 100 Mbit/s
  • 4 pour Gigabit-Ethernet à 1 Gbit/s
  • 2 pour TenGigabit-Ethernet à 10 Gbit/s

💡 Astuce mémo

Élire la racine, calculer les coûts, sélectionner les chemins

📖 10. Segmentation logique

🔑 Notions clés & Définitions

• Segmentation logique : Consiste à séparer un réseau commuté en domaines logiques distincts au niveau de la couche Liaison.

📊 Tableaux de synthèse

Réactions aux violations de port-security