Réseaux Informatiques : Genie informatique reseaux informatique exercices corriges
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Introduction aux Réseaux
Exercice 1.1 : Convertir en binaire, octal et hexadécimal les nombres en base 10 suivants.
Base 10 | Binaire | Octal | Hexadécimal
825 | 1100111001 | 1471 | 339
230 | 11100110 | 346 | 0E6
1996 | 11111001100 | 3714 | 7CC
2925 | 101101101101 | 5555 | B6D
Exercice 1.2 :
1. La différence entre les topologies physique et logique.
- La topologie physique indique comment les différentes stations sont raccordées physiquement (câblage).
- La topologie logique représente la façon selon laquelle les données transitent dans les câbles. Les topologies logiques les plus courantes sont : Ethernet, Token Ring, FDDI.
2. Quelques types d’informations transmises par les réseaux informatiques.
Données, son, images, vidéo, code.
3. Principaux agents physiques employés pour la transmission de l’information.
- Signaux électriques, ondes, laser.
4. La plus petite quantité d’information (quantum d’information) pour mesurer la taille d’un fichier, ses multiples et la quantité qu’elle représente.
- Le quantum est appelé BIT (pour Binary digiT).
- 1 Octet = 8 bits.
- 1 kilo-octet (Ko) = 1024 octets = 210 × 8 bits.
- 1 Méga-octet (Mo) = 1024 Ko = 220 × 8 bits.
- 1 Giga-octet (Go) = 1024 Mo = 230 × 8 bits.
- 1 Téra-octet (To) = 1024 Go = 240 × 8 bits.
5. Quantité d’information représentant l’image d’une feuille A4 (210 × 297 mm) sur un photocopieur numérique noir et blanc à 600 points/inch².
Un point noir et blanc est représenté par un bit.
La superficie d’A4 en pouces carrés est : S = (210 × 297) / (25,4 × 25,4) = 96,67 pouces².
La taille de l’image = Le nombre de points = 600 × S = 58004 bits ≈ 58 Ko.
6. Temps de transfert d’une page de texte A4 numérisée sur un réseau à 9600 bits/s et avec une efficacité de 90%.
Temps de transmission = T = (Taille de l’image) / Débit = 58000 / 9600 = 6,04 secondes.
Avec une efficacité de 90%, le débit utile est de D’ = 9600 × 0,9 = 8640 bits/s.
Temps de transmission ajusté = T’ = (Taille de l’image) / D’ = 58000 / 8640 = 6,71 secondes.
Exercice 1.3 : Un coursier transporte un paquet de données.
1. Comparaison entre un coursier transportant 20 disquettes de 1,4 Mo et une ligne téléphonique à 56 Kbit/s.
Capacité du coursier = 20 × 1,4 × 220 × 8 = 234881024 bits.
Temps de transfert par ligne téléphonique = 234881024 / 56000 = 4194,304 secondes.
Temps de trajet du coursier = 20 km / 30 km/h = 40 minutes = 2400 secondes.
Le coursier est plus rapide.
2. Comparaison entre un coursier transportant un CD-ROM de 700 Mo et une connexion à 7 Mbit/s.
Capacité du coursier = 700 × 220 × 8 = 5872025600 bits.
Temps de transfert par ligne téléphonique = 5872025600 / 7000000 = 838,8608 secondes.
Temps de trajet du coursier = 2400 secondes.
Dans ce cas, le coursier est obsolète.
3. Leçon à retenir de cette anecdote.
Il faut garder en mémoire les notions de débit et de taille des données à transférer.
Exercice 1.4 : Comparaison entre un chien transportant des cartouches magnétiques et une liaison réseau.
Temps d’émission de 3 × 7 Go sur un réseau à 155 Mbit/s = 3 × 7 × 8589934592 / 155000000 = 1163,8 secondes.
Vitesse du chien = 18 km/h = 5 m/s.
Distance maximale = 5 × 1163,8 = 5819 mètres.
Si le lieu de stockage se trouve à moins de 5819 mètres, le chien est plus rapide.
Exercice 1.5 : Types de réseaux et temps de transmission.
1. Type de réseau adapté pour connecter deux sites localisés dans deux villes différentes.
Un réseau WAN.
2. Principales différences entre les trois types de réseaux (LAN, MAN et WAN).
Réseau | Rayon de couverture | Débit
LAN | Centaine de mètres | Jusqu’à plusieurs Gb/s
MAN | Quelques kilomètres | ~100 Mb/s
WAN | Centaines de kilomètres | ~10 Mb/s
3. Temps de transmission de 1 Ko sur des réseaux à 10 Mb/s, 100 Mb/s et 1 Gb/s.
Temps de transmission = T = Quantité d’information / Débit.
T1 = (1 × 103 bits) / (10 × 106 bits/s) = 10-4 secondes.
T2 = 10-5 secondes.
T3 = 10-6 secondes.
4. Nombre de messages nécessaires pour envoyer un fichier de 4 Mbits sur un réseau à 10 Mbits/s avec des messages de 1000 bits (16 bits de contrôle).
Chaque message peut transporter jusqu’à 1000 - 16 = 984 bits de données utiles.
Nombre de messages = 4 × 106 / 984 ≈ 4066 messages.
Exercice 1.6 : Liaison hertzienne et taux d’utilisation.
1. Taux d’utilisation d’une voie à 1200 bits/s émettant 12 messages de 8 octets par seconde.
Taille des 8 messages = 8 × 8 = 64 bits.
Fréquence d’émission = 12 × 64 = 768 bits/s.
Taux d’utilisation = Débit utile / Débit réel = 768 / 1200 = 0,64 = 64%.
2. Nombre maximal de bits en transit sur une distance de 10 000 km avec une célérité de 300 000 km/s.
Nombre maximal de bits en transit = Débit × Distance / Vitesse de la lumière = 1200 × 10000 / 300000 = 40 bits.
Modèles OSI et TCP-IP
Exercice 2.1 : Définition et sens d’un PDU dans le modèle OSI et pour le protocole IP.
Un PDU est un Protocol Data Unit (Unité de Donnée de Protocole). C’est un terme générique qui désigne les messages prévus dans les protocoles, que s’échangent les entités des couches. Le PDU d’IP est le datagramme IP.
Exercice 2.2 : Couches OSI responsables des opérations suivantes.
1. Découpage du flot binaire transmis en trame.
La couche liaison de données.
2. Détermination du chemin à travers le réseau.
La couche réseau.
3. Fourniture de la synchronisation des échanges.
La couche session.
Exercice 2.3 : Encapsulation des TPDU dans le modèle OSI.
Dans le modèle OSI, ce sont les paquets qui encapsulent les TPDU. Quand une TPDU arrive au niveau de la couche réseau, la totalité de l’en-tête et des données constituent le champ de données du paquet (N_SDU).
Exercice 2.4 : Rôle des 4 couches les plus basses du modèle OSI et leur correspondance dans TCP/IP.
1. Couche physique : Émettre et recevoir des bits sur un canal.
2. Couche liaison de données : Envoyer et recevoir des trames de données.
⇒ Ces deux couches correspondent à la couche Accès-réseau dans TCP/IP.
3. Couche réseau : Utiliser et gérer le sous-réseau.
⇒ Dans TCP/IP, elle correspond à la couche Internet (IP).
4. Couche transport : Transporter l’information et s’assurer de son arrivée correcte.
⇒ Dans TCP/IP, c’est la couche Transport qui intègre TCP et UDP.
Couche Physique
Exercice 3.1 : Signal avec modulation de phase.
1. Type de modulation.
Le paramètre qui change dans le signal est la phase. C’est donc une modulation de phase (deux phases : 0 et π).
2. Séquence de bits représentée.
110010100110.
Exercice 3.2 : Signal à 4 niveaux.
1. Nombre de bits par baud.
Le signal peut être à 4 niveaux différents. Sa valence est le plus grand n tel que 2n ≤ 4. Donc n = 2. Puisqu’il faut un baud pour extraire une information, le signal transporte 2 bits par baud.
2. Séquence de bits représentée.
011000111010011100.
Exercice 3.3 : Signal avec modulation phase-fréquence.
1. Type de modulation.
Il s’agit d’une combinaison de modulation : phase-fréquence.
2. Nombre de bits par baud.
Il y a 4 phases (0, π/2, π, 3π/2) et 2 fréquences (f1 et f2) : soit 8 variations possibles du signal, donc 3 bits/baud.
3. Valeurs binaires pour chaque combinaison.
f1000, f1π/2001, f1π010, f13π/2011, f20100, f2π/2101, f2π110, f23π/2111.
4. Information transportée par le signal.
011101000010111110.
Exercice 3.4 : Signal avec modulation amplitude-fréquence.
1. Combinaison de modulation utilisée.
Il s’agit d’une combinaison amplitude-fréquence.
2. Nombre de bits par baud.
Il y a 2 amplitudes et 2 fréquences, soit 4 signaux distincts, donc 2 bits/baud.
3. Séquence de bits représentée.
010011100010011100.
4. Variante pour transmettre 3 bits/baud.
Pour émettre 3 bits par baud, il faut 23 = 8 variations. Sans modulation de phase, il faut augmenter le nombre d’amplitudes ou de fréquences : NA × NF = 8.
Exemple : 4 amplitudes et 2 fréquences ou 2 amplitudes et 4 fréquences.
Exercice 3.5 : Codage Manchester et Miller.
1. Séquence de bits en codage Manchester.
100101100.
2. Signal équivalent en code Miller.
Le signal équivalent en code Miller n’est pas fourni ici.
Exercice 3.6 : Débits binaires des modems.
1. Modulation de 2 fréquences.
2 fréquences donc V = 2 = 21. Ainsi, D = R × 1 = 9600 bits/s.
2. Modulation de 4 phases.
4 phases donc V = 4 = 22. Ainsi, D = R × 2 = 19200 bits/s.
3. Modulation de 16 combinaisons amplitude/phase.
16 combinaisons donc V = 16 = 24. Ainsi, D = R × 4 = 38400 bits/s.
Exercice 3.7 : Multiplexage temporel.
Il consiste à attribuer un intervalle de temps à chaque voie d’entrée, pendant lequel le multiplexeur utilise toute la bande passante pour transmettre les bits qu’elle lui a fourni. Le multiplexeur balaye cycliquement chaque voie d’entrée pour transmettre les bits qui y sont parvenus.
Couche Liaison de Données
Exercice 4.1 : Encapsulation et décodage de trames.
1. Définition de l’encapsulation.
L’encapsulation est le processus consistant à ajouter des en-têtes et éventuellement des pieds de trame aux données pour permettre leur transmission à travers les couches du modèle OSI.
2. Décodage d’une trame Ethernet.
Les valeurs des champs ne sont pas fournies ici.
3. Modèle de réseau physique (exemple : Ethernet).
Le modèle de réseau physique n’est pas précisé ici.
FAQ
1. Qu’est-ce qu’un bit et comment est-il utilisé pour mesurer la taille des fichiers ?
Un bit est la plus petite unité d’information en informatique. Il est utilisé pour mesurer la taille des fichiers en combinant des multiples comme l’octet, le kilo-octet, le méga-octet, etc.
2. Quelle est la différence entre un LAN, un MAN et un WAN ?
Un LAN couvre une petite zone (centaine de mètres) avec un débit élevé, un MAN couvre quelques kilomètres avec un débit modéré, et un WAN couvre de grandes distances (centaines de kilomètres) avec un débit généralement plus faible.
3. Comment fonctionne le multiplexage temporel ?
Le multiplexage temporel attribue un intervalle de temps à chaque voie d’entrée pour transmettre les bits. Le multiplexeur balaye chaque voie cycliquement, et le démultiplexeur remet les données reçues à la ligne de sortie correspondante.