Réseaux Informatiques : Genie informatique reseaux informatique exercices corriges
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Réseaux Informatique
Réalisé par:
A.Mazoul
Département Génie
Informatique
Filière:GénieInformatique
Module:Réseaux Informatique
Mise à jour:23 février 2017
Exercices & Solutions
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Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir1 Table de matières:
1Introduction aux réseaux.......................................................................................................................................................2
2Modèles OSI & TCP-IP.........................................................................................................................................................6
3Couche physique...................................................................................................................................................................8
4Couche Liaison de données.................................................................................................................................................12
5Couche réseau-Protocole & Adressage IP.........................................................................................................................20
6Couche Réseau: Routage....................................................................................................................................................25
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir2 1Introduction auxréseaux
Exercice1.1
convertir en binaire, octal et hexadécimal les nombres en base 10 suivants:
Base 10BinaireOctalHexadécimal825 2301996 2925
Solution
Base 10BinaireOctalHexadécimal825 11001110011471339230 11100110346E61996 1111100110037147CC2925 1011011011015555B6D
Exercice1.2
1.Rappelez la différence entre les topologies physique et logique.
2.Citer quelques typesd'informations transmises par les réseaux informatiques.
3.Quels sont les principaux agents physiques employés pour la transmission de l'information ?
4.Quel est la plus petite quantité d'information (quantum d'information) ? Quels sont ses multiples, et quelle quantité cela
représente-t-il ?
5.Quelle quantité d'information représente l'image d'une feuille A4 (210 x 297 mm) sur un photocopieur numérique noir et
blanc dont la résolution est de 600 points/inch². (1 inch= 25,4 mm) ?
6.Sur un réseau dont le débit estde 9600 bits/s, combien de temps prend le transfert d'une page de texte A4 numérisée à la
question 5? Quel est ce temps de transmission si l'efficacité du réseau est de 90%?
Solution
1.Rappelez 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.Citer quelques types d'informations transmises par les réseaux informatiques.
Données, son, images, vidéo, code
3.Quels sont les principauxmoyensemployésdans les supports réseauxpour la transmission de l'information ?
-Signaux électriques,ondes, laser
4.Quel est la plus petite quantité d'information (quantum d'information)pour mesurerla tailled’unfichier? Quels sont ses
multiples, et quelle quantité cela représente-t-il ?
-Le quantum est appelé BIT (pour Binary digiT).
-1 Octet (o) = 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.Quelle quantité d'information représente l'image d'une feuille A4 (210 x 297 mm) sur unphotocopieur numérique noir et
blanc dont la résolution est de 600 points/inch². (1 inch= 25,4 mm) ?
Un point noir et blanc est représenté par un bit.
La superficie d'A4 en in² est S = (210*297)/25.4² = 96.67 in².
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir3 La taille de l’image= Le nombre de point= 600*S = 58004 bits≈58 kb.
6.Sur un réseau dont le débit est de 9600 bits/s, combien de temps prend le transfert d'une page de texte A4 numérisée à la
question 5? Quel est ce temps de transmission si l'efficacité du réseau est de 90%?
T= (La taille de l’image)/ débit = 58000/9600 = 6,04 s.
Avec une efficacité de 90% le débit sera de D’= 9600*0.9 = 8640 b/s.
T'=(La taille de l’image)/ D’ = 58000/8640 = 6.71
ou encore T'= T*100/90 = 6.04*1.11 = 6.71 s
Exercice1.3
Un coursier doit transporter un paquet de20disquettes d'une société A à une société B distante de 20 kms. Chaque disquette
contient 1,4 Mo. L'homme se déplace en scooter à travers la ville avec une vitesse moyenne estiméeà 30 km/h.
1.Sur cette distance, utiliser un coursierest-il préférable(le plus rapide)par rapport à l'utilisation d'une ligne
téléphonique dont la vitesse de transmission est de 56Kbit/s ?
2.Même question en remplaçant les20disquettes par un CD-ROM dont la capacité est de 700Moavec une connexion de
7Mbit/s.
3.Que peut-on retenir de cette petite anecdote ?
Solution
1.Sur cette distance, utiliser un coursier n'est-il pas une solution obsolète par rapport à l'utilisation d'uneligne téléphonique
dont la vitesse de transmission est de 56Kbit/s ?
Capacité du coursier =20 x 1,4 x 220 x 8 bits =234881024bits
Pour transférer cette même quantité par la ligne téléphonique, il faut4194,304s.
Or, le coursier ne met que 40 min soit2400 s pour parcourir les 20 kms à 30 km/h.
De ce fait, le coursier estle plus rapide.
2.Même question en remplaçant les disquettes par un CD-ROM dont la capacité est de 700Mo avec une connexion de
7Mbit/s.
Capacité du coursier = 700 x 220 x 8 bits = 5872025600 bits
Pour transférer cette même quantité par la ligne téléphonique, il faut 838,8608 s.
Or, le coursier ne met que 40 min soit 2400 s pour parcourir les 20 kms à 30 km/h.
Dans ce cas, le coursier estobsolète.
3.Que peut-on retenir de cette petiteanecdote ?
Il faut garder en mémoire les notions de débit et de taille des données à transférer.
Exercice1.4
Supposons qu’unchien, équipé d’une boîte de 3 cartouches magnétiques de 7 Go chacune à la place d’un tonnelet de rhum
(sacrilège !), soit entraîné à effectuer l’aller-retour entre deux points quelconques. Celui-ci va à la vitesse de 18 km/h.
Jusqu’à quelle distance le chien possède-t-il une plus grande vitesse de transmission qu’une liaison (d’un réseau)de155
Mbit/s ? On néglige ici le temps d’acheminement des bits sur le réseau (quelques microsecondes).
Solution
Jusqu’à quelle distance le chien possède-t-il une plus grandevitesse de transmission qu’une liaison (d’un réseau) de 155
Mbit/s ?
Il faut que le chien arrive à destination en moins de temps qu’il en faut pour émettre la totalité des bits sur le réseau.
Temps d’émission de 3 × 7 Go sur un réseau à 155 Mbit/s : 3 × 7× 8589934592/155000000=1163, 8
Donc 1163,8 secondes.
Le chien va à 18 km/h soit 5 m/s
La distance qu’il parcourt doit être inférieure à 5 × 1163, 8 m soit5819m.
Ainsi, si le lieu de stockage des cartouches se trouve à moins de 5819 m, il est plus économique de se servirdu chien.
Exercice1.5
1.Quel est le type de réseau le plus adapté pour connecter deux sites loca1isésdans deux villes différentes?
2.Enumérez les principales différences entre les trois types de réseaux (LAN, MAN et WAN).
3.Quel est le temps de transmission de 1Kb sur un réseau dont le débit est : 10 Mb/s, 100 Mb/s ou 1Gb/s ?
4.On considère un réseau dont le débit est de 10 Mbits/s. Les messages envoyés sur ce réseau ont une taille maximale de
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir4 1000 bits dont un champ de contrôle de 16 bits,Quel est le nombre de messages nécessaires pour envoyer un fichier F
de 4 Mbits d'une station à une autre ?
Solution
1.Quel est le type de réseau le plus adapté pour connecter deux sites loca1isés dans deux villes différentes ?
Un réseau WAN.
2.Enumérez les principales différences entre les trois typesde réseaux (LAN, MAN et WAN).
RéseauRayon de couvertureDébit
LANCentaine de mètresjusqu'à plusieurs Gb/s
MANquelque KM~100 Mb/S
WANcentaines de KM~10 Mb/s
3.Quel est le temps de transmission de 1Kb sur un réseau dont le débit est : 10 Mb/s,100 Mb/s ou 1Gb/s ?
T=Quantité d’information/Débit.
T1=(1x103 bit)/(10x106 bits/s)= 10-4 s.
T2= 10-5 s,
T3= 10-6 s
4.On considère un réseau dont le débit est de 10 Mbits/s. Les messages envoyés sur ce réseau ont une taille maximale de
1000 bits dont unchamp de contrôle de 16 bits,Quel est le nombre de messages nécessaires pour envoyer un fichier F de
4 Mbits d'une station à une autre ?
Chaque message peut transporter jusque 1000-16 = 984 bits de données utile.
Le nombre de message = 4*106 /984 = 4066
Exercice1.6
Sur une liaison hertzienne urbaine à 1200 bits/s on envoie des messages de 8 octets.
1. Si la fréquence d’émission est de 12 messages par seconde, calculer le taux d’utilisation de la voie.
2. Si la distance à parcourir est de 10 000kms, donner le nombre maximal de bits en transit à un moment donné.Rappel:
La célérité est : c = 300 000 kms.s-1 Solution
1.Si la fréquence d’émission est de 12 messages par seconde, calculer le taux d’utilisation de la voie.
Débit=1200bit/s ;
Taille des 8 messages= 64bits
Fréquence d’émission = 12 massages/s= 12x64bits/s = 768bit/s
taux d’utilisation = = débit utile/débit réel = 768/1200 = 0,64 = 64%
2.Si la distance à parcourir est de 10 000kms, donner lenombre maximal de bits en transit à un moment donné. Rappel : La
célérité est : c = 300 000 kms.s-1
d= 10000km ;
max = Débit x distance / (vitesse de la lumière) = 1200 x 10000 / 300000 = 40bits
Exercice1.7
Un réseau local est destiné à transférer deux types d'informations :
-des fichiers texte de 100 KO maximum en un tempsde transmission minimal de 5s.
-des messages interactifs de cent caractères au maximum transmis en moins de 5 ms.
1.Quel est lenom du code informatique historiquement le plus ancien, servant au codage des caractères ?
2.Sur combien d’octet, ce code (voir question précédente), code les caractères ?
3.Calculer le débit nécessaire pour transférer les fichiers texte, tel que défini dans l’introduction
4.Calculer le débit nécessaire pour transférer les messages. (voir descriptif en introduction)
Solution
1.Quel est le nom du code informatique historiquement le plus ancien, servant au codage des caractères ?ASCII Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir5 2.Sur combiend’octet, ce code (voir question précédente), code les caractères ?
1 octet
3.Calculer le débit nécessaire pour transférer les fichiers texte, tel que défini dans l’introduction
Réponse: = Q = 100 x 1024 x 8 = 819 200 bits
or Débit = Q / t donc Débit = 819 200 / 5 = 163 840 bits/s
4.Calculer le débit nécessaire pour transférer les messages. (voir descriptif en introduction)
Réponse: = Q = 100 x 8 = 800
or Débit = Q / t donc Débit = 800 / 5x = = 160 000 bits/s
Exercice1.8
On transmet un fichier de 100 KO sur un réseau local à 10 Mbits/s.dontle rendement du protocole utilisé est de 80 %.
Rendement=Nb de bis de données / Nb de bits transmis
1.Calculer la taille en bits du fichier à transmettre.
2.Calculer, entenant compte du rendement du protocole, la quantité de données à transmettre.
3.Calculer le temps de transmission en secondes et ms.
Solution
1.Calculer la taille en bits du fichier à transmettre.
Q = 100 x 1024 x 8 = 819200 bits
2.Calculer, en tenant comptedu rendement du protocole, la quantité de données à transmettre.
Rendement=0.8=819200 bits/Nb de bits transmis
Nb de bits transmis=819200/0.8=1024000 bits
3.Calculer le temps de transmission en secondes et ms.
D = Q /t soit t = Q /D
donc t = 1 024000 / 10 x 10 6 = 0,1024 s ou 102,4 ms
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir6 2Modèles OSI & TCP-IP
Exercice2.1
Dans la terminologie OSI, qu’est-ce qu’un PDU ? Cette notion a-t-elle un sens pour le protocole IP ? Argumenter.
Solution
Dansla terminologie OSI, qu’est-ce qu’un PDU ? Cette notion a-t-elle un sens pour le protocole IP ? Argumenter.
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.
Exercice2.2
Quelles sont les couches OSI chargées des opérations suivantes :
1.découpage du flot binaire transmis en trame ?
2.détermination du chemin à travers le réseau ?
3.fourniture de la synchronisation des échanges ?
Solution
1.découpage du flot binaire transmis en trame ?
Le niveau physique réceptionne un flux de bits et le formate en trame pour remise à la couche liaison dedonnées.
2.détermination du chemin à travers le réseau ?
Le chemin à travers le réseau est déterminé par la couche réseau.
3.fourniture de la synchronisation des échanges ?
La synchronisation deséchangesde données est gérée par la couche session.
Exercice2.3
Dans le modèle OSI, est-ce que ce sont les TPDU (ouTransport-PDU) qui encapsulent les paquets ou le contraire ?
Solution
Dans le modèle OSI, est-ce que ce sont les TPDU qui encapsulent les paquets oule contraire ?
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).
Exercice2.4
Dans la terminologie OSI, qu’est-ce qu’un PDU ? Cette notion a-t-elle un sens pour le protocole IP ?
Solution
Dans la terminologie OSI, qu’est-ce qu’un PDU ? Cette notion a-t-elle un sens 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.
Exercice2.5
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir7 Expliquer le nom et le rôle des 4 couches les plus basses du modèle OSI. Ont-elles une correspondance dans l’architecture
TCP/IP ? Si oui, laquelle.
Solution
La couche physiquedont le rôle est d’émettre et de recevoir des bits sur un canal (représentation des bits, durée de
transmission d’un bit, débit, support utilisé, sens de transmission) ;
La couche liaisonde données : dont le rôle est d’envoyer et de recevoir des trames de données (création de frontières de
trames, découpage de flots de bits en trames, détection et/ou correction d’erreurs, envoi en séquence et gestion
d’acquittements, régulation de flux, gestion de l’accès au canal) ;
⇒Les deux couches précédentes correspondent à une seule couche dans l’architecture TCP/IP : la couche Accès-réseau.
La couche réseaudont le rôle est d’utiliser et de gérer le sous-réseau (routage des paquets dans le sous-réseau,
adaptation aux particularités des sous-réseaux traversés, gestion de la congestion, adressage uniforme, comptabilisation
pour facturation) ;
⇒Dans TCP/IP, elle correspond à la couche Internet (IP).
La couche transportdont le rôle est de transporter l’information provenant de la couche session et s’assurer qu’elle
arrive correctement (création de connexions, multiplexage des données, point à point fiable ou datagrammes, contrôle de
flux de bout en bout).
⇒Dans TCP/IP, c’est la couche Transport qui intègre TCP et UDP.
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir8 3Couche physique
Exercice3.1
Soit le signal suivant:
1.Quel type de modulation a produit ce signal ?
2.Quelle est la séquence de bits qu’il représente ?
Solution
1.Quel type de modulation a produit ce signal ?
Le paramètre qui changedans le signal est la phase. C’est donc une modulation de phase (deux phases 0 et π).
2.Quelle est la séquence de bits qu’il représente ?
Selon le protocole indiqué, c’est :110010100110
Exercice3.2
Supposons qu’on dispose d’un média de transmission en bande de base disposant de 4 niveaux significatifs et permettant de
transmettre un signal de la forme :
1.Quel est le nombre de bits par baud pouvant être émis sur un tel canal ?
2.En supposant que leprotocole de transmission spécifie que les niveaux du plus bas au plus élevé correspondent aux
valeurs binaires de 0 à 3, quelle est la séquence de bits représentée par ce signal ?
Solution
1.Quel est le nombre de bits par baud pouvant être émis sur un telcanal ?
Ici, le signal peut être à 4 niveaux différents. Sa valence est le plus grand n tel que= 2≤ 4. Donc n = 2. Puisqu’il faut
un baud pour extraire une information, le signal transporte 2 bits par baud.
2.En supposant que le protocole detransmission spécifie que les niveaux du plus bas au plus élevé correspondent aux
valeurs binaires de 0 à 3, quelle est la séquence de bits représentée par ce signal ?
C’est :011000111010011100
Exercice3.3
Soit le signal suivant:
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir9 1.Quel est ce type de (combinaison de) modulation(s) ?
2.Si on suppose que toutes les variations possibles (pas leur combinaison) apparaissent sur le signal précédent, combien
de bits par baud sont transmis par un tel signal ?
3.Proposez une valeur binaire pour chaque combinaison possible.
4.En déduire l’information transportée par le signal observé ci-dessus
Solution
1.Quel est ce type de (combinaison de) modulation(s) ?
Il s’agit d’une combinaison de modulation : phase-fréquence
2.Si onsuppose que toutes les variations possibles (pas leur combinaison) apparaissent sur le signal précédent, combien de
bits par baud sont transmis par un tel signal ?
Il y a 4 phases (0, π/2, π ,3π/2) et 2 fr
équences
(f1etf2):soit 8 variations possiblesdu signal donc3 bits/baud(car 23 =8).
3.Proposez une valeur binaire pour chaque combinaison possible.
Les valeurs binaires des combinaisons
fréquencephasebitsf10000 f1π/2001f1π010 f13π/2011f20100 f2π/2101f2π110 f23π/2111
4.Endéduire l’information transportée par le signal observé ci-dessus
011101000010111110
Exercice3.4
Soit le signal suivant:
1.Quelle combinaison a été utilisée pour l’émission du signal suivant :amplitude-phase, amplitude-fréquence ou
fréquence-phase ?
2.Combien de bits par baud sont transmis si toutes les possibilités des combinaisons utilisées sont présentes dans ce signal? 3.Supposons que les quatre combinaisons amplitude-fréquence : faible-faible, faible-fort, fortfaible et fort-fort, codent
respectivement 00, 11, 01 et 10. Quelle est la séquence de bits représentée par le signal ?
4.Proposez une variante de cette modulation permettant de transmettre exactement 3 bits par baud sans faire intervenirun
type de modulation supplémentaire (pas de modulation de phase).
Solution
1.Quelle combinaison a été utilisée pour l’émission du signal suivant : amplitude-phase, amplitude-fréquence ou fréquence-
phase ?
Il s’agit d’une combinaison amplitude-fréquence, car ces deux paramètres peuvent changer au temps baud.
2.Combien de bits par baud sont transmis si toutes les possibilités des combinaisons utilisées sont présentes dans ce signal ?
Il y a 2 amplitudes et 2 fréquences, soit 4 signaux distincts et donc unevalence de 4 = 22 (soit n=2 bits par baud).
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir10 3.Supposons que les quatre combinaisons amplitude-fréquence : faible-faible, faible-fort, fort faible et fort-fort, codent
respectivement 00, 11, 01 et 10. Quelle est la séquence de bits représentée par le signal?
C’est : 010011100010011100
4.Proposez une variante de cette modulation permettant de transmettre exactement 3 bits par baud sans faire intervenir un
type de modulation supplémentaire (pas de modulation de phase).
pour émettre 3 bits par baud, il faut arriver à 2 3 variations. Sans rajouter de type de modulation supplémentaire, il faut
augmenter le nombre de variations des paramètres des modulations utilisées. En clair, il faut augmenter le nombre
d’amplitudes du signal (NA) et/ou son nombre de fréquences (NF). Il faut que
NA × NF = 8.
On a déjà NA × NF = 2 × 2 = 4. On ne peut pas rajouter 1 à NA et NF car cela donnerait 9 signaux différents et donc une
perte d’efficacité. On peut alors choisir de rajouter 2 à NA ou 2 à NF, donc soit 2 amplitudes supplémentaires soit 2
fréquences supplémentaires.
Exercice3.5
Soit le signal suivant:
1.En supposant qu’il s’agit d’un codage Manchester, quelle est la séquence de bits qu’il représente ?
2.Donner le signaléquivalent encodeMiller?
Solution
1.En supposant qu’il s’agit d’un codage Manchester, quelle est la séquence de bits qu’il représente ?
100101100
2.Donner le signal équivalent en code Miller?
Exercice3.6
Quels sont les débits binaires proposés par les modems utilisant une rapidité de modulation de 9600 bauds et :
1. qui utilisent une modulation de 2 fréquences ?
2. qui utilisent une modulation de 4 phases ?
3. qui utilisent une modulation de 16combinaisons amplitude/phase ?Rappel: V:La valence est le nombre de niveaux utilisés pour coder la suite binaire.
R: Le débit de symboles est appelé rapidité de modulation.
D: est le débit binaire (en bits par seconde)D = R ×log2 V
Solution
1.Ledébit binaire qui utilise une modulation de 2 fréquences ?
2 fréquences donc V = 2=21 . Ainsi D =R×1= 9600 bit/s
2.Le débit binairequi utiliseune modulation de 4 phases ?
4 phases donc V = 4=22 . Ainsi D = R×2= 19200 bit/s
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir11 3.Le débit binairequi utiliseune modulation de 16 combinaisons amplitude/phase ?
16 combinaisons donc V = 16=24 Ainsi, D = R×4= 38400 bit/s
Exercice3.7
Qu’est-ce que le multiplexage temporel ?
Solution
Qu’est-ce que lemultiplexage 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. De l’autre côté le démultiplexeur remet les données reçues à la lignede sortie
correspondant à l’intervalle de temps.
Exercices et solutions, réalisé par A.MAZOULenseignant-chercheur à l’EST d’Agadir12 4Couche Liaison de données
Exercice4.1
1.Qu’est ce que l’encapsulation ?
2.Décodez la trame Ethernet suivante en vous servant des formatsci-dessous:
Donner les valeurs des champs suivantes:
-TrameEthernet:Adresse destination, Adresse source, Type
-Paquet IP:Version:LET, Longueur Totale, Protocole, Adresse source, Adresse destination
-Segment TCP:Port source, Port Destinataire, Data Offset.
3.Dans un réseau basé sur le modèle de la p