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TP1 - Modélisation de réseaux avec Filius

Objectifs

À la fin de ce TP, vous devrez être capable de :

  1. Comprendre le rôle d'une adresse IP ;
  2. Construire un réseau local simple ;
  3. Comprendre le rôle d'un switch ;
  4. Comprendre comment un routeur relie plusieurs réseaux ;
  5. Utiliser la commande ping pour tester une communication.
Au préalable

Installer le logiciel Filius en cliquant ici.

Filius est un logiciel de simulation permettant de construire des réseaux et d'observer les communications entre les machines.

Les fichiers créés avec Filius seront à enregistrer dans le dossier Thème 1 - Internet.

Quelques notions avant de commencer​

L'adresse IP​

Pour communiquer sur un réseau, un appareil doit pouvoir être identifié.

On utilise pour cela une adresse IP.

Une adresse IPv4 est composée de quatre nombres séparés par des points :

192.168.1.24

On peut considérer cette adresse comme l'adresse postale d'un appareil sur un réseau.

Deux appareils d'un même réseau doivent avoir des adresses IP différentes.

Exemple

Considérons les deux machines :

  • Alice : 192.168.1.10
  • Bob : 192.168.1.11

Les deux adresses commencent ici par 192.168.1.

On considérera dans ce TP que :

  • 192.168.1 permet d'identifier le réseau ;
  • 10 ou 11 permet d'identifier la machine dans ce réseau.

On dira que ces deux ordinateurs appartiennent au réseau 192.168.1.0.

Adresse réseau et adresse machine​

Dans ce TP, nous utiliserons uniquement des réseaux de la forme :

192.168.X.0

Par exemple :

Adresse IPRéseauNuméro de la machine
192.168.1.12192.168.1.012
192.168.1.25192.168.1.025
192.168.2.8192.168.2.08
À retenir

Deux machines dont les adresses commencent par les trois mêmes nombres seront considérées dans ce TP comme appartenant au même réseau local.

Ainsi :

192.168.1.10 et 192.168.1.20

sont dans le même réseau.

En revanche :

192.168.1.10 et 192.168.2.20

sont dans deux réseaux différents.

Faire communiquer deux ordinateurs​

Commençons par la situation la plus simple possible.

Elisa et Tom sont dans la même salle et souhaitent faire communiquer leurs deux ordinateurs.

Construction​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Ouvrir Filius et déposer deux ordinateurs portables sur l'espace de travail.

  2. 2

    Renommer les ordinateurs :

    • Elisa
    • Tom
  3. 3

    Configurer leurs adresses IP :

    • Elisa : 192.168.14.40
    • Tom : 192.168.14.41
  4. 4

    À quel réseau appartiennent Elisa et Tom ?

  5. 5

    Relier directement les deux ordinateurs avec un câble.

Tester la communication​

Pour savoir si deux machines arrivent à communiquer, on peut utiliser une commande appelée ping.

La commande ping

La commande ping permet de demander :

« Est-ce que j'arrive à communiquer avec cette adresse IP ? »

L'ordinateur envoie plusieurs petits messages à la machine ciblée.

Si celle-ci les reçoit, elle renvoie une réponse.

La commande s'écrit :

ping adresse_IP

Par exemple :

ping 192.168.14.41

permet de tester la communication avec la machine possédant l'adresse 192.168.14.41.

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Passer Filius en mode simulation à l'aide de la flèche verte.

  2. 2

    Sur l'ordinateur Elisa, ouvrir Installation des logiciels.

  3. 3

    Installer le logiciel Ligne de commande, puis appliquer les modifications.

  4. 4

    Ouvrir ensuite la ligne de commande.

  5. 5

    Elisa veut vérifier qu'elle peut communiquer avec Tom. Quelle commande doit-elle saisir ?

  6. 6

    Écrire la commande avec la bonne adresse, et appuyer sur Entrée.

  7. 7

    D'après le résultat obtenu, Elisa et Tom arrivent-ils à communiquer ?

  8. 8

    Faire un clic droit sur Tom puis activer Voir l'échange de données.

  9. 9

    Effectuer à nouveau le ping depuis Elisa.

  10. 10

    Observer les échanges qui apparaissent chez Tom. Que remarquez-vous ?

Bilan

Deux machines reliées entre elles et appartenant au même réseau peuvent communiquer directement.

Mais comment faire si nous voulons maintenant connecter trois, quatre ou vingt ordinateurs ?

Construire un réseau local​

Gabriel rejoint maintenant Elisa et Tom.

Nous voulons que les trois ordinateurs puissent communiquer entre eux.

Relier directement chaque ordinateur à tous les autres deviendrait rapidement compliqué.

Nous allons donc utiliser un nouvel équipement : le switch.

Le switch​

Qu'est-ce qu'un switch ?

Un switch, aussi appelé commutateur, permet de relier plusieurs appareils appartenant à un même réseau local.

Au lieu de relier chaque ordinateur à tous les autres, chaque ordinateur est simplement relié au switch.

Le switch reçoit les données et les transmet vers le bon appareil.

          Elisa
            |
            |
Tom ----- SWITCH ----- Gabriel

Le switch permet donc de construire facilement un réseau local.

Construction du réseau​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Repasser en mode construction.

  2. 2

    Supprimer le câble reliant directement Elisa et Tom.

  3. 3

    Ajouter un switch et le renommer Salle 600.

  4. 4

    Relier Elisa et Tom au switch.

  5. 5

    Ajouter un troisième ordinateur appelé Gabriel.

  6. 6

    Donner à Gabriel l'adresse :

    192.168.14.42
  7. 7

    Relier Gabriel au switch.

  8. 8

    Les trois ordinateurs appartiennent-ils au même réseau ? Justifier à l'aide de leurs adresses IP.

  9. 9

    Faire une capture d'écran de votre réseau.

Tester le réseau​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Passer en mode simulation.

  2. 2

    Installer si nécessaire la ligne de commande sur Gabriel.

  3. 3

    Depuis Elisa, effectuer un ping vers Gabriel.

  4. 4

    La communication fonctionne-t-elle ?

  5. 5

    Depuis Gabriel, effectuer maintenant un ping vers Tom.

  6. 6

    Que peut-on conclure sur le rôle du switch ?

Bilan

Le switch relie les appareils d'un même réseau local.

Dans notre exemple, les trois ordinateurs appartiennent au réseau :

192.168.14.0

Le switch permet à Elisa, Tom et Gabriel de communiquer entre eux.

Relier deux réseaux locaux​

Imaginons maintenant deux salles du lycée.

La salle 600 utilise le réseau :

192.168.14.0

La salle 604 utilise un autre réseau :

192.168.27.0

Nous voulons permettre aux ordinateurs des deux salles de communiquer.

Construire le deuxième réseau​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Conserver le réseau de la salle 600.

  2. 2

    Ajouter un deuxième switch appelé Salle 604.

  3. 3

    Ajouter deux ordinateurs :

    • Lucas : 192.168.27.40
    • Lina : 192.168.27.41
  4. 4

    Relier Lucas et Lina au switch Salle 604.

  5. 5

    À quel réseau appartiennent Lucas et Lina ?

  6. 6

    Lucas et Elisa appartiennent-ils au même réseau ? Justifier.

  7. 7

    Vérifier avec un ping que Lucas et Lina arrivent à communiquer.

Nous possédons maintenant deux réseaux locaux indépendants.

Réseau 192.168.14.0              Réseau 192.168.27.0

Elisa -----\                       /----- Lucas
            SWITCH             SWITCH
Tom -------/                       \----- Lina

Mais pour le moment, aucune liaison ne permet de passer d'un réseau à l'autre.

Le routeur​

Pour relier des réseaux différents, on utilise un routeur.

Le rôle du routeur

Un switch relie principalement des machines à l'intérieur d'un réseau local.

Un routeur permet de faire circuler des données d'un réseau vers un autre.

Notre routeur sera donc relié :

  • d'un côté au réseau 192.168.14.0 ;
  • de l'autre au réseau 192.168.27.0.

Il possède une interface réseau de chaque côté.

Chaque interface doit avoir une adresse appartenant au réseau auquel elle est reliée.

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Ajouter un routeur entre les deux switchs.

  2. 2

    Le renommer Routeur.

  3. 3

    Lors de sa création, choisir 2 interfaces.

  4. 4

    Relier une interface au switch Salle 600.

  5. 5

    Relier l'autre interface au switch Salle 604.

  6. 6

    Dans la configuration du routeur, cocher Routage automatique.

Les interfaces du routeur​

Notre routeur est connecté à deux réseaux différents.

Il doit donc posséder une adresse IP dans chacun d'eux.

Les deux « portes » du routeur

On peut imaginer le routeur comme un bâtiment possédant une porte donnant sur chaque réseau.

Pour le réseau 192.168.14.0, nous utiliserons :

192.168.14.253

Pour le réseau 192.168.27.0, nous utiliserons :

192.168.27.253

Attention : il s'agit bien de deux adresses du même routeur, mais sur deux interfaces différentes.

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Ouvrir la configuration du routeur.

  2. 2

    Sélectionner l'une des interfaces.

    Filius met alors en évidence le câble correspondant.

  3. 3

    Repérer l'interface reliée au switch Salle 600.

  4. 4

    Lui donner l'adresse :

    192.168.14.253
  5. 5

    Repérer l'interface reliée au switch Salle 604.

  6. 6

    Lui donner l'adresse :

    192.168.27.253
  7. 7

    Pourquoi ne pourrait-on pas donner l'adresse 192.168.27.253 à l'interface reliée au réseau 192.168.14.0 ?

La passerelle​

Le routeur est maintenant correctement configuré.

Essayons pourtant de communiquer entre les deux réseaux.

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Depuis Elisa, essayer :

    ping 192.168.27.40
  2. 2

    Le ping fonctionne-t-il ?

Le problème vient de la passerelle.

La passerelle

Elisa sait communiquer avec les machines de son propre réseau.

Mais Lucas appartient au réseau 192.168.27.0.

Elisa doit donc savoir où envoyer les données lorsqu'elles sont destinées à un autre réseau.

Cette « sortie » du réseau est appelée la passerelle.

Pour Elisa, la sortie de son réseau est l'interface du routeur :

192.168.14.253

On peut donc retenir :

La passerelle est l'adresse du routeur permettant de sortir du réseau local.

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Repasser en mode construction.

  2. 2

    Dans la configuration d'Elisa, indiquer comme passerelle :

    192.168.14.253
  3. 3

    Faire la même chose pour Tom et Gabriel.

  4. 4

    Quelle passerelle faut-il indiquer pour Lucas et Lina ?

  5. 5

    Configurer cette passerelle.

  6. 6

    Repasser en mode simulation.

  7. 7

    Depuis Elisa, effectuer à nouveau :

    ping 192.168.27.40
  8. 8

    La communication fonctionne-t-elle maintenant ?

  9. 9

    Activer Voir l'échange de données sur plusieurs équipements et refaire le ping.

  10. 10

    Reconstituer le trajet suivi par les données entre Elisa et Lucas.

Bilan

Pour communiquer avec une machine :

  • située dans le même réseau, les données restent dans le réseau local ;
  • située dans un autre réseau, les données doivent être envoyées vers un routeur.

L'adresse du routeur utilisée pour sortir du réseau est appelée passerelle.

Dans notre exemple :

RéseauPasserelle
192.168.14.0192.168.14.253
192.168.27.0192.168.27.253

Faire communiquer des réseaux éloignés​

Pour terminer, nous allons complexifier notre réseau.

Elisa reste dans la salle 600.

Lucas et Lina déménagent dans une autre partie du lycée utilisant le réseau :

192.168.38.0

Les deux réseaux ne sont plus reliés directement au même routeur.

Les données devront maintenant passer par deux routeurs.

Modifier le réseau​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Modifier les adresses de Lucas et Lina :

    • Lucas : 192.168.38.40
    • Lina : 192.168.38.41
  2. 2

    Leur switch appartient maintenant au réseau 192.168.38.0.

  3. 3

    Ajouter un deuxième routeur appelé Routeur 2.

  4. 4

    Le premier routeur sera désormais appelé Routeur 1.

  5. 5

    Relier :

    • le réseau d'Elisa au Routeur 1 ;
    • le Routeur 1 au Routeur 2 ;
    • le Routeur 2 au réseau de Lucas.
  6. 6

    Activer le routage automatique sur les deux routeurs.

Nous avons maintenant une organisation de ce type :

Réseau              Réseau entre              Réseau
192.168.14.0         les routeurs            192.168.38.0

   Elisa                                      Lucas
     |                                          |
   SWITCH                                    SWITCH
     |                                          |
 Routeur 1 --------------------------------- Routeur 2

Le réseau entre les routeurs​

La liaison entre les deux routeurs constitue elle aussi un petit réseau.

Nous utiliserons pour cette liaison le réseau :

192.168.27.0
ExercicesTout déplier
  1. 1

    Configurer l'interface de Routeur 1 reliée au réseau d'Elisa avec :

    192.168.14.253
  2. 2

    Configurer l'interface de Routeur 2 reliée au réseau de Lucas avec :

    192.168.38.253
  3. 3

    Pour la liaison entre les deux routeurs, configurer :

    Routeur 1 : 192.168.27.5
    Routeur 2 : 192.168.27.6
  4. 4

    Pourquoi les adresses 192.168.27.5 et 192.168.27.6 commencent-elles de la même manière ?

  5. 5

    Quelle passerelle faut-il maintenant indiquer sur l'ordinateur de Lucas ?

  6. 6

    Vérifier également la passerelle d'Elisa.

  7. 7

    Faire une capture d'écran du réseau complet.

Observer le trajet d'un paquet​

ExercicesTout déplier
  1. 1

    Passer en mode simulation.

  2. 2

    Activer Voir l'échange de données sur les différents équipements.

  3. 3

    Depuis Elisa, effectuer :

    ping 192.168.38.40
  4. 4

    Vérifier que Lucas répond.

  5. 5

    Observer le trajet des données.

  6. 6

    Recopier et compléter :

    Elisa
      ↓
    ....................
      ↓
    Routeur 1
      ↓
    ....................
      ↓
    Routeur 2
      ↓
    ....................
      ↓
    Lucas
  7. 7

    Combien de réseaux différents les données traversent-elles entre Elisa et Lucas ?

Bilan du TP

Nous avons progressivement construit un réseau de plus en plus complexe.

1. L'adresse IP

Elle permet d'identifier une machine sur un réseau.

2. Le switch

Il permet de relier plusieurs appareils dans un même réseau local.

3. Le routeur

Il permet de relier plusieurs réseaux différents.

4. La passerelle

Elle indique à une machine vers quel routeur envoyer les données lorsqu'elles doivent sortir du réseau local.

5. Plusieurs routeurs

Un message envoyé sur Internet peut traverser plusieurs réseaux et plusieurs routeurs avant d'arriver à destination.

C'est ce principe, à une échelle beaucoup plus grande, qui permet le fonctionnement d'Internet.