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TP1 - Modélisation de réseaux avec Filius

Introduction​

Un réseau est identifiable grâce à une adresse IP spécifique, sur laquelle chaque ordinateur connecté dispose de sa propre identification.

Les réseaux sont soumis à une nomenclature spécifique, que l'on nomme classe. En fonction de la classe d'un réseau, on va pouvoir y connecter plus ou moins d'appareils. Le réseau chez Google va forcément devoir supporter plus d'appareils qu'un réseau domestique.
On a ainsi 3 classes principales, avec les plages de réseaux possibles :

  • Classe A : de 0.0.0.0 à 126.0.0.0
  • Classe B : de 128.0.0.0 à 191.255.0.0
  • Classe C : de 192.0.0.0 à 223.255.255.0

Un réseau de classe A peut connecter jusqu'à 16 777 214 appareils, un réseau de classe B 65 534 appareils, et un de classe C 254 appareils.

Dans les foyers, l'adresse réseau la plus utilisée est : 192.168.1.0. On peut donc connecter jusqu'à 254 appareils dans un réseau domestique.

En résumé

En regardant jusqu'aux 3 premiers octets d'un réseau, on peut supposer de la classe de ce réseau, et ainsi déterminer les adresses IP possibles des appareils.
Si mon adresse IP est : 113.5.6.42, je me situe dans un réseau de classe A, donc mon adresse est 113.0.0.0, et mon appareil est identifié par 5.6.42 sur ce réseau.

Filius​

On va, dans ce TP, s'intéresser à la construction de réseaux, et à l'étude des protocoles de communication utilisés lors de l'échange de paquets.

Objectifs
  1. Comprendre le fonctionnement des adresses réseaux ;
  2. Modéliser des réseaux ;
  3. Visionner les échanges réseaux.
Pré-requis

Installer le logiciel Filius en cliquant ici.
Filius est un logiciel de simulation de réseaux, qui va nous permettre de construire des réseaux et simuler des échanges de données.

Les fichiers créés à partir de Filius seront à enregistrer dans le dossier Réseau.

Le logiciel​

Parmi les objets à utiliser, il y a :

  • Le câble permettant de relier chaque appareil ;
  • Un ordinateur : on les utilisera pour modéliser un serveur ;
  • Un pc : on les utilisera pour modéliser un pc ;
  • Un switch ;
  • Un routeur.

Création d'un réseau simple​

Bob et Alice, 2 élèves de NSI, sont dans la salle 315 (dont le réseau est 192.168.0.0) et souhaitent échanger entre eux avec leur ordinateur.
Nous allons modéliser le schéma leur permettant de faire communiquer leur machine.

  1. Déposer 2 pc au milieu de l’écran.
  2. Sélectionner les pc pour changer le nom en Alice et Bob.
  3. Pour communiquer, chaque ordinateur doit être identifiable sur le réseau, avec une adresse IP unique.
    Donner à chaque pc une adresse IP différente : Alice avec 192.168.0.10 et Bob avec 192.168.0.11.
    Sur le réseau de la salle 315 (192.168.0.0), la machine d'Alice est identifiée avec le numéro 10, et celle de Bob avec le numéro 11.
  4. Poser un switch. Cliquer dessus et le renommer 315.
  5. Sélectionner le câble, puis cliquer sur Alice et après 315. Un lien s’est fait entre les 2. Faire la même chose avec Bob. Un réseau local est créé.
  6. En mode simulation (flèche verte) :
    • Cliquer sur Alice ;
    • Cliquer sur « installation des logiciels » ;
    • Sélectionner « ligne de commande » dans la colonne de droite, puis cliquer sur la flèche qui pointe vers la gauche ;
    • Appliquer les modifications. Vous avez installé les lignes de commande.
  7. Tout en bas de la même fenêtre, cliquer sur « Écran d’accueil », puis « ligne de commande ». Une fenêtre s’ouvre, permettant d’écrire des commandes.
Ping

Ping est une commande permettant de vérifier si un ordinateur distant est disponible sur le réseau, en envoyant 4 paquets. Depuis les lignes de commandes d'un ordinateur, on écrit ping adresse où adresse représente l'adresse IP de l'ordinateur dont on souhaite vérifier la disponibilité.

  1. Depuis l'ordinateur Alice, on va vérifier que Bob est disponible. A partir de la ligne de commandes de Alice, écrire « ping 192.168.0.11 ».
    Que s’affiche-t-il ? Faire une capture d’écran (touche Windows, + touche Majuscule + touche S).
  2. Faire un clic droit sur Bob et activer « voir l’échange de données ». Sur Alice, refaire une commande ping. Que se passe-t-il chez Bob ?
  3. Cliquer sur une ligne verte. Quelles informations sont affichées ?

Fonctionnement d'un switch​

Maintenant que Bob et Alice arrive à communiquer, on va s'intéresser à ce qu'il se passe dans le switch.

  1. Aller en mode édition (le marteau), rajouter un 3ème pc appelé Charlie, avec comme adresse IP 192.168.0.12 et le relier au switch.
  2. Retour en mode simulation. Sélectionner le switch. Que s’affiche-t-il ?
  3. Fermer la table. Faire un clic droit sur Bob et activer « voir l’échange de données ». Faire un clic droit dans la fenêtre, puis « vider les tables ».
  4. Dans Alice, ouvrir les lignes de commande, et faire un ping sur Charlie (192.168.0.12). Que se passe-t-il dans la table des données de Bob ?
  5. Rouvrir la table du switch. Que remarquez-vous ?

Fonctionnement d’un routeur​

Alice et Bob veulent maintenant pouvoir échanger avec un élève de la salle 312. La salle 312 possède son propre switch (et donc son propre réseau local dont l'adresse est 192.168.1.0), on a besoin d'un routeur faisant le lien entre les 2 salles.

  1. Sur le schéma, supprimer Charlie du réseau 315.
  2. Créer un second réseau local avec 2 ordinateur (Charlie et David) reliés à un switch (312), et leur donner pour IP 192.168.1.10 et 192.168.1.11 .
  3. Rajouter un routeur appelé couloir sur votre schéma, valider 2 interfaces, et relier les switch au routeur. Dans le routeur, cocher « routage automatique ». Faire une capture d’écran du schéma.
  4. En mode simulation, installer la ligne de commandes à la machine Alice et David.
  5. Sur l'ordinateur Alice, pinger l'adresse de l'ordinateur David. Que se passe-t-il ?
    info

    Normalement, cela ne marche pas car les passerelles ne sont pas bien configurées.
    Concrètement, les ordinateurs ne connaissent pas le « chemin » pour sortir du réseau.

  6. Retourner en mode édition.
  7. Dans la configuration du routeur, il existe 2 onglets à droite de Général avec les mêmes valeurs (par défaut : 192.168.0.10). On l'appelle l'interface. Lorsque l'on clique sur un onglet, une liaison entre le routeur et l'un des switch devient verte :
    Choisir l’onglet qui met en couleur verte la liaison menant vers le switch de Alice et Bob, et y mettre l’adresse IP 192.168.0.254. Ici, on précise quel est l'adresse du chemin permettant de faire sortir les données (on peut imaginer que c'est l'adresse de la porte).
  8. Écrire cette même adresse dans la configuration de Alice et Bob, là où c’est écrit « passerelle ». Ici, on précise à Alice et Bob par quelle adresse les données doivent passer pour sortir du réseau.
  9. Dans la configuration du routeur, choisir l’onglet qui met en couleur verte la liaison menant vers le switch de Charlie et David, et y mettre l’adresse IP 192.168.1.254. Écrire cette adresse dans la passerelle de Charlie et David.
  10. Pinger à nouveau la machine David à partir de la machine Alice en mode simulation. Que se passe-t-il ?

Fonctionnement entre 2 routeurs​

Cette fois-ci, Charlie et David changent de salle et d'étage et se mettent en salle 302 (d'adresse réseau : 192.168.45.0).

  1. Débrancher les câbles de couloir (clic droit, « supprimer tous les câbles »).
  2. Renommer le routeur couloir en couloir31 ainsi que le switch 312 en 302. Brancher également Charlie et David à 302, et changer leur adresse IP suivant l'adresse du réseau de la salle.
  3. Rebrancher un câble de couloir31 vers 315.
  4. Ajouter un second routeur appelé couloir30, et le relier au switch 302 et au routeur couloir31. Faire une capture d’écran.
  5. Dans la configuration de couloir30, cocher « routage automatique », et choisir l’onglet qui met en couleur verte la liaison menant vers le switch 302. Quelle adresse IP faudrait-il écrire ?
  6. Il faut maintenant configurer le chemin entre les routeurs couloir31 et couloir30. Dans couloir31, chercher l’onglet reliant couloir31 à couloir30, et écrire l’adresse 192.168.2.1. Dans couloir30, que faudrait-il écrire dans l’onglet le reliant à couloir31 ?
  7. Pinger Alice depuis David, et vérifier que les informations transitent bien. Si c’est le cas, félicitations, vous venez de créer internet !

Les tables de routage​

Dans cette dernière partie, nous allons faire les tables de routage des routeurs, manuellement.

  1. Dans couloir31 et couloir30, décocher « routage automatique » et vérifier qu’il n’est pas possible de pinger de Alice à David.

Une table de routage est composée de 4 parties :

  • L’adresse réseau de destination ;
  • Le masque de cette adresse ;
  • La passerelle (le prochain point d’accès) ;
  • L’interface (là d’où l’on part).

Dans couloir31 :

  • Aller dans « table de routage » ;
  • Décocher « afficher toutes les lignes » ;
  • Cliquer sur « nouvelle ligne » ;
  • Écrire la ligne allant vers le réseau 172.0.1.0.

Dans couloir30 :

  • Reprendre le protocole précédent ;
  • Écrire la ligne allant vers le réseau 192.168.1.0.

En faisant un ping de Alice sur David, cela ne marche pas, car chaque routeur doit avoir une ligne menant à chaque réseau dans lequel il est relié.

  1. Compléter les tables de routage de couloir31 et couloir30 pour que Alice et David puissent communiquer.
  2. Faire un ping de David sur M3. Que se passe-t-il ?
  3. Compléter les tables de routage de couloir31 et couloir30 pour que tous les réseaux y soient inscrits.