Configurer un commutateur de couche
5.1 Protocole Ethernet
5.1.3 Fonctions MAC Ethernet
5.1.3.1 Adresses MAC et format hexadécimal
Fonctions MAC Ethernet
L'utilisation de l'adresse MAC est l'un des aspects les plus importants de la technologie de réseau local Ethernet. Les adresses MAC utilisent la numération hexadécimale.
Le mot hexadécimal est un adjectif parfois utilisé en tant que nom. Lorsqu'il est utilisé comme nom, il fait référence au système de numération hexadécimale. Ce type de numération permet de représenter facilement des valeurs binaires. Le système de numération décimale est en base dix, le système binaire en base deux et le système hexadécimal est en base seize.
Le système de numération en base seize utilise les chiffres 0 à 9 et les lettres A à F. La Figure 1 indique les équivalents décimaux et hexadécimaux des valeurs binaires de 0000 à 1111. Il est plus facile pour nous de représenter une valeur à l'aide d'un seul chiffre hexadécimal que de quatre bits binaires.
Sachant que 8 bits (un octet) est un regroupement binaire courant, la plage binaire de 00000000 à 11111111 correspond, dans le format hexadécimal, à la plage de 00 à FF. Les zéros de gauche sont toujours affichés pour compléter la représentation de 8 bits. Par exemple, la valeur binaire 0000 1010 correspond à 0A au format hexadécimal.
Remarque : il est important de distinguer les valeurs hexadécimales des valeurs décimales en ce qui concerne les caractères 0 à 9, comme l'indique la figure 1.
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Représentation de valeurs hexadécimales
Le système hexadécimal est généralement représenté à l'écrit par la valeur concernée précédée par 0x (par exemple, 0x73) ou suivie de l'indice 16. Moins souvent, une valeur peut être suivie d'un H, par exemple 73H. Toutefois, dans la mesure où le texte sous forme d'exposant n'est pas reconnu dans les environnements de ligne de commande ou de programmation, la représentation technique hexadécimale est précédée d'un 0x. Par conséquent, les exemples ci- dessus doivent correspondre respectivement à 0x0A et 0x73.
Le format hexadécimal permet de représenter les adresses MAC Ethernet et les adresses IPv6. Conversions hexadécimales
Les conversions numériques entre des valeurs décimales et hexadécimales sont très simples, bien que la division ou la multiplication par 16 ne soit pas toujours très commode. Lorsque de telles conversions sont nécessaires, il est habituellement plus simple de convertir la valeur décimale ou hexadécimale en valeur binaire, puis de convertir cette dernière en valeur décimale ou hexadécimale, selon le cas.
Avec un peu de pratique, il est possible de reconnaître les configurations binaires qui correspondent aux valeurs décimales et hexadécimales. La figure 2 illustre ces configurations pour des valeurs de 8 bits données.
5.1.3.2 Représentations des adresses MAC
Sur un hôte Windows, la commande ipconfig /all permet d'identifier l'adresse MAC d'un adaptateur Ethernet. Sur la Figure 1, notez que l'écran indique que l'adresse physique (MAC) de l'ordinateur est 00-18-DE-C7-F3-FB. Si vous avez accès à la ligne de commande, vous pouvez déterminer celle de votre propre ordinateur.
Selon le périphérique et le système d'exploitation, différentes représentations des adresses MAC s'afficheront, comme le montre la Figure 2. Les routeurs et les commutateurs Cisco utilisent la forme XXXX.XXXX.XXXX où X est un caractère hexadécimal.
5.1.3.3 Adresse MAC de monodiffusion
Avec Ethernet, des adresses MAC différentes sont utilisées pour la monodiffusion (unicast), la multidiffusion (multicast) et la diffusion (broadcast) sur la couche 2.
L'adresse MAC de monodiffusion est l'adresse unique utilisée lorsqu'une trame est envoyée à partir d'un seul périphérique émetteur, à un seul périphérique destinataire.
Dans l'exemple de la figure, un hôte avec l'adresse IP 192.168.1.5 (source) demande une page Web au serveur dont l'adresse IP est 192.168.1.200. Pour qu'un paquet de monodiffusion soit envoyé et reçu, une adresse IP de destination doit figurer dans l'en-tête du paquet IP. Une adresse MAC de destination correspondante doit également être présente dans l'en-tête de la trame Ethernet. Les adresses IP et MAC se combinent pour transmettre les données à un hôte de destination spécifique.
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5.1.3.4 Adresse MAC de diffusion
Un paquet de diffusion contient une adresse IP de destination qui ne comporte que des uns (1) dans la partie hôte. Cette numérotation implique que tous les hôtes sur le réseau local (domaine de diffusion) recevront le paquet et le traiteront. De nombreux protocoles réseau, notamment DHCP et ARP utilisent des diffusions. La façon dont le protocole ARP utilise les diffusions pour mapper les adresses de la couche 2 et de la couche 3 est décrite plus loin dans ce chapitre.
Comme le montre la figure, l'adresse IP de diffusion d'un réseau requiert une adresse MAC de diffusion correspondante dans la trame Ethernet. Sur les réseaux Ethernet, l'adresse MAC de diffusion comporte 48 uns (1), représentés au format hexadécimal FF-FF-FF-FF-FF-FF.
5.1.3.5 Adresse MAC de multidiffusion
Les adresses de multidiffusion permettent à un périphérique source d'envoyer un paquet à un groupe de périphériques. Les périphériques qui font partie d'un groupe de multidiffusion se voient affecter une adresse IP de groupe de multidiffusion. La plage d'adresses de multidiffusion IPv4 s'étend de 224.0.0.0 à 239.255.255.255. Dans la mesure où les adresses de multidiffusion représentent un groupe d'adresses (parfois appelé groupe d'hôtes), elles ne peuvent s'utiliser que comme destination d'un paquet. La source doit toujours avoir une adresse monodiffusion.
Les adresses de multidiffusion sont notamment utilisées dans les jeux en ligne, où plusieurs joueurs sont connectés à distance au même jeu. L'enseignement à distance par visioconférence fait également appel aux adresses de multidiffusion. Plusieurs étudiants sont ainsi connectés au même cours.
Comme avec les adresses de monodiffusion et de diffusion, l'adresse IP multidiffusion nécessite une adresse MAC de multidiffusion correspondante pour remettre les trames sur un réseau local. L'adresse MAC de multidiffusion (utilisée conjointement avec le protocole IP) est une valeur spécifique qui commence par 01-00-5E au format hexadécimal. L'autre partie de l'adresse MAC de multidiffusion provient de la conversion des 23 bits inférieurs de l'adresse IP du groupe de multidiffusion en 6 caractères hexadécimaux.
L'adresse de multidiffusion en hexadécimal 01-00-5E-00-00-C8 représentée dans l'animation en est un exemple.
5.1.3.6
Travaux
pratiques -
Affichage
des
adresses MAC des périphériques réseau
Au cours de ce TP, vous aborderez les points suivants :
Partie 1 : configuration de la topologie et initialisation des périphériques
2e partie : Configurer les périphériques et vérifier la connectivité
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5.1.4 Adresses MAC et IP
5.1.4.1 Adresses MAC et IP
Adresses MAC et IP
Chaque périphérique hôte possède deux adresses principales :
L'adresse physique (adresse MAC)
L'adresse logique (adresse IP)
L'adresse MAC et l'adresse IP fonctionnent ensemble pour identifier un périphérique sur le réseau. L'utilisation de l'adresse MAC et de l'adresse IP pour localiser un ordinateur revient à utiliser le nom et l'adresse d'une personne pour lui envoyer une lettre.
En règle générale, une personne ne change pas de nom. En revanche, son adresse postale peut changer.
Comme le nom d'une personne, l'adresse MAC d'un hôte ne change pas ; elle est physiquement attribuée à la carte réseau de l'hôte et est appelée adresse physique. L'adresse physique reste la même, quel que soit l'emplacement de l'hôte.
L'adresse IP est similaire à l'adresse d'une personne. Cette adresse correspond à l'emplacement réel de l'hôte. Elle permet à une trame de déterminer sa destination. L'adresse IP, ou adresse réseau, est appelée adresse logique, car elle est attribuée de manière logique par un administrateur réseau en fonction du réseau local auquel l'hôte est connecté. La figure montre que la localisation d'une personne en fonction de son adresse « logique » suit une hiérarchie. Cliquez sur chaque groupe pour voir le filtrage de l'adresse.
L'adresse MAC physique et l'adresse IP logique sont toutes deux requises pour que l'ordinateur communique sur un réseau hiérarchique, tout comme le nom et l'adresse d'une personne le sont pour envoyer une lettre.
5.1.4.2 Connectivité de bout en bout, MAC et IP
Un périphérique source envoie un paquet en fonction d'une adresse IP. Les périphériques source se servent souvent du système de noms de domaine (DNS) pour déterminer l'adresse IP du périphérique de destination. Celui-ci associe l'adresse IP à un nom de domaine. Par exemple, www.cisco.com correspond à 209.165.200.225. Cette adresse IP permet d'envoyer le paquet vers l'emplacement réseau du périphérique de destination. C'est cette adresse IP que les routeurs utilisent pour déterminer le meilleur chemin vers la destination. Donc, pour résumer, l'adressage IP détermine le comportement de bout en bout d'un paquet IP.
Cependant, le long de chaque liaison d'un chemin, le paquet IP est encapsulé dans une trame propre à la technologie de liaison de données associée à cette liaison, par exemple Ethernet. Les périphériques finaux d'un réseau Ethernet ne se basent pas sur les adresses IP, mais sur les adresses MAC pour accepter et traiter les trames.
Sur les réseaux Ethernet, les adresses MAC servent à identifier, à un niveau inférieur, les hôtes source et de destination. Lorsqu'un hôte d'un réseau Ethernet communique, il envoie des
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trames contenant sa propre adresse MAC comme source, et l'adresse MAC du destinataire comme destination. Tous les hôtes qui reçoivent la trame lisent l'adresse MAC de destination. Si et seulement si celle-ci correspond à l'adresse MAC configurée sur la carte réseau de l'hôte, celui-ci traite le message.
La Figure 1 montre comment un paquet de données contenant des informations d'adresse IP est encapsulé selon le tramage de couche liaison de données intégrant les adresses MAC. La Figure 2 montre comment les trames sont encapsulées en fonction de la technologie de la liaison.
Comment les adresses IP des paquets IP d'un flux de données sont-elles associées aux adresses MAC de chaque liaison le long du chemin vers la destination ? Cette opération est effectuée selon un processus appelé protocole ARP.
5.1.4.3 Travaux pratiques – Utilisation de Wireshark
pour examiner les trames Ethernet
Au cours de ce TP, vous aborderez les points suivants :
1re partie : Examiner les champs d'en-tête dans une trame Ethernet II
2e partie : Utiliser Wireshark pour capturer et analyser les trames Ethernet
5.1.4.4 Packet Tracer : identification des adresses MAC
et IP
Cet exercice est optimisé pour l'affichage des PDU. Les périphériques sont déjà configurés. Vous recueillerez les informations sur les PDU en mode Simulation et répondrez à une série de questions sur les données recueillies.