Réseaux et protocoles

Un paquet IP arrive sur un routeur R2 qui possède trois interfaces vers les routeurs R1, R3 et R4. (a) À quelle couche du modèle TCP/IP R2 prend-il sa décision d'acheminement ? (b) Sur quelle information du paquet se fonde-t-il ? (c) Que consulte-t-il pour choisir l'interface de sortie ? (d) Pourquoi dit-on que la décision est « locale » ?

1. 01Identifier la couche

   L'acheminement d'un paquet d'un routeur à l'autre relève du protocole IP, donc de la COUCHE RÉSEAU. Ce n'est ni l'application (qui produit les données) ni le transport (TCP/ports).

2. 02Identifier l'information utilisée

   R2 lit l'ADRESSE IP DE DESTINATION inscrite dans l'en-tête réseau du paquet. C'est elle, et non le contenu, qui guide l'acheminement.

3. 03Consulter la table

   R2 consulte sa TABLE DE ROUTAGE : elle associe à chaque destination (ou réseau de destination) l'interface de sortie / le prochain routeur. Ici, le résultat sera R1, R3 ou R4.

4. 04Expliquer la localité

   R2 ne décide que du PROCHAIN saut, pas du chemin complet. Le paquet sera ensuite réexaminé par le routeur suivant, qui prendra à son tour sa propre décision locale.

Résultat : (a) Couche réseau (protocole IP). (b) L'adresse IP de destination du paquet. (c) Sa table de routage. (d) Parce que R2 ne choisit que le prochain saut : la route complète émerge de la succession des décisions locales prises par chaque routeur traversé.

Réseau de cinq routeurs A, B, C, D, E. Liens directs : A–B, A–C, B–C, B–D, C–D, C–E, D–E. Avec la métrique RIP (chaque lien = 1 saut), donnez la ligne « destination E » de la table de routage de A : prochain saut et nombre de sauts. Discutez l'éventuelle ambiguïté du prochain saut.

1. 01Modéliser et lister les voisins de A

   A est directement relié à B et à C (1 saut chacun). Pour atteindre E, A devra passer par B ou par C.

2. 02Évaluer la route par C

   C est voisin de E (lien C–E). Donc A → C → E : 2 sauts. C est aussi voisin de D, mais le plus court depuis C vers E reste le lien direct C–E.

3. 03Évaluer la route par B

   B atteint E au mieux en B → D → E (B–D puis D–E) : depuis A cela fait A → B → D → E, soit 3 sauts.

4. 04Choisir le minimum

   RIP minimise le nombre de sauts : 2 sauts (par C) l'emporte sur 3 sauts (par B). Le prochain saut inscrit dans la table de A pour la destination E est donc C, avec une métrique de 2.

Résultat : Ligne de la table de A — destination E : prochain saut = C, métrique = 2 sauts (chemin A → C → E). Le prochain saut n'est PAS ambigu ici : la route par C (2 sauts) est strictement meilleure que la route par B (3 sauts).

Réseau de cinq routeurs avec liens (coût OSPF) : A–B 1, A–C 4, B–C 2, B–D 6, C–D 3, C–E 7, D–E 1. Déterminez le chemin de A vers E choisi par RIP (métrique : nombre de sauts), puis par OSPF (métrique : coût). Donnez chemin, sauts et coût pour chacun, et expliquez la divergence.

1. 01RIP — minimiser les sauts

   On cherche le chemin avec le moins de liens. A → C → E n'utilise que 2 liens. Aucun autre chemin A → E n'a moins de 2 liens (E n'est pas voisin direct de A). RIP choisit donc A → C → E.

2. 02RIP — coût de ce chemin (pour information)

   Bien que RIP ne le regarde pas, calculons le coût OSPF de sa route : A–C = 4 puis C–E = 7.

3. 03OSPF — minimiser le coût (Dijkstra)

   On cherche le chemin de coût total minimal. En déroulant Dijkstra depuis A, on fixe les distances : A=0, B=1, C=3 (par A–B–C : 1+2 < 4), D=6, E=7 (par D : 6+1). Le plus court chemin obtenu est A → B → C → D → E.

4. 04OSPF — nombre de sauts de ce chemin (pour information)

   Le chemin OSPF traverse plus de routeurs : A, B, C, D, E, soit 4 sauts. Il est plus long en sauts mais moins cher au total.

5. 05Interpréter la divergence

   RIP préfère 2 sauts (route via C) sans regarder les coûts ; OSPF préfère le coût minimal 7 quitte à faire 4 sauts. La route RIP coûte 11 > 7 : « moins de sauts » n'est pas « moins de coût ».

Résultat : RIP : A → C → E, 2 sauts (coût réel 11). OSPF : A → B → C → D → E, 4 sauts, coût 7. Les deux protocoles divergent parce qu'ils optimisent des MÉTRIQUES différentes : RIP minimise le nombre de routeurs traversés, OSPF minimise le coût total des liens. Ici le chemin le plus court en sauts est le plus cher, et inversement.

Graphe pondéré : A–B 1, A–C 4, B–C 2, B–D 6, C–D 3, C–E 7, D–E 1. Déroulez Dijkstra depuis A en indiquant à chaque étape le sommet fixé, sa distance définitive et son prédécesseur. Concluez sur la distance A → E et le chemin associé.

1. 01Initialisation

   d(A)=0, d(B)=d(C)=d(D)=d(E)=+∞. Aucun prédécesseur. Tous les sommets sont « non fixés ».

2. 02Étape 1 — fixer A (d=0)

   On fixe A, distance minimale. On relâche ses voisins : B via A–B → d(B)=1 (préd. A) ; C via A–C → d(C)=4 (préd. A).

3. 03Étape 2 — fixer B (d=1)

   Le plus petit non fixé est B (1). On relâche : C via B–C → 1+2 = 3 < 4, donc d(C)=3 (préd. B) ; D via B–D → 1+6 = 7, donc d(D)=7 (préd. B).

4. 04Étape 3 — fixer C (d=3)

   Le plus petit non fixé est C (3). On relâche : D via C–D → 3+3 = 6 < 7, donc d(D)=6 (préd. C) ; E via C–E → 3+7 = 10, donc d(E)=10 (préd. C).

5. 05Étape 4 — fixer D (d=6)

   Le plus petit non fixé est D (6). On relâche : E via D–E → 6+1 = 7 < 10, donc d(E)=7 (préd. D).

6. 06Étape 5 — fixer E (d=7)

   Il ne reste que E (7), on le fixe. L'algorithme est terminé : toutes les distances sont définitives.

7. 07Reconstruire le chemin

   On remonte les prédécesseurs depuis E : E ← D ← C ← B ← A. Lu à l'endroit : A → B → C → D → E.

Résultat : Ordre de fixation : A (0), B (1, par A), C (3, par B), D (6, par C), E (7, par D). Distance minimale A → E = 7, chemin A → B → C → D → E. C'est exactement la route qu'OSPF inscrirait dans sa table.

Alice veut envoyer un message confidentiel à Bob sur un réseau surveillé par un espion. (a) Avec un chiffrement symétrique, quel problème se pose avant l'envoi ? (b) Comment le chiffrement asymétrique le résout-il (quelles clés, dans quel ordre) ? (c) Pourquoi HTTPS n'envoie-t-il pas tout le message en asymétrique mais s'en sert-il pour transporter une clé symétrique ?

1. 01(a) Le problème du symétrique

   Le symétrique exige qu'Alice et Bob partagent la MÊME clé secrète. Mais pour se la communiquer sur le réseau, ils risquent que l'espion l'intercepte. C'est le problème de l'ÉCHANGE DE CLÉ : on ne peut pas envoyer la clé en clair.

2. 02(b) La solution asymétrique

   Bob publie sa CLÉ PUBLIQUE (diffusable sans risque). Alice récupère cette clé publique, chiffre son message avec, et l'envoie. Seul Bob, avec sa CLÉ PRIVÉE gardée secrète, peut déchiffrer. L'espion, même avec la clé publique et le message chiffré, ne peut rien faire : il manque la clé privée.

3. 03(c) Pourquoi combiner — la lenteur de l'asymétrique

   Le chiffrement asymétrique est LENT : l'utiliser pour tout le trafic serait inefficace. On l'emploie donc seulement pour transmettre, de façon sûre, une CLÉ DE SESSION symétrique.

4. 04(c suite) Le relais symétrique

   Une fois cette clé de session connue des deux côtés (chiffrée avec la clé publique du serveur, déchiffrée avec sa clé privée), tout le reste de la communication est chiffré en SYMÉTRIQUE : rapide et adapté au volume. L'authenticité de la clé publique est garantie par le certificat du serveur.

Résultat : (a) Le partage de la clé secrète sans interception. (b) Alice chiffre avec la clé publique de Bob ; Bob déchiffre avec sa clé privée : aucun secret n'a transité en clair. (c) L'asymétrique étant lent, HTTPS s'en sert uniquement pour transporter sûrement une clé de session symétrique, puis bascule en chiffrement symétrique pour le débit des données — c'est l'usage combiné des deux chiffrements.