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Fragmentation IP et Acheminement de datagramme

L'objectif de ce td est de comprendre le routage et la fragmentation IP.

Exercice 1 - Fragmentation IP

Considérons l'organisation du réseau suivant entre les machines A et B qui doivent communiquer (A doit émettre, via IP, 1520 octets de données vers B) :

Chaque liaison entre les machines est étiquetée par son débit et son MTU (Maximum Transfert Unit). Le MTU est la taille maximale des données que peut véhiculer les trames d'un réseau physique particulier.

Décrivez les fragmentations réalisées pour la transmission d'un datagramme IP émis par A à destination de B, en supposant que le routeur R1 transmet alternativement les trames qu'il reçoit vers R2 et R4 (disons, dans cet ordre).
Justifiez le fait que la régénération des datagrammes fragmentés n'a lieu que sur la machine destinataire.
Pourquoi le principe de fragmentation est-il considéré comme inefficace ?
Afin d'éviter la fragmentation, la notion de Path-MTU (PMTU) a été introduite représentant la valeur minimale des MTU des réseaux traversés. Expliquez comment peut être trouvée cette valeur.

Exercice 2 - Acheminement de datagramme IP sur Ethernet

Soit le réseau, représenté par la figure suivante, où la machine MA souhaite envoyer un datagramme IP à la machine MB. Les deux machines n'étant pas sur le même sous-réseau, le datagramme va donc être routé via les deux routeurs R1 et R2.

Ce réseau Internet est composé de trois réseaux physiques Ethernet dont les adresses Internet, de classe C et de masque 255.255.255.0, sont 193.2.2.0, 193.5.5.0 et 193.8.8.0.

Donnez le format du datagramme IP (supposé prêt à être envoyé) préparé sur MA, en précisant les adresses qui apparaissent dans l'en-tête.
Donnez les tables de routage initiales les plus simples (minimales), sur chaque machine (MA, R1, R2 et MB), permettant l'acheminement du datagramme de MA vers MB.
Donnez les étapes successives nécessaires à cet acheminement, en précisant les adresses utilisées dans les en-têtes des trames Ethernet envoyées, ainsi que les requêtes ARP nécessairement effectuées.
Quel est l'état des tables ARP sur chaque machine une fois que MB a reçu le datagramme (on suppose que ces tables étaient vierges au départ)?
Dans l'état actuel, l'envoi d'un message de MB vers MA est-il possible?

Exercice 3 - Routage IP

Cet exercice est basé sur les mêmes concepts de sub-netting que lors de la dernière séance, mais il intègre plus de contraintes et prend en compte la problématique du routage.

Supposons que vous disposiez de l'adresse réseau 214.123.115.0/24 et que vous deviez répartir les adresses disponibles sur 4 gros sous-réseaux de 25 à 30 adresses chacun et sur 6 petits sous-réseaux d'une dizaine d'adresses chacun, avec les contraintes suivantes:

3 gros sous-réseaux sont en région parisienne, le dernier est en province;
1 seul des petits sous-réseaux est en région parisienne, les 5 petits restants sont en province.

Sachant que le routeur de votre fournisseur (F) émet sur votre propre routeur principal (PP) et que celui-ci route vers deux routeurs, un routeur pour la région parisienne (IdF) et un routeur pour la Province (PrV), dessiner le réseau.
Quelle stratégie d'allocation géographique des sous-réseaux faut-il choisir pour optimiser les tables de routage ?
Donnez dans ce cas la forme des entrées des tables de routage des routeurs F, PP, IdF et PrV.
Supposons que nous ayons une contrainte supplémentaire concernant les sous-réseaux de province: le sud de la France nécessite 5 petits sous-réseaux et le nord nécessite un gros sous-réseaux. Donnez le schéma de l'architecture de votre réseau sachant que vous disposez désormais de deux routeurs supplémentaires, S pour le Sud et N pour le Nord.
Combien d'entrées sont maintenant nécessaires dans la table de routage du routeur PrV? Expliquez.