Les réseaux Ethernet: Le format des trames

A.Trame encapsulée au niveau de la couche «Accès réseau» :

1.La trame 802.3 :

La trame Ethernet a une capacité de 64 à 1518 octets qui sont divisé en différent champs. Celle-ci est toujours précédée de deux champ permettant la synchronisation avec le réseau. Ces champs ne sont pas enregistrés lors d'une capture de la trame.
Voici les différents champs qui composent une trame Ethernet 802.3:

Adresse destination	Adresse source	Longeur des données	Champs de données	Bourrage	FCS
6 Octets	6 Octets	2 Octets	46 à 1500 Octets		4 Octets

 

Cette trame n’existe pratiquement plus dans les réseaux modernes. Elle a été remplacée par la trame Ethernet II qui est destiné à transporter des datagrammesIP.

2.La trame Ethernet II :

La trame Ethernet II à été créée par un consortium d'entreprise afin de répondre à certain besoin. Elle peut circuler sur le même réseau que la trame 802.3. Le choix entre l'une ou l'autre dépend des protocoles supérieurs utilisés

Adresse destination	Adresse source	Protocole de couche 3	Champs de données (+Bourrage)	FCS
6 Octets	6 Octets	2 Octets	46 à 1500 Octets	4 Octets

La différence entre une trame Ethernet II et une trame IEEE 802.3 se fait au niveau de la valeur du 3ème champ. Si cette valeur est inférieure à 1500, il s'agit d'une trame IEEE 802.3. Si cette valeur est supérieure à 1500, il s'agit alors d'une trame Ethernet II.Exemples de valeurs du champ protocole d'une trame Ethernet II:

a.Les champs de la trames Ethernet II

• Les champs ADRESSE DESTINATION & ADRESSE SOURCE ( 6 octets )

              Ces deux champs indique l'adresse de la destination et de la source. Il s'agit des adresses physiques des cartes réseau. Ces adresses sont codées sur 48 bits ( 6 octets ). Le premier bit permet de spécifier s'il s'agit d'une adresse individuelle (0) ou de groupe (1). Le deuxième bit précise si l'adresse de groupe est multicast(0, à destination d'un groupe de station ) ou broadcast (1, à diffusion générale ).

             Les adresses, sur 48 bits, sont uniques. IEEE attribue à chaque constructeur un numéro spécifique qui compose les 3 octets de poids fort de l'adresse. Le constructeur gère ensuite lui même les autres bits disponibles de l'adresse. Ainsi quelle que soit l'origine du matériel, il n'y a pas de conflit d'adresse physique possible sur le réseau.

N° Constructeur	N° Adaptateur
3 Octets	3 Octets

• Le champ de DONNEES ( informations )

Le champ de données est souvent nommé champ informations, ces deux termes sont donc souvent interchangeables.

• Le champ de BOURRAGE

Le champ de bourrage permet de compléter le champ de données dans le cas ou celui-ci contient moins de 46 octets. Sachant que la valeur de 64 octets d'une trame Ethernet est calculée sur les champs DESTINATION, SOURCE, LONGUEUR, DONNEES, INFORMATION, et FCS.

• Le champ FCS

               Le champ FCS ( FramCheck Sequence) permet un contrôle à la réception de la trame. L'émetteur effectue un calcul sur les champs DESTINATION,SOURCE, LONGUEUR, et INFORMATION. Il en inscrit le résultat dansles 4 octets du FCS.
              Le destinataire effectue le même calcul et vérifie la concordance des résultats. S'il n'y a pas de concordance, la trame est bloquée par la sous-couche MAC du destinataire, qui le signal au gestionnaire.
              Le calcul est appelé CRC ( CyclicRedundancyCodes ). Il est basé sur une division polynomiale à partir d'un polynôme prédéterminé.

B.Trame encapsulée au niveau de la couche «Internet(IP)»

1.Le paquet IP :

• Le champ Version

Sur 4 bits, il indique le numéro de version du protocole IP utilisé (généralement 4).

• Le champ Header (longueur d’entête)

Sur 4 bits, il indique la longueur de l’entête en nombre de motsde 32 bits (4 octets).

• Le champ Type de service

Il est sur 8 bits :

D

T

R

C

Service

►4 bits "priorité":

                                D: délai court,

                                T: haut débit 

                                R: fiabilité élevée,

                                C: Coût faible.

►4 bits "service":

                               Telnet= 1000,

                               FTP contrôle = 1000

                               FTP data = 0100,

                               SNMP = 0010.

• Le champ Longueur total

Sur 16 bits, il est exprimé en octets. Il est découpé en segmentsi le datagrammeà une longueur supérieure à la taille maximum.L'indication de la longueur totale permet de distinguer le bourrage dans une trame Ethernet.

• Le champ Identification

Sur 16 bits, il permet d'identifier un datagrammeen cas de fragmentation ( il est recopié dans chaque segment )

• Le champ Flags ( drapeaux )

Sur 3 bits:                                              

           

○ DF ( Don'tFragment), vaut 1 si la trame n'est pas fragmentée.

○ MF (More Fragment), vaut 1 si la trame a été fragmentée, et si ce fragment n'est pas le dernier.

• Le champ position du fragment

Sur 13 bits, Il est utilisé pour la reconstructions de trame IP ayant du être fragmentées lors de la traversée de certains supports Cette valeur indique la position relative, en multiples de 8 octets, de ce fragment de trame dans la trame initiale. Ce compteur est également utilisé pour la reconstruction des trames fragmentées sur la machine réceptrice, il est décrémenté à chaque seconde tant que l'ensemble des fragments constituant la trame originelle n'est pas arrivé.

• Le champ Duré de vie

Sur 8 bits, Il indique une durée de vie, en secondes, de la trame. Celle-ci doit être détruite lorsque ce champ devient nul. Toute traversée d'un noeud se traduit, en pratique, par une simple décrémentation de ce champ.

• Le champ Protocole

Sur 8 bits, il indique les protocoles utilisé au niveau supérieur:

→ICMP = 1,

→TCP = 6,

→UDP = 17.

• Le champ Somme de contrôle d'entête

Sur 16 bits, c'est un CRC recalculé par chaque routeur avant la retransmission. Il permet de détecter les incohérences de l'entête et les erreurs de transmissions possible. Les données ne sont pas prises en compte.

• Le champ Adresse source et destination

Chacune sur 4 octets, ils indiquent les adresses IP.

• Le champ Option

De longueur variable, il peut être nul, avec bourrage pour obtenir un multiple de 32 bits.

2.Le paquet ARP

• Le champ L'identificateur de l'espace d'adressage du réseau physique.

La valeur 1 concerne les réseaux Ethernet classiques.

• Le champ l'identificateur de l'espace d'adressage du protocole,

Il indique le protocole pour lequel on recherche l'adresse.

• Le champ La longueur de l'adresse physique

Adresse MAC en octets (6 en principe).

• Le champ La longueur de l'adresse du protocole de niveau réseau en octets

Pour IP ce champ vaut 4.

• Le champ Le code

Il indique la nature du paquet:
                                          -1 pour une demande d'adresse,
                                          -2 pour une réponse.

• Le champ l'adresse physique de l'émetteur

Il contient l'adresse MAC de l'émetteur du paquet. Dans le cas d'une réponse il s'agit de l'information recherchée.

• Le champ L'adresse de protocole de l'émetteur

Il contient l'adresse IP de l'émetteur du paquet.

• Le champ l'adresse physique du récepteur

Il contient l'adresse MAC du récepteur du paquet. Dans le cas d'une demande ce champ est nul.

• Le champ l'adresse de protocole du récepteur

Il contient l'adresse IP du destinataire du paquet.

3.Le paquet ICMP

Bien qu'il soit à un niveau équivalent au protocole IP, un paquet ICMP est néanmoins encapsulé dans un paquet IP.

 

• Les champs type et code

C.Les données encapsulées au niveau de la couche «Transport»

1.Le segment TCP

• Le champ Port source et destination

Ils identifient les programmes d'application.

• Le champ N° de séquence

Il indique le N° du premier octets transmis dans le segment.

• Le champ Acquittement

Il indique le N° du prochain octet attendu par l'émetteur de ce message.

• Le champ Lg entête

Il indique, sur 4 bits, la taille en mot de 32 bits de l'entête.

• Le champ Drapeaux

Bits URG:Validation de la valeur du champ "pointeur message urgent".
Bit ACK:La valeur du champ "acquittement" peut être prise en compte.
Bit PSH: La données doivent être immédiatement transmises à la couche supérieure.
Bit RST:Fermeture de la connexion à cause d'une erreur irrécupérable
Bit SYN:Ouverture de la connexion
Bit FIN: Fin de connexion ( plus de données à émettre )

• Le champ Fenêtre

Il indique le nombre d'octets que le récepteur peut accepter sans ACR.

• Le champ Pointeur de message urgent

Si le drapeau URG est positionné, les données passent avant le flot de données normales. Ce champ indique alors la position de l'octet de fin des données urgentes.

1.Le segment UDP

Le paquet UDP est encapsulé dans un paquet IP. Il comporte un en-tête suivi des données proprement dites à transporter. L'en-tête (header en anglais) d'un datagrammeUDP est bien plus simple que celui de TCP :

Il contient les 4 champs suivants:

• Port Source

il s'agit du numéro de port correspondant à l'application émettrice du segment UDP. Ce champ représente une adresse de réponse pour le destinataire. Ainsi, ce champ est optionnel, cela signifie que si l'on ne précise pas le port source, les 16 bits de ce champ seront mis à zéro, auquel cas ledestinataire ne pourra pas répondre (cela n'est pas forcément nécessaire, notamment pour des messages unidirectionnels.

• Port de Destination

Ce champ contient le port correspondant à l'application de la machine destinataire à laquelle on s'adresse.

• Longueur

il indique la longueur totale du datagrammeUDP (en-tête et données). La longueur minimal est donc de 8 octets (taille de l'en-tête)

• Somme de contrôle

Celle-ci (CRC, CyclicRedundancyCheck) permet de s'assurer de l'intégrité du paquet reçu. Elle est calculée sur l'ensemble de l'en-tête UDP et des données, mais aussi sur un pseudo en-tête (extrait de l'en-tête IP).

Note:
la présence de ce pseudo en-tête, interaction entre les deux couches IP et UDP, est une des raisons qui font que le modèle TCP/IP ne s'applique pas parfaitement au modèle OSI.