Les Reseaux Ethernet Le Format Des Trames

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Les rseaux Ethernet: Le format des trames

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A. Trame encapsule au niveau de la couche Accs rseau 1. La trame 802.3

La trame Ethernet a une capacit de 64 1518 octets qui sont divis en diffrent champs. Celle-ci est toujours prcde de deux champ permettant la synchronisation avec le rseau. Ces champs ne sont pas enregistrs lors d'une capture de la trame.

Voici les diffrents champs qui composent une trame Ethernet 802.3:

Cette trame nexiste pratiquement plus dans les rseaux modernes. Elle a t remplace par la trame Ethernet II qui est destin transporter des datagrammes IP.

Adresse destination

Adresse source Longueur des donnes

Champs de donnes

Bourrage FCS

6 octets 6 octets 2 octets 46 1500 octets 4 octets

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2. La trame Ethernet IILa trame Ethernet II t cre par un consortium d'entreprise afin de rpondre

certain besoin. Elle peut circuler sur le mme rseau que la trame 802.3. Le choix entre l'une ou l'autre dpend des protocoles suprieurs utiliss

La diffrence entre une trame Ethernet II et une trame IEEE 802.3 se fait au niveau de la valeur du 3me champ. Si cette valeur est infrieure 1500, il s'agit d'une trame IEEE 802.3. Si cette valeur est suprieure 1500, il s'agit alors d'une trame Ethernet II.

Exemples de valeurs du champ protocole d'une trame Ethernet II:

Adresse destination

Adresse source Protocole de couche 3

Champs de donnes(+ Bourrage)

FCS

6 octets 6 octets 2 octets 46 1500 octets 4 octets

Champ protocole (hexadcimal) Protocole

0x0800 IP (Internet)

0x0806 ARP

0x80D5 IBM SNA Service on Ether

0x8035 RARP

0x86DD IPv6

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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 rseau. Ces adresses sont codes sur 48 bits ( 6 octets ). Le premier bit permet de spcifier s'il s'agit d'une adresse individuelle (0) ou de groupe (1). Le deuxime bit prcise si l'adresse de groupe est multicast (0, destination d'un groupe de station ) ou broadcast(1, diffusion gnrale ).

Les adresses, sur 48 bits, sont uniques. IEEE attribue chaque constructeur un numro spcifique qui compose les 3 octets de poids fort de l'adresse. Le constructeur gre ensuite lui mme les autres bits disponibles de l'adresse. Ainsi quelle que soit l'origine du matriel, il n'y a pas de conflit d'adresse physique possible sur le rseau.

3 octets3 octets

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Le champ de DONNEES ( informations )Le champ de donnes est souvent nomm champ informations, ces deux termes

sont donc souvent interchangeables. Le champ de BOURRAGE

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

Le champ FCSLe champ FCS ( Fram Check Sequence ) permet un contrle la rception de la

trame. L'metteur effectue un calcul sur les champs DESTINATION,SOURCE, LONGUEUR, et INFORMATION. Il en inscrit le rsultat dansles 4 octets du FCS.

Le destinataire effectue le mme calcul et vrifie la concordance des rsultats. S'il n'y a pas de concordance, la trame est bloque par la sous-couche MAC du destinataire, qui le signal au gestionnaire.

Le calcul est appel CRC ( Cyclic Redundancy Codes ). Il est bas sur une division polynomiale partir d'un polynme prdtermin.

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B. Trame encapsule au niveau de la couche Internet (IP)1. Le paquet IP

Le champ VersionSur 4 bits, il indique le numro de version du protocole IP utilis

(gnralement 4). Le champ Header (longueur dentte)

Sur 4 bits, il indique la longueur de lentte en nombre de mots de 32 bits (4 octets).

Version Header Type de service Longueur totale

Identification Flags Position du fraguement

Dure de vie Protocole Somme de contrle d'entte

Adresse origine

Adresse destination

Options ( bourrage )

Donnes

0 87 15 16 3123 24

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Le champ Type de serviceIl est sur 8 bits :

- 4 bits "priorit":D: dlai court,T: haut dbitR: fiabilit leve,C: Cot faible.

- 4 bits "service": Telnet = 1000,FTP contrle = 1000FTP data = 0100,SNMP = 0010.

Le champ Longueur totalSur 16 bits, il est exprim en octets. Il est dcoup en segment si le datagramme

une longueur suprieure la taille maximum.L'indication de la longueur totale permet de distinguer le bourrage dans une

trame Ethernet.

D T R ServiceC

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Le champ IdentificationSur 16 bits, il permet d'identifier un datagramme en cas de fragmentation ( il est

recopi dans chaque segment ) Le champ Flags ( drapeaux )

Sur 3 bits:

- DF ( Don't Fragment), vaut 1 si la trame n'est pas fragmente.- MF (More Fragment), vaut 1 si la trame a t fragmente, et si ce fragment n'est pas le dernier.

Le champ position du fragmentSur 13 bits, Il est utilis pour la reconstructions de trame IP ayant du tre

fragmentes lors de la traverse 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 galement utilis pour la reconstruction des trames fragmentes sur la machine rceptrice, il est dcrment chaque seconde tant que l'ensemble des fragments constituant la trame originelle n'est pas arriv.

DF0 MF

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Le champ Dur de vieSur 8 bits, Il indique une dure de vie, en secondes, de la trame. Celle-ci doit

tre dtruite lorsque ce champ devient nul. Toute traverse d'un nud se traduit, en pratique, par une simple dcrmentation de ce champ.

Le champ ProtocoleSur 8 bits, il indique les protocoles utilis au niveau suprieur:

- ICMP = 1,- TCP = 6,- UDP = 17.

Le champ Somme de contrle d'entteSur 16 bits, c'est un CRC recalcul par chaque routeur avant la retransmission. Il

permet de dtecter les incohrences de l'entte et les erreurs de transmissions possible. Les donnes ne sont pas prises en compte.

Le champ Adresse source et destinationChacune sur 4 octets, ils indiquent les adresses IP.

Le champ OptionDe longueur variable, il peut tre nul, avec bourrage pour obtenir un multiple de

32 bits.

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2. Le paquet ARP

Le champ L'identificateur de l'espace d'adressage du rseau physique.La valeur 1 concerne les rseaux 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 physiqueAdresse MAC en octets (6 en principe).

0 87 15 16 3123 24Ident. espace d'adressage physique Ident. espace d'adressage logique

lg @ physique lg @ protocole Code

Adresse physique de l'metteur de la trame

adresse physique (suite) Adresse du protocole de

l'metteur de la trame Adresse physique du rcepteur...

de la trame (inconnue)

Adresse du protocole rcepteur du paquet

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Le champ La longueur de l'adresse du protocole de niveau rseau en octetsPour IP ce champ vaut 4.

Le champ Le codeIl indique la nature du paquet:

- 1 pour une demande d'adresse,- 2 pour une rponse.

Le champ l'adresse physique de l'metteurIl contient l'adresse MAC de l'metteur du paquet. Dans le cas d'une rponse il

s'agit de l'information recherche. Le champ L'adresse de protocole de l'metteur

Il contient l'adresse IP de l'metteur du paquet. Le champ l'adresse physique du rcepteur

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

Le champ l'adresse de protocole du rcepteurIl contient l'adresse IP du destinataire du paquet.

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3. Le paquet ICMPBien qu'il soit un niveau quivalent au protocole IP, un paquet ICMP est

nanmoins encapsul dans un paquet IP.

Les champs type et code

0 87 15 16 3123 24codeType

Donne complmentaires dpend du type

Entte Internet et au moins les 64 premiers bits dudatagramme ayant dclench l'mission du paquet ICMP

Checksun

Type Code description 0 0 Rponse une demande d'cho (ex: ping) 3 Destination inaccessible 0 Le rseau ne peut tre atteint 1 La station ne peut tre atteinte 2 Le protocole ne peut tre atteint bien que la station soit accessible 3 La fragmentation est ncessaire car le paquet est trop grand 4 Le port est inaccessible et le niveau 4 ne sait pas dlivrer les donnes 5 La route propose en option n'est pas valable 6 Le rseau est inconnu du routeur 7 Le destinataire est inconnu du routeur 8 La station mettrice a t isole 9 La communication avec le rseau a t interdite 10 La communication avec la machine a t interdite 11 Le rseau n'est pas accessible avec le type de service demand 12 La machine n'est pas accessible avec le type de service demand

4 0 Rduction du dbit d'mission (Source Quench). Obsolte 5 Redirection

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Type Code description 0 Pour un rseau ou un sous-rseau 1 Pour une station 2 Pour un rseau ou un sous-rseau avec un type de service 3 Pour une station avec un type de service

8 0 Demande d'echo (ex: ping) 9 0 Information sur les routeurs 10 0 Slection d'un routeur 11 La dure de vie a atteint 0

0 Pendant le transit 1 Pendant le rassemblage

12 Problme de paramtrage 0 Le pointeur indique l'erreur 1 Il manque une option 2 Mauvaise longueur

13 0 Estampille temporelle (timestamp) 14 0 Rponse l'estampille temporelle 15 0 Demande d'information 16 0 Rponse la demande d'information 17 0 Demande de netmask 18 0 Rponse la demande de netmask 30 Traceroute 31 Erreur de conversion des datagrammes 32 Redirection d'un quipement mobile 33 Localisation d'un quipement IPv6 34 Rponse la demande de localisation d'un quipement IPv6 35 Demande d'enregistrement d'un quipement mobile 37 Rponse la demande d'enregistrement d'un quipement mobile

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C. Les donnes encapsules au niveau de la couche Transport 1. Le segment TCP

Le champ Port source et destinationIls identifient les programmes d'application.

Le champ N de squenceIl indique le N du premier octets transmis dans le segment.

Le champ AcquittementIl indique le N du prochain octet attendu par l'metteur de ce message.

0 7 8 15 16 23 24 31

Port source Port destination

Numro de squence

Acquitement

Lg entte 6 bits rservs 6 drapeaux Fentre

Checksun Pointeur de message urgent

Option

Donnes

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Le champ Lg entteIl indique, sur 4 bits, la taille en mot de 32 bits de l'entte.

Le champ DrapeauxBits URG:Validation de la valeur du champ "pointeur message urgent".Bit ACK: La valeur du champ "acquittement" peut tre prise en compte.Bit PSH: La donnes doivent tre immdiatement transmises la couche

suprieure.Bit RST: Fermeture de la connexion cause d'une erreur irrcuprableBit SYN: Ouverture de la connexionBit FIN: Fin de connexion ( plus de donnes mettre )

Le champ FentreIl indique le nombre d'octets que le rcepteur peut accepter sans ACR.

Le champ Pointeur de message urgentSi le drapeau URG est positionn, les donnes passent avant le flot de donnes

normales. Ce champ indique alors la position de l'octet de fin des donnes urgentes.

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1. Le segment UDPLe paquet UDP est encapsul dans un paquet IP. Il comporte un en-tte suivi des

donnes proprement dites transporter. L'en-tte (header en anglais) d'un datagramme UDP est bien plus simple que celui de TCP :

.

Il contient les 4 champs suivants: Port Source

il s'agit du numro de port correspondant l'application mettrice du segment UDP. Ce champ reprsente une adresse de rponse pour le destinataire. Ainsi, ce champ est optionnel, cela signifie que si l'on ne prcise pas le port source, les 16 bits de ce champ seront mis zro, auquel cas le destinataire ne pourra pas rpondre (cela n'est pas forcment ncessaire, notamment pour des messages unidirectionnels.

0 7 8 15 16 23 24 31

Longueur Somme de contrle

Port source Port destination

Donnes (longueur variable )

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Port de DestinationCe champ contient le port correspondant l'application de la machine

destinataire laquelle on s'adresse.

Longueuril indique la longueur totale du datagramme UDP (en-tte et donnes). La

longueur minimal est donc de 8 octets (taille de l'en-tte)

Somme de contrleCelle-ci (CRC, Cyclic Redundancy Check) permet de s'assurer de l'intgrit du

paquet reu. Elle est calcule sur l'ensemble de l'en-tte UDP et des donnes, mais aussi sur un pseudo en-tte (extrait de l'en-tte IP).

Note:la prsence de ce pseudo en-tte, interaction entre les deux couches IP et UDP,

est une des raisons qui font que le modle TCP/IP ne s'applique pas parfaitement au modle OSI.

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D. Les donnes encapsules au niveau de la couche Application 1. Le datagramme DNS

Le protocole DNS sera encapsul dans UDP puis IP et enfin ETHERNET II. Le format des trames DNS sera le suivant :

0 7 8 15 16 23 24 31

Transaction ID Flags

Nombre de questions Nombre de rponses RR

Nombre dautority RR Nombre dadditional RR

Type Class

Nom de lhote rechercher ( taille variable )

Type Class

Rponse ( taille variable )

Longueur de ladresse de rponse Adresse recherche ( taille variable )

Temps de vie de la rponse

Noms des serveurs faisant autorits

Options Options

Enregistrement additionnels

Options Options

Adresse recherche ( taille variable )

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Zone 5

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Le protocole se divise en quatre grandes parties. a. Zone 1

Transaction IDCod sur 16 bits, doit tre recopi lors de la rponse permettant l'application de

dpart de pouvoir identifier le datagramme de retour. Flags

Q/RSur un 1 bit, ce champ permet d'indiquer s'il s'agit d'une requte (0) ou d'une

rponse (1).Code oprationSur 4 bits, ce champ perme de spcifier le type de requte :

0 7 8 151 2 3 4 5 6 14131211109

Q/R Code Opration AA TC RD RA Rserv Code rponse

Valeurs Signification

0 Requte standard (Query)

1 Requte inverse (Iquery)

2 Status d'une requte serveur (Status)

3-15 Rserv pour des utilisations futurs

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AALe flag AA, sur un bit, signifie "Authoritative Answer". Il indique une rponse

d'une entit autoritaire.TCLe champ TC , sur un bit, indique que ce message a t tronqu.RDLe flag RD, sur un bit, permet de demander la rcursivit en le mettant 1.RDLe flag RA, sur un bit, indique que la rcursivit est autorise.RservLe flag Z, sur un bit, est rserv pour une utilisation futur. Il doit tre plac 0

dans tout les cas.Code rponseCe champ, bas sur 4 bits, indique le type de rponse.

Valeurs Signification0 Pas d'erreur1 Erreur de format dans la requte2 Problme sur serveur3 Le nom n'existe pas4 Non implment5 Refus

6-15 Rservs

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Les valeurs des indicateurs les plus frquentes sont :

Nombre de questionCod sur 16 bits, il spcifie le nombre d'entre dans la section "Question".

Nombre de rponse RRCod sur 16 bits, il spcifie le nombre d'entre dans la section "Rponse".

Nombre dautority RRCod sur 16 bits, il spcifie le nombre d'entre dans la section "Autorit".

Nombre dadditional RRCod sur 16 bits, il spcifie le nombre d'entre dans la section "Additionnel".

Code en hexadcimal Valeurs

0100 Requte de type Question

8180 Rponse, Sans Erreur

8183 Rponse, Non trouv

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b. Zone 2 Les RRLa base de donnes des serveurs de noms (fichier de domaine et fichiers de

rsolution inverse) est constitue "d'enregistrements de ressources", "Ressource Records" (RRs). Ces enregistrements sont rpartis en classes. La seule classe d'enregistrement usuellement employe est la classe Internet (IN). L'ensemble d'informations de ressources associ un nom particulier est compos de quatre enregistrements de ressources spars (RR).

NomNom du domaine o se trouve le RR. Ce champ est implicite lorsqu'un RR est en

dessous d'un autre, auquel cas le champ owner est le mme que celui de la ligne prcdente.

ClasseUne valeur encode sur 16 bits identifiant une famille de protocoles ou une

instance d'un protocole. Voici les classes de protocole possible :

Entre Valeur Dsignation

In 01 Internet

Cs 02 Class Csnet (obselete)

Ch 03

Chaos (chaosnet est un ancien rseau qui historiquement a eu une grosse influence sur le

dveloppement de l'Internet, on peut considrer l'heure actuelle qu'il n'est plus utilis)

Hs 04 Hesiod

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TypeCe champ type, cod sur 16 bits, spcifie quel type de donne sont utiliss dans

le RR. Voici les diffrents types disponibles:

Entre Valeur Dsignation Entre Valeur DsignationA 01 Adresse de l'hte MR 09 Alias pour un site (exprimentale)

NS 02 Nom du serveur de noms pour ce domaine NULL 10 Enregistrement 0 (exprimentale)

MD 03 Messagerie (obselete par l'entre MX) WKS 11 Services Internet connus sur la machine

MF 04 Messagerie (obselete par l'entre MX) PTR 12 Pointeur vers un autre espace du domaine (rsolution inverse)

CNAME 05 Nom canonique (Nom pointant sur un autre nom) HINFO 13 Description de la machine

SOA 06 Dbut d'une zone d'autorit(informations gnrales sur la zone) MINFO 14 Groupe de boite lettres

MB 07 Une boite lette du nom de domaine (exprimentale) MX 15Mail exchange (Indique le serveur de

messagerie.

MG 08 Membre d'un groupe de mail (exprimentale) TXT 16 Chane de caractre

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c. Zone 3Dans cette zone nous retrouverons la rponse. Le champ rponse contient le

positionnement de la query dans la trame. Le champ type est identique celui de la zone 2. Le champ classe est identique a celui de la zone 2. Le champ Temps de vie permet de connatre la dure de validit de la rponse donne. Le champ longueur contient la taille de ladresse contenue dans le champ adresse recherch .

Temps de vieC'est la dure de vie des RRs (32 bits, en secondes), utilise par les solveurs de

noms lorsqu'ils ont un cache des RRs pour connatre la dure de validit des informations du cache.

LongueurSur 16 bits, ce champ indique la longueur des donnes suivantes

d. Zone 4Elle permettra didentifier les serveurs ayants fait autorit pour la rponse.

e. Zone 5 Enfin la dernire partie (zone5), permettra didentifier les serveurs ayants particip la

rsolution du nom de domaine mais ne faisant pas autorit.

Il est noter que les zones quatre et cinq ne sont pas indispensable la rsolution des noms de domaines.

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2. Le datagramme DHCP

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Type du message (op) Type de ladresseMAC (htype)Compteur de saut

(hops)

(flags)Temps coul depuis le dbut de la transaction (secs)

Adresse IP du client souvent 0.0.0.0 (ciaddr)

Adresse IP du client renvoye par le serveur DHCP (yiaddr)

Adresse IP du serveur utiliser dans la prochaine tape du processus Bootp (siaddr)

Adresse IP de lagent de relais DHCP (giaddr)

Identifiant de la transaction choisi alatoirement (xid)

Longueur de ladresse MAC (hlen)

Adresse MAC du client (16 octets ) (chaddr)

Adresse optionnelle dun serveur , si boot (64 octets ) (sname)

Nom du fichier de dmarrage , si boot (128 octets ) (file )

Option

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a. op (1 octet):Cest le type de message, si op=1 le message est un BootRequest (trame DHCP

mise par le client destination du serveur) si op=2 cest un BootReply(trame DHCP mise par le serveur destination du client).

b. htype (1 octet):Il dfini le type de ladresse MAC (ex : 1=Ethernet 10Mb/s).

c. hlen (1 octet):Ex: 6 pour une @Ethernet 10Mb

d. hops (1 octet):Permet de compter le nombre de sauts de la source au destinataire

e. xid (4 octets):Cest lidentifiant de la transaction. Utilis pour associer les requtes dun client

et les rponses dun serveur une mme transaction DHCP, il est choisi par le client DHCP et doit tre unique sur le rseau local.

f. secs (2 octets):Temps coul depuis le debut de la transaction

g. Flags (2 octets):Le bit le plus gauche est appel Flag de diffusion

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h. ciaddr (4 octets):Cest ladresse IP des clients, rempli seulement si le client est dans un tat

AFFECTE, RENOUVELLEMENT ou REAFFECTATION et peut rpondre aux requtes ARP.

i. yiaddr (4 octets):Cest ladresse IP du client (renvoye par le serveur)

j. siaddr (4 octets):Cest Adresse IP du serveur utiliser dans la prochaine tape du processus

Bootp. Ce champ est renseign dans les messages DHCP Offer et DHCP Ack.

k. giaddr (4 octets):Cest ladresse IP de lagent de relais, utilise pour dmarrer via un agent de

relais.l. chaddr (16 octets):

Cest ladresse MAC du clientm. sname (64 octets):

Nom dhte du serveur optionneln. file (128 octets):

Nom du fichier de dmarrage

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o. OptionsUne option est compose de:

- Un identifiant (code de loption)- La longueur des donnes- La valeur de loption

Voici une liste des options Adresse IP demande:

Code 50, longueur 4 Permet au client de demander laffectation dune adresse IPparticulire.

Dure de bail de ladresse IP:Code 51, longueur 4.

Client Serveur: Permet de demander une dure de bail pour [email protected] Client: Utilise cette option pour spcifier la dure du bail quil est dispos offrir.

Taille maximum des messages:Code 57, longueur 2. Spcifie la taille maximum dun message DHCP(min 576o)

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Utilisation des champs file / sname :Code 52, longueur 1. Indique que les champs DHCP sname ou file sont utiliss

pour transporter des options.

Type du message DHCP:Code 53, longueur 1. Utilise pour transporter le type du message DHCP

(valeur de 1 8). Liste des paramtres requis:

Code 55, longueur de 1 n. Utilise par un client DHCP pour demander des valeurs de paramtres de configuration spcifique.

Identifiant serveur:Code 54, longueur 4. Adresse IP du serveur slectionn

Identifiant client:Code 61, longueur 2Utilise par les clients DHCP pour spcifier leur identifiant unique.Utilise par les serveurs dans leur base de donnes pour laffectation des adresses.

Valeur Dsignation

1 Le champ file est utilis pour contenir des options

2 Le champ sname est utilis pour contenir des options

3 Les deux champs sont utiliss

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C. Extension du format de la trame - Gigabit EthernetAvec lintroduction du standard 802.3z en 1998 (Gigabit Ethernet), un champ

dextension a t ajout la fin de la trame Ethernet pour sassurer que la trame sera suffisamment longue pour que les collisions soient propages tout le rseau. Car sinon, la distance maximale aurait du tre de 25m pour utiliser 1 Gbits/s mais elle fut considre comme inacceptable. 2 nouvelles caractristiques ont du tre rajouts.

1. Extension de trame :On ajoute des donnes de remplissage la suite de la trame pour quelle atteigne

une longueur de 512 octets. Cette extension nest ncessaire quen mode half-duplex, puisque le protocole de dtection de collision nest pas utilis en full-duplex.

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2. Mode rafale :Le Gigabit Ethernet introduit galement un nouveau mode de transmission : le

burst mode, ou mode rafale. Ce mode rafale est optionnel, et permet une station de transmettre une srie de trame sans interruption sur le mdia. Utilis en half-duplex uniquement, cette fonction permet doptimiser la performance des rseaux Gigabit Ethernet en cas de transmission dune srie de trames courtes.

Ainsi, aprs avoir transmis la premire trame, la station continue mettre jusqu un maximum de 8192 octets. Il y a toujours un temps intertrame(IFG), mais au lieu de garder le silence pendant cette priode, la station mettrice remplit ce temps avec des bits dextension.

La premire trame mise ncessite alors lajout du champ dextension comme vu prcdemment. En revanche, les trames suivantes nen ont pas besoin. En effet, seule la premire trame mise peut subir une collision.

Les rseaux Ethernet:Le format des tramesLes rseaux Ethernet:Le format des trames

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Les Reseaux Ethernet Le Format Des Trames