Ethernet est la téchnologie LAn la plus utilisée aujourd'hui. Elle se positionne sur la couche liaison de données et prends en charge des bandes passantes de 10, 100, 1.000, 10.000, 40.000 et 100.000 MBit/s. Cette norme définis un protocol de la couche 2 et 3 et se divise en deux sous-couches:
- LLC qui gère la communication entre les couches superieurs et inferieurs. Cette couche est tout a fait logicielle et indépendante du materiel. De plus elle est assez cocasse.
- MAC La sous-couche inferieur, elle est mise en oeuvre au niveau materiel des cartes réseau de la machine.
Ethernet fut créé en 1973 et n'a cèssé d'évoluer pour augmenter sa bande passante et devenir plus flexible.
Cette sous couche à deux objecti gitf soit encapsuler les données et controler l'acces au support.
Cette sous couche en charge de l'encapsulation gère donc
- La delimitaition des trames permettant la synchronisation de l'emetteur vaec le récépteur
- L'adressage physique de la trame
- Detection des érreurs
La sous couche gère aussi l'acces au support et vérifie ainsi la disponibilité de celui ci et les éventuelles collisions.
La structure d'une trame Ethernet est la suivante
La trame ethernet se présente comme suit, sa taille peut varier entre 64 et 1.518 octets et toute trame plus petite ou plus grande sera intèrprété comme un fragment de collision.
Fun fact : Une trame plus grande que 1.500 octets est consiéré comme une trame "Jumbo" ou "Baby giant frames"
| Préambule | Adresse de destination | Adresse source | Type | Données | Contrôle de trame |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 octets | 6 octets | 6 octets | 2 octets | 46 a 1.500 octets | 4 octets |
- Préambule Délimiteur de trame (SFD) utilisé pour syncroniser l'emetteur avec le récépteur
- Adresse MAC de destination L'identifiant physique du destinataire permettant une monodiffusion, multidiffusion ou une diffusion
- Adresse MAC source L'identifiant d'origine de la trame
- EtherType Un champ identifiant le protocol de la source précédente
- Données Les données encapsulés de la couche superieur
- Fin de trame (FCS) Permettant de detecter les érreurs de trame et de la terminer
Exemple : Quelques types de protocoles :
- 0x800 pour IPv4
- 0x86DD pour IPv6
- 0x806 pour ARP
L'hexadécimale est le système d'ecriture des adresses MAC et des adresses IP. Il se présente comme une système de nombre de 0 a 9 et de A a F dont les équivalences sont faites dans le tableau ci dessous.
On représente une adresse MAC en regroupant les caractères hexadécimaux par paire et en les séparant par des - ou des : ou bien par le regroupement par 4 et la séparation par des .
Exemple : 00-05-9A-3C-78-00 00:05:9A:3C:78:00 0005.9A3C.7800
Une adresse MAC est constituée de deux parties de 24 Bits, l'une définie par la IEEE et propre a chaque constructeur et une autre laissée au choix du constructeur. Ainsi, on est assuré qu'une adresse MAc est unique au niveau mondial. Ce système est appelé OUI pour Organizationally Unique Identifier.
Le plus souvent l'adresse MAc est gravée dans la mémoire morte de la carte réseau, elle est ainsi dite rémanente (BIA). On peut toutefois la changer logiciellement dans le système d'exploitation. Lors du démarrage, cette adressé rémanente est stockée dans la mémoire vive pour etre utilisée.
Quand un paquet attein la carte réseau, la carte réseau compare l'adresse MAC de destination par rapport a celle stockée en mémoire vive et interprète le paquet s'il est la destination.
Les commutateurs utilisent deux types de methodes pour transferer les trames vers le port associé :
- Cut-Through Achemine la trame avant qu'elle ne soit complètement lue et ne contrôle pas les érreurs; dans la variante fast-forward, les donnes sont immediatement transmises et cela peut poser certains problèmes mais permet un fort débit;La seconde variant Fragment-free consiste a stocker les 64 premier octets avant de conclure a un port vers lequel communiquer et procèder a un petit check des érreurs de trames
- Store and Forward Enregistre la trame dans la mémoire et pendant que la trame est en train d'etre enregistrée, le commutateur décide du port vers lequel acheminer la trame et procède a un test de redondance cyclique (CRC) en analysant l'en-queue de la trame pour vérifier que la trame et valide pour ne pas engorger le réseau de données invalides.
Pour permettre une bonne transmission, les commutateurs sont munis de mémoire tampons pouvant etre de deux types :
- Axé sur les ports Les trames sont stockés dans les files d'attente associés à chaque port entrant et sortant; les donnes sont trasmises des que le port se libère
- Mémoire partagée Un seul mémoire reprend toutes les trames et le port de destination est alloué dynamiquement
Le protocol ethernet peut fonctionner en semi-duplex ou en duplex integral, lros d'une connexion aun commutateur ou un autre périphérique, les deux périphériques échanges pour choisir le meill moyen de transmission en fonction du système offrant la meilleur bande passante. Si on ne s'acorede pas on risque beaucoup de collisions sur le canal provenant du système en semi-duplex.
Un autre point sur lequel s'accorder est le type de cable utilisé. Pour eviter une configuration, on utilise le système Auto-MDIX permettant, par de multiples exhanges entre commutateur et autre périphérique de conclure au type de cable utilisé et ainsi de modifier les configurations en conséquence.
Si l'adresse IP de destination n'appartiens pas au réseau actuel, la machine l'envoie automatiquement a la passerelle, une machine de couche 3 permettant de faire la liaison avec un réseau distant.
Pour associer une adresse IP auxs adresses MAc le long tu chemin on utilise le protocole ARP permettant de résoudre les adresses MAC et de tenir une table de mappage.
Pour résoudre les adresse MAC a partir de l'adresse IP d'un périphérique, il consulte la table de mappage contenu dans sa mémoire vive. Si l'adresse MAC correspondante n'est pas présente, il envoie une requète ARP sur le réseau.
Une requète ARP contiens dans son corps, soit l'adresse IP cible soit l'adresse MAC cible dont il faut completer le couple. Et la trame ethernet de ce type de requète contien en en-tete :
- L'adresse MAC de diffusion permettant à chacun de répondre
- L'adresse MAC source de la machine emettrice
- Le type de trame soit 0x806 dans le cas d'une requète ARP
Apres cette requète seul la machine correspondant a l'IP renseingnée dans le corps répond avec l'adresse IP de l'expediteur et son adresse MAC. Et s'accompagne d'une trame ethnet standard de monodiffusion avec le type ARP. Des que le périphérique éméteur reçoi la réponse il l'ajout à sa table de mappage et envoie la trame prévue.
Les entrées de la table de mappage sont rapidement éffacés si elles ne sont pas utilisés depuis un certains temps mais cela dépends du système d'exploitation.
Pour afficher la table de mappage on peut utiliser la commande show ip arp sur les appreils cisco ou arp -a sur windows 7.
Si de nombreuses demandes ARP sont diffusés en même temps sur un réseau a faible bande passante cela peut inonder le réseau, mais ce genre de perte de performances reste minimes.
Certains pirates peuvent se faire passer pour un autre périphérique en répondant à certaines requètes ARP qui ne lui sont pas destinées et ainsi empoisonner la table de mappage du périphérique.