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Chapitre 1617 minDébutant

Exercices réseau corrigés type BTS SIO

Par Josselyn C., prof de BTS SIO. Mis à jour le .

À la fin de ce chapitre, tu sauras

  • dire comment le réseau tombe à l'examen ;
  • traiter une étude de cas complète, du plan d'adressage à la lecture d'une capture ;
  • justifier chaque calcul comme dans une copie.

9 exercices corrigés

Ce chapitre rassemble des exercices réseau corrigés construits comme un sujet d'examen du BTS SIO : une organisation, des documents (besoins, tables, extraits de commandes et de captures) et des questions progressives sur l'adressage IPv4 et IPv6, le VLSM, la commutation, le filtrage, le DNS, le DHCP et le diagnostic. Fais-les dans l'ordre, au brouillon, sans calculatrice de sous-réseau, puis compare avec le corrigé et sa justification.

Comment le réseau tombe à l'examen

Les bases du réseau relèvent du bloc 1, commun aux deux options. Tu les mobilises à l'E5 (support et mise à disposition de services informatiques), où le jury peut te faire expliquer l'architecture de tes réalisations, et à l'écrit E7 Cybersécurité des services informatiques, surtout dans les sujets de l'option SISR : compléter un plan d'adressage, lire un schéma réseau, une table MAC ou ARP, des règles de pare-feu, reconnaître une attaque de couche 2. En SISR, elles sont aussi le socle des manipulations de l'E6 (cours de l'épreuve E6 SISR). Jusqu'à la session 2024, l'écrit de cybersécurité s'appelait E6 (U6) : ses sujets restent de bons entraînements.

Trois habitudes rapportent des points :

  • justifier chaque calcul : une adresse de réseau sans la taille du bloc ou le ET logique ne montre pas que tu as compris ;
  • relier la réponse au contexte : « le VLAN des apprenants n'a pas accès aux serveurs, conformément au besoin exprimé dans le document 1 » vaut mieux qu'une règle générale ;
  • utiliser le vocabulaire exact : domaine de diffusion, passerelle par défaut, table d'adresses MAC, bail, préfixe.

Le contexte : l'Institut Aubépine

L'Institut Aubépine est un centre de formation de 480 apprenants et 60 salariés, sur un seul site. Le service informatique (deux techniciens et une alternante en BTS SIO SISR) refond le réseau, aujourd'hui à plat. L'opérateur lui a attribué l'adresse publique 198.51.100.24 et le préfixe IPv6 2001:db8:a7be::/48. En interne, le réseau utilisera le bloc privé 172.20.0.0/22.

Document 1 : les besoins, passerelle comprise.

VLANUsageHôtes à prévoir
30Wi-Fi des apprenants301
10Postes des salles de formation et du personnel201
40Équipements : imprimantes, vidéoprojecteurs, caméras51
20Serveurs21
99Administration des équipements réseau11
—Lien de transit entre le pare-feu et le switch de cœur2

Document 2 : les conventions. La passerelle de chaque réseau est sa dernière adresse utilisable. Le serveur DHCP et DNS est srv-infra, première adresse du réseau des serveurs. Le switch de cœur, de niveau 3, route entre les VLAN 10, 30, 40 et 99 et relaie le DHCP ; le réseau des serveurs (VLAN 20) est relié au pare-feu, qui est sa passerelle : tout flux vers les serveurs ou vers Internet traverse donc le pare-feu, qui le filtre ; les flux entre les VLAN 10, 30, 40 et 99 ne passent que par le switch de cœur, qui les filtre avec des listes de contrôle d'accès (ACL).

Partie A : questions de cours

Exercice 1 sur 9 Huit questions rapides Réussi À revoir

Réponds en une ou deux phrases.

  1. Quel équipement sépare les domaines de diffusion ?
  2. Quel est le PDU de la couche 3 ? Celui de la couche 2 ?
  3. Pourquoi retire-t-on 2 au nombre d'adresses d'un réseau IPv4 pour obtenir le nombre d'hôtes ?
  4. Quelle commande Windows affiche le serveur DHCP qui a attribué l'adresse du poste ?
  5. Quel protocole remplace ARP en IPv6 ?
  6. Quelle est la différence entre un port d'accès et un port trunk ?
  7. Une machine a l'adresse 169.254.20.7. Que s'est-il passé ?
  8. Pourquoi DHCP utilise-t-il UDP et pas TCP ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 1
  1. Le routeur (ou un switch de niveau 3) ; un VLAN crée aussi un domaine de diffusion distinct sur un switch.
  2. Le paquet en couche 3, la trame en couche 2.
  3. Parce que l'adresse du réseau (bits d'hôte à 0) et l'adresse de diffusion (bits d'hôte à 1) sont réservées.
  4. ipconfig /all, ligne « Serveur DHCP ».
  5. NDP (Neighbor Discovery Protocol), avec les messages ICMPv6 Neighbor Solicitation et Neighbor Advertisement.
  6. Un port d'accès appartient à un seul VLAN et transmet des trames sans étiquette ; un port trunk transporte plusieurs VLAN, chaque trame portant une étiquette 802.1Q.
  7. La machine n'a reçu aucune réponse DHCP et s'est attribué une adresse APIPA ; elle ne peut pas joindre sa passerelle.
  8. Le client n'a pas encore d'adresse et ne connaît pas le serveur : il doit diffuser sa demande, ce que seul UDP permet. Et l'échange, très court, ne justifie pas une connexion.

Tu avais trouvé ?

Partie B : le plan d'adressage

Exercice 2 sur 9 Établir le plan VLSM Réussi À revoir

À partir du document 1, découpe 172.20.0.0/22 en VLSM. Pour chaque réseau, donne l'adresse, le préfixe et le masque, la plage utilisable, la diffusion et la passerelle. Indique les blocs qui restent libres.

Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 2

Le /22 couvre 172.20.0.0 à 172.20.3.255, soit 1 024 adresses. On trie par besoin décroissant et on choisit pour chacun le plus petit bloc tel que 2^h − 2 ≥ besoin.

VLANBesoinPréfixe et masqueRéseauPlage utilisableDiffusionPasserelle
30301/23, 255.255.254.0172.20.0.0172.20.0.1 à 172.20.1.254172.20.1.255172.20.1.254
10201/24, 255.255.255.0172.20.2.0172.20.2.1 à 172.20.2.254172.20.2.255172.20.2.254
4051/26, 255.255.255.192172.20.3.0172.20.3.1 à 172.20.3.62172.20.3.63172.20.3.62
2021/27, 255.255.255.224172.20.3.64172.20.3.65 à 172.20.3.94172.20.3.95172.20.3.94
9911/28, 255.255.255.240172.20.3.96172.20.3.97 à 172.20.3.110172.20.3.111172.20.3.110
Transit2/30, 255.255.255.252172.20.3.112172.20.3.113 à 172.20.3.114172.20.3.115—

Justifications : 301 hôtes > 254, il faut 2⁹ − 2 = 510, d'où le /23 ; 201 ≤ 254 donne le /24 ; 51 ≤ 62 donne le /26 ; 21 ≤ 30 donne le /27 ; 11 ≤ 14 donne le /28.

Blocs libres : 172.20.3.116/30, 172.20.3.120/29 et 172.20.3.128/25, soit 4 + 8 + 128 = 140 adresses.

Tu avais trouvé ?

Exercice 3 sur 9 Adresses pièges Réussi À revoir

Pour chaque adresse, dis si elle peut être attribuée à un appareil, et dans quel VLAN.

  1. 172.20.1.0
  2. 172.20.0.255
  3. 172.20.1.255
  4. 172.20.3.64
  5. 172.20.3.100
  6. 172.20.3.115
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 3
  1. Oui, VLAN 30 : dans 172.20.0.0/23, 172.20.1.0 est une adresse d'hôte ordinaire (le réseau est 172.20.0.0).
  2. Oui, VLAN 30, pour la même raison : la diffusion du /23 est 172.20.1.255, pas 172.20.0.255.
  3. Non : c'est la diffusion du VLAN 30.
  4. Non : c'est l'adresse du réseau des serveurs (VLAN 20).
  5. Oui, VLAN 99 (172.20.3.96/28, plage .97 à .110).
  6. Non : c'est la diffusion du lien de transit.

Tu avais trouvé ?

Exercice 4 sur 9 Vérifier une configuration Réussi À revoir

Un vidéoprojecteur a été configuré à la main en 172.20.3.70, masque 255.255.255.192, passerelle 172.20.3.62. Il n'est pas joignable depuis les postes. Explique pourquoi et corrige.

Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 4

Avec le masque /26, 172.20.3.70 appartient au réseau 172.20.3.64/26, alors que la passerelle 172.20.3.62 est dans 172.20.3.0/26 : l'appareil ne peut pas la joindre. En réalité, l'adresse .70 est dans le réseau des serveurs (172.20.3.64/27), pas dans celui des équipements ; c'est même l'adresse de la plateforme de formation srv-moodle (voir la partie D) : un conflit d'adresse en prime. Correction : lui donner une adresse fixe dans 172.20.3.0/26 hors de la plage DHCP (par exemple 172.20.3.50), masque 255.255.255.192, passerelle 172.20.3.62, et vérifier que son port de switch est bien dans le VLAN 40 ; mieux encore, une réservation DHCP.

Tu avais trouvé ?

Partie C : un incident sur le switch des salles de formation

Document 3. Depuis 10 h, les postes de la salle B12 sont très lents. Un formateur remarque que Wireshark, lancé sur son poste pour une démonstration, affiche des échanges entre d'autres postes. Le technicien relève sur le switch de la salle :

text
SW-B12# show mac address-table count
Dynamic Address Count:  8000
Total Mac Addresses Available: 8000

SW-B12# show mac address-table interface Gi0/12 | count
Number of lines which match regexp = 7741

Exercice 5 sur 9 Analyser l'incident Réussi À revoir

  1. Que montre le document 3 ?
  2. Quel est le comportement du switch quand sa table est pleine ? Relie-le à l'observation du formateur.
  3. De quelle attaque s'agit-il probablement ? Quel outil la réalise ?
  4. Quelle action immédiate proposes-tu ? Quelle mesure préventive ?
  5. Les échanges des serveurs, dans le VLAN 20, sont-ils à l'abri de cette écoute ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 5
  1. La table d'adresses MAC du switch est pleine (8 000 sur 8 000), et presque toutes les adresses (7 741) ont été apprises sur un seul port, Gi0/12, où un seul poste est normalement branché.
  2. Le switch ne peut plus apprendre de nouvelles adresses : pour toute destination inconnue, il inonde les trames sur tous les ports du VLAN, comme un hub. Chaque poste reçoit le trafic des autres, ce que voit Wireshark, et la bande passante est gaspillée, d'où la lenteur.
  3. Une inondation de la table MAC (MAC flooding) : une machine sur Gi0/12 émet des trames avec des milliers d'adresses MAC source aléatoires, par exemple avec l'outil macof. Le but est souvent d'écouter le trafic.
  4. Immédiat : désactiver le port Gi0/12 (shutdown), identifier la machine branchée (salle B12, prise correspondante), vider la table MAC, puis traiter l'incident avec le responsable (charte informatique, éventuelles sanctions). Préventif : activer la sécurité des ports (port security), qui limite le nombre d'adresses MAC par port (par exemple 2) et coupe le port en cas de violation ; à terme, l'authentification 802.1X.
  5. En partie seulement. L'inondation reste dans le domaine de diffusion du VLAN 10 : le trafic propre au VLAN 20 (entre serveurs) n'est jamais recopié vers la salle B12. En revanche, les échanges entre les postes de la salle et les serveurs traversent le VLAN 10 jusqu'à la passerelle : ceux-là peuvent être écoutés sur Gi0/12, d'où l'intérêt de protocoles chiffrés (HTTPS, SMB 3 avec chiffrement). La segmentation limite la portée de l'attaque, elle ne la supprime pas.

Tu avais trouvé ?

Partie D : le filtrage entre les réseaux

Exercice 6 sur 9 Rédiger la matrice des flux Réussi À revoir

Le responsable fixe ces règles :

  • les apprenants (VLAN 30) n'accèdent qu'à Internet, en HTTP et HTTPS, et au DNS de srv-infra ;
  • les postes (VLAN 10) accèdent aussi à la plateforme de formation srv-moodle (172.20.3.70) en HTTPS et au serveur de fichiers srv-fichiers (172.20.3.71) en SMB ;
  • seul le VLAN 99 peut administrer les équipements en SSH ;
  • tout le reste est interdit.

Écris les règles de filtrage (source, destination, protocole, port, action), dans l'ordre, en séparant celles du pare-feu et celles du switch de cœur : d'après le document 2, chaque équipement ne voit que les flux qui le traversent.

Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 6

srv-infra est en 172.20.3.65 (première adresse du réseau des serveurs). Avant d'écrire une règle, on repère le chemin du flux : vers les serveurs ou vers Internet, il traverse le pare-feu ; entre les VLAN 10, 30, 40 et 99, il ne traverse que le switch de cœur.

Règles du pare-feu (flux vers les serveurs et vers Internet) :

N°SourceDestinationProtocolePortAction
1172.20.0.0/23 et 172.20.2.0/24172.20.3.65UDP et TCP53Autoriser
2172.20.2.0/24172.20.3.70TCP443Autoriser
3172.20.2.0/24172.20.3.71TCP445Autoriser
4172.20.3.96/28172.20.0.0/22TCP22Autoriser
5172.20.0.0/23 et 172.20.2.0/24Réseaux internes 172.20.0.0/22ToutToutRefuser
6172.20.0.0/23 et 172.20.2.0/24Internet (toute destination)TCP (et UDP 443 pour HTTP/3)80, 443Autoriser
7ToutToutToutToutRefuser

La règle 5 vient avant la règle 6 : sans elle, « toute destination » sur les ports 80 et 443 autoriserait aussi les serveurs internes (par exemple Moodle pour les apprenants). Le pare-feu étant à état, les réponses sont autorisées automatiquement. Les flux réellement nécessaires seront à ajouter après observation des journaux, une règle à la fois : le relais DHCP du switch de cœur vers srv-infra (UDP 67, sans quoi plus aucun poste n'obtient d'adresse), NTP, mises à jour, authentification au domaine.

ACL du switch de cœur (flux entre les VLAN 10, 30, 40 et 99, appliquées en entrée de leurs interfaces) :

N°SourceDestinationProtocolePortAction
A172.20.3.96/28 (VLAN 99)172.20.0.0/22TCP22Autoriser
B172.20.0.0/22172.20.3.96/28TCP, réponses seulement (established)Port source 22Autoriser
CVLAN 10, 30, 40 et 99Un autre de ces VLANToutToutRefuser
DVLAN 10, 30, 40 et 99Tout le reste (serveurs, Internet)ToutToutAutoriser

La règle C isole les VLAN les uns des autres, ce qui interdit par exemple aux apprenants de joindre les postes ou les caméras. La règle D ne donne aucun droit : elle laisse ces flux continuer vers le pare-feu, qui applique ses propres règles. La règle B existe parce que les ACL sont sans état : sans elle, les réponses d'une session SSH ouverte depuis le VLAN 99 seraient bloquées par la règle C. L'impression depuis le VLAN 10 vers les imprimantes du VLAN 40 n'est pas demandée : à ajouter si le responsable la confirme.

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Partie E : IPv6

Exercice 7 sur 9 Le plan IPv6 de l'Institut Réussi À revoir

L'Institut dispose de 2001:db8:a7be::/48 et attribue à chaque VLAN le /64 dont l'identifiant de sous-réseau reprend le numéro de VLAN écrit tel quel (VLAN 10 → 10).

  1. Combien de /64 le préfixe permet-il ?
  2. Donne le préfixe IPv6 des VLAN 10, 30 et 99.
  3. srv-infra reçoit l'identifiant d'interface ::65. Écris son adresse complète, puis développée sur 8 groupes.
  4. Les postes du VLAN 10 utilisent SLAAC. Que doit annoncer le switch de cœur, et d'où viendra la passerelle des postes ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 7
  1. De /48 à /64 : 16 bits, 65 536 réseaux /64.
  2. VLAN 10 : 2001:db8:a7be:10::/64 ; VLAN 30 : 2001:db8:a7be:30::/64 ; VLAN 99 : 2001:db8:a7be:99::/64.
  3. Le serveur est dans le VLAN 20 : 2001:db8:a7be:20::65, soit 2001:0db8:a7be:0020:0000:0000:0000:0065.
  4. Des annonces de routeur (RA) contenant le préfixe 2001:db8:a7be:10::/64 avec l'autoconfiguration autorisée, et le DNS (option RDNSS, ou drapeau O avec un DHCPv6 sans état). La passerelle des postes sera l'adresse lien-local du switch de cœur, apprise par ces RA.

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Exercice 8 sur 9 Abréviations Réussi À revoir

  1. Abrège 2001:0db8:a7be:0030:0000:0000:0a00:0001.
  2. Un collègue a écrit 2001:db8:a7be::30::1. Qu'en penses-tu ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 8
  1. 2001:db8:a7be:30::a00:1 (zéros de tête retirés, les deux groupes nuls consécutifs remplacés par ::).
  2. Adresse invalide : le :: apparaît deux fois, on ne peut pas savoir combien de groupes nuls il remplace de chaque côté.

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Partie F : lire une capture

Document 4. Capture réalisée sur un poste de la salle B12 qui vient de démarrer, puis dont l'utilisatrice ouvre la plateforme de formation.

text
No.  Source             Destination        Protocol  Info
 1   0.0.0.0            255.255.255.255    DHCP      DHCP Discover - Transaction ID 0x5c1e
 2   172.20.2.254       172.20.2.140       DHCP      DHCP Offer    - Transaction ID 0x5c1e
 3   0.0.0.0            255.255.255.255    DHCP      DHCP Request  - Transaction ID 0x5c1e
 4   172.20.2.254       172.20.2.140       DHCP      DHCP ACK      - Transaction ID 0x5c1e
 5   3c:52:82:4a:10:7e  ff:ff:ff:ff:ff:ff  ARP       Who has 172.20.2.254? Tell 172.20.2.140
 6   00:1a:2b:3c:4d:5e  3c:52:82:4a:10:7e  ARP       172.20.2.254 is at 00:1a:2b:3c:4d:5e
 7   172.20.2.140       172.20.3.65        DNS       Standard query 0x1f2a A moodle.aubepine.example
 8   172.20.3.65        172.20.2.140       DNS       Standard query response 0x1f2a A moodle.aubepine.example A 172.20.3.70
 9   172.20.2.140       172.20.3.70        TCP       51022 → 443 [SYN] Seq=0
10   172.20.2.140       172.20.3.70        TCP       [TCP Retransmission] 51022 → 443 [SYN] Seq=0
11   172.20.2.140       172.20.3.70        TCP       [TCP Retransmission] 51022 → 443 [SYN] Seq=0

Exercice 9 sur 9 Interpréter la capture Réussi À revoir

  1. Décris les trames 1 à 4. Quelle adresse le poste a-t-il obtenue ?
  2. Le serveur DHCP est srv-infra (172.20.3.65). Pourquoi l'offre vient-elle de 172.20.2.254 ?
  3. Pourquoi le poste fait-il une requête ARP pour 172.20.2.254, et pas pour 172.20.3.65 avant d'interroger le DNS ?
  4. La résolution DNS fonctionne-t-elle ?
  5. Qu'indiquent les trames 9 à 11 ? Quelles hypothèses vérifies-tu, et avec quelles commandes ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 9
  1. C'est le DORA : Discover diffusé (le poste n'a pas d'adresse, source 0.0.0.0), Offer, Request diffusé, ACK. Le poste a obtenu 172.20.2.140 (VLAN 10).
  2. Le serveur DHCP est dans un autre VLAN : le switch de cœur joue le rôle d'agent de relais. Il transmet le Discover en unicast à srv-infra, à travers le pare-feu qui doit autoriser ce flux, puis renvoie l'offre au poste depuis sa propre adresse dans le VLAN 10, 172.20.2.254. Le détail de l'offre (option DHCP Server Identifier) indique bien 172.20.3.65.
  3. 172.20.3.65 est hors du réseau du poste (172.20.2.0/24) : le poste envoie le paquet à sa passerelle et n'a besoin que de l'adresse MAC de celle-ci. Il ne fait jamais d'ARP pour une machine distante.
  4. Oui : la réponse de la trame 8 donne 172.20.3.70 pour moodle.aubepine.example.
  5. Le poste envoie un SYN vers le port 443 de srv-moodle et ne reçoit aucune réponse : il le retransmet. Il n'y a pas non plus de RST, donc ce n'est pas un port simplement fermé : le paquet est filtré en silence (par le pare-feu, que ce flux traverse pour atteindre le VLAN des serveurs, ou par le pare-feu local du serveur), ou le serveur est arrêté, ou il ne sait pas répondre (passerelle ou masque faux sur le serveur). Vérifications : Test-NetConnection 172.20.3.70 -Port 443 depuis le poste (un ping échouerait de toute façon : la matrice n'autorise pas l'ICMP vers les serveurs) ; les journaux du pare-feu (une règle de refus pour ce flux ?) ; sur le serveur, ss -tlnp pour voir si le service écoute sur 443, et ip a et ip route pour vérifier sa configuration. D'après la matrice de la partie D, la règle 2 du pare-feu doit autoriser ce flux : son absence ou une erreur de saisie est l'hypothèse la plus probable si le serveur va bien.

Tu avais trouvé ?

Chapitre terminé !

Fais les 9 exercices avant de passer à la suite : c'est en t'entraînant que tout se fixe.

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