Format des trames Ethernet

Ce laboratoire porte sur le format des trames Ethernet, en particulier les différences entre Ethernet V2 et Ethernet 802.3. Il permet de comprendre la structure des trames, les champs qui les composent, ainsi que leur rôle dans la communication réseau. Pour réaliser ce TP, il est nécessaire d’avoir des notions de réseaux informatiques, notamment sur le modèle OSI et les adresses MAC.

Objectifs

• Identifier et décrire les différents champs d’une trame Ethernet V2.
• Comprendre les différences entre les formats de trames Ethernet V2 et IEEE 802.3.
• Reconnaître les types d’adresses MAC : unicast, multicast et broadcast.
• Comprendre le rôle du champ EtherType et du champ Longueur.
• Appréhender le fonctionnement du contrôle d’intégrité via le CRC.

Prérequis et installation

• Connaissances de base sur le modèle OSI, notamment la couche liaison.
• Notions sur les adresses MAC et leur format hexadécimal.
• Accès à un outil d’analyse de trames Ethernet (ex. Wireshark) pour observer les trames capturées.
• Documentation sur les normes IEEE 802.3 et Ethernet V2.

Étude du format de la trame Ethernet V2

Commencez par observer une trame Ethernet V2 typique. Cette trame est généralement transmise par les équipements terminaux.

Le format de la trame Ethernet V2 comprend les champs suivants :

• Préambule (8 octets) : Ce champ annonce le début de la trame et permet la synchronisation des récepteurs. Il contient 8 octets dont la valeur est 10101010 en binaire, sauf le dernier octet où les deux derniers bits sont à 1.
• Adresse Destination (6 octets) : Adresse MAC de l’interface destinataire. Elle est exprimée en hexadécimal, par exemple 08:00:07:5c:10:0a. Cette adresse peut être :
• Unicast : un seul destinataire.
• Multicast : groupe d’interfaces, identifiable par un bit de poids faible du premier octet égal à 1 (exemple : 01:00:5E:00:00:01).
• Broadcast : diffusion générale à toutes les interfaces, adresse ff:ff:ff:ff:ff:ff.
• Adresse Source (6 octets) : Adresse MAC de l’émetteur, toujours unicast.
• EtherType (2 octets) : Indique le protocole de la couche supérieure concerné par la trame, permettant le démultiplexage. Exemples courants :
• 0x0800 : IPv4
• 0x0806 : ARP
• 0x8100 : 802.1Q (VLAN)
• 0x86DD : IPv6
• Données (46 à 1500 octets) : Contenu utile de la trame. Si les données sont inférieures à 46 octets, des octets de bourrage (padding) à 0 sont ajoutés.
• CRC (4 octets) : Contrôle de redondance cyclique permettant de vérifier l’intégrité de la trame. Le polynôme générateur est :

G(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1

Notez que la taille minimale d’une trame Ethernet est de 64 octets sans compter le préambule, soit 72 octets avec préambule.

Étude du format de la trame Ethernet 802.3

Les trames Ethernet 802.3 sont principalement utilisées par les équipements réseau comme les switchs, notamment pour des protocoles de gestion tels que IEEE 802.1D (Spanning Tree).

Le format est similaire à celui d’Ethernet V2, à l’exception du champ EtherType qui est remplacé par un champ Longueur (2 octets) indiquant la taille des données.

Les données contiennent alors un PDU de la sous-couche LLC (Logical Link Control), qui peut être de type 1, 2 ou 3.

Pour distinguer les deux types de trames :

• Si la valeur du champ EtherType/Longueur est inférieure à 1500, il s’agit d’une trame IEEE 802.3.
• Si elle est supérieure ou égale à 1500, c’est une trame Ethernet V2.

Les équipements terminaux ignorent généralement les trames IEEE 802.3 sauf s’ils sont configurés pour les traiter.

Résultats attendus

• Identification correcte des champs dans une trame Ethernet V2 : préambule, adresses MAC, EtherType, données, CRC.
• Reconnaissance des types d’adresses MAC (unicast, multicast, broadcast) à partir des adresses observées.
• Observation que la taille minimale d’une trame est de 64 octets (sans préambule) et que les données sont complétées par du bourrage si nécessaire.
• Différenciation claire entre trames Ethernet V2 et IEEE 802.3 grâce au champ EtherType/Longueur.
• Compréhension du rôle du CRC et du polynôme générateur utilisé.

Pièges courants

• Confondre le champ EtherType avec le champ Longueur dans les trames Ethernet 802.3.
• Ne pas prendre en compte le bourrage dans les données lorsque la taille est inférieure à 46 octets.
• Oublier que l’adresse broadcast est ff:ff:ff:ff:ff:ff et que toutes les interfaces la reconnaissent.
• Ignorer que les trames IEEE 802.3 peuvent être ignorées par les équipements terminaux non configurés.
• Ne pas considérer le préambule dans le calcul de la taille totale de la trame.