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Numérique et sciences informatiques (spécialité) · Première

Transmission de données en réseau : exercices corrigés de 1re NSI

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Temps de transmission = nombre de bits à envoyer ÷ débit en bits par seconde ; pense à convertir les octets en bits (1 octet = 8 bits).
  • Pour TCP, c'est la MTU du réseau sous-jacent qui fixe la taille des segments dans lesquels le flux d'octets est coupé 3.
  • Un lien est simplex (un sens), half duplex (un sens à la fois) ou full duplex (deux sens en même temps) 2.
  • Avant d'attendre un accusé de réception, l'émetteur peut envoyer au plus la plus petite des deux fenêtres : congestion ou réception 3.
  • Un nombre de paquets ou de trames s'arrondit toujours à l'entier supérieur.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices couvrent la transmission de données dans un réseau : durée d'un transfert, découpage en segments et en trames, sens de circulation d'un lien, adresses et masques, puis régulation du débit par TCP. Ils sont classés du plus simple au plus délicat. Cherche d'abord seul(e), sur papier, puis ouvre un indice si tu bloques, et seulement ensuite la correction.

Rappel de formules utiles

Les exercices

Exercice 1 Durée d'un téléchargement

★☆☆Environ 5 min

Un fichier de 12 Mo est envoyé sur un lien dont le débit est de 100 Mbit/s. On prend 1 Mo = 10610^6 octets, 1 Mbit = 10610^6 bits et 1 octet = 8 bits. On néglige tous les délais autres que la durée d'émission des bits.

Calcule la durée du transfert, en secondes.

Indice 1

Commence par convertir la taille du fichier en bits.

Indice 2

Divise ensuite le nombre de bits par le nombre de bits transmis chaque seconde.

Voir la correction pas à pas

  1. Taille en octets : 12×10612 \times 10^6 octets.

  2. Taille en bits : 12×106×8=96×10612 \times 10^6 \times 8 = 96 \times 10^6 bits.

  3. Débit : 100×106100 \times 10^6 bits par seconde.

  4. Durée : t=96×106100×106=0,96t = \dfrac{96 \times 10^6}{100 \times 10^6} = 0{,}96 s.

Le transfert dure 0,96 s. Sans la conversion en bits, on aurait trouvé 0,12 s, une valeur huit fois trop petite.

Exercice 2 Découper un flux en segments

★☆☆Environ 5 min

Une application confie à TCP un flux de 4500 octets. TCP le coupe en segments, et leur taille est liée à la MTU du réseau qu'il utilise 3. On suppose ici que chaque segment peut contenir au plus 1460 octets de données.

Combien de segments faut-il pour envoyer tout le flux ?

Indice 1

Divise 4500 par 1460 et regarde si le résultat tombe juste.

Indice 2

Un morceau partiellement rempli reste un segment à envoyer.

Voir la correction pas à pas

  1. Quotient : 4500/1460≈3,084500 / 1460 \approx 3{,}08.

  2. Trois segments pleins transportent 3×1460=43803 \times 1460 = 4380 octets.

  3. Il reste 4500−4380=1204500 - 4380 = 120 octets, qui nécessitent un quatrième segment.

  4. On arrondit donc au supérieur : 4 segments.

Il faut 4 segments : trois pleins de 1460 octets et un dernier de 120 octets. Arrondir à l'entier le plus proche (3) ferait perdre des données.

Exercice 3 Simplex, half duplex ou full duplex

★☆☆Environ 5 min

On distingue trois façons de faire circuler l'information sur un circuit de transmission : dans un seul sens (simplex), dans les deux sens mais pas en même temps (half duplex), ou dans les deux sens à la fois (full duplex) 2.

Classe chaque situation :

  1. une télécommande qui envoie des ordres à un téléviseur, sans jamais rien recevoir en retour ;
  2. deux talkies-walkies : quand l'un parle, l'autre doit écouter ;
  3. une conversation téléphonique où les deux personnes peuvent parler en même temps.
Indice 1

Pour chaque situation, demande-toi : l'information circule-t-elle dans un seul sens, ou dans les deux ?

Indice 2

Si elle circule dans les deux sens, est-ce en même temps ?

Voir la correction pas à pas

  1. Situation 1 : l'information va uniquement de la télécommande vers le téléviseur, donc simplex.

  2. Situation 2 : l'information peut aller dans les deux sens, mais pas en même temps, donc half duplex.

  3. Situation 3 : l'information circule dans les deux sens simultanément, donc full duplex.

Retiens le critère : combien de sens, et simultanés ou non. Une liaison half duplex n'est pas « moitié moins rapide » par définition : elle alterne simplement les sens.

Exercice 4 Trames Ethernet et surcoût

★★☆Environ 10 min

La taille maximale d'une trame Ethernet est de 1518 octets 1. On suppose que chaque trame comporte 1500 octets de données utiles au plus, le reste (18 octets) étant occupé par les informations de contrôle de la trame.

On envoie 30 000 octets de données utiles.

  1. Combien de trames sont nécessaires ?
  2. Quel est le nombre total d'octets effectivement transmis sur le lien, informations de contrôle comprises ?
Indice 1

Le nombre de trames est le quotient de 30 000 par 1500, arrondi au supérieur.

Indice 2

Chaque trame ajoute 18 octets de contrôle, que les données soient nombreuses ou non.

Voir la correction pas à pas

  1. Nombre de trames : 30000/1500=2030000 / 1500 = 20, résultat exact, donc 20 trames pleines.

  2. Surcoût par trame : 1518−1500=181518 - 1500 = 18 octets.

  3. Surcoût total : 20×18=36020 \times 18 = 360 octets.

  4. Total transmis : 30000+360=3036030000 + 360 = 30360 octets.

Il faut 20 trames et 30 360 octets au total. Le surcoût représente environ 1,2 % des données utiles ; il serait bien plus lourd avec de toutes petites trames.

Exercice 5 Deux machines sont-elles dans le même sous-réseau ?

★★☆Environ 10 min

Dans un masque de sous-réseau, les bits à 1 désignent la partie de l'adresse commune à toutes les machines d'un même sous-réseau 1. Un réseau utilise le masque 255.255.255.0, soit 24 bits à 1 suivis de 8 bits à 0.

Trois machines ont pour adresses :

  • A : 192.168.1.20 ;
  • B : 192.168.1.200 ;
  • C : 192.168.2.20.

A et B sont-elles dans le même sous-réseau ? Et A et C ?

Indice 1

24 bits à 1 correspondent aux trois premiers nombres de l'adresse, chacun codé sur 8 bits.

Indice 2

Compare uniquement la partie couverte par les bits à 1.

Voir la correction pas à pas

  1. Le masque 255.255.255.0 a ses 24 premiers bits à 1 : les trois premiers nombres de l'adresse forment la partie commune.

  2. A et B : les trois premiers nombres sont 192.168.1 pour les deux. Ils coïncident, donc A et B sont dans le même sous-réseau.

  3. A et C : 192.168.1 contre 192.168.2. Le troisième nombre diffère, donc A et C ne sont pas dans le même sous-réseau.

  4. Le dernier nombre (20, 200) n'intervient pas : il est couvert par les bits à 0 du masque.

A et B sont dans le même sous-réseau, A et C non. Pour que A et C communiquent, un routeur devra intervenir, car ils sont dans des sous-réseaux distincts.

Exercice 6 Quantité de données autorisée avant accusé

★★☆Environ 8 min

Avec TCP, l'émetteur ne doit pas dépasser ce que le réseau supporte (fenêtre de congestion) ni ce que le récepteur peut absorber (fenêtre de réception). Il retient la plus petite des deux valeurs comme quantité maximale à envoyer avant de recevoir un accusé de réception 3.

La fenêtre de congestion vaut 8000 octets et la fenêtre de réception 5000 octets. Les segments contiennent 1000 octets de données.

Combien de segments l'émetteur peut-il envoyer d'affilée avant d'attendre un accusé de réception ?

Indice 1

Quelle est la plus petite des deux fenêtres ?

Indice 2

Divise cette limite par la taille d'un segment.

Voir la correction pas à pas

  1. Limite = minimum de 8000 et 5000, soit 5000 octets.

  2. Nombre de segments : 5000/1000=55000 / 1000 = 5.

L'émetteur peut envoyer 5 segments d'affilée. Avoir une fenêtre de congestion plus grande ne sert à rien tant que le récepteur n'accepte pas davantage.

Exercice 7 Démarrage lent : combien de tours ?

★★★Environ 12 min

Le démarrage lent de TCP fait monter peu à peu le volume envoyé, jusqu'à repérer la capacité maximale du réseau 3. On modélise ici cette montée de façon simplifiée : la fenêtre de congestion vaut 1 segment au départ et double à chaque aller-retour. On suppose que la fenêtre de réception n'est jamais limitante et qu'aucun paquet n'est perdu.

  1. Écris la valeur de la fenêtre après 1, 2, 3 et 4 aller-retours.
  2. Après combien d'aller-retours la fenêtre atteint-elle au moins 100 segments ?
Indice 1

La fenêtre après nn aller-retours s'écrit comme une puissance de 2.

Indice 2

Cherche le plus petit entier nn tel que 2n≥1002^n \geq 100.

Voir la correction pas à pas

  1. Après 1 aller-retour : 2 segments ; après 2 : 4 ; après 3 : 8 ; après 4 : 16. Après nn aller-retours, la fenêtre vaut 2n2^n.

  2. On veut 2n≥1002^n \geq 100.

  3. Test : 26=64<1002^6 = 64 < 100 et 27=128≥1002^7 = 128 \geq 100.

  4. Le plus petit entier convenable est n=7n = 7 (équivalent à ⌈log⁡2100⌉\lceil \log_2 100 \rceil).

Il faut 7 aller-retours. Malgré son nom, le démarrage « lent » est une croissance exponentielle dans ce modèle ; en pratique, la perte de paquets ou la fenêtre de réception l'arrête bien avant d'atteindre des valeurs énormes.

Exercice 8 Quand arrivent les premières données ?

★★★Environ 12 min

Une session TCP s'ouvre par un handshaking en trois temps 3. On le modélise ainsi : le client envoie un premier message, le serveur répond, puis le client envoie un troisième message qui transporte déjà les premières données de l'application. Chaque message met 20 ms pour traverser le réseau dans un sens. On néglige les temps de traitement et la durée d'émission des bits.

Au bout de combien de millisecondes, depuis le début de l'ouverture de la connexion, les premières données arrivent-elles chez le serveur ?

Indice 1

Compte le nombre de traversées du réseau successives, et non leur total possible en parallèle.

Indice 2

Les trois messages s'enchaînent : chacun attend l'arrivée du précédent.

Voir la correction pas à pas

  1. Premier message (client vers serveur) : 20 ms.

  2. Réponse (serveur vers client) : 20 ms de plus, soit 40 ms.

  3. Troisième message avec les données (client vers serveur) : 20 ms de plus, soit 60 ms.

  4. Les premières données arrivent donc après 3×20=603 \times 20 = 60 ms.

Les données arrivent après 60 ms, dont 40 ms uniquement consacrées à l'ouverture de la connexion. Ce délai explique pourquoi on évite d'ouvrir une nouvelle connexion pour chaque petit échange. Cette phase d'ouverture sert aussi à initialiser des paramètres comme le numéro de séquence, utile pour que les données arrivent sans perte et dans l'ordre 3.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi faut-il arrondir au supérieur quand on découpe des données en segments ou en trames ?

Parce qu'on ne peut pas envoyer une fraction de segment. Si le dernier morceau est plus petit que les autres, il occupe malgré tout un segment ou une trame entière à envoyer. Le flux est coupé selon une taille qui dépend de la MTU du réseau utilisé 3 : le dernier segment est simplement plus court.

Quelle est la différence entre la couche réseau et la couche transport dans ces exercices ?

La couche réseau fait passer les données entre machines, la couche transport les fait passer entre applications en s'appuyant sur la couche réseau pour en améliorer le service 1. Dans les exercices, la trame et l'adresse relèvent plutôt du réseau et du lien, tandis que le segment, les fenêtres et l'accusé de réception relèvent de TCP, au niveau transport 3.

Pourquoi le résultat d'un exercice de durée est-il parfois différent d'une mesure réelle ?

Les exercices ne retiennent que la durée d'émission des bits, éventuellement quelques délais donnés. Dans un vrai réseau s'ajoutent l'ouverture de connexion, les accusés de réception, les pertes et la régulation de la congestion : TCP adapte son débit d'après les accusés reçus ou absents 3. Le calcul donne donc une valeur minimale idéale, jamais une mesure.

Sources

  1. Cours réseaux informatiques — Éléments de fonctionnement et protocoles, CNRS (Laboratoire LIRIS). Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Transmission de données, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Transmission Control Protocol, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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