Protocole TCP/IP et paquets : exercices corrigés de Seconde

Affirmation 1. Faire voyager un paquet d'une source vers une destination, c'est le travail du protocole IP.³

Affirmation 2. Ne pas vérifier l'arrivée des paquets caractérise UDP, décrit comme sans connexion et non fiable.³

Affirmation 3. Les accusés de réception relèvent de TCP ; c'est d'ailleurs la différence notable avec UDP, qui ne les gère pas.¹

Affirmation 4. Le sigle TCP se développe en Transmission Control Protocol, littéralement « protocole de contrôle de transmissions ».²

Données. Volume du document : 14 600 octets. Capacité d'un paquet : 1 460 octets.

Calcul. On divise le volume par la capacité : $\dfrac{14\,600}{1\,460} = 10$.

Vérification. $10 \times 1\,460 = 14\,600$ octets : les paquets sont tous pleins et il n'y a aucun reste.

Réponse. Il faut 10 paquets.

Division. $\dfrac{3\,500\,000}{1\,460} \approx 2\,397{,}26$.

Interprétation. Le résultat n'est pas entier : 2 397 paquets pleins ne suffisent pas.

Contrôle du reste. $2\,397 \times 1\,460 = 3\,499\,620$ octets, donc il reste $3\,500\,000 - 3\,499\,620 = 380$ octets à transporter.

Arrondi. Ces 380 octets partent dans un dernier paquet, moins rempli que les autres. On arrondit donc à l'entier supérieur.

Réponse. Il faut 2 398 paquets (2 397 pleins et un dernier de 380 octets de données).

Question 1. Il arrive $50 - 3 = 47$ paquets. UDP ne vérifie pas l'arrivée des paquets et ne gère pas les accusés de réception : l'émetteur ne sait donc pas que 3 paquets manquent.³¹

Question 2. TCP est un protocole fiable, en mode connecté, avec des accusés de réception.²¹ L'absence d'accusé pour les 3 paquets perdus signale qu'ils ne sont pas arrivés ; ils doivent donc être envoyés de nouveau.

Question 3. On additionne les 50 envois initiaux et les 3 renvois : $50 + 3 = 53$.

Réponse. Avec TCP, l'émetteur aura envoyé 53 paquets au total, et le récepteur aura reçu tout le contenu.

Point de départ. On commence toujours par les données brutes : étape C.

Première enveloppe. TCP encapsule ces données : étape B.¹

Deuxième enveloppe. Le résultat de TCP est lui-même encapsulé par IP : étape D.¹

Arrivée. On obtient alors un paquet IP, prêt à voyager : étape A.¹

Ordre final. C → B → D → A.

Sens du mot. Encapsuler, c'est placer des données à l'intérieur d'une enveloppe qui ajoute des informations utiles au protocole concerné, un peu comme on glisse une lettre dans une enveloppe, puis cette enveloppe dans un colis.

Situation 1. Le document doit arriver intact. TCP convient : protocole fiable avec accusés de réception, il permet de s'assurer que les données sont bien reçues.²¹

Situation 2. Un paquet perdu n'a plus d'intérêt quand l'image suivante arrive. UDP est cohérent : il ne vérifie pas l'arrivée des paquets, donc il n'attend ni confirmation ni renvoi.³ C'est un choix de raisonnement : le gain est la simplicité, le risque est la perte.

Situation 3. Une photo découpée en une multitude de petits paquets¹ doit être reconstituée entièrement : il faut qu'ils arrivent tous. TCP est le bon choix.

Bilan. Le critère est toujours le même : la perte est-elle tolérable ? Si non, TCP ; si oui et que la simplicité compte, UDP.

Question 1. On calcule 0,5 % de 2 000 : $2\,000 \times \dfrac{0{,}5}{100} = 2\,000 \times 0{,}005 = 10$. Il y a donc 10 paquets perdus.

Question 2. TCP signale par l'absence d'accusé de réception les paquets non arrivés.¹² Avec un renvoi unique réussi : $2\,000 + 10 = 2\,010$ paquets émis.

Question 3. Avec UDP, rien n'est renvoyé et l'émetteur n'est pas prévenu³ : le récepteur reçoit $2\,000 - 10 = 1\,990$ paquets.

Réponse à la question 1. 10 paquets perdus ; les questions 2 et 3 donnent respectivement 2 010 et 1 990.

Données. Limite théorique : 65 535 octets. Taille pratique : 1 460 octets.²

Division. $\dfrac{65\,535}{1\,460} \approx 44{,}89$.

Arrondi. 44 paquets transportent $44 \times 1\,460 = 64\,240$ octets : c'est insuffisant car $64\,240 < 65\,535$. Il faut donc 45 paquets.

Contrôle. $45 \times 1\,460 = 65\,700$ octets, ce qui dépasse bien 65 535.

Réponse. Il faut 45 paquets de taille pratique.

Question 1, en ms. $2\,398 \times 2 = 4\,796$ ms.

Conversion. $\dfrac{4\,796}{1\,000} = 4{,}796$ s, soit un peu moins de 5 secondes.

Question 2. TCP renvoie les paquets non acquittés, signalés par l'absence d'accusé de réception.¹² Le nombre d'envois devient $2\,398 + 12 = 2\,410$.

Durée avec renvois. $2\,410 \times 2 = 4\,820$ ms, soit $4{,}820$ s.

Réponse à la question 1. La durée totale vaut 4,796 secondes, et avec renvois 4,820 s : l'écart est faible, alors que la fiabilité est garantie.