Un Bloc Note pour expérimenter la communication dans un réseau :¶

Introduction :¶

Les réseaux informatiques font partie de notre quotidien depuis de nombreuses années. Ils sont le support de nombreux services (données, voix, vidéo)...

voir la vidéo Les réseaux informatiques et Internet

In [2]:

            
                Copied!
                
%%HTML
<center>
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/JqweQE6TDTc" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>
</center>
%%HTML

Ce BN a pour objectif de vous faire découvrir le fonctionnement des réseaux (LAN / WAN) en les mettant en œuvre, en suivant le chemin (route) emprunté par l’information, en observant les échanges d’informations (traffic), et en construisant, paramétrant, et testant le fonctionnement d'un réseau local LAN...

Expérience n°1 sur le réseau du lycée :¶

Les PC du Labo de SI, comme tous ceux du lycée sont connectés en réseau :

Illustration très simplifiée du réseau du lycée.

Relever les paramètres du réseau :¶

Depuis un PC sous Windows10 saisir cmd dans cortana pour démarrer une invite de commandes et taper ipconfig.

(Vous pouvez aussi réaliser cette expérience chez vous sur un PC avec l'OS Windows...)

Quel est l'état des connexions (connecté/déconnecté) ?

Connecté

Taper ipconfig/all. Quelle est la différence avec la commande précédente ?

Cette commande affiche toutes les connexions réseau de l'ordinateur

Relever les paramètres IPV4 de la carte réseau de votre PC :

- Description : Intel(R) Ethernet Connection I217-LM - Adresse Physique : 34-17-EB-AD-46-C7 - Configuration : automatique - Adresse IP : 10.10.9.139 - Masque : 255.255.0.0 - Passerelle : 10.10.254.201 - Serveur(s) DNS : 194.242.114.162 - Serveur DHCP : 10.10.254.201 - Durée de validité des paramètres IP (durée du bail) :

En trois mots, qu’est-ce qu’une adresse MAC ?

Media Access Control

En trois mots, qu’est-ce qu’un serveur DNS ?

Domain Name System

Qu’est-ce qu’un serveur DHCP ?

Dynamic Host Configuration Protocol

Débrancher le câble Ethernet du PC, puis refaire un ipconfig/all. Quelle est la différence avec précédemment ?

reseau deconnecte. moins dinfo

Reconnecter, et recommencer. Quelle est la différence avec précédemment ?

Les valeurs sont les memes

Taper ipconfig/release. Quelle est l’action de cette commande ?

Cela déconnecte l'appareil du réseau

Taper ipconfig/renew. Quelle est l’action de cette commande. Qu’est-ce-qui a changé par rapport à la question précédente ?

Cela connecte l'appareil au réseau

Taper ipconfig/? pour vérifier vos réponses...

Affiche les différentes commandes

Test de communication :¶

La commande couramment utilisée pour tester la communication entre les machines est ping. Par exemple, l'instruction ping 192.168.1.99 permet de vérifier que votre PC communique avec le poste 192.168.1.99.

Tester la communication avec le poste de votre voisin (indiquer la commande et le résultat obtenu). La communication est-elle établie ? Si non, désactiver temporairement le pare-feu (ou régler ces paramètres avancés ICMP pour autoriser une requête d’écho entrante). Qui répond ?

ping 10.10.2.57 Statistiques Ping pour 10.10.2.57: Paquets : envoyés = 4, reçus = 4, perdus = 0 (perte 0%), Durée approximative des boucles en millisecondes : Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Moyenne = 0ms La communication est établie. C'est son ordinateur qui répond car je lui envoi des requêtes.

Tester la communication avec la passerelle (indiquer la commande et le résultat obtenu). La communication est-elle établie ? Qui répond ?

supprimé

Tester la communication avec le 192.168.1.0 (indiquer la commande et le résultat obtenu). La communication est-elle établie ? Qui répond ?

supprimé

Tester la communication avec le site www.google.fr (indiquer la commande et le résultat obtenu). La communication est-elle établie ? Qui répond ?

supprimé

Alors saisir l'IP de la réponse dans la barre d'URL de votre navigateur...

Essayer aussi avec l'instruction nslookup www.google.fr

Dans les applications Ubuntu WSL sur PC, a-Shell mini et iSH Shell sur votre iPad,

tester les commandes ifconfig, ping, nslookup...

Essayer maintenant l'instruction tracert www.google.fr

Faire de même avec www.ecmorlaix.fr

Comprendre :¶

L'adressage IP des machines sur un réseau :¶

Lire et faire les exercices de la page Introduction au réseau proposée par David ROCHE ;

Les échanges d'informations dans un réseau TCP/IP :¶

Régarder les vidéos :
- Internet, IP un protocole universel ? ;
- C'est quoi le TCP/IP ? ;
Lire les pages proposées par David ROCHE :

Expérience n°2 construire un réseau local :¶

Entre 2 PC :¶

Dans ce premier montage, vous allez connecter vos ordinateurs directement en utilisant un simple câble Ethernet.

Les ordinateurs auront-ils accès à Internet? Justifier :

Non car ils seront connecte entre eux et non au reseau.

Effectuer le montage et configurer la carte réseau en adressage automatique. Attendre 30 secondes, puis relever l'adresse IP de vos ordinateurs et vérifier la connexion par un ping.

Qu'est-ce qu'une adresse APIPA ?

Automatic private internet protocol adressing

Quel autre type d'adresse aurait-on pu configurer ?

IPV6

Qu'est-ce qu'un cable croisé ?

reloee differents apapreils entre eux

Qu'est-ce que la fonction Auto MDIX ?

si il faut croiser des signeaux ou pas

LAN, Local Area Network :¶

L'objectif maintenant est d'établir un réseau LAN entre 2 PC avec un switch ou un routeur puis d'y intégrer un Raspberry Pi afin de s'y connecter à distance. Il sera alors possible d'utiliser les différents services qui y sont installés ou d'y créer de nouveaux...

Effectuer le montage et configurer la carte réseau en adressage automatique. Attendre 30 secondes, puis relever l'adresse IP de vos appareils et vérifier la connexion par un ping...

SSH, Secure Shell :¶

Vérifier dans les préférences de configuration du Raspberry Pi que l'interface SSH est activée. ce qui n’est plus le cas par défaut depuis 2016 et une attaque massive sur les objets connectés...

A partir de Cortana, rechercher et lancer l'application de bureau PuTTY. Choisir une connection de type SSH, saisir l'adresse IP de votre Raspberry Pi puis cliquer sur le bouton Open pour ouvrir la connection et établir la communication entre le PC et l'appareil distant. Dans la fenêtre de terminal qui s'ouvre, saisir Python3, les trois chevrons >>> d'un interpréteur python doivent apparaitre. Tester le bon fonctionnement avec quelques instructions...

Puis saisir exit() ou faire Ctrl+D pour quitter et revenir au prompt, saisir pinout pour visualiser l'organisation du GPIO...

Vérifier que depuis un terminal Windows PowerShell sur PC, il est aussi possible de se connecter en SSH avec une instruction en ligne de commande de la forme : ssh utilisateur@adresse_ip_ou_url_serveur

De même, vérifier que cela est possible depuis les applications Ubuntu WSL sur PC, a-Shell mini et iSH Shell sur votre iPad...

Est-il possible de se connecter à plusieurs au Raspberry Pi en SSH ?

GPIO, General Purpose Input Output :¶

Si ce n'est pas déjà fait, dans les préférences de configuration du Raspberry Pi activer l'interface Remote GPIO Connecter alors une breadboard de base à votre Raspberry Pi et piloter son GPIO avec, par exemple, cette suite d'instructions :

In [1]:

            
                Copied!
                
from gpiozero import LED
from gpiozero import LED

---------------------------------------------------------------------------
ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-8e835267d67b> in <module>
----> 1 from gpiozero import LED

ModuleNotFoundError: No module named 'gpiozero'

In [2]:

            
                Copied!
                
maLED = LED(17)
maLED = LED(17)

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-52d99c283076> in <module>
----> 1 maLED = LED(17)

NameError: name 'LED' is not defined

In [ ]:

            
                Copied!
                
maLED.on()
maLED.on()

In [ ]:

            
                Copied!
                
maLED.off()
maLED.off()

In [ ]:

            
                Copied!
                
from gpiozero import Button
from gpiozero import Button

In [ ]:

            
                Copied!
                
monBoutton = Button(4)
monBoutton = Button(4)

In [ ]:

            
                Copied!
                
not monBoutton.is_pressed
not monBoutton.is_pressed

In [ ]:

            
                Copied!
                
from time import sleep
from time import sleep

In [ ]:

            
                Copied!
                
                    
                    
                
                

        
while True:
    print("Bonjour")
    maLED.on()
    sleep(1)
    maLED.off()
    sleep(1)
    if (not monBoutton.is_pressed):
        print("Kenavo")
        break
while True:
    print("Bonjour")
    maLED.on()
    sleep(1)
    maLED.off()
    sleep(1)
    if (not monBoutton.is_pressed):
        print("Kenavo")
        break

Enregistrer alors votre script dans un fichier python (monScript_GPIO.py) sur le raspberry pi et lancer le depuis votre iPad connecté en SSH...

Pour aller plus loin :¶

avec le GPIO : https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/index.html
comment peut-on piloter le GPIO depuis un notebook jupyter s'affichant dans le navigateur d'un PC connecté en SSH au Raspberry Pi, en local ? Et à distance ?
- https://desertbot.io/blog/raspberry-pi-jupyter-gpio
- https://raspberry-pi.fr/nom-domaine/
quelle différence avec un serveur Jupyterhub comme un TLJH ou comme décrit là : https://towardsdatascience.com/setup-your-home-jupyterhub-on-a-raspberry-pi-7ad32e20eed

VNC, Virtual Network Computing :¶

Dans les préférences de configuration du Raspberry Pi activer l'interface serveur VNC. Si ce n'est pas déjà fait, installer Real VNC viewer sur votre PC. A partir de Cortana, rechercher et lancer l'application de bureau VNC Viewer. Faire Fichier>Nouvelle connexion et saisir l'adresse IP du Raspberry Pi...

Depuis votre PC, dans la fenêtre graphique qui s'ouvre, démarrer un terminal sur le Raspberry Pi, saisir Python3, les trois chevrons >>> d'un interpréteur python doivent apparaitre. Tester le bon fonctionnement avec quelques instructions...

Puis saisir exit() ou faire Ctrl+D pour quitter et revenir au prompt, saisir jupyter notebook pour démarrer l'application jupyter sur le Raspberry Pi et la piloter depuis votre PC...

De même, vérifier que cela est possible depuis votre iPad...

Est-il possible de s'y connecter à plusieurs ?

Prolongement IOT :¶

Objets connectés, des robots dans nos maisons ?
Suivre la procédure pour programmer la carte QuickPi

Ressources :¶

Références aux programmes :¶

Contenus	Capacités attendues	Commentaires
Transmission de données dans un réseau Protocoles decommunication Architecture d’un réseau	Mettre en évidence l’intérêt du découpage des données en paquets et de leur encapsulation. Dérouler le fonctionnement d’un protocole simple de récupération de perte de paquets (bit alterné). Simuler ou mettre en œuvre un réseau.	Le protocole peut être expliqué et simulé en mode débranché. Le lien est fait avec ce qui a été vu en classe de seconde sur le protocole TCP/IP. Le rôle des différents constituants du réseau local de l’établissement est présenté.
Périphériques d’entrée et de sortie Interface HommeMachine (IHM)	Identifier le rôle des capteurs et actionneurs. Réaliser par programmation une IHM répondant à un cahier des charges donné.	Les activités peuvent être développées sur des objets connectés, des systèmes embarqués ou robots.