Exercice réseau encapsulation PPP sur Ethernet pour ADSL TP réseau informatique

Objectifs :  Dans ce problème on s’intéresse aux protocoles utilisés lors d’un accès à l’Internet par ADSL (‘Asymetric Digital Subscriber Line’) et en particulier au protocle PPPoE (PPP on Ethernet). 

 Encapsulation PPP sur Ethernet pour ADSL

Question 1

Rappelez les principes généraux de la technologie ADSL au niveau physique ? 

Le schéma suivant donne l’aperçu d’une architecture possible d’accès Internet avec ADSL en montrant les piles de protocoles utilisées.

• Le poste de travail d’un abonné ADSL fonctionne avec une pile de protocoles Internet. Nous supposons que le poste de travail est relié en Ethernet à un dispositif de raccordement ADSL (routeur/modem). Au  niveau liaison, au dessus du protocole Ethernet, on utilise une version modifiée du protocole PPP, qui s’appelle pour Ethernet PPPoE (PPP over Ethernet).

• Le routeur/modem dans sa partie modem ADSL est connecté au réseau téléphonique. Au dessus du niveau  physique ADSL, les données sont envoyées selon le protocole du réseau ATM. ATM ‘Asynchronous Transfer Mode’ est une architecture de réseau considérée comme de niveau 2. ATM implante toutes les fonctions de commutation d’un réseau en mode circuit virtuel pour des trames de petite taille (53 octets) qui sont baptisées cellules. De même au niveau liaison on utilise une version modifiée de PPP, qui s’appelle pour ATM PPPoA (PPP over ATM).

• Le routeur/modem dans sa partie routeur IP peut gérer plusieurs interfaces Ethernet ou des interfaces selon d’autres standards (USB ou Wifi). Dans notre exemple, le routeur recopie simplement les datagrammes IP circulant sur le réseau Ethernet, vers le multiplexeur de voies ADSL (le DSLAM) et réciproquement du DSLAM vers le réseau Ethernet.

• L’équipement DSLAM (en anglais ‘Digital Subscriber Line Access Multiplexer’) comporte pour chaque abonné un modem ADSL qui décode les informations au niveau physique ADSL. Le DSLAM est un équipement multiplexeur pour rattacher un ensemble d’abonnés. Il multiplexe les circuits virtuels ATM de chaque abonné sur une voix rapide jusqu’à un concentrateur d’accès au réseau Internet. Sur le schéma il est mentionné que la voie rapide est gérée au niveau physique en SDH (‘Synchronous Digital Hierarchy’).

• Dans notre architecture, le concentrateur d’accès au réseau Internet (en anglais ‘BAS Broadband Access Server’) achemine les données vers le prestataire d’accès Internet de l’abonné. L’architecture du réseau Internet prestataire peut utiliser des  voies de toute nature selon les choix prestataire et n’est pas décrite ici. 

Pour le rattachement du poste de travail, qui se fait au niveau de l’usager par une liaison Ethernet, une variante de PPP est utilisée. Au lieu de transmettre des trames PPP sur une liaison point-à-point, les trames PPP sont envoyées en réseau local dans une trame Ethernet. Cette encapsulation de PPP sur Ethernet, baptisée PPPoE pour PPP over Ethernet, est définie par la RFC 2516.

Question 2

Rappelez les fonctions du protocole PPP ? 

Question 3

Dans le fonctionnement habituel des réseaux Ethernet, il n’est pas prévu d’utiliser le protocole PPP au dessus du réseau Ethernet. Identifiez les fonctions du protocole PPP qui sont réalisées par le protocole Ethernet ?

Question 4

Quand on  examine en détail le protocole PPPoE on  voit que les fanions de PPP sont supprimés. Pourquoi (comment les fanions sont-ils remplacés en Ethernet) ?

Question 5

La trame PPP encapsulée en PPPoE ne comporte plus de zones adresse ni de zone contrôle. Finalement la trame PPPoE commence directement par la zone type de protocole utilisateur de PPP (par exemple PPPoE encapsulant de l’IP, ce qui est presque toujours le cas,  cette valeur protocole vaut 21 en hexadécimal).
Pourquoi les zones adresses et contrôle sont elles considérées comme inutiles en PPPoE?
 

Question 6

Finalement, pourquoi les concepteurs de l’architecture d’accès Internet par ADSL ont jugé nécessaire de placer dans la pile des protocoles Internet le protocole PPPoE ?