Encapsulation PDU et adressage MAC IP

Définition

L'encapsulation est le processus par lequel chaque couche du modele reseau ajoute ses propres informations (en-tete et/ou trailer) aux donnees de la couche superieure. Les PDU (Protocol Data Units) changent de nom selon la couche. Les adresses MAC servent a l'acheminement local (L2), les adresses IP servent au routage logique entre reseaux (L3).

Contexte

CCST demande de connaitre le nom des PDU a chaque couche, de comprendre le processus d'encapsulation/desencapsulation et de distinguer le role des adresses MAC et IP.

Details techniques

PDU par couche OSI

Couche OSI	PDU	Contenu ajoute
7-5 Application	Data	Donnees applicatives
4 Transport	Segment (TCP) / Datagramme (UDP)	Ports source/destination, numeros de sequence
3 Reseau	Paquet (Packet)	IP source, IP destination, TTL
2 Liaison	Trame (Frame)	MAC source, MAC destination, FCS
1 Physique	Bits	Signaux electriques / lumineux / radio

Processus d'encapsulation

Donnees applicatives ("Hello")
         |
    [4] + en-tete TCP (ports, seq) --> Segment
         |
    [3] + en-tete IP (IP src, IP dst) --> Paquet
         |
    [2] + en-tete Ethernet (MAC src, MAC dst) + FCS --> Trame
         |
    [1] --> Bits sur le media

Adressage MAC vs Adressage IP

Critère	Adresse MAC	Adresse IP
Couche	2 (Liaison)	3 (Reseau)
Taille	48 bits (6 octets)	32 bits (IPv4) / 128 bits (IPv6)
Format	AA:BB:CC:DD:EE:FF	192.168.1.10
Attribution	Gravee dans la NIC (BIA)	Configuree (statique ou DHCP)
Portee	Locale (meme segment L2)	Globale (routage inter-reseaux)
Change a chaque hop ?	Oui (reecrite a chaque routeur)	Non (reste identique de bout en bout)

Comportement a chaque hop

PC-A (10.1.1.10) --> Routeur R1 --> Routeur R2 --> Serveur (10.2.2.50)

Hop 1 (PC-A vers R1) :
  MAC src: MAC_PCA    MAC dst: MAC_R1_int1
  IP src:  10.1.1.10   IP dst: 10.2.2.50     <-- IP ne change pas

Hop 2 (R1 vers R2) :
  MAC src: MAC_R1_int2  MAC dst: MAC_R2_int1   <-- MAC reecrite
  IP src:  10.1.1.10     IP dst: 10.2.2.50     <-- IP identique

Hop 3 (R2 vers Serveur) :
  MAC src: MAC_R2_int2  MAC dst: MAC_SRV
  IP src:  10.1.1.10     IP dst: 10.2.2.50

Point cle : l'adresse IP source et destination restent les memes de bout en bout. Seules les adresses MAC changent a chaque hop (reencapsulation).

Desencapsulation

Le destinataire fait le processus inverse :

1. La NIC lit les bits et reconstruit la trame.
2. Elle verifie que la MAC destination correspond a la sienne.
3. Elle retire l'en-tete L2 et passe le paquet a la couche 3.
4. La couche 3 verifie l'IP destination et passe le segment a la couche 4.
5. La couche 4 lit le port destination et livre les donnees a l'application.

Exemple concret

Un PC (10.1.1.10) envoie un paquet HTTP vers un serveur Web (10.2.2.50) situe sur un autre reseau. Le PC envoie une trame avec la MAC de sa passerelle (routeur) comme MAC destination. Le routeur recoit la trame, retire l'en-tete Ethernet, lit l'IP destination, consulte sa table de routage, puis reencapsule le paquet dans une nouvelle trame avec les MAC source/destination du prochain segment. L'IP source (10.1.1.10) et destination (10.2.2.50) n'ont pas change.