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Unicast, multicast, broadcast : oui mais quelle couche ?

Dans cet article, nous allons voir une notion très impor­tante car elle est ancrée dans plu­sieurs couches du modèle OSI et du modèle TCP/IP et prin­ci­pa­le­ment dans les couches 2 et 3. C’est la notion du type d’a­dresse : uni­cast, mul­ti­cast et broad­cast (aus­si any­cast mais on en repar­le­ra plus tard dans le cha­pitre dédiée à IPv6).

Adresse Unicast, multicast et broadcast

Dans les réseaux, nous avons besoin de savoir avec qui sou­haite com­mu­ni­quer, c’est à dire avec une ou plu­sieurs enti­tés. Pour cela, des adresses spé­ciales ont été défi­nies pour pou­voir être inter­pré­tées cor­rec­te­ment par les équi­pe­ments infor­ma­tiques en fonc­tion du souhait.

Unicast : communication 1 vers 1

Pre­nons un exemple, je fais un ping vers le PC voi­sin pour savoir s’il est pré­sent. Dans ce cas, je fais de l’u­ni­cast, j’en­voi un paquet ping vers un et un seul PC, ou plus pré­ci­sé­ment j’en­voi un paquet ping vers une adresse IP qui appar­tient qu’à un seul PC.

En fai­sant un paral­lèle avec la vraie vie ( 🙂 ), c’est comme si j’en­voi une lettre pos­tale à un ami. Il est bien le seul a rece­voir la lettre.

C’est le cas le plus simple à appréhender 🙂

Broadcast : communication 1 vers tous

Main­te­nant, je sou­haite faire un ping vers tous les PC qui sont dans mon réseau. Com­ment faire ?

Je peux taper autant de fois la com­mande ping qu’il y a de PC. Simple mais plu­tôt gour­mand en temps et un peu ennuyeux…

Autre solu­tion, je forge un paquet ping avec comme adresse IP de des­ti­na­tion, une adresse IP spé­ci­fique qui iden­ti­fie toutes les enti­tés du réseau, c’est l’a­dresse de broad­cast. Alors com­ment on connait cette adresse, ce sera décrit dans un cha­pitre particulier.

Si je reprend le paral­lèle avec la vraie vie, c’est comme si j’en­voyais une lettre pos­tale à tous les habi­tants d’une ville (en sup­po­sant la ville étant mon réseau).

Multicast : communication 1 vers plusieurs (mais pas tout le monde!)

Dans cer­tains cas, on aime­rait pou­voir com­mu­ni­quer uni­que­ment avec un groupe d’en­ti­tés sans pour autant impac­ter tout le monde. Pour cela, on va uti­li­ser une adresse de des­ti­na­tion qui s’ap­pelle mul­ti­cast.

Un exemple : avant dans les avions long-cour­rier on pou­vait voir un film mais celui-ci démar­rait à un ins­tant bien pré­cis. Si on arri­vait trop tard et bien on pre­nait le film au moment où on allu­mait la TV. Ce fonc­tion­ne­ment c’est du mul­ti­cast : on dif­fuse un film qui démarre à un ins­tant T mais cha­cun était libre de la regar­der, c’est à dire pas tout le monde (heu­reu­se­ment… 🙂 ).

Com­ment connaitre ces adresses par­ti­cu­lières, et bien on ver­ra dans un pro­chain cha­pitre que selon le pro­to­cole (IP, Ether­net…), elles sont pré­dé­fi­nies et réser­vées.

Si je reprend mon pré­cé­dent exemple, c’est comme si j’en­voyais une lettre pos­tale à tous les habi­tants d’un arron­dis­se­ment ou d’un quar­tier et non à toute la ville en entier.

Tout ça pour ça ?

Alors cer­tains me diront qu’ils savaient déjà tout ça. J’en suis bien content 🙂

En fait, j’in­siste sur cette notion car le fait d’en­voyer un paquet à une des­ti­na­tion (uni­cast), à tout le monde (broad­cast) ou à un groupe d’en­ti­té (mul­ti­cast) est une notion qui vaut autant pour la couche 2 que pour la couche 3.

La plu­part des gens com­prennent cette notion avec le pro­to­cole IP (couche 3 du modèle OSI) car on l’u­ti­lise régu­liè­re­ment et mes exemples ci des­sus ne font que confir­mer cela.

Mais il faut savoir que le pro­to­cole Ether­net (couche 2) n’ar­rête pas d’u­ti­li­ser des adresses uni­cast, mul­ti­cast et broad­cast. Alors oui, il ne faut pas oublier qu’au niveau 2, et je ne parle pas que d’E­ther­net, il existe des adresses de dif­fé­rent types.

Exemple d’adresse unicast, broadcast et multicast

Voi­ci des exemples d’a­dresses uni­cast en IP et en Ethernet

Adresse unicast IP

10.1.1.1 est une adresse uni­cast IP. Cette adresse peut être assi­gné à un PC par exemple.

Adresse unicast Ethernet

00 – 1E-33 – 1D-6A-79 est une adresse uni­cast Ether­net (qu’on appelle aus­si adresse MAC). Cette adresse est par exemple l’a­dresse MAC de ma carte réseau.

Adresse broadcast IP

Ima­gi­nons qu’on est dans le réseau 10.1.1.0 /24, alors l’a­dresse de broad­cast est défi­nie et réser­vée et sera 10.1.1.255

Cette adresse ne sera jamais confi­gu­rée sur un PC. Essayez de la confi­gu­rer sur votre carte réseau et vous aurez le mes­sage d’er­reur suivant :

Dans le cha­pitre adres­sage IP, nous voyons com­ment iden­ti­fier l’a­dresse de réseau, de broadcast…

Adresse broadcast Ethernet

Pour Ether­net, l’a­dresse de broad­cast est aus­si défi­nie et réser­vée est vaut tou­jours la valeur FF-FF-FF-FF-FF-FF. Par exemple le pro­to­cole ARP – Address Reso­lu­tion Pro­to­col – uti­lise beau­coup l’a­dresse Ether­net de broad­cast pour communiquer.

Pour les tor­dus, j’ai essayé de chan­ger l’a­dresse MAC de ma carte réseau en FF-FF-FF-FF-FF-FF et bien j’ai réus­si !

Alors ça me sert pas à grand chose car vous voyez qu’a­vec une adresse MAC pareil, Win­dows n’ar­rive pas à récu­pé­rer d’a­dresse IP et donc je n’ai plus accès au réseau (je me suis même cou­pé la com­mu­ni­ca­tion en écri­vant cet article 🙂 ).

Adresse multicast IP

Une plage d’a­dresses IP a été réser­vée pour le mul­ti­cast, c’est à dire que des adresses IP sont pré­dé­fi­nies pour que lors­qu’un sys­tème en voit « tran­si­ter » une alors il sait que c’est une adresse mul­ti­cast. Pour IP, ces adresses sont dans la plage 224.0.0.0 à 239.255.255.255. On décri­ra pré­ci­sé­ment le décou­page de ces adresses dans le cha­pitre réser­vé au multicast.

Adresse multicast Ethernet

Ca com­mence à se com­pli­quer là car cer­taines adresses Ether­net dites « Mul­ti­cast » sont pré­dé­fi­nies comme par exemple l’a­dresse 01 – 80-C2-00 – 00-00 qui est une adresse réser­vée pour le pro­to­cole Span­ning-tree. Et d’autres sont déri­vées auto­ma­ti­que­ment de la couche supé­rieure.… kézako ?

Pre­nons un exemple : au niveau de la couche 3 (IP), vous uti­li­sez une adresse IP mul­ti­cast alors l’a­dresse Ether­net au niveau 2 sera une adresse qui sera de la forme 01 – 00-5E-xx-xx-xx et dont les xx-xx-xx seront auto­ma­ti­que­ment cal­cu­lé par rap­port à l’a­dresse IP.

Ne vous en faites pas, on ver­ra tout ça dans le cha­pitre multicast 🙂

Ce qu’il faut retenir pour le CCNA

Pour l’exa­men CCNA, voi­ci ce qui est le plus important :

  • uni­cast : com­mu­ni­ca­tion 1 vers 1
  • broadcst : com­mun­ca­tion 1 vers tous
  • mul­ti­cast : com­mu­ni­ca­tion 1 vers n (n étant un nombre variable d’entité)
  • Ces 3 types d’a­dresse sont uti­li­sés par les couches 2 et 3 et cer­taines sont pré­dé­fi­nies et réservées

14 Commentaires

    • Bon­jour,
      La notion de Any­cast est une unique adresse IP de des­ti­na­tion qui a plu­sieurs che­mins pos­sibles pour joindre dif­fé­rentes destinations.

      Exemple : en fonc­tion de ta loca­li­sa­tion, on peut dif­fu­ser une vidéo en Any­cast pour que la des­ti­na­tion choi­sie (là ou se trouve la vidéo) soit la plus proche géo­gra­phi­que­ment de ton PC. Cela per­met de limi­ter le délai, d’op­ti­mi­ser l’u­ti­li­sa­tion de la bande pas­sante inter-conti­nent, de réduire le lan­ce­ment de la vidéo… et pleins d’autres avantages 🙂

  1. Bon­jour tout le monde
    J’ai un peu de mal, a quelle moment une Broad­cast ‚une mul­ti­cast et unicast.
    exemple le Dhcp balance une broad­cast qui d’autre envoie de la broadcast ?
    le pro­to­col ARP fait une requéte de broad­cast ou bien de mul­ti­cast pour faire un dis­co­ver device ?
    et ensuite qui et a quel moment autre que le ping pour faire un uni­cast exemple la com­mu­ni­ca­tion des switch entre eux .
    Déso­lé c’est un peu le fouillis j’es­saye de mettre de l’ordre dans cette cacophonie.

    • Bon­jour,
      En effet les ques­tions vont un peu dans tous les sens mais cela est nor­mal quand on démarre dans le réseau. Je te pro­pose de lire des articles dédiés sur les pro­to­coles DHCP, ARP, ICMP (ping) afin que la notion de broad­cast, uni­cast, mul­ti­cast devienne plus concrète.

  2. Quelque chose qui reste à éclair­cir pour moi.

    Dans le cas d’un paquet uni­cast, on sait qu’au niveau switch, donc niveau 2, il va rete­nir vers quelle port envoyer la trame car il y a une asso­cia­tion port/mac adresse.

    Dans le cas du broad­cast, très simple, le switch balance sur tous les ports sans se poser de question.

    Mais dans le cas du mul­ti­cast, que fais le switch ? Com­ment peut-il savoir sur quel port envoyer la trame ?
    Ma fois, si je sup­pose qu’il balance sur tous les ports car il n’a pas l’in­for­ma­tion, fina­le­ment on est proche, pour pas dire ali­gné sur le fonc­tion­ne­ment du broad­cast au niveau réseau.
    La seule dif­fé­rence se trou­ve­rait au niveau sys­tème, qui, si il reçoit la trame mais ne fait pas par­ti du groupe mul­ti­cast, alors il la rejette tout sim­ple­ment sans la traiter.

    Vos avis ?

  3. Quelque chose qui reste à éclair­cir pour moi.

    Dans le cas d’un paquet uni­cast, on sait qu’au niveau switch, donc niveau 2, il va rete­nir vers quelle port envoyer la trame car il y a une asso­cia­tion port/mac adresse.

    Dans le cas du broad­cast, très simple, le switch balance sur tous les ports sans se poser de question.

    Mais dans le cas du mul­ti­cast, que fais le switch ? Com­ment peut-il savoir sur quel port envoyer la trame ?
    Ma fois, si je sup­pose qu’il balance sur tous les ports car il n’a pas l’in­for­ma­tion, fina­le­ment on est proche, pour pas dire ali­gné sur le fonc­tion­ne­ment du broad­cast au niveau réseau.
    La seule dif­fé­rence se trou­ve­rait au niveau sys­tème, qui si il reçoit la trame mais ne fait pas par­ti du groupe mul­ti­cast, alors il la rejette tout sim­ple­ment sans la traiter.

    Vos avis ?

    • Bon­jour Anthony,
      C’est une excel­lente question !
      Les anciens com­mu­ta­teurs trai­taient les trames mul­ti­cast comme des trames broad­cast –> « le switch balance sur tous les ports sans se poser de question. »

      Les com­mu­ta­teurs d’au­jourd’­hui sont plus intel­li­gents et savent iden­ti­fier quels sont les ports des­ti­na­tion qui « sou­haitent » rece­voir ce tra­fic mul­ti­cast. Je vais écrire un article des­sus bien­tôt pour expli­quer tout ca en detail.

      • Bon­jour Cyril,

        mer­ci beau­coup pour ta reponse rapide !
        Effec­ti­ve­ment, il serait tres inter­es­sant d ecrire un article qui decrive exac­te­ment com­ment ca fonc­tionne, de bout en bout, etape par etape, je t en serais tres recon­nais­sant, car je n ai rien trouve a ce sujet. (peut etre dans la doc cis­co ou dans les livres de pre­pa­ra­tion aux certifs ?)

        Desole pour le manque d accent, je n ai qu un cla­vier qwer­ty devant les yeux de dispo.
        Desole aus­si pour la repe­ti­tion du mes­sage, j ai cru que le mes­sage n etait pas parti.

  4. Com­ment sont affec­tées les adresses de mul­ti­cast à une inter­face ? ce que je veux dire c’est sont elles attri­buées à l’in­ter­face phy­sique en mm temps que l’a­dresse Uni­cast via un méca­nisme dhcp ? 

    Mer­ci Cyril.

    • En fait, une adresse IP mul­ti­cast est tou­jours uti­li­sée comme adresse de des­ti­na­tion. Par exemple ton ser­veur vidéo aura une adresse IP uni­cast et emmé­tra le flux vidéo avec des paquets avec les para­mètres suivants :
      – adresse source : son adresse uni­cast (celle confi­gu­rée sur sa carte réseau)
      – adresse des­ti­na­tion : une adresse multicast

      Je détaille­rai le fonc­tion­ne­ment du mul­ti­cast dans un pro­chain cha­pitre. Bonne lecture !

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