Cisco CCNA 1 v3.1

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I. Bienvenue Bienvenue dans le Guide du professeur du programme d’études CCNA 1 version 3.1. Ce guide a pour objectif de faciliter l’enseignement du cours CCNA 1. Afin de présenter ce guide, quatre thèmes seront mis en avant.

Des études axées sur l’étudiant, dispensées par un professeur Le cursus CCNA n’a pas pour objectif de constituer une formation en ligne autonome ou un cours par correspondance. Le programme Cisco Networking Academy Program est dispensé par un formateur. La figure « Modèle de formation : étudiant inscrit au programme » (Learner Model: Academy Student) résume l’importance que Cisco Worldwide Education (WWE) accorde à l’étudiant. À l’aide d’activités conçues à partir de ressources variées, le professeur aide les étudiants à acquérir les connaissances souhaitées au sujet des réseaux.

Un même cursus ne convient pas à tous les étudiants

Des centaines de milliers d’étudiants dans presque 150 pays utilisent le programme Cisco Networking Academy Program. Il s’agit aussi bien d'adolescents que d'adultes expérimentés avec des niveaux d’instruction différents.

Un même cursus ne peut pas être parfaitement adapté à tous les étudiants. Les professeurs de l’académie locale utilisent les objectifs pédagogiques du programme et les ressources décrites dans le modèle de formation pour garantir l’efficacité du programme sur leurs étudiants spécifiques. Les points de référence suivants leur sont fournis afin de planifier leur enseignement :

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• Mission de WWE, qui consiste à enseigner et à former.

• Éléments requis pour l’examen de certification CCNA.

• Connaissances pratiques contribuant à préparer les étudiants au secteur professionnel et à un enseignement plus approfondi.

La politique de WWE accepte que des éléments soient ajoutés au cursus, mais pas que certains en soient supprimés. La différenciation en classe est encouragée. Ainsi, de l’aide est apportée aux étudiants en difficultés, alors que des défis supplémentaires sont proposés aux étudiants performants. Le professeur décide du temps qu’il souhaite consacrer aux différents sujets. Selon les étudiants, certains sujets peuvent être étudiés de façon approfondie et d'autres de façon plus succincte. Seul le professeur local peut décider comment équilibrer la nécessité de réaliser des travaux pratiques avec les contraintes liées aux équipements et au temps disponibles. Ce guide peut aider à la préparation des plans et des présentations des cours. Il est vivement recommandé aux professeurs de rechercher et d’utiliser des ressources externes, ainsi que de développer des travaux pratiques et des exercices spécifiques.

Pour aider le professeur à planifier les cours et les chapitres, certaines sections ont été mises en avant afin de signaler leur importance particulière. Cependant, ces sujets ne sont pas les seuls qui doivent être enseignés. Souvent, une telle section n’aura de sens que si les sections précédentes sont comprises. Il peut être utile de disposer d’un schéma des sujets qui insistent le mieux sur les connaissances et les compétences nécessaires pour réussir le programme CCNA.

L’évaluation est très diversifiée et flexible. Il existe un grand nombre d’options d’évaluation pour fournir des commentaires aux étudiants et étayer leur progression de documents. Le modèle d’évaluation du programme Networking Academy constitue une combinaison d'évaluations formatrices et récapitulatives qui se composent d’examens pratiques et en ligne des compétences. L’Annexe B récapitule la politique d’évaluation officielle du programme Cisco Networking Academy Program. L’Annexe C décrit l’approche des « objectifs et des constatations », qui constitue le fondement de l’ensemble du système d’évaluation.

Un enseignement pratique, axé sur les compétences

Le programme CCNA 1 consiste essentiellement en un ensemble de travaux pratiques, obligatoires ou facultatifs. Il est impératif que les TP obligatoires soient effectués. Ils sont essentiels à la formation, aux éléments requis lors des tests de certification, à la réussite professionnelle et au développement cognitif et affectif des étudiants du programme CCNA Academy. Dans le cadre du programme CCNA 1, les étudiants doivent maîtriser l’interconnexion de PC, de concentrateurs, de commutateurs, de routeurs, de câbles Ethernet et de câbles série afin d’établir une connectivité de couche 1.

La communauté Cisco

Les professeurs de Cisco sont membres d’une communauté internationale d’enseignants. Plus de 10 000 éducateurs enseignent activement les cours CCNA et CCNP. Il est recommandé aux professeurs de tirer profit de cette communauté par l’intermédiaire de leurs Académies régionales, du centre de formation CATC (Cisco Academy Training Center), du site Cisco Academy Connection et d’autres forums. WWE s’engage à améliorer constamment le cursus, les évaluations et les ressources pédagogiques. Des commentaires peuvent être émis par l’intermédiaire du site Cisco Academy Connection. Consultez régulièrement ce site afin de vous informer de la publication de contenus pédagogiques.

Vue d’ensemble du guide La section II, « Vue d’ensemble du cours », fournit une présentation d'ensemble et détaillée du cours. La section III, « Guide d’enseignement par section » récapitule les principaux objectifs

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pédagogiques, sections du cours et TP. Cette section fournit également des suggestions d’enseignement et des informations générales. La section IV, « Étude de cas », présente l’étude de cas d’un câblage structuré et d’un projet de câblage. La section V, « Annexes », se compose des documents suivants : « Utilitaires et outils en ligne Cisco », « Directives d’évaluation du cours CCNA », « Devoirs d’évaluation axés sur les preuves dans le programme Networking Academy » et « Méthodes pédagogiques recommandées ».

Trois documents supplémentaires sont fournis avec ce guide et constituent des aides à l'enseignement du cours CCNA 1 :

• Manuel de travaux pratiques du professeur : ce document contient les versions des TP destinées au professeur, y compris les solutions à ces travaux pratiques.

• Manuel de travaux pratiques de l’étudiant : ce document contient les versions des TP destinées aux étudiants.

• Évaluation des compétences : ce document fournit des exemples des compétences attendues lors de l’évaluation finale des performances du cours CCNA 1.

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II. Vue d’ensemble du cours

Profil des étudiants Ce cours s’adresse à toutes les personnes qui souhaitent acquérir des compétences pratiques et techniques au sujet des réseaux, notamment aux étudiants de tout niveau qui envisagent une carrière de technicien de réseau, de concepteur de réseaux, d'administrateur réseau ou de spécialiste de l’assistance sur les réseaux.

Connaissances requises Pour que ce cours soit bénéfique, ses participants doivent faire preuve des compétences suivantes :

• Niveau de lecture minimum d’un élève de 13 ans ou plus

• Connaissances de base de l’informatique et d’Internet

Les compétences suivantes sont souhaitables, sans être obligatoires :

• Expérience préalable concernant le matériel informatique, les mathématiques binaires et l’électronique de base

• Connaissances de base en matière de câblage

Description du cours CCNA 1 : Le cours « Notions de base sur les réseaux » est le premier des quatre cours qui conduisent à la certification Cisco Certified Network Associate (CCNA). CCNA 1 présente les réseaux aux étudiants qui suivent le programme CNAP. Ce cours couvre les points suivants :

• Terminologie de réseau

• Protocoles réseau

• Réseaux locaux (LAN)

• Réseaux étendus (WAN)

• Modèle d'interconnexion des systèmes ouverts (OSI - Open System Interconnection)

• Câblage

• Outils de câblage

• Routeurs

• Programmation des routeurs

• Ethernet

• Adressage IP (Internet Protocol)

• Normes relatives aux réseaux

En outre, ce cours fournit des instructions et une formation sur l’entretien, la maintenance et l’utilisation appropriés des logiciels, des outils et des équipements de réseau.

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Objectifs du cours La certification CCNA atteste de connaissances concernant les réseaux pour les petits bureaux et les bureaux à domicile. Elle signale également votre capacité à travailler dans de petites entreprises ou organisations utilisant des réseaux comportant moins de 100 nœuds.

Une personne titulaire de la certification CCNA est en mesure d’effectuer les actions suivantes :

• Installer et configurer des commutateurs et des routeurs Cisco dans des interréseaux multiprotocoles utilisant des interfaces LAN et WAN.

• Fournir des services de dépannage de niveau 1.

• Améliorer les performances et la sécurité d’un réseau.

• Exécuter des tâches de base de planification, conception, installation, fonctionnement et dépannage des réseaux Ethernet et TCP/IP.

Le cours CCNA 1 constitue une étape importante pour obtenir la certification CCNA.

À l’issue de ce cours, les étudiants seront en mesure d'effectuer des actions liées aux éléments suivants :

• Mathématiques, terminologie et modèles de réseaux.

• Médias réseau, tels que le cuivre, la fibre optique et les systèmes sans fil.

• Test et câblage des réseaux LAN et WAN.

Fonctionnement d’Ethernet et versions 10, 100 ou 1 000 Mégabit d’Ethernet.

• Commutation Ethernet.

• Adressage IP et création de sous-réseaux.

• Protocoles IP, TCP, UDP et de couche application.

Éléments requis pour les travaux pratiques Reportez-vous aux derniers tableaux sur l’équipement requis pour le cours CCNA, disponibles sur le site Cisco Academy Connection.

Conformité des certifications Le cursus est conforme aux cours Cisco Internet Learning Solution Group (ILSG - Groupe de solutions de formation Internet Cisco), CCNA Basic (CCNAB - Notions de base sur le programme d’études CCNA) et Interconnecting Cisco Network Devices (ICND - Interconnexion d’équipements de réseau Cisco).

Objectifs du cours CCNA 1 Un étudiant ayant suivi le cours CCNA1 est en mesure d’effectuer les opérations suivantes :

• Description et installation du matériel et du logiciel requis pour pouvoir communiquer via un réseau

• Mise en œuvre des connaissances mathématiques requises pour utiliser les nombres décimaux, binaires et hexadécimaux

• Définition et description de la structure des réseaux informatiques et des technologies associées

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• Description de la signification et de l’application de la bande passante dans le contexte d’un réseau

• Description, comparaison et différenciation des communications réseau à l’aide de deux exemples de modèles en couches

• Description des propriétés et des normes physiques, électriques et mécaniques relatives aux médias en cuivre utilisés pour les réseaux

• Description des propriétés et des normes physiques, électriques et mécaniques relatives aux médias optiques utilisés pour les réseaux

• Description des normes et des propriétés associées à la transmission et à la réception de signaux sans fil dans des réseaux

• Description des éléments requis pour installer un réseau LAN sans fil simple

• Explication des problèmes liés à la transmission des signaux sur un média réseau

• Description des topologies et des problèmes physiques liés au câblage des LAN les plus courants

• Description des problèmes physiques associés au câblage des équipements de réseau pour travailler via un réseau WAN

• Explication des concepts fondamentaux associés à la technique d'accès au média Ethernet

• Explication des méthodes de détection des collisions et des concepts associés à l’autonégociation dans un système Ethernet

• Description des principes et de la mise en pratique de la commutation dans un réseau Ethernet

• Comparaison et différenciation des domaines de collision et des domaines de broadcast ainsi que description du processus de segmentation de réseau

• Explication et démonstration des mécanismes associés à l’adressage IP

• Description du mode d'association entre une adresse IP et l'interface d'une unité, ainsi que de l'association entre les techniques d’adressage physique et d’adressage logique

• Explication et démonstration des mécanismes associés aux sous-réseaux IP

• Description des principes et de l'usage de la commutation de paquets utilisant le protocole IP

• Description des concepts associés au routage, ainsi que des différents protocoles et méthodes visant à sa réalisation

• Description de l’impact des protocoles associés à TCP/IP sur la communication des hôtes

• Description des concepts fondamentaux associés aux protocoles de la couche transport et comparaison des méthodes de transport non orientées connexion et orientées connexion

• Établissement de la liste des principaux protocoles d’application TCP/IP et brève définition de leurs fonctions et de leur fonctionnement

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Vue d’ensemble du cours La durée de ce cours est de 70 heures. Environ 35 heures sont consacrées aux activités de TP, les 35 heures restantes étant dédiées au contenu pédagogique. Une étude de cas sur le câblage structuré est obligatoire, mais son format et sa durée seront déterminés par l’Académie Locale.

Les modifications suivantes ont été apportées au cours CCNA par rapport à sa version 2.x :

• Davantage d’informations sont fournies sur les médias optiques et sans fil.

• Davantage de terminologie et de concepts relatifs aux tests de câbles sont présentés.

• Davantage d’informations sur le fonctionnement d’Ethernet sont fournies.

• Davantage d’attention est portée aux versions Fast, Gigabit et 10 Gigabit d’Ethernet.

• Des ressources sur le câblage structuré ont été intégrées à l’étude de cas.

• L’étude de cas est maintenant obligatoire ; son format et sa durée étant déterminés par l’Académie Locale.

• Davantage d’activités Flash interactives sont proposées.

• Les travaux pratiques se concentrent sur la réalisation de câblages, sur l’installation de petits réseaux et sur l’interconnexion d’équipements.

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III. Guide d’enseignement par section Nomenclature

Le cursus CCNA utilise la hiérarchie suivante :

Par exemple, la référence 3.2.5 correspond au module 3, objectif pédagogique (Learning Objective) 2, section (Target Indicator) 5. Cependant, dans l’ensemble des documents de WWE et de Cisco, différentes terminologies sont employées. Les termes suivants sont fréquemment utilisés pour décrire le cursus, le contenu pédagogique et les évaluations :

• Objectif de la certification Les objectifs de la certification constituent des énoncés généraux au sujet des connaissances qu’un titulaire de la certification CCNA doit posséder. Au final, ces énoncés déterminent les examens de certification. Les objectifs sont étayés par des données et sont utilisés dans le processus d’évaluation pour mesurer les performances.

• Cours Un cours est une sous-partie d’un cursus. Un cours programmé est enseigné sous la forme d’un ensemble de chapitres.

• Objectif du cours Les objectifs du cours constituent des énoncés de portée moyenne concernant les connaissances que doit posséder un étudiant à l’issue du cours CCNA 1. Les objectifs sont étayés par des données et sont utilisés dans le processus d’évaluation pour mesurer les performances.

• Section principale Une section principale est directement liée aux objectifs et aux objectifs pédagogiques. N'omettez jamais une section principale lorsque vous dispensez le cours.

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• Cursus Un cursus est un programme prédéfini ou dynamique d’éléments pédagogiques. Un cursus comporte un objectif final, tel que l’obtention d’une certification ou l’acquisition de compétences et de connaissances professionnelles.

• Connaissances pratiques Les compétences pratiques et les objectifs de la certification et du cours couvrent certains sujets communs. Ces compétences sont explicitement répertoriées afin de mettre en avant la formation pratique à l'aide de TP.

• Module Un module est un groupement logique qui constitue un composant d’un cours. Les modules se composent de différents objectifs pédagogiques, qui sont similaires à des chapitres.

• Objectif pédagogique Un objectif pédagogique est un énoncé qui permet de définir un résultat mesurable en termes de comportement. Ce résultat est utilisé comme un outil d’organisation avancé pour indiquer comment est mesurée l’acquisition des compétences et des connaissances. Un objectif pédagogique est similaire à un objet pédagogique réutilisable.

• Chapitre Un chapitre constitue la présentation d’un ensemble cohérent de sections visant à atteindre un objectif pédagogique. Le terme « chapitre » porte principalement sur le rôle de l’instructeur. Le terme « objectif pédagogique » porte principalement sur le rôle de l’étudiant.

• Avertissement Un avertissement constitue une suggestion concernant les points susceptibles de donner lieu à des difficultés. Ces suggestions sont particulièrement importantes pour le développement d’un programme, la planification des chapitres et le rythme de formation.

• TP facultatif Un TP facultatif constitue une activité de mise en pratique, d’enrichissement ou de différenciation des connaissances.

• TP obligatoire Il s’agit d'un TP essentiel pour le cours.

• Objet pédagogique réutilisable Un objet pédagogique réutilisable est un terme de conception pédagogique propre à Cisco. Il s’agit d’un ensemble d’objets informatifs réutilisables étayant un objectif pédagogique spécifique.

• Objet informatif réutilisable Un objet informatif réutilisable est un terme de conception pédagogique propre à Cisco. Il s’agit d’un ensemble d’éléments de contenu, de mise en pratique et d’évaluation regroupés autour d’un même objectif pédagogique. Un objet informatif réutilisable est similaire à une section.

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• Section Une section se compose généralement d’un cadre de texte avec des images et des éléments de contenu sur différents média, sous la forme de texte, d'images, d'animation, de vidéo et d'audio.

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Module 1 : Présentation des réseaux

Vue d’ensemble Le contenu du cours requérra votre attention lors de l’enseignement du module 1. Le temps nécessaire au traitement de ce module peut varier considérablement en fonction du niveau des étudiants.

Avertissement relatif au module 1 : De nombreux étudiants risquent d’éprouver des difficultés avec les mathématiques. Les expériences préalables de chacun peuvent varier considérablement.

À l’issue de ce module, les étudiants seront en mesure d’effectuer les actions suivantes :

• Connaître la connexion physique à mettre en place pour relier un ordinateur à Internet.

• Identifier les composants de l’ordinateur.

• Installer les cartes réseau et les modems et résoudre les problèmes pouvant les affecter.

• Utiliser des procédures de test élémentaires pour vérifier le fonctionnement de la connexion à Internet.

• Savoir utiliser les navigateurs Internet et les modules d’extension.

• Identifier les systèmes de numération à base 10, 2 et 16.

• Réaliser des conversions du système binaire à 8 bits au système décimal et inversement.

• Réaliser des conversions simples entre des nombres décimaux, binaires et hexadécimaux.

• Identifier la représentation binaire des adresses IP et des masques de réseau.

• Identifier la représentation décimale des adresses IP et des masques de réseau.

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1.1 Connexion à Internet TP obligatoires : 1.1.6, 1.1.7 et 1.1.9

TP facultatifs : 1.1.2 et 1.1.8

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif de la certification : aucun

Objectif du cours : À l’issue de ce module, les étudiants seront en mesure d’effectuer des actions de base concernant les réseaux.

Connaissances pratiques : Installation du matériel et du logiciel requis pour pouvoir communiquer via un réseau.

1.1.1 Éléments requis pour une connexion à Internet Il est important pour les étudiants de comprendre la structure d’Internet. Les étudiants connaissent les services que fournit Internet. Cependant, ils ne maîtrisent généralement pas la complexité d’Internet. Soulignez le fait que des termes tels que TCP/IP et Ethernet leur deviendront très familiers. Pour les motiver, montrez leur le site Web An Atlas of Cyberspaces: Mapping Cyberspace Using Geographic Metaphors à l’adresse http://www.cybergeography.org/atlas/geographic.html (site en anglais). Ce site recèle un grand nombre de visualisations et de schémas fascinants et explicatifs au sujet d’Internet. Lorsqu’ils découvrent des utilitaires tels que Tracert et des programmes tels que NeoTrace, les étudiants ont tendance à poser des questions sur les réseaux. Profitez-en pour instaurer ainsi une atmosphère d’investigation pour le reste du cours. Demandez aux étudiants de tenir un journal. Une des premières entrées de ce journal pourrait consister à répondre aux questions « Que se passe-t-il lorsque j’appuie sur la touche Entrée ? », « Comment la recherche d’une page Web donne-t-elle des résultats provenant du monde entier ? » ou « Comment un courrier électronique arrive-t-il à destination ? ».

1.1.2 Notions de base sur les PC Cette section porte sur les composants essentiels des ordinateurs. Il est utile de faire circuler divers composants, tels que des cartes-mères, des cartes réseau, des disques durs et des cartes de circuits imprimés usagées, afin que les étudiants puissent les examiner. Le TP « Matériel de l’ordinateur » est considéré comme facultatif, mais il est important pour les étudiants novices en matière d'informatique. Le graphique ci-dessous permet de comparer les éléments internes des ordinateurs et des réseaux informatiques.

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1.1.3 Carte réseau Les étudiants doivent être capable de comprendre la fonction d’une carte réseau et de la tester en la connectant à une carte-mère. Il n’est pas important, à ce stade, qu’il s’agisse d’un ordinateur en état de fonctionnement. Vous pouvez utiliser les composants mentionnés précédemment. Il suffit généralement de s’adresser au service informatique pour obtenir les pièces usagées utiles pour cet exercice. Les cartes réseau Ethernet sont de plus en plus fréquemment intégrées aux cartes-mères. Une carte-réseau est simplement appelée une interface sur les routeurs et les commutateurs.

1.1.4 Installation d’une carte réseau et d’un modem Les nombreuses limites des modems commutés analogiques sont bien connues. Cependant, ils constituent toujours un des principaux moyens d’accès à Internet dans le monde. Les versions précédentes de ce cursus comportaient un TP sur l’installation des cartes réseaux et certaines académies le proposent encore.

1.1.5 Vue d’ensemble des solutions de connectivité haut débit et commutée Faites un sondage dans la classe afin d'identifier les types de connexions utilisés par les étudiants à leur domicile. Cette connectivité peut être assurée par modem câble, par modem ADSL ou par modem commuté. Discutez des différences en termes de vitesse. Précisez que le cours CCNA 4 traitera de ces questions de façon plus approfondie.

1.1.6 TCP/IP : Description et configuration Le TP « Configuration des paramètres TCP/IP d’un réseau » est obligatoire. Tous les étudiants auront fréquemment besoin des compétences qui y sont associées au cours des quatre modules.

1.1.7 Test de connectivité avec la commande ping Faites utiliser la commande ipconfig ou winipcfg à l’invite de commandes DOS afin d’identifier l’adresse hôte et l’adresse de passerelle. Le TP « Utilisation des commandes ping et tracert à partir d’une station de travail » est obligatoire. Tous les étudiants auront fréquemment besoin des compétences qui y sont associées au cours des quatre modules.

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Précisez bien aux étudiants que la commande tracert s’exécute indépendamment des commandes ping.

1.1.8 Navigateurs Web et modules d’extension Présentez les différences entre Internet Explorer et Netscape. Rappelez aux étudiants que tous les sites n’acceptent pas tous les navigateurs. Il existe d’autres navigateurs et vous pouvez demander aux étudiants d’effectuer des recherches et de réaliser un rapport sur ceux-ci. Il est essentiel que les étudiants comprennent bien comment accéder à Internet afin de facilement suivre ce cursus et réussir dans leurs objectifs. Il est également judicieux, à ce stade, de vérifier que tous les étudiants disposent d’un nom de connexion et d’un mot de passe pour accéder au site du cursus qui leur est destiné. Le TP « Notions de base sur les navigateurs Web » est facultatif, mais les étudiants novices doivent maîtriser ces connaissances.

1.1.9 Résolution des problèmes de connexion à Internet Utilisez le graphique de cette section et insistez sur le processus de résolution des problèmes. Il existe de nombreuses manières de résoudre les problèmes. D’autres approches peuvent être présentées. Ce TP est obligatoire, mais il est recommandé aux professeurs de l’adapter en fonction de l’environnement de TP et des étudiants. Selon les enquêtes réalisées dans l’industrie, l’activité la plus courante d’un titulaire de la certification CCNA est la résolution de problèmes. Ces travaux de dépannage commencent par les problèmes simples d'assistance sur les ordinateurs.

1.2 Aspects mathématiques des réseaux TP obligatoires : aucun

TP facultatifs : 1.2.5, 1.2.6 et 1.2.8

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif du cours : Mise en œuvre des connaissances mathématiques requises pour utiliser couramment les nombres entiers décimaux, binaires et hexadécimaux, ainsi que la logique binaire simple

Connaissances pratiques : aucune

1.2.1 Présentation binaire des données Le convertisseur ASCII est présenté dans cette section afin de démontrer que des lettres et des nombres familiers peuvent être représentés en format binaire. Une activité intéressante consiste à attribuer deux caractères à chaque étudiant. Le code binaire est ensuite communiqué à l'ensemble de la classe. Les étudiants peuvent s’intéresser aux types d’informations pouvant être représentées en format binaire. Le code ASCII constitue un bon exemple de texte. À l’aide d’un programme tel que Paint, vous pouvez présenter les pixels. Donnez des suggestions concernant la façon dont des nombres coordonnés au format binaire peuvent être attribués aux lignes et aux colonnes. Dans chaque pixel, un bit ayant la valeur 1 ou 0 peut représenter une partie d’une image en noir et blanc. Demandez aux étudiants comment les couleurs peuvent être représentées. Vous pouvez présenter la vidéo comme étant une succession d’images fixes codées au format binaire. Vous pouvez également présenter un code binaire supplémentaire pour représenter les séquences temporelles. Représentez les ondes sonores au format binaire après les avoir converties du format

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analogique au format numérique. Pour les passionnés d’histoire ou de mathématiques, effectuez des recherches sur la célèbre publication de Claude Shannon, « A Mathematical Theory of Communication » (Théorie mathématique de la communication - Journal technique de Bell System, 1948), à l’adresse http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/paper.html. Cette publication a révolutionné les télécommunications et est à l’origine de l’informatique moderne.

1.2.2 Bits et octets Les étudiants doivent connaître les unités de mesure des bits et des octets, les abréviations et la représentation des 1 et des 0 binaires en termes de tension. Pour les systèmes optiques, les bits peuvent être signalés par des impulsions lumineuses, des voyants faibles/brillants ou des voyants allumés/éteints. Pour les systèmes sans fil, les ondes radios avec des changements d'amplitude, de fréquence ou de phase peuvent signaler les bits. Le plus souvent, c’est la phase qui indique les bits. Faites effectuer des conversions simples aux étudiants. Commencez à anticiper les malentendus courants au sujet des bits, des octets et des bits par seconde.

Problèmes pratiques

La sonde spatiale Voyager, lancée en 1977, peut renvoyer des données à un taux de transfert de 44 800 bits par seconde. Elle peut stocker, en outre, jusqu’à 500 millions de bits de données sur une bande numérique embarquée.

Quel est le nombre d'octets et de kilo-octets que la sonde Voyager peut envoyer par seconde ?

44 800 bits ÷ 8 = 5 600 octets par seconde

44 800 bits ÷ 1024 = 43,75 kilo-octets par seconde

Combien de méga-octets de données peuvent être stockés sur la bande numérique ?

500 000 000 bits ÷ 1 048 576 = 476,84 méga-octets

La sonde Voyager comporte également six processeurs, qui peuvent traiter un volume de données de 540 864 bits.

Combien de kilo-octets de données les processeurs de la sonde Voyager peuvent-ils traiter ?

540 864 bits ÷ 1024 = 528,1875 kilo-octets (0,5 méga-octets)

Le système de stockage en réseau d’un rectorat peut stocker 40 téra-octets de données sur les étudiants et les professeurs.

Combien d'octets de données le système est-il capable de stocker ?

40 x 1 099 511 627 778 = 43 980 465 111 120 octets (soit 351 843 720 888 960 bits ou 40 960 giga-octets)

http://ringmaster.arc.nasa.gov/voyager/hardware/intro.html

http://voyager.jpl.nasa.gov/faq.html

1.2.3 Système de numération décimal Cette section traite du système de numération décimal (à base 10). Il est important de connaître le fonctionnement du système décimal, car il est nécessaire à la compréhension du système binaire (à base 2) et du système hexadécimal (à base 16). Cette section peut s’avérer plus essentielle pour certains étudiants que pour d’autres. Les puissances de 10 constituent un élément important pour la compréhension des unités d’information, des unités

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de bande passante, des dimensions physiques des réseaux et des mesures de test des câbles. Ces sujets sont tous liés au programme CCNA.

Problème pratique

Écrivez les nombres à base 10 ci-dessous en utilisant la notation 10x pour chaque valeur de place :

1. 873 (8x102) + (7x101) + (3x100) 2. 3 746 (3x103) + (7x102) + (4x101) + (6x100) 3. 4 056 (4x103) + (0x102) + (5x101) + (6x100) 4. 65 802 (6x104) + (5x103) + (8x102) + (0x101) + (2x100) 5. 9 869 124 (9x106) + (8x105) + (6x104) + (9x103) + (1x102) + (2x101) + (4x100)

1.2.4 Système de numération à base 2 Il est extrêmement important de préparer les étudiants à l’utilisation des mathématiques binaires. À l’aide du graphique du cursus, expliquez la position des huit bits dans un octet. À ce stade, essayez de présenter une adresse IP avec ses quatre octets. Assurez-vous que les étudiants comprennent bien les valeurs de chaque rang. Veillez à ce qu’ils mémorisent bien les valeurs de chaque rang dans un nombre binaire à 8 bits. La plupart des calculs binaires découlent de ces valeurs de rang. Les étudiants doivent maîtriser les calculs sur des nombres binaires sans l’aide d’une calculatrice, en préparation de l’examen de certification CCNA. S’ils n’acquièrent pas les compétences nécessaires internes de mathématiques binaires, ils rencontreront des difficultés tout au long du cours.

Problème pratique

Écrivez les nombres en base 2 ci-dessous en utilisant la notation 2x pour chaque valeur de place :

1. 10011011 (1x27) + (0x26) + (0x25) + (1x24) + (1x23) + (0x22) + (1x21) + (1x20) 2. 11011100 (1x27) + (1x26) + (0x25) + (1x24) + (1x23) + (1x22) + (0x21) + (0x20) 3. 01011110 (0x27) + (1x26) + (0x25) + (1x24) + (1x23) + (1x22) + (1x21) + (0x20) 4. 01010111 (0x27) + (1x26) + (0x25) + (1x24) + (0x23) + (1x22) + (1x21) + (1x20) 5. 11101110 (1x27) + (1x26) + (1x25) + (0x24) + (1x23) + (1x22) + (1x21) + (0x20)

1.2.5 Conversion de nombres décimaux en nombres binaires à 8 bits Effectuez cet exercice plusieurs fois devant les étudiants à l’aide de la figure 1. Ensuite, notez un nombre dans le haut du tableau et demandez à un étudiant de réaliser le calcul. Lorsqu’il a terminé, demandez-lui de changer de nombre et dites à un autre étudiant de le calculer. Exercez également les étudiants à l’aide des générateurs de nombres de la figure 2. Le TP « Conversion de nombres décimaux en nombres binaires » est facultatif. Il n’est pas nécessaire de l’effectuer en classe, mais il peut être utilisé comme travail personnel. Vous avez là l’occasion de réaliser une activité « kinesthésique binaire » : Huit étudiants représentent des bits à des valeurs de rang spécifiques. Ils se lèvent pour le 1 binaire et s'assoient pour le 0 binaire, en réponse à un nombre décimal choisi par le professeur.

Problème pratique

À l’aide de l'organigramme de la section 1.2.5, convertissez les nombres décimaux suivants en nombres binaires :

1. 216 11011000 (216 = 128+64+16+8) 2. 119 01110111 (119 = 64+32+16+4+2+1) 3. 41 00101001 (41 = 32+8+1)

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4. 255 11111111 (255 = 128+64+32+16+8+4+2+1) 5. 188 10111100 (188 = 128+32+16+8+4)

1.2.6 Conversion de nombres binaires à 8 bits en nombres décimaux Le TP « Conversion de nombres décimaux en nombres binaires » est facultatif. Il n’est pas nécessaire de l’effectuer en classe, mais il peut être utilisé comme travail personnel.

Problème pratique

À l’aide de l'organigramme de la section 1.2.6, ou en utilisant les mêmes techniques que dans la section 1.2.4, convertissez les nombres binaires suivants en nombres décimaux :

1. 01101011 107 2. 10010110 150 3. 11101001 233 4. 00011011 27 5. 01111111 127

1.2.7 Représentation de nombres binaires à 32 bits par une notation décimale à quatre octets avec points de séparation

Cette section aborde la représentation binaire des nombres décimaux à quatre octets avec points de séparation. Ce concept peut s’avérer déroutant pour certains étudiants. Assurez-leur que cette représentation est constamment utilisée dans le domaine des réseaux. Approfondissez les connaissances acquises lors de la section 1.2.4 en évoquant de nouveau les valeurs de rang.

Problème pratique

Convertissez les adresses IP suivantes en une représentation binaire (n’oubliez pas les points de séparation entre chaque groupe de huit chiffres binaires) :

1. 192.168.87.121 11000000.10101000.01010111.01111001 2. 64.133.9.250 01000000.10000101.00001001.11111010 3. 157.90.146.18 10011101.01011010.10010010.00010010 4. 210.17.81.130 11010010.00010001.01010001.10000010 5. 190.200.73.10 10111110.11001000.01001001.00001010

1.2.8 Système hexadécimal Les étudiants doivent comprendre le processus de conversion des nombres inférieurs ou égaux à 255 en nombres hexadécimaux. Vous pouvez appliquer ces exercices à de plus grands nombres, si le temps le permet. Signalez aux étudiants que, dans les modules 6 et 7, la compréhension des adresses dans un réseau LAN passe par celle des nombres hexadécimaux. Le protocole IP version 6 sera au format hexadécimal. Le TP « Conversions hexadécimales » peut être considéré comme facultatif. Il n’est pas nécessaire de l’effectuer en classe, mais il peut être utilisé comme travail personnel.

Problèmes pratiques

Convertissez les nombres binaires suivants en nombres hexadécimaux. N’oubliez pas de segmenter les nombres binaires en groupes de quatre chiffres :

1. 1100000010101000 1100 0000 1010 1000 0xC0A8

2. 0001000101010001 0001 0001 0101 0001 0x1151 3. 1011111011000100 1011 1110 1100 0100 0xBEC4

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4. 0101101010010010 0101 1010 1001 0010 0x5A92 5. 0101011101111001 0101 0111 0111 1001 0x5779

Convertissez les nombres hexadécimaux suivants en nombres binaires. Chaque chiffre hexadécimal est converti en un groupe de quatre chiffres binaires :

1. 0x2142 0010 0001 0100 0010 2. 0x314B 0011 0001 0100 1011 3. 0xBADE 1011 1010 1101 1110 4. 0x6C3F 0110 1100 0011 1111 5. 0x7D08 0111 1101 0000 1000

1.2.9 Logique booléenne ou binaire Le point important de cette section est l’opération ET. Il est fait référence à la création de masques de sous-réseau et de masques génériques. Ces fonctions font l’objet d’une étude détaillée dans la suite du cursus. Il est suggéré d’utiliser la figure 3 comme sujet initial de discussion, car l’opération ET est directement liée aux exercices de sous-réseau figurant dans la suite du cursus. Ce sujet peut se rapporter aux recherches booléennes sur le Web. La logique booléenne permet d’affiner les critères de recherche.

Problèmes pratiques

Appliquez l’opération NON aux nombres binaires suivants. Pour exécuter l’opération NON, il suffit d’inverser la valeur de chaque chiffre :

1. 10111110 01000001 2. 01001001 10110110 3. 00010010 11101101 4. 10010010 01101101 5. 10101000 01010111

Les deux opérations ET et OU nécessitent deux valeurs différentes pour générer un résultat. Appliquez ces deux types d’opérations aux paires de nombres binaires suivantes :

N° Problème Réponse Opération 1 10010110

10111001 ET = 10010000 OU = 10111111

10010110 10010110 ET 10111001 OU 10111001 10010000 10111111

2 01011010 10001011

ET = 00001010 OU = 11011011

01011010 01011010 ET 10001011 OU 10001011 00001010 11011011

3 11110010 10011011

ET = 10010000 OU = 11111011

11110010 11110010 ET 10011011 OU 10011011 10010010 11111011

4 10011011 11110000

ET = 10010000 OU = 11111011

10011011 10011011 ET 11110000 OU 11110000 10010000 11111011

5 01111001 11111000

ET = 01111000 OU = 11111001

01111001 01111001 ET 11111000 OU 11111000 01111000 11111001

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1.2.10 Adresses IP et masques de réseau Il s’agit d’une bonne introduction aux sous-réseaux, mais ne laissez pas la confusion s'installer dans l'esprit des étudiants à ce stade. Dans cette section, menez une discussion sur les notions fondamentales relatives aux adresses IP et aux masques de réseaux. Cette section n’a pas pour objet d’enseigner la création de sous-réseaux aux étudiants. Même si la nécessité de l’adressage est traitée de façon détaillée dans le module 9, de nombreux TP et concepts relatifs aux modules 2 à 8 abordent la question des adresses IP et des masques de sous-réseaux. Pour démontrer l’importance du format des adresses IP, soulignez le fait qu'Internet, comme le réseau téléphonique mondial, a besoin d’un modèle d’adressage.

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Résumé du module 1 Avant de passer au module 2, les étudiants doivent maîtriser la conversion de nombres décimaux en nombres binaires, la représentation binaire de diverses formes de données, les unités de stockage de données et les tâches simples de résolution de problèmes impliquant une connexion à Internet.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus ainsi que l’examen en ligne du module 1. Les évaluations de TP consistent à évaluer, de façon formelle et informelle, des compétences telles que l’utilisation des commandes ping et tracert, ou la résolution de problèmes simples liés à une connexion Internet.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Les connexions physiques nécessaires pour établir une connexion à Internet.

• Les principaux composants d’un ordinateur.

• L’installation des cartes réseau et des modems, ainsi que la résolution des problèmes pouvant les affecter.

• Les procédures élémentaires de test de connexion à Internet.

• La sélection et la configuration d’un navigateur Web.

• Le système de numération à base 2.

• La conversion de nombres binaires en nombres décimaux.

• Le système de numération hexadécimal.

• La représentation binaire des adresses IP et des masques de réseaux.

• La représentation décimale des adresses IP et des masques de réseaux.

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Module 2 : Notions de base sur les réseaux

Vue d’ensemble La maîtrise des concepts suivants constitue une base essentielle pour l’acquisition de nouvelles connaissances par les étudiants :

• Modèle OSI

• Modèle TCP/IP

• Unités de mesure de bande passante

Avertissement relatif au module 2 : L’absence d’activités pratiques peut nécessiter la mise en œuvre de méthodes d'enseignement plus actives en classe. Des étudiants risquent d’être totalement déroutés par la terminologie employée.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Retracer brièvement l’historique des réseaux.

• Identifier les équipements utilisés dans les réseaux.

• Comprendre le rôle des protocoles dans les réseaux.

• Définir les réseaux LAN, WAN, MAN et SAN.

• Expliquer les réseaux VPN et leurs avantages.

• Indiquer les différences entre les intranets et les extranets.

• Expliquer l’importance de la bande passante dans le réseau.

• Décrire la bande passante en utilisant une analogie.

• Identifier les unités de mesure de bande passante, c’est-à-dire bits/s, kbits/s, Mbits/s et Gbits/s.

• Expliquer la différence entre bande passante et débit.

• Calculer la vitesse de transfert de données.

• Expliquer pourquoi les modèles en couches sont utilisés pour décrire la communication des données.

• Expliquer le développement du modèle OSI.

• Dresser la liste des avantages d’une approche en couches.

• Identifier chacune des sept couches du modèle OSI.

• Identifier les quatre couches du modèle TCP/IP.

• Décrire les similitudes et les différences entre les deux modèles.

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2.1 Terminologie de réseau TP obligatoires : aucun

TP facultatifs : aucun

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif de la certification : Description des composants des équipements réseau

Objectif du cours : Définition et description de la structure des réseaux informatiques et des technologies associées

Connaissances pratiques : aucune

2.1.1 Réseaux de données Tous les graphiques de cette section sont animés. Assurez-vous que les étudiants savent reconnaître et utiliser les animations. Les sujets abordés dans cette section doivent porter sur l'évolution des réseaux LAN, MAN et WAN. Indiquez aux étudiants l’importance de la figure 6, « Exemples de réseaux de données ». Le film de Charles et Ray Eames intitulé « Les puissances de dix » constitue une représentation visuelle efficace pouvant être réinterprétée comme les évolutions physiques et géographiques de la taille des réseaux. Lancez un exercice de remue-méninges au sujet de la signification du mot « réseau ». La figure ci-dessous présente les résultats d’une séance de remue-méninges de ce type.

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2.1.2 Historique des réseaux La figure 1 peut donner lieu à une discussion intéressante. N’oubliez pas que la plupart des étudiants sont nés dans l’ère des ordinateurs. Décrivez l’ENIAC et les tout premiers pas de l’informatique pour éveiller leur intérêt. Le livre « Where Wizards Stay Up Late: The Origins of the Internet » de Katie Hafner (1998, ISBN: 0684832674) évoque les individus qui ont marqué le développement d’Internet. Les professeurs peuvent éventuellement faire part de leur propre expérience en matière de réseaux. Cette démarche montre aux étudiants la grande diversité des raisons qui peuvent amener à s'intéresser aux réseaux.

2.1.3 Équipements réseau Cette section présente les composants des réseaux ; elle est extrêmement importante. Prêtez une attention particulière à la figure 5, car elle présente les symboles qui seront utilisés tout au long du cursus. Demandez aux étudiants de les mémoriser et de s’exercer à les dessiner jusqu’à ce qu’ils les connaissent parfaitement. Les agrandissements constituent une bonne aide visuelle. Il est toutefois préférable d'utiliser de véritables appareils. Des routeurs, des concentrateurs et des commutateurs doivent être mis à la disposition des étudiants. Votre enseignement doit permettre aux étudiants d’associer, pour chaque équipement du réseau, un nom, un symbole, un schéma simple, une réalité physique et une description fonctionnelle. Demandez aux étudiants de créer un tableau dans leur journal, il s’avèrera fort utile. Faites-leur dessiner correctement les symboles des équipements. Les topologies représentent un moyen de communication simple au sujet des réseaux.

2.1.4 Topologies de réseau Les étudiants doivent comprendre les différences de topologies et se familiariser avec les symboles représentant chaque type de topologie. Demandez-leur de dessiner et de nommer, de mémoire, les topologies de la figure 1. Sans entrer exagérément dans les détails, expliquez que les points représentent des stations ou des nœuds avec des cartes réseau. Posez les questions suivantes : « Quel est l’avantage de cette méthode de connexion des équipements ? » et « Quel en est l’inconvénient ? ». Vous pouvez imprimer la figure 2 et demander aux étudiants de réfléchir aux équipements abordés dans la section 2.1.3 et à leur interconnexion. Cette topologie sera de nouveau examinée dans d’autres modules. La topologie d'enseignement peut être utilisée pour donner lieu à des questions de la part des étudiants. Par exemple, une question judicieuse consisterait à demander : « Quels sont les facteurs qui déterminent l’emplacement des équipements ? ». Le diagramme n’indique pas explicitement que, dans les réseaux autres que les réseaux FDDI et Token Ring, les lignes droites représentent des segments Ethernet et les lignes en forme d’éclair représentent des connexions série. L’ajout d’une liaison sans fil au diagramme le rendrait plus pertinent pour les réseaux actuels.

2.1.5 Protocoles réseau Cette section doit mettre l’accent sur la définition de suites de protocoles et sur leur fonction. Vous devez inciter les étudiants à effectuer des recherches sur les protocoles IEEE, ANSI/EIA/TIA, ISO et IETF qu’ils présenteront à l’ensemble de la classe. Le contenu de cette section est assez abstrait. Les connaissances générales des étudiants sur le terme « protocole » constituent un bon point de départ. Ils peuvent commencer à discuter de sa signification dans le contexte des transmissions de données. Toutefois, puisque le modèle OSI n’a pas encore été abordé, le diagramme en couche n’aura pas une grande signification pour eux. Vous pouvez soit expliquer brièvement la notion de couches, soit revenir sur la notion de protocoles une fois que les modèles TCP/IP et OSI auront été présentés.

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2.1.6 Réseaux locaux (LAN) Cette section s’appuie sur le contenu introductif de la section 2.1.1 et décrit les symboles de la figure 1. À ce stade seront présentés les réseaux LAN sans fil dans lesquels les points d’accès sans fil et les ordinateurs portables constituent les équipements principaux. Rappelez aux étudiants l’intérêt de la figure 6 de la section 2.1.1, qui compare les distances respectives des réseaux LAN et WAN. Demandez-leur d’identifier les différents LAN utilisés. Invitez-les à consulter le site Web http://www.cisco.com/ pour plus d’informations sur les réseaux LAN. En fonction de l’expérience des étudiants, vous pouvez envisager de présenter, à ce stade, une définition simple des LAN virtuels (VLAN).

2.1.7 Réseaux étendus (WAN) Cette section s’appuie sur le contenu introductif de la section 2.1.1 et décrit les symboles de la figure 1. Présentez les différences entre un modem commuté et un modem câble. Rappelez aux étudiants l’intérêt de la figure 6 de la section 2.1.1, qui compare les distances respectives des réseaux LAN et WAN. Demandez-leur d’identifier le réseau WAN utilisé lorsqu’ils se trouvent à leur domicile ou en cours. Invitez-les à consulter le site Web http://www.cisco.com/ pour plus d’informations sur les réseaux WAN.

2.1.8 Réseaux métropolitains (MAN) Cette section s’appuie sur le contenu introductif de la section 2.1.1 et décrit les symboles de la figure 1. Les réseaux MAN présentent les mêmes caractéristiques que les réseaux LAN et WAN. Rappelez aux étudiants l’intérêt de la figure 6 de la section 2.1.1.

2.1.9 Réseaux de stockage (SAN) Ce sujet est abordé brièvement et ne sera pas repris dans ce cursus. Invitez les étudiants à consulter le site Web http://www.cisco.com/ pour plus d’informations. Même si les réseaux SAN représentent une technologie dont l’importance est croissante, il ne sont évoqués ici que pour mentionner leur existence.

2.1.10 Réseaux privés virtuels (VPN) À mesure que le télétravail se développe, les réseaux VPN se répandent de plus en plus. Demandez aux étudiants si l’un de leurs amis, ou de leurs proches, exerce sa profession en tant que télétravailleur et s’il utilise un VPN.

2.1.11 Avantages des réseaux privés virtuels Une discussion sur les avantages des VPN peut tourner autour des pare-feu et du type de pare-feu, matériel ou logiciel, le plus efficace. Les étudiants peuvent avoir un avis sur les pare-feu logiciels. Les VPN offrent l’opportunité idéale de tester d’autres connaissances. Ils touchent aux technologies des réseaux WAN et LAN et, dans un sens, tentent d'offrir les avantages de l’accès à un réseau LAN, avec la technologie des réseaux publics WAN. Les questions de fonctionnalités, d’accès, de sécurité et de coûts sont essentielles.

2.1.12 Intranets et extranets Abordez la question de savoir si le rectorat dispose ou non de systèmes intranet et extranet distincts. Ce sujet constitue une bonne conclusion de la discussion sur les réseaux VPN.

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2.2 Bande passante TP obligatoires : aucun

TP facultatifs : aucun

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectifs du cours : Description de la signification et de l’application du terme « bande passante » dans le contexte d’un réseau

Connaissances pratiques : aucune

2.2.1 Importance de la bande passante La bande passante est un concept essentiel dans le domaine des réseaux.

2.2.2 Analogies Cette section présente deux analogies couramment établies avec la bande passante. Toutefois, des analogies supplémentaires peuvent être présentées. L’étude du trafic routier partage certains modèles mathématiques communs avec l’étude des réseaux de données.

2.2.3 Mesures Cette section doit approfondir les connaissances préalablement acquises dans les sections 1.2.2 et 2.1.1. Notez les abréviations au tableau et invitez les étudiants à fournir autant d’informations que possible. Faites-leur réaliser quelques exercices de conversion entre les différentes unités de bande passante. Évoquez les erreurs courantes au sujet de la terminologie, telles que les confusions entre un fichier PowerPoint de 10 Mo et un canal de communication de 10 Mbits/s. Le premier fait référence à un volume de données de 10 méga-octets. Le second fait référence à un taux de transfert de 10 mégabits par seconde.

Problèmes pratiques

À combien de Mbits/s correspondent 40 Gbits/s ?

40 Gbits/s x 1000 Mbits/s / Gbits/s = 40 000 Mbits/s

Combien de fois une ligne T1 à 1,544 Mbits/s est-elle plus rapide qu’une connexion commutée à 56 kbits/s ?

1 544 000 bits/sec ÷ 56 000 bits/seconde = 27,6 fois plus rapide

La première version d’Ethernet, conçue en 1973, fonctionnait à un taux de 2,94 Mbits/s. Une version d’Ethernet à 10 Gbits/s est maintenant disponible. Combien de fois l’Ethernet 10 Gbits/s est-il plus rapide que la première version d’Ethernet ?

10 000 000 000 bits/sec ÷ 2 940 000 bits/sec = 3 401 fois plus rapide !

Un flux vidéo a un taux de transfert de 384 kbits/s. Combien d’octets par seconde sont transférés ?

384 000 bits/sec ÷ 8 bits/octet = 48 000 octets/sec

2.2.4 Limitations Présentez des exemples de médias aux étudiants afin qu’ils puissent les manipuler. Adressez-vous au service informatique pour obtenir ces composants. Présentez-leur des câbles coaxiaux et des câbles CAT5 avec différents connecteurs. Une erreur consiste à croire que la fibre optique possède une bande passante illimitée. La bande passante de la fibre optique

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n’est pas illimitée, mais elle est beaucoup plus élevée que la capacité de modulation des sources laser actuelles. Les limites du cuivre en termes de longueur sont spécifiquement dues à l’atténuation, au bruit et aux délais. Les problèmes de la fibre optique en termes de longueur impliquent un « produit bande passante x distance » qui est principalement dû à l’atténuation et à la dispersion. Ceci signifie que, pour un système à fibre optique et une source lumineuse donnés, le produit de la bande passante et de la distance est fixe. Par conséquent, il est possible d’utiliser des connexions par fibre optique sur une distance supérieure non répétée, mais avec une bande passante inférieure. Notez également qu'il est possible d’utiliser des connexions par fibre optique non répétées sur une distance beaucoup plus grande. Dans ce cas, les limites concernent des versions spécifiques, commerciales et parfaitement testées d’Ethernet. Ethernet est traité de façon détaillée dans les modules 6 et 7. Ne vous attardez pas trop sur les types de câbles, excepté pour signaler qu’il existe des versions coaxiales, UTP et fibre optique d’Ethernet avec de nombreux niveaux différents de bande passante.

2.2.5 Débit Soulignez la distinction entre la bande passante, qui représente la capacité disponible, et le débit, qui constitue le nombre de bits réellement transférés par secondes. Cette distinction deviendra plus évidente lors de l’étude de la trame Ethernet dans le module 6, des paquets IP dans le module 10 et des segments TCP dans le module 11.

2.2.6 Calcul du taux de transfert des données Sur le tableau, notez quelques exemples de calculs, puis demandez aux étudiants d’effectuer ces calculs. Pour une connexion réelle impliquant un réseau LAN à une extrémité, plusieurs réseaux WAN et un réseau LAN à l’autre extrémité, la bande passante de la liaison la plus lente de cette connexion de bout en bout doit être utilisée pour effectuer le calcul. Ceci est valable même en supposant, par souci de simplification extrême, que les performances des serveurs et des équipements ne limitent pas la vitesse de transfert.

Problèmes pratiques

1. Un employé situé à Marseille commence à télécharger un fichier de 20 Mo provenant de Lyon. Les données sont transférées de Lyon à Grenoble, puis à Toulouse et enfin à Marseille. Les liaisons entre chaque ville sont les suivantes :

Lyon Grenoble OC-1 Grenoble Toulouse T1 Toulouse Marseille OC-3

En tenant compte de la bande passante maximum de chaque liaison, quel sera le délai de téléchargement estimé ?

Délai = Taille de fichier ÷ Bande passante la plus faible

Convertissez tout d’abord la taille du fichier en bits : 20 x 1 048 576 octets x 8 = 167 772 160 bits

Utilisez ensuite ces valeurs dans la formule :

Délai = 167 772 160 bits ÷ 1 544 000 bits/s ˜ 109 secondes

2. Les données transférées de la station de travail d’un utilisateur vers le serveur d’un

réseau de stockage suivent le chemin suivant :

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Station de travail Répartiteur intermédiaire

Ethernet à 10 Mbits/s avec liaisons UTP (10BaseT)

Répartiteur intermédiaire Répartiteur principal

Fast Ethernet à 100 Mbits/s avec liaisons par fibre optique (100BaseFX)

Répartiteur principal Réseau SAN

Gigabit Ethernet à 1 000 Mbits/s avec liaisons par fibre optique (1000Base-LX)

Quel sera le délai estimé du téléchargement d'un fichier du cursus de 50 Mo par cet utilisateur ?

Délai = Taille de fichier ÷ Bande passante la plus faible

Convertissez tout d’abord la taille du fichier en bits :

50 x 1 048 576 octets x 8 = 419 430 400 bits

Utilisez ensuite ces valeurs dans la formule :

Délai = 419 430 400 bits ÷ 10 000 000 bits/s ˜ 42 secondes

2.2.7 Numérique et analogique Les différences entre les connexions analogiques et numériques doivent être soulignées dans cette section. Prenez l’exemple d’appareils courants, tels que des téléphones et des ordinateurs, pour procéder à cette comparaison. La bande passante analogique est plus directement liée au domaine des réseaux, dans le sens où les tests de câblages sont mesurés en termes de bande passante analogique, ce qui, au final, limite la bande passante numérique pour le transfert des données. La véritable relation entre la bande passante analogique mesurée et la bande passante numérique maximum d’un câble de cuivre exige d’aborder de façon plus approfondie les mathématiques et de mettre en œuvre un test de câble. Ce sujet sera brièvement abordé de nouveau dans le module 4.

2.3 Modèles de réseau TP obligatoires : 2.3.6 et 2.3.7

TP facultatifs : aucun

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif de la certification : Description des communications réseau à l'aide des modèles en couche

Objectifs du cours : Description, comparaison et différenciation des communications réseau à l’aide de deux exemples de modèles en couches.

Connaissances pratiques : aucune

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28 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) – Guide du professeur – Module 2 Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

2.3.1 Utilisation des couches pour analyser les problèmes de flux Cette section présente le concept de couche et permet aux étudiants de commencer à étudier les modèles OSI et TCP/IP. Analyser le flux du contenu et des idées en termes de couches peut aider à insister sur les analogies présentées précédemment dans le cours. Les étudiants seront également en mesure de comprendre l'idée selon laquelle la communication peut être analysée en termes de couches.

Les activités à faire en classe, telles le mime des problèmes de communication présentent très efficacement ces concepts. La vie quotidienne offre de nombreux exemples de problèmes de communication survenant à différents niveaux de couches. Choisissez un exemple culturel pertinent. Par exemple, demandez à des étudiants de mimer une commande passée au guichet auto d’un fast-food. Dites à deux étudiants bilingues munis de talkies-walkies de se placer dans des coins différents de la pièce pour simuler le processus de commande au drive-in. Un étudiant joue le rôle du client et l’autre, celui d’un employé du restaurant. Tout d’abord, suggérez au premier étudiant d'enfreindre le protocole de couche d’application en commandant une pizza dans un restaurant de hamburgers. Demandez-lui ensuite d’enfreindre le protocole de couche de présentation en passant sa commande dans une autre langue. Ensuite, dites-lui d’enfreindre le protocole de couche de transport en n’attendant pas que sa commande lui soit répétée et en parlant trop vite. Enfin, ordonnez-lui d’enfreindre le protocole de couche physique en parlant sans utiliser son talkie-walkie. Deux éléments doivent être soulignés. Le premier est que la communication peut être analysée en termes de couches. Le second est que les couches entre les deux entités qui communiquent doivent concorder. Nous encourageons la création de variations spécifiques à d’autres cultures sur ce thème.

2.3.2 Utilisation de couches pour décrire la communication des données Les étudiants doivent parfaitement comprendre le concept de couches homologues et les processus respectés par les équipements source et de destination. Cette section constitue un approfondissement de la section 2.1.5.

2.3.3 Modèle OSI Présentez aux étudiants la structure du modèle OSI. Parlez-leur de la création d’un moyen mnémonique pour les aider à se rappeler les noms et l'ordre des couches. En français, un bon exemple de moyen mnémotechnique est la phrase « Après Plusieurs Semaines, Tout Respire La Paix ». Les étudiants peuvent vous demander pourquoi il existe sept couches. Signalez que le nombre de couches est arbitraire et que le nombre de sept a été choisi en partie en raison de la technologie existante. Un trop grand nombre de couches peut ajouter à la complexité du problème alors qu’un trop faible nombre de couches rend ce problème plus difficilement gérable.

2.3.4 Couches OSI Vous devez inciter les étudiants à recréer le diagramme du modèle OSI dans leurs journaux techniques et à consacrer une page à chaque couche. À mesure qu’ils progresseront dans le cursus, ils pourront y ajouter la définition de chaque couche. Veillez à ce qu’ils mémorisent le modèle et les définitions simples. Toutefois, la vraie compréhension de couches découlera uniquement d’autres expériences liées au modèle OSI. Laissez également les étudiants élaborer leur propre compréhension approfondie. Ce point est particulièrement vrai pour les couches OSI 1, 2, 3, 4 et 7. Toutes les discussions ultérieures tout au long des cours des programmes CCNA et CCNP reposeront sur ce modèle. Il est important que les étudiants maîtrisent parfaitement les couches OSI. Notez que, d’un point de vue technique et selon la norme OSI, la couche physique ne comprend pas le support de transmission physique en lui-même. Le support est considéré comme étant externe au modèle OSI.

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2.3.5 Communications d’égal à égal Grâce aux connaissances relatives aux couches OSI dispensées par la section 2.3.4, cette section porte sur le processus de communication d’égal à égal. Enseignez les noms des PDU et encouragez les étudiants à les mémoriser. Présentez le processus d’encapsulation. Reportez-vous à la question de la différence entre la bande passante et le débit. Une contrainte qui fait que le débit est inférieur à la bande passante maximum est que, pour que le réseau fonctionne correctement, les différents PDU acheminent des informations d’adressage et de contrôle variées.

2.3.6 Modèle TCP/IP Discutez de la façon dont les modèles OSI et TCP/IP concordent couche par couche. Encouragez les étudiants à discuter des raisons pour lesquelles un modèle est meilleur que l'autre. Un débat avec deux ou trois étudiants défendant chacun de ces deux points de vue constitue un bon exercice. Le TP « Modèles OSI et TCP/IP » est facultatif, mais les étudiants novices doivent maîtriser ces connaissances. Il peut être utilisé comme travail personnel. Les experts des réseaux ont choisi le modèle OSI comme standard « de jure ». Toutefois, les protocoles TCP/IP se sont imposés et ont « de facto » fait du modèle TCP/IP le standard informel. Chacun de ces deux modèles présente des avantages et des inconvénients. De nombreux auteurs, tels que Andrew Tannenbaum, apprécient le modèle à 4 couches. Ce modèle possède des couches inférieures spécifiques, telles que les couches 1 et 2 du modèle OSI, les couches communes aux modèles OSI et TCP/IP, telles que les couches 3 et 4 du modèle OSI (connues sous les noms de couche de réseau et couche de transport), et une couche d’application de niveau 4 provenant de la pile de protocoles TCP/IP.

2.3.7 Processus d’encapsulation détaillé Utilisez des analogies pour expliquer le processus d’encapsulation, tel que l’acheminement d’un colis volumineux, qui représente des données. Prenez par exemple la société de transport UPS ou tout autre transporteur international. Si le colis est trop volumineux ou trop lourd, UPS exigera qu’il soit divisé, ou segmenté, en colis plus petits. Une adresse de livraison, au niveau mondial (IP) et au niveau local (MAC), doit être spécifiée sur les colis, puis ceux-ci doivent être chargés sur un camion (flux de bits ou de données). Un moyen mnémonique pour ce processus peut être la phrase « Des Sottises Pour Te Berner » qui représente les Données, les Segments, les Paquets, les Trames et les Bits. Le TP « Caractéristiques du modèle OSI et équipements associés » est facultatif, mais les étudiants novices doivent maîtriser ces connaissances. Il peut être utilisé comme travail personnel. Envisagez de proposer une activité pratique ou kinesthésique au sujet de l’encapsulation, qui peut consister à remplir des enveloppes et à y noter une adresse.

Étudiez les graphiques ci-dessous. Les équipements de réseau désencapsulent, puis réencapsulent au niveau de différentes couches, en fonction de l’équipement en question. L’importance de ce concept est essentielle dans le domaine des réseaux. Vous pouvez demander aux étudiants de tracer des « diagrammes OSI » vierges, puis de les compléter en fonction de la topologie dessinée au tableau.

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Résumé du module 2 Avant de passer au module 3, les étudiants doivent être en mesure d'expliquer le concept de bande passante, de dessiner et de nommer de mémoire les modèles OSI et TCP/IP ainsi que d’expliquer le processus d’encapsulation.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus ainsi que l’examen en ligne du module 2. Les options d’évaluation consistant à dessiner des diagrammes et des schémas ont pour but d’évaluer, de façon formelle et informelle, la schématisation des topologies de réseaux, la connaissance du modèle OSI, ainsi que la maîtrise de calculs simples de conversion de bande passante et de taux de transfert de données. Les étudiants doivent être en mesure de remplir, de mémoire, un tableau comportant les titres « Nom de l’équipement », « Symbole de l’équipement », « Schéma physique de l’équipement », « Couche OSI de l’équipement » et « Fonction de l’équipement » pour les stations de travail, les répéteurs, les concentrateurs, les ponts, les commutateurs et les routeurs. Donnez aux étudiants l’instruction suivante : « Tracez une topologie type et décrivez la fonction de la topologie du réseau. » Il s’agit d’une bonne méthode pour déterminer si les étudiants ont bien mémorisé la terminologie des réseaux LAN, MAN, WAN, SAN, VPN, etc.

Les étudiants doivent avoir une bonne compréhension des points importants suivants :

• Les réseaux LAN et WAN se sont développés en réponse aux besoins informatiques des entreprises et des gouvernements.

• Les équipements essentiels des réseaux sont les commutateurs, les concentrateurs, les routeurs et les ponts.

• Les topologies utilisées sont la topologie en bus, la topologie en anneau, la topologie en étoile, la topologie en étoile étendue, la topologie hiérarchique et la topologie maillée.

• Un réseau WAN consiste en deux réseaux LAN au minimum, séparés par de grandes distances (géographiquement dispersés).

• Un réseau SAN fournit des performances système améliorées, il est évolutif et il intègre la tolérance aux sinistres.

• Un réseau VPN est un réseau privé intégré à l’infrastructure d’un réseau public.

• Les VPN d’accès, d’intranet et d’extranet sont les trois principaux types de VPN.

• Les intranets sont conçus dans le but d’être disponibles pour les utilisateurs qui ont des privilèges d’accès au réseau interne de l’organisation.

• Les extranets sont conçus pour délivrer aux utilisateurs et entreprises externes des applications et des services qui sont basés sur intranet, à l’aide d’un accès étendu et sécurisé.

• La compréhension de la notion de bande passante est essentielle pour l’étude des réseaux.

• La bande passante est limitée, coûteuse et la demande est sans cesse croissante.

• L’utilisation d’analogies, tel que l'écoulement de l’eau ou du trafic routier, peut aider à expliquer la notion de bande passante.

• La bande passante se mesure en bits par seconde, en kbits/s, en Mbits/s, en Gbits/s ou en Tbits/s.

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• Les limites de la bande passante dépendent du type de média utilisé, des technologies LAN et WAN et des équipements du réseau.

• Le débit se rapporte à la bande passante réellement mesurée, qui est influencée par des facteurs tels que le nombre d’utilisateurs sur le réseau, les équipements du réseau, les types de données, l'ordinateur et le serveur.

• La formule D=T/BP (délai de transfert = taille de fichier / bande passante) peut être utilisée pour calculer le délai de transfert des données.

• La bande passante analogique est différente de la bande passante numérique.

• Il est efficace d’analyser des problèmes en adoptant une approche en couches.

• Des modèles en couches permettent de décrire la communication réseau.

• Les modèles OSI et TCP/IP sont les deux plus importants modèles de communication réseau.

• L'Organisation internationale de normalisation (International Organization for Standardization) a développé le modèle OSI afin de résoudre les problèmes d’incompatibilité dans le domaine des réseaux.

• Les sept couches du modèle OSI sont les couches application, présentation, session, transport, réseau, liaison de données et physique.

• Les quatre couches du modèle TCP/IP sont les couches application, transport, Internet et accès réseau.

• La couche application du modèle TCP/IP est équivalente aux couches application, présentation et session du modèle OSI.

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Module 3 : Médias réseau

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 3, insistez sur le fait que ce module permettra aux étudiants de découvrir tous les médias principaux utilisés pour la communication de tous types d’informations, et ce, partout dans le monde. Les deux médias « reliés », (fils de cuivre ou fibre optique) et le média « non-relié » (liaison sans fil) représentent la base physique de la révolution mondiale des systèmes de communication. Acquérir des connaissances approfondies sur les propriétés et le comportement élémentaires des médias réseau représente un défi que justifie l’intérêt et l’importance d’appartenir à la communauté des spécialistes des réseaux. En outre, la réalité physique des matériaux et des câbles présentés est plus facilement comprise que de nombreux autres sujets liés au domaine des réseaux. Ce module peut revêtir un aspect ludique pour les étudiants, car il comporte différents TP sur la câblage par fils de cuivre. Vous pouvez utiliser d’autres ressources pédagogiques, et éventuellement faire appels au département de physique, afin de présenter un exposé sur certains des sujets qui s'y rapportent.

Avertissement relatif au module 3

Ce module touche à de nombreuses questions liées à la physique et à la géométrie, qui peuvent s’avérer difficiles pour de nombreux étudiants. L'efficacité des nombreux travaux pratiques nécessitera une préparation de la part du professeur. Les TP doivent être adaptés aux étudiants et à l’environnement de leur classe. Aborder le sujet des types de trames dans les réseaux sans fil est quelque peu prématuré (la trame Ethernet sera traitée dans le module 6). Ce sujet est présenté de façon plus approfondie que ne l’exige l’examen de certification CCNA.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Décrire les propriétés électriques d'une matière.

• Définir la tension, la résistance, l'impédance, le courant et les circuits.

• Décrire les caractéristiques et les performances des différents types de câbles.

• Décrire un câble coaxial, ainsi que ses avantages et inconvénients par rapport aux autres types de câbles.

• Décrire un câble à paires torsadées blindées (STP) et ses utilisations.

• Décrire un câble à paires torsadées non blindées (UTP) et ses utilisations.

• Décrire les caractéristiques et la fonction des câbles droits, croisés et console.

• Expliquer les principes des câbles à fibre optique.

• Décrire comment les fibres optiques guident la lumière sur de longues distances.

• Décrire la fibre monomode et la fibre multimode.

• Décrire le mode d'installation de la fibre optique.

• Décrire le type des connecteurs et d’équipements utilisés avec des câbles à fibre optique.

• Expliquer comment vérifier le bon fonctionnement d'un câble à fibre optique.

• Identifier les problèmes de sécurité liés à la fibre optique.

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40 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Module 3 Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

3.1 Médias de cuivre TP obligatoires : 3.1.5, 3.1.9a, 3.1.9b, 3.1.9c, 3.1.9d et 3.1.9e

TP facultatifs : 3.1.1, 3.1.2 et 3.1.3

Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif du cours : Description des propriétés et des normes physiques, électriques et mécaniques relatives aux médias en cuivre utilisés pour les réseaux

Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être en mesure de connecter et de tester efficacement des câbles droits, croisés et console (à paires inversées) de catégorie 5.

3.1.1 Atomes et électrons Pourquoi le tableau de classification périodique de Mendeleïev est-il inclus dans ce module ? Faire référence au tableau périodique facilite considérablement la compréhension des conducteurs, des semi-conducteurs et des isolants, qui constituent les principaux matériaux pour la construction de réseaux à base de fils de cuivre. Ce tableau aide à associer les nouvelles connaissances acquises aux connaissances antérieures. De nombreuses méthodes pédagogiques font référence à ce tableau, qui constitue un élément essentiel pour l’enseignement scientifique et technique. Abordez la question des décharges électrostatiques et les méthodes simples pour éviter les problèmes sans utiliser de station de mise à la terre. Il est, par exemple, nécessaire d’éviter de porter des vêtements en polyester ou en laine, de travailler sur des surfaces non recouvertes d’un tapis ou de moquette et de toucher un châssis, mais également de ne pas bouger lorsque l’on travaille. Le TP « Utilisation et manipulation d'un multimètre en toute sécurité » constitue une introduction facultative à une série de TP portant sur l’électronique, qui seront importants pour certaines catégories d’étudiants.

3.1.2 Tension Le concept de tension est essentiel pour de nombreux sujets relatifs aux réseaux. Il est important d’avoir de bonnes connaissances sur les signaux et le bruit, les tensions présentes dans les appareils, les tensions d’alimentation et les tensions comme sources de dommages. Le TP « Mesure de la tension » est facultatif, mais il est recommandé pour donner à ces questions une portée plus pratique en vue de leur intégration à des programmes sur l’électronique.

3.1.3 Résistance et impédance Cette section porte de façon limitée sur les conducteurs, les semi-conducteurs et les isolants. Le TP « Mesure de la résistance » est facultatif.

3.1.4 Courant Fondamentalement, les réseaux sont des systèmes électroniques. Les équipements optiques et sans fil sont également des appareils électriques. Cette section présente davantage de vocabulaire de base. L’ampérage est très souvent utilisé lors de l'examen des exigences des réseaux en termes d'alimentation, et peut constituer une partie de l'étude de cas.

Problème pratique

Calculez les puissances en watts suivantes à partir des tensions et des ampérages indiqués :

(P = V x I : Puissance = Volts x Ampères)

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1. 120 V, 60 A 120 x 60 = 7 200 watts 2. 9 V, 0,06 A 9 x 0,06 = 0,54 watts 3. 5 V, 0,1 A 5 x 0,1 = 0,5 watts 4. 12 V, 2 A 12 x 2 = 24 watts 5. 3 V, 0,05 A 3 x 0,05 = 0,15 watts

3.1.5 Circuits Un circuit électrique constitue un dispositif fondamental, sur lequel reposent de nombreux concepts et symboles liés aux réseaux. Les éléments abordés par les objets d'informations réutilisables des sections 3.1.1 à 3.1.5 peuvent s’avérer complexes pour les étudiants novices, mais élémentaires pour les étudiants expérimentés. Utilisez cette section pour évaluer les connaissances des étudiants. Assurez-vous que ces derniers comprennent bien le concept de circuit. Dans le cas contraire, ils comprendront moins bien les sections consacrées à Ethernet, non seulement en ce qui concerne le câblage, mais également les concepts tels que les collisions. Ils assimileront moins bien les concepts tels que la différence entre la commutation de circuits et la commutation de paquets ou les méthodes appropriées de mise à la terre des réseaux. La série de figures 1 à 4 présente la terminologie utilisée tout au long du cursus CCNA. Le TP « Circuits en série » est obligatoire, mais il est recommandé aux professeurs de l’adapter au niveau de connaissances des étudiants. Le TP 3.1.9a, intitulé « Circuits de communication », peut également être réalisé à ce stade.

3.1.6 Spécifications des câbles Ethernet n'a pas encore été présenté de façon formelle à ce stade. Soyez donc prêt à répondre à d'autres questions. Le graphique de la section 2.2.4 peut s’avérer utile. Présentez ce graphique et la signification de chaque partie du nom de la spécification. L'idée générale est que les médias et les terminaisons sont régis par des normes et spécifiés dans le cadre de la technologie LAN prédominante : Ethernet. Cette question sera traitée de façon plus détaillée dans les modules 6 et 7.

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3.1.7 Câble coaxial Procurez-vous des câbles coaxiaux et faites-les circuler dans la classe. Procurez-vous des connecteurs BNC avec des connecteurs en T, des connecteurs à jupe et des terminateurs pour montrer aux étudiants que les câbles coaxiaux peuvent se connecter à des équipements variés. Comparez le câble coaxial à celui utilisé pour la TV par câble. Évoquez également les problèmes liés au câblage, notamment les coûts, la facilité d’installation et de maintenance, l’absence de bruit ainsi que les limites en termes de distance et de bande passante.

3.1.8 Câble STP Procurez-vous des câbles STP et faites-les circuler dans la classe. Abordez, en termes simples, la question de l'induction électromagnétique. Cette notion aidera peut-être à rendre l’idée de diaphonie plus plausible. Par exemple, les champs électromagnétiques à variation temporelle, en raison d’ondes électromagnétiques provenant de sources extérieures au câble ou d’autres fils situés à l’intérieur du câble, représentent la raison pour laquelle le blindage a été développé. Évoquez de nouveau les problèmes liés au câblage, notamment les coûts, la facilité d’installation et de maintenance, l’absence de bruit, ainsi que les limites en termes de distance et de bande passante.

3.1.9 Câble UTP Cette section est extrêmement importante et son contenu est très dense. Évoquez de nouveau les problèmes liés au câblage, notamment les coûts, la facilité d’installation et de maintenance, l’absence de bruit, ainsi que les limites en termes de distance et de bande passante. Effectuez les TP consacrés au câblage. Cette section peut être source d’erreurs de compréhension. Elle comporte cinq TP obligatoires. Vous devez lui consacrer suffisamment de temps pour la traiter de façon approfondie. Ces TP permettront aux étudiants du cours CCNA 1 d’acquérir des connaissances importantes. Commencez par effectuer le TP « Circuits de communication », qui constitue une introduction constructive à de nombreuses questions qui seront soulevées tout au long du cursus. Ce TP poursuit deux objectifs. Il familiarise les étudiants avec les câbles à paires torsadées non blindées et il introduit le sujet des couches, en particulier les questions liées aux bits et aux trames qui seront importantes dans de prochains modules. Ce TP peut être assez ludique et stimule les interactions positives au sein de la classe.

Les étudiants doivent ensuite, en utilisant n’importe quel testeur disponible, effectuer le deuxième TP, intitulé « Tests de câble élémentaires au moyen du Fluke 620 ». Celui-ci leur permettra de mieux comprendre ce qu’ils sont sur le point de fabriquer et représente un bon point de départ pour aborder la question des réalisations manuelles et des normes.

Demandez aux étudiants de réaliser et de tester leurs propres câbles droits, câbles croisés et câbles à paires inversées. La réalisation de câbles constitue une compétence pratique importante. Elle permet également de mieux connaître les problèmes liés aux médias physiques et à la couche 1, un domaine qui engendre de nombreuses tâches de résolution de problèmes pour les titulaires de la certification CCNA employés dans l’industrie. Par exemple, les problèmes liés à la couche 1 peuvent survenir lors du dépannage d’une longueur de câble dans un bureau. La carte réseau source, le câble de raccordement situé dans la zone de travail, la prise, les fils situés dans le câble, les broches des connecteurs, le panneau de brassage et l’interface de commutateur situé à l’autre extrémité peuvent tous donner lieu à des problèmes. Réussir des TP portant sur le câblage procure également un profond sentiment de réussite à de nombreux étudiants. Les professeurs sont invités à fusionner ces TP en fonction de leur calendrier d’enseignement. Ce sont les produits finis et les compétences finales qui importent. Le TP« Achat de câbles UTP » est facultatif. Il peut être effectué dans le cadre du travail personnel. Invitez simplement les étudiants à consulter les dernières informations en matière de câblage. Siemon, Panduit, Microwarehouse et de nombreux autres fournisseurs

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disposent de sites Web très intéressants qui fournissent ces informations de câblage. Reportez-vous également aux agrandissements de la section 5.1.5.

3.2 Médias optiques TP obligatoires : aucun

TP facultatif : 3.2.8

Sections de cours principales : 3.2.1 et 3.2.6

Sections de cours facultatives : 3.2.2, 3.2.3, 3.2.4, 3.2.5, 3.2.7, 3.2.8, 3.2.9 et 3.2.10

Objectifs du cours : Description des propriétés et les normes physiques, électriques et mécaniques relatives aux médias optiques utilisés pour les réseaux

Connaissances pratiques : aucune

3.2.1 Spectre électromagnétique Si possible, présentez ce chapitre en montrant des échantillons de fibre optique. Munissez-vous d’une petite lampe pour illuminer la fibre lorsque les étudiants la manipulent. Ces derniers peuvent s’étonner du fait que la fibre optique, même lorsqu’elle est courbée, agit comme un tuyau de lumière. Adressez-vous au service informatique pour obtenir ces composants.

Le diagramme du spectre électromagnétique, comme le tableau périodique des éléments, revêt une importance capitale dans les domaines des sciences et de l’ingénierie. Il doit être consulté attentivement. Afin de représenter les puissances de dix, l’échelle horizontale du spectre est logarithmique et non linéaire. En effet, 1, 10, 100, etc. sont des puissances de dix. Les intervalles de 1 à 10, de 10 à 100, de 100 à 1000, etc. sont représentés à égale distance les uns des autres sur l’axe horizontal. Demandez aux étudiants de rechercher les plages de fréquence et de longueur d’onde pour des micro-ondes, sachant que 2,4 GHz et 5 GHz sont les valeurs utilisées pour les réseaux LAN sans fil, et que des rayons infrarouges s’étendant sur une plage de 870 à environ 1500 nm sont utilisés pour les transmissions optiques. La longueur d’onde et la fréquence de toutes les ondes électromagnétiques dans le vide reposent

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sur la formule « longueur d’onde (en mètres) x fréquence (en hertz) = c, la vitesse de la lumière dans le vide (en mètres/seconde) ». Par conséquent, les ondes de plus grande fréquence ont des longueurs d’onde plus petites et les ondes de plus faible fréquence ont des longueurs d’onde plus grandes. La vitesse de la lumière peut être décrite de manière plus appropriée comme étant la vitesse de toutes les ondes électromagnétiques dans le vide.

Une autre question susceptible d’être posée est la suivante : « Lequel de ces trois médias est le plus rapide, le cuivre, la fibre optique ou les transmissions sans fil ? ». Il est nécessaire d’établir une distinction entre la vitesse à laquelle le signal circule sur un réseau d’un point A à un point B, et la bande passante du média, qui est souvent considérée comme la « vitesse du réseau ». Les ondes de tension dans les câbles de cuivre et les ondes lumineuses dans le verre ou le plastique de la fibre optique circulent à environ 67 % de la vitesse de la lumière dans le vide. Les micro-ondes circulent dans l’air à environ 99 % de la vitesse de la lumière dans le vide. Mais ces vitesses, également nommées vitesse de propagation nominale dans le domaine des tests des câbles, ne représentent pas l’autre utilisation qui est faite du terme « vitesse », dans le sens de bande passante, dans le domaine des réseaux. Invitez les étudiants à se reporter à un manuel d’introduction à la physique s’ils souhaitent en savoir plus au sujet de ces ondes. Cette remarque vaut pour les champs électriques et magnétiques alternatifs, qui ne nécessitent aucun média pour se propager.

3.2.2 Modèle de rayons lumineux Utilisez une ampoule et, si possible, un pointeur laser pour faire la démonstration de la notion de rayons. Il est recommandé d’utiliser tout appareil laser avec précaution. Une grande prudence est requise lors d’une démonstration effectuée avec des sources de rayons laser afin de protéger la vision des personnes présentes. Le terme « indice de réfraction » désigne littéralement la mesure, dépendante du média, du ralentissement de la lumière lorsqu’elle traverse un matériau optique transparent. Un indice élevé correspond à une vitesse plus faible de la lumière dans le matériau utilisé. Lorsqu’un rayon lumineux se propage selon un angle et frappe une délimitation entre deux matériaux, la valeur « n » donne une mesure du niveau de réfraction ou de flexion que subira la lumière. Il n’est pas nécessaire que les étudiants mémorisent ces chiffres. Seul le vide a un indice d’exactement 1,00000. L’air a un indice d’environ 1,0003. Par conséquent, la lumière ralentit légèrement dans l’air.

Problèmes pratiques

Calculez l’indice de réfraction «n» de chacun de ces matériaux :

Vitesse de la lumière dans le vide = c = 299 792 458 m/s

(n = c ÷ vitesse de la lumière dans un matériau optique transparent)

Air = 299 705 543 m/s 299 792 458 ÷ 299 705 543 = 1,00029

Glace = 228 849 204 m/s 299 792 458 ÷ 228 849 204 = 1,31

Eau = 225 407 863 m/s 299 792 458 ÷ 225 407 863 = 1,33

Verre = 199 861 638 m/s 299 792 458 ÷ 199 861 638 = 1,50

Si l’indice de réfraction d’un câble de fibre optique est de 1,497, à quelle vitesse la lumière circule-t-elle à l’intérieur de celui-ci ?

n = 1,497 299 792 458 ÷ 1,497 = 200 262 163 m/s

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3.2.3 Réflexion Expliquez clairement les termes utilisés dans le domaine de l’optique, tels que : interface, normale, rayon, angles, symbole thêta, angle d’incidence et angle de réflexion. En optique, tous les angles sont mesurés par rapport à la normale. Ceci peut être source d’erreurs pour les étudiants novices. Vous pouvez faire une démonstration de la réflexion, avec prudence, à l’aide d’un pointeur laser et d’un miroir. Demandez aux étudiants d’élaborer une expérience illustrant ce principe, à l’aide d’un miroir. Établir une analogie avec la réflexion des boules de billards peut s’avérer judicieux. Un rayon incident sur une surface totalement réfléchissante est complètement réfléchi. Le rayon présenté sur la figure est incident sur une surface de verre. Par conséquent, une partie de la lumière et réfléchie et une partie est réfractée. Dans un souci de simplicité, le rayon réfracté n’est pas illustré sur ce diagramme.

3.2.4 Réfraction Trois rayons sont représentés afin d’illustrer cet exemple général de propagation de la lumière entre deux matériaux optiques transparents. Le rayon incident contient la totalité de l’énergie lumineuse. En général, cette énergie est répartie entre un rayon réfléchi et un rayon réfracté. La loi de Snell-Descartes établit le rapport entre l'indice de réfraction et les angles concernés, et décrit ce phénomène. La réfraction se produit dans l’œil humain et dans tout verre de lunettes ou lentille de contact. La réfraction d’un rayon peut être présentée à l'aide d'un pointeur laser dans une salle sombre. Pointez le laser, en formant un angle, sur un récipient rectangulaire en plastique transparent contenant de l’eau, tel qu’un petit aquarium. Versez un peu de lait dans le récipient pour pouvoir visualiser la diffusion de la lumière.

3.2.5 Réflexion interne totale Le but de cette section est de démontrer le concept de tuyau de lumière et de guidage des ondes. Il n’est pas attendu de la part des étudiants qu'ils comprennent parfaitement ce phénomène complexe. Celui-ci est décrit afin de donner lieu à une réflexion de leur part et de justifier la raison principale de l'utilisation croissante de la fibre optique.

Demandez aux étudiants d’observer trois rayons incidents différents, sous la forme d’une série se rapprochant d’une limite. En effet, des rayons avec des angles différents, qui se réfléchissent et se réfractent jusqu’à un angle spécifique (l’angle critique), donneront lieu à un phénomène étrange de la part du rayon réfracté. Sa trajectoire passe de 90 degrés à la normale le long de l'interface. Lorsqu’un rayon incident frappe l’interface selon des angles supérieurs à l’angle critique, le rayon réfracté cesse d’exister. Ce phénomène est appelé « réflexion interne totale ». L’angle critique pour la génération de la réflexion interne totale dépend des deux matériaux utilisés. Il est de 41 à 42 degrés pour la plupart des formes de verre et de plastique par rapport à l'air.

La réflexion interne totale constitue une condition souhaitable. Elle représente un moyen de retenir et de guider la lumière. Il n’existe pas de réflexion interne totale lorsqu’un rayon lumineux se propage d’un matériau à faible indice à un matériau à indice élevé. Par conséquent, la condition la plus fondamentale pour retenir et guider la lumière, comme dans la fibre optique, exige que l’indice de réfraction du matériau dans lequel les rayons seront retenus soit supérieur à celui du matériau externe. Un exemple de réflexion interne totale pourrait être représenté par le fait qu’un nageur, nageant sous l’eau, ne voit pas hors de l’eau lorsqu’il regarde vers la surface selon certains angles. L’utilisation d’un pointeur laser et d’un aquarium, comme décrit dans la section 3.2.5, permet de faire la démonstration de la réflexion interne totale. Une tige en lucite peut tout aussi bien être utilisée.

L’objectif du média optique utilisé dans un réseau informatique est d’assurer la réflexion interne totale de tous les rayons lumineux afin que l’énergie se propage sur de plus longues distances à l’intérieur de la fibre optique. Même si tous les rayons sont émis dans l'ouverture

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numérique de la fibre, afin qu’ils circulent à l’intérieur de la fibre, des pertes d’énergie sont toujours constatées en raison des phénomènes d'absorption et de diffusion. Les rayons s’éparpillent petit à petit en raison de la dispersion. Par conséquent, il existe des limites physiques à la longueur des câbles de fibres optiques, mais ces limites apparaissent après plusieurs centaines de kilomètres.

3.2.6 Fibre multimode Le but de cette section est de comprendre la différence entre la fibre monomode et la fibre multimode. Utilisez un câble de raccordement à fibre optique et une petite lampe de poche ou un pointeur laser pour montrer que l’extrémité de la fibre est illuminée, même lorsqu’elle est enroulée.

3.2.7 Fibre monomode Cette section présente la fibre monomode de façon plus détaillée, afin de la différencier encore davantage de la fibre multimode. Dans une fibre monomode, le rayon n’est pas acheminé littéralement le long du cœur de la fibre, mais celle-ci prend plutôt en charge un mode ou un ensemble de chemins. Si plusieurs modes étaient utilisés, un rayon qui suivrait un chemin le faisant davantage rebondir serait retardé dans le temps par rapport à un rayon qui suivrait un chemin le faisant moins rebondir. Ce phénomène provoquerait la dispersion de l’impulsion dans le temps, ce qui, au final, rendrait les uns et les zéros binaires impossibles à distinguer et limiterait la longueur et le taux de transfert des données de la fibre.

3.2.8 Autres équipements optiques Cette section a pour objectif de motiver concrètement certains étudiants à en apprendre davantage dans ce domaine. Le TP « Achat de câbles à fibre optique » est facultatif. Son but est de renforcer les connaissances pratiques de la fibre optique.

3.2.9 Signaux et bruit dans les médias à fibre optique Axez cette section sur le fait que la fibre n’est pas perturbée par le bruit externe ou le bruit provenant des autres câbles. La lumière confinée dans une fibre ne peut en aucun cas s'infiltrer dans une autre fibre. L’absence d’induction provenant de l’extérieur d’une fibre donnée constitue la raison pour laquelle la fibre est considérée comme insensible au bruit. Les équipements électroniques situés au deux extrémités de la fibre ne sont pas insensibles au bruit. Tout système de communication implique une certaine quantité de bruit. Il est donc plus exact de parler d’insensibilité relative au bruit.

3.2.10 Installation, entretien et vérification des câbles à fibre optique Pour cette section, il est souhaitable de demander à un installateur local de venir faire une démonstration. De nouveau, il s’agit d’informations de base au sujet des questions spécifiques à la fibre optique. Ces compétences pratiques ne sont pas enseignées dans le cadre de la certification CCNA, mais sont abordées dans le cours Connaissances de base du câblage pour la voix et les données (FVDC). En fonction des besoins et des ressources locales, certaines Académies donnent des cours sur les tests et les raccordements des fibres.

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3.3 Média sans fil TP obligatoires : aucun

TP facultatifs : aucun

Sections de cours principales : 3.3.1 et 3.3.2

Sections de cours facultatives : 3.3.3, 3.3.4, 3.3.5, 3.3.6 et 3.3.7 Objectif de la certification : Description des normes et des propriétés associées à la transmission et à la réception de signaux sans fil dans des réseaux

Objectifs du cours : Description des éléments requis pour installer un réseau LAN sans fil simple

Connaissances pratiques : aucune

3.3.1 Organisations de normalisation et normes des LAN sans fil (WLAN) Les étudiants doivent être en mesure de distinguer les différentes normes. Ils doivent comprendre les questions de compatibilité et d’incompatibilité, de vitesses et de bandes de transmission. Les références aux normes IEEE précèdent le traitement approfondi des normes IEEE Ethernet du module 6. Fournissez aux étudiants davantage de contexte sur les normes 802 LAN et MAN, ou abordez de nouveau ce sujet lors du module 6. Corrigez l’erreur courante qui consiste à penser que les réseaux LAN sans fil sont une forme d’Ethernet. Les LAN sans fil sont régis par les mêmes normes IEEE 802 et ont été explicitement conçus pour interagir avec les LAN Ethernet, mais ils ne constituent pas une forme d’Ethernet.

3.3.2 Équipements et topologies sans fil Il s’agit d’un autre domaine au sujet duquel un petit investissement dans quelques cartes réseau sans fil et un point d’accès peuvent aider à la compréhension des étudiants. Un LAN sans fil est peut-être disponible dans l'établissement. L’idée principale consiste à ajouter les équipements sans fil à l'ensemble des composants de technologie LAN. Les LAN sans fil sont de plus en plus répandus sous la forme d’extensions de réseaux LAN.

3.3.3 Mode de communication des réseaux LAN sans fil Si l’équipement nécessaire est disponible et que des cartes réseau sont fournies avec le logiciel de test de la puissance du signal, faites l’expérience de déplacer les cartes sans fil de plus en plus loin du point d’accès. Le signal s’affaiblit, puis la connectivité est interrompue. Les étudiants devraient savoir ce qu’est une trame en général. Toutefois, ils n’auront aucune idée de la complexité des trames Ethernet auxquelles il est fait référence dans cette section. Il est prématuré à ce stade de traiter de façon détaillée la question des trames. Passez au module 6 pour plus d’informations ou survolez simplement cette section du cursus. Une question essentielle est ici le compromis entre le taux de transfert des données et la distance.

3.3.4 Authentification et association Demandez aux étudiants d’examiner les types de trames présentés sur le graphique et de noter les définitions que contient le cadre de texte. Le point le plus important de cette section est que les liaisons sans fil représentent un média « non-relié ». Le média est l’air dans lequel les micro-ondes se propagent. Il s’agit d’un média partagé, ouvert à toute personne disposant d’un récepteur ou d’un détecteur de micro-ondes. La sécurité des signaux revêt une importance capitale et requiert une grande attention. Certains étudiants vivant dans des résidences font l’expérience d’avoir détecté des signaux émis par des systèmes sans fil appartenant à d’autres habitants de la résidence. Parfois, il arrive d’obtenir non

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intentionnellement une connexion à Internet. Le siège social de Cisco, situé à San José, en Californie, possède un campus avec une large allée au milieu de laquelle circule un petit tramway. Il est possible d’obtenir une connexion sans fil non sécurisée lorsque l’on se trouve dans ce tramway.

3.3.5 Spectres des ondes radioélectriques et des micro-ondes Les animations peuvent être utilisées pour faire la démonstration de la transmission des ondes. Elles complètent également les informations qu’auront fournies toutes les démonstrations simples de transmission sans fil effectuées. Un nouveau cours de Cisco Academy sur les réseaux LAN sans fil traite de ce sujet de façon approfondie. Demandez aux étudiants de réexaminer le diagramme du spectre électromagnétique. Rappelez-leur que ce spectre constitue une ressource réglementée précieuse, dont certaines plages n’ont pas été réglementées afin d’encourager le développement technologique dans les domaines médicaux, scientifiques et commerciaux. Les normes et les réglementations relatives au spectre électromagnétique sont différentes d’un pays à l’autre. Vous pouvez demandez aux étudiants d'effectuer des recherches sur les allocations du spectre.

3.3.6 Signaux et bruit dans les réseaux LAN sans fil Effectuez des recherches sur la technologie Bluetooth sur le site Web http://www.bluetooth.com. Demandez aux étudiants pourquoi, dans de nombreux lieux équipés de systèmes de transmission sans fil, il est demandé aux utilisateurs d'éteindre tous leurs appareils utilisant les technologies Bluetooth avant d'entrer. Soulignez l’omniprésence des ondes électromagnétiques dans la classe, pour la transmission des signaux de télévision, de radio, des réseaux LAN sans fil, des satellites et de nombreuses autres sources.

3.3.7 Sécurité des réseaux LAN sans fil Les étudiants doivent connaître les différents protocoles de sécurité. Ces informations sont essentiellement relatives à la qualité.

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Résumé du module 3 Avant de passer au module 4, les étudiants doivent être en mesure de décrire parfaitement les médias réseau en cuivre, à fibre optique ou sans fil. Ils doivent être capables de réaliser des câbles droits, croisés et à paires inversées.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus, ainsi que l’examen en ligne du module 3. Vous pouvez demander aux étudiants de créer des tableaux comparatifs sur les médias en cuivre, à fibre optique et sans fil.

Les étudiants doivent avoir une bonne compréhension des points importants suivants :

• Toute matière est composée d’atomes et les trois principaux composants d’un atome sont les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons sont situés dans la partie centrale de l’atome, qui est appelée le noyau.

• Les décharges électrostatiques peuvent endommager gravement les équipements électroniques sensibles.

• L’atténuation se rapporte à la résistance au flux d'électrons et explique pourquoi un signal se dégrade à mesure qu’il se propage.

• Le courant circule dans des boucles fermées appelées circuits, qui doivent être composées de matériaux conducteurs et disposer d’une source de tension.

• Un multimètre numérique sert à mesurer numériquement la tension, le courant, la résistance et d'autres quantités électriques.

• Les trois types de câbles de cuivre utilisés dans les réseaux sont les câbles droits, les câbles croisés et les câbles à paires inversées.

• Un câble coaxial est composé d'un conducteur externe, cylindrique et vide, qui enveloppe un fil conducteur interne.

• Un câble à paires torsadées non blindées est un média constitué de quatre paires de fils qui est utilisé dans divers réseaux.

• Un câble à paires torsadées blindées allie les techniques de blindage, d’annulation et de torsion des fils.

• La fibre optique constitue un très bon média de transmission lorsqu’elle est correctement installée, testée et entretenue.

• L'énergie lumineuse permet de transmettre en toute sécurité de grandes quantités de données sur des distances relativement longues.

• Le signal lumineux acheminé par une fibre est produit par un émetteur qui convertit les signaux électriques en signaux lumineux.

• Le récepteur reconvertit la lumière provenant de l'extrémité du câble en signal électrique d'origine.

• Les fibres sont utilisées par paires pour assurer des communications en mode full duplex.

• Les rayons lumineux obéissent aux lois de la réflexion et de la réfraction lorsqu’ils se propagent dans une fibre de verre, ce qui permet de fabriquer des fibres de verre ayant pour propriété une réflexion interne totale.

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• La réflexion interne totale permet de retenir les signaux lumineux à l’intérieur de la fibre, même si celle-ci n'est pas droite.

• L'atténuation d'un signal constitue un problème sur de longs câbles, particulièrement si des sections du câble sont épissées ou connectées à des panneaux de brassage.

• Les câbles et les connecteurs doivent être correctement installés et soigneusement testés à l'aide d'équipements de test optique de haute qualité.

• Les liaisons par câble doivent être testées régulièrement à l’aide d’instruments de test optique de grande qualité afin de vérifier que les liaisons n’ont pas été détériorées.

• Il est toujours nécessaire d’agir avec la plus grande prudence lors de l’utilisation de sources lumineuses puissantes, telles que les lasers, afin de protéger les yeux.

• Les réglementations et normes s'appliquant à la technologie sans fil garantissent que les réseaux déployés seront interopérables et conformes aux normes.

• Les problèmes de compatibilité avec les cartes réseau peuvent être résolus en installant un point d'accès qui se comportera comme un concentrateur central au sein du LAN sans fil.

• Trois types de trames sont utilisés dans les communications sans fil : les trames de contrôle, les trames d'administration et les trames de données.

• Les LAN sans fil utilisent la détection de porteuse avec accès multiple et prévention de collision (CSMA/CA).

• L'authentification des réseaux LAN sans fil est un processus qui authentifie l'équipement, et non l'utilisateur.

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Module 4 : Test des câbles

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 4, insistez sur le caractère inestimable de la terminologie utilisée dans ce module. Elle s’applique globalement aux réseaux cuivre, optiques et sans fil. Les produits Cisco se concentrent particulièrement sur les couches de 2 à 4, si bien que la certification reflète en partie cette priorité. L’examen de certification CCNA ne comprend pas d’informations sur le test des câbles. Cependant, il s’agit de bases importantes permettant de comprendre les problèmes de dépannage de la couche 1 que l’industrie présente constamment comme la préoccupation principale du personnel certifié CCNA. Des estimations indiquent que 70 % des activités de dépannage de niveau CCNA impliquent le support de transmission physique et la couche 1 du modèle OSI. Le module 4 présente la terminologie et les concepts essentiels à la compréhension du test des câbles basé sur la fréquence, qui s’avère importante pour comprendre le fonctionnement des câbles en cuivre et de la fibre optique.

Avertissement relatif au module 4 La maîtrise des mathématiques n’est pas nécessaire dans ce module. Cependant, certains étudiants peuvent éprouver des difficultés. La physique de la diaphonie n’est pas évidente. Les graphiques illustrant le chapitre du test des câbles sont insuffisants.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Distinguer les ondes sinusoïdales des ondes carrées.

• Décrire les exposants et les logarithmes.

• Décrire les décibels.

• Définir des termes de base relatifs au temps, à la fréquence et au bruit.

• Faire la distinction entre une bande passante numérique et une bande passante analogique.

• Comparer les niveaux de bruit sur différents types de câbles.

• Définir et décrire les effets d’une atténuation et d’un défaut d’adaptation de l’impédance.

• Définir la diaphonie, la diaphonie locale, la diaphonie distante et la diaphonie locale totale.

• Montrer comment la diaphonie et les paires torsadées peuvent réduire le bruit.

• Décrire les dix tests des câbles en cuivre spécifiés dans la norme TIA/EIA-568-B.

• Décrire les différences entre les câbles de catégorie 5 et les câbles de catégorie 6.

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4.1 Test des câbles basé sur la fréquence TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 4.1.1, 4.1.2 et 4.1.6

Sections de cours facultatives : 4.1.3, 4.1.4, 4.1.5 et 4.1.7

Objectif du cours : Explication des problèmes liés à la transmission des signaux sur un média réseau

Connaissances pratiques : aucune

4.1.1 Ondes Assurez-vous que les étudiants savent définir le hertz. Un ressort ludique de type « slinky » convient parfaitement pour montrer à la fois les ondes longitudinales de compression et de raréfaction, ainsi que les ondes transversales dont les vibrations sont perpendiculaires à la direction du ressort.

4.1.2 Ondes sinusoïdales et ondes carrées Contactez les départements de physique ou d’électronique pour savoir s’ils disposent de matériel permettant d’illustrer les ondes sinusoïdales et les ondes carrées. Demandez aux étudiants de dessiner des exemples d’ondes de différentes amplitudes et fréquences, puis de légender leurs dessins.

4.1.3 Exposants et logarithmes Révisez les puissances de dix étudiées dans le cadre du module 1. À ce stade, il devrait être plus facile pour les étudiants d’utiliser des préfixes métriques et des exposants pour exprimer des bits, des octets et des bits par seconde. Les étudiants n’ont pas l’obligation de maîtriser les logarithmes. En effet, les logarithmes ne sont utilisés qu’à des fins de mise en contexte. Les activités Flash sont proposées à des fins de découverte.

4.1.4 Décibels Le décibel est peut-être la mesure la plus connue de l’intensité du son. Il est également utilisé pour décrire tous les signaux réseau, qu’il s’agisse de décharges électriques sur du fil de cuivre, d’impulsions lumineuses sur de la fibre optique ou de micro-ondes dans un système sans fil. Les étudiants n’ont pas l’obligation de maîtriser la formule. Ils doivent simplement savoir que le décibel est la mesure du signal et du bruit dans tous les systèmes de communication. Les décibels sont une mesure relative. Il existe toujours une tension de référence ou un niveau de puissance dans le dénominateur de la formule. Faites remarquer que si la tension finale, ou puissance de sortie, est supérieure au niveau de référence, le résultat est positif, ou correspond à un gain. Si la tension finale est inférieure au niveau de référence, le résultat est négatif ou, correspond à une perte (ou atténuation).

Problèmes pratiques Déterminez la puissance finale à l’aide des dB et de la tension de référence :

Pfinal = Préf x 10(dB/10) ou Vfinal = Vréf x 10(dB/20)

Préf = Pfinal x 10-(dB/10) ou Vréf = Vfinal x 10-(dB/20)

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1. 10 millivolts sont mesurés à l’extrémité d’un câble. La tension d’entrée s’élevait à 1 volt. Quel est le gain ou la perte en décibels ?

dB = 20 x log10 (0,01 ÷ 1) = -40 dB

2. 60 microvolts sont mesurés à l’extrémité d’un câble. La tension d’entrée s’élevait à ½ volt. Quel est le gain ou la perte en décibels ?

dB = 20 x log10 (0,00006 ÷ 0,5) = -78,41 dB

3. Il reste une puissance de 37 milliwatts à l’extrémité d’un câble en fibre optique. La puissance d’entrée envoyée s’élevait à 80 milliwatts. Quel est le gain ou la perte en décibels ?

dB = 10 x log10 (0,037 ÷ 0,080) = -3,34 dB

4. 5 volts sont envoyés dans un câble, mais la tension mesurée à l’extrémité du câble s’élève à 10 volts. Quel est le gain ou la perte en décibels ?

dB = 20 x log10 (10 ÷ 5) = 6,02 dB

5. Lorsque 5 volts sont envoyés et que la perte maximale ne peut pas dépasser 5 dB, quelle est la tension admissible minimale à l’extrémité du câble ?

Vfinal = 5 x 10(-4/20) = 3,15 volts

6. Lorsque la puissance d’un signal envoyé par une LED s’élève à 5 milliwatts et que la perte de puissance maximale ne peut pas dépasser 10 dB, quelle est la puissance admissible minimale à l’extrémité d’un câble en fibre optique ?

Pfinal = 0,005 x 10(-10/10) = 0,5 milliwatts

4.1.5 Temps et fréquence des signaux Le point essentiel ici est que l’étude des signaux dans un réseau utilise deux principales représentations. La première est une image de ce qui se produit dans le temps et la seconde, une image représentant le lien entre les différentes fréquences du signal.

Le schéma de la tension en fonction du temps est implicite dans de nombreuses représentations graphiques des réseaux. Commencez avec le schéma de la tension ou de la puissance en fonction du temps pour un seul bit, puis pour un flux de bits, puis pour une trame, puis pour un paquet et enfin pour un segment. Les unités de données de protocole (PDU) les plus importantes, comme la trame Ethernet, le paquet IP et le segment TCP, sont tirées de cette représentation des plus élémentaires, à savoir le schéma de la tension ou de la puissance en fonction du temps.

L’analogie de la radio FM permet de comprendre le domaine de fréquence. La représentation graphique de l’intensité du signal, estimée selon l’intensité d’entrée d’une station de radio donnée, en fonction de la fréquence comprise entre 87 et 107 MHz, permet d’obtenir le schéma de l’intensité du signal (puissance) en fonction de la fréquence, tel qu’il apparaît sur un analyseur de spectre. L’espacement des fréquences, par exemple 0,2 MHz, sur un

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syntoniseur FM numérique, donne une idée de la limite supérieure de la bande passante de chaque station de radio.

4.1.6 Signaux analogiques et numériques Rappelez la différence qui existe entre l’analogique et le numérique, telle qu’elle a été étudiée précédemment dans le cours. Les trois propriétés de base d’une onde sinusoïdale sont l’amplitude, la fréquence et la phase. L’amplitude est la hauteur qui s’étend au-dessus et en dessous de l’axe des abscisses. La fréquence est le temps réciproque nécessaire pour que l’onde effectue un cycle. La phase est une mesure du retard de l’onde par rapport à un point de référence fixe ou à une autre onde sinusoïdale.

Les télécommunications les plus modernes consistent à moduler l’amplitude, la fréquence ou la phase. Les étudiants n’ont pas l’obligation de maîtriser les mathématiques. Cette section essaie de montrer que les ondes carrées numériques qui forment les signaux réseau peuvent être considérées comme un ensemble d’ondes sinusoïdales construites avec soin. Par conséquent, le test des câbles peut utiliser des ondes sinusoïdales à différentes fréquences, mesurées en hertz, ce qui constitue une approche analogique, afin de déterminer le transfert de données maximal pris en charge dans un câble, mesuré en bits/s, Kbits/s, Mbits/s et Gbits/s, soit une approche numérique.

4.1.7 Bruit dans le temps et la fréquence L’utilisation d’un oscilloscope est un excellent moyen de montrer les interférences. Allumez l’oscilloscope, puis mettez en marche un autre appareil électrique près de lui pour observer l’effet produit.

La loi d’Ampère stipule que tout courant électrique est entouré d’un champ magnétique. Par conséquent, tout courant électrique qui varie en fonction du temps est entouré d’un champ magnétique qui varie en fonction du temps. La loi de Faraday stipule que tout champ magnétique qui varie en fonction du temps induit une tension dans les matériaux conducteurs à proximité. C’est pourquoi il est normal que des fils adjacents produisent une diaphonie et que les champs électriques et magnétiques externes qui croisent ces fils induisent des tensions sur ces fils. Cet effet augmente avec les longs fils qui jouent le rôle d’antennes, émettant et recevant des signaux, que cela soit voulu ou non.

Différentes formes de bruit se produisent aussi dans les systèmes à fibre optique. Les étudiants n’ont pas besoin d’en savoir plus. Le point essentiel est que le bruit constitue la règle, et non l’exception. Il est possible d’examiner le bruit selon le temps ou la fréquence. Les technologies et les installations réseau doivent prendre ce bruit en considération.

4.1.8 Bande passante Il s’agit d’une révision de la section 2.2.3. La relation réelle entre les fréquences du test des câbles, mesurées en hertz, et la bande passante numérique, mesurée en bits/s, est un sujet complexe qui sort du programme de ce cours. Par exemple, les tests de catégorie 5e à 155 MHz, mais à 1000 Mégabits Ethernet, peuvent fonctionner sur la bande passante. La manière dont les bits sont codés et décodés, le nombre de paires de fils utilisées et les propriétés physiques d’un média déterminent cette relation. Pour plus d’informations, accédez au site http://www.flukenetworks.com/.

Expliquez que la bande passante n’équivaut pas au débit. Les étudiants savent que s’ils disposent d’un modem 56 K, ils n’utilisent jamais vraiment 56 K. La bande passante est parfois comparable à une limite de vitesse sur une route. Par exemple, un FAI satellite prétend que des téléchargements à 400 K sont disponibles. À l’instar d’une autoroute, le trafic est parfois plus rapide, mais également parfois congestionné.

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4.2 Signaux et bruits TP obligatoire : 4.2.9a TP facultatifs : 4.2.9b, 4.2.9c et 4.2.9d Sections de cours principales : 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4 et 4.2.5 Sections de cours facultatives : 4.2.6, 4.2.7, 4.2.8 et 4.2.9 Objectif du cours : Explication des problèmes liés à la transmission des signaux sur un média réseau Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être capables d’utiliser l’équipement de base nécessaire au test des câbles.

4.2.1 Signaux transitant par des câbles en cuivre et à fibre optique Il s’agit d’une révision des informations du module 3. Distribuez des échantillons de câbles pour permettre aux étudiants de les dénuder afin d’en observer la structure.

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4.2.2 Atténuation et affaiblissement d’insertion sur un média en cuivre L’atténuation produite sur les câbles est généralement attribuée à deux facteurs. Tout d’abord, toutes les ondes subissent une déperdition d’énergie dans le média dans lequel elles circulent. Ensuite, le déséquilibrage des impédances est relativement courant. En regardant à travers une vitre, il est possible d’observer un déséquilibrage de l’impédance optique et une réflexion. Dans les systèmes audio, l’utilisation de câbles dont les impédances électriques ne sont pas équilibrées engendre un transfert du signal de mauvaise qualité aux haut-parleurs. Dans les systèmes coaxiaux, le déséquilibre des impédances provoqué par des câbles incorrectement terminés engendre non seulement une atténuation en diminuant le signal, mais peut également produire des ondes stationnaires dans le câble. Ceci peut être la cause de signaux réseau imprévisibles ou totalement défectueux. Les connecteurs et les prises de catégorie 5e sont spécialement conçus pour minimiser le déséquilibrage des impédances. Ce dernier aussi peut provenir d’une mauvaise fabrication des câbles.

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4.2.3 Sources de bruit sur les médias en cuivre Voir la discussion précédente relative à la loi de Faraday sur l’induction et les origines de la diaphonie, à la section 4.1.7.

4.2.4 Types de diaphonies En quoi est-ce important ? Le câblage est devenu plus complexe. Par exemple, les câbles étaient auparavant coaxiaux avec un seul conducteur central et une seule gaine, puis ils sont devenus des câbles à paires torsadées non blindées (UTP), comprenant huit fils torsadés dans quatre paires. Le débit des données a augmenté. Les versions en cuivre d’Ethernet sont devenues 100 fois plus rapides, de 10BASE-T à Gigabit Ethernet. Les utilisateurs découvrent que les problèmes de leurs supports de transmission physique et de la couche 1 sont devenus de plus en plus complexes, et plus particulièrement davantage dus au bruit et aux défauts de câblage. Les installations de câblage qui fonctionnaient bien à 10 Mbits/s sont devenues peu performantes ou tout simplement non opérationnelles à 1 000 Mbits/s. Pour habiliter le câble afin d’assurer son fonctionnement au débit de données spécifié, un nombre croissant de tests sont nécessaires pour garantir le bon fonctionnement du système.

Il faut prêter attention aux diaphonies, sinon, les systèmes ne fonctionneront pas. Les étudiants n’ont pas l’obligation de maîtriser les types spécifiques de diaphonie. Cependant, ils doivent la considérer comme normale et comme un élément à prendre en compte. Pour les étudiants, les messages à retenir sont de respecter l’isolation du câble, de torsader autant que possible les fils et de maintenir les fils dans le bon ordre. Les étudiants doivent également rechercher les éventuels dégradations des prises et des ports, ainsi que suivre les pratiques du câblage structuré.

Le schéma du rapport atténuation-diaphonie est essentiel à la préparation des étudiants aux chapitres 4.1 et 4.2. Ce sujet sort toutefois du programme de ce cours. Pour en savoir plus, accédez au site Web de Fluke à l’adresse http://www.flukenetworks.com/.

4.2.5 Normes de test des câbles Il est à noter que les normes de câblage ANSI/TIA/EIA-568-A ont été remplacées par les normes ANSI/TIA/EIA-568-B : B.1, B.2, B.3 et d’autres addenda. Il s’agit de normes complètes sur les câbles en cuivre et à fibre optique. Envisagez de demander aux étudiants de faire des recherches sur les normes de câblage applicables à leur pays ou à leur région.

Les liens suivants permettent d’accéder à diverses ressources sur le câblage structuré :

http://www.flukenetworks.com/

http://www.ieee.org

http://www.tiaonline.org

http://www.iso.org/

http://www.linktionary.com/linktionary.html

http://www.siemon.com/us/

http://www.netday.org

http://www.panduit.com/

4.2.6 Autres paramètres de tests Rappelez aux étudiants qu’un câble doit passer tout un ensemble de tests avant d’être certifié Gigabit Ethernet.

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4.2.7 Paramètres basés sur le temps Le TP facultatif sur la longueur des câbles de la section 4.2.9 peut également être effectué ici. Les étudiants risquent de poser des questions sur le TDR, puisqu’il s’agit d’un concept abstrait qui nécessite une explication graphique non intégrée à la version du présent cours. Le TDR, parfois appelé détecteur de câble, fonctionne de la même manière pour les câbles électriques et optiques. L’idée de base consiste à envoyer une impulsion électrique ou optique. L’impulsion peut se propager dans le câble. Elle peut y rencontrer différentes entités, telles que des discontinuités à des points de connexion, à des épissures ou à l’extrémité du câble. Des entités prévues et indésirables jouent le rôle de discontinuités et engendrent la réflexion d’une partie de l’énergie de l’impulsion incidente. Ces réflexions reviennent se propager vers l’appareil de test. La distance parcourue est égale au débit multiplié par le temps écoulé. Le débit mesure le temps écoulé entre le moment où l’impulsion est envoyée et celui où la réflexion est détectée. Il est alors possible de calculer la distance jusqu’à l’entité ou le problème du câble.

4.2.8 Test des médias à fibre optique Là encore, vous pouvez inviter un installateur local pour faire la démonstration de ces tests. Reportez-vous à la section 3.2.10. Demandez aux étudiants de se renseigner sur le matériel de test optique Fluke Networks à l’adresse http://www.flukenetworks.com.

4.2 9 Nouvelle norme Cette section comporte cinq TP, mais un seul d’entre eux est obligatoire. Effectuez le TP obligatoire « TP 4.2.9a Testeur de câble Fluke 620 – Schéma de câblage », à l’aide du matériel disponible. Ce TP constitue une bonne révision des problèmes de câblage étudiés dans le cadre des modules 3 et 4. Il permet de faire prendre conscience aux étudiants de certaines erreurs de câblage très courantes. La réalisation des quatre autres TP facultatifs dépend de l’équipement et du temps dont vous disposez. Deux des quatre TP sont plus poussés et utilisent le matériel Fluke 620 ou équivalent. Les deux derniers TP utilisent le nouveau matériel Fluke LinkRunner ou équivalent. Même si l’établissement ne possède pas de LinkRunner, ce qui sera probablement le cas, les étudiants sont encouragés à examiner les fonctions de cet appareil sur le site http://www.flukenetworks.com/us/LAN/Handheld+Testers/LinkRunner/Overview.htm. Les fonctions du LinkRunner constituent un bon résumé des types de problèmes de dépannage auxquels les étudiants CCNA seront confrontés sur leur lieu de travail.

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Résumé du module 4 Avant de passer au module 5, les étudiants doivent être en mesure d’effectuer des tests élémentaires de la qualité des câbles. Ils doivent connaître la terminologie propre au test des câbles en cuivre et des câbles optiques, ainsi que l'équipement de base utilisé à ces fins. Ils doivent être capables de donner une description qualitative de la manière dont le test des câbles basé sur la fréquence est lié aux LAN à haut débit.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus, ainsi que l’examen en ligne du module 4. Demandez aux étudiants de résoudre des problèmes qui impliquent l’utilisation des calculatrices Flash du module.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Les ondes sont de l’énergie qui circule d’un endroit à l’autre et sont provoquées par des perturbations. Elles ont toutes des propriétés communes, telles que l’amplitude, la période et la fréquence.

• Les ondes sinusoïdales sont des fonctions périodiques, variant continuellement en fonction du temps. Les signaux analogiques sont semblables à des ondes sinusoïdales.

• Les ondes carrées sont des fonctions périodiques dont les valeurs restent constantes durant un certain temps avant de changer brusquement. Les signaux numériques sont semblables à des ondes carrées.

• Les exposants sont utilisés pour représenter des nombres très grands ou très petits. Un nombre élevé à une puissance positive est égal à ce nombre multiplié par lui-même autant de fois que l’indique l’exposant. Par exemple, 103 = 10 x 10 x 10 = 1 000.

• Les logarithmes fonctionnent de la même manière que les exposants. Le logarithme de base 10 d’un nombre est égal à la puissance à laquelle il faut élever 10 pour obtenir le nombre. Par exemple, log10 1000 = 3 car 103 = 1 000.

• Les décibels permettent de mesurer le gain ou la perte (atténuation) de puissance d’un signal. Les valeurs négatives représentent des pertes, et les valeurs positives, des gains.

• L’analyse dans le domaine temporel est la représentation graphique de la tension, ou du courant, dans le temps, obtenue à l’aide d’un oscilloscope. L’analyse dans le domaine de fréquence est la représentation graphique de la tension, ou de la puissance, selon la fréquence, obtenue à l’aide d’un analyseur de spectre.

• Des signaux parasites dans un système de communication sont appelés bruit. Le bruit provient des autres câbles, des interférences radioélectriques (RFI) et des interférences électromagnétiques (EMI). Le bruit blanc affecte toutes les fréquences, tandis que les interférences à bande étroite affectent uniquement un certains sous-ensemble de fréquences.

• La bande passante analogique est la plage de fréquences de certaines transmissions analogiques (télévision, radio FM, etc.).

• La bande passante numérique mesure la quantité de données pouvant circuler d’un endroit à un autre pendant une période donnée. Elle s’exprime en plusieurs multiples de bits par seconde.

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• La plupart des problèmes du réseau LAN se produisent au niveau de la couche physique. La seule manière d’empêcher, ou de résoudre, ces problèmes implique d’utiliser des testeurs de câble.

• Un câblage correctement installé et conforme aux normes augmente la fiabilité et les performances du LAN.

• Les médias en cuivre sont disponibles en version blindée ou non blindée. Un câble non blindé est davantage enclin au bruit.

• La dégradation d’un signal est due à des facteurs tels que le bruit, l’atténuation, le déséquilibrage des impédances et plusieurs types de diaphonies. Ces facteurs engendrent la dégradation des performances du réseau.

• La norme TIA/EIA-568-B préconise dix tests à faire passer à un câble en cuivre s’il doit être utilisé sur des LAN Ethernet modernes à haut débit.

• Les câbles à fibre optique doivent également être testés selon les normes applicables aux réseaux.

• Les câbles de catégorie 6 requièrent des normes de tests de fréquence plus sévères que les câbles de catégorie 5.

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Module 5 : Câblage des réseaux LAN et WAN

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 5, prêtez une attention particulière au rythme et à la préparation. Ce module doit être l’un des points forts du cours. Les étudiants appliquent ce qu’ils ont appris de la terminologie et des médias réseau à la construction de réseaux LAN et WAN simples. En plus de l’adressage IP, ce module est le noyau du programme CCNA 1.

Avertissement relatif au module 5

Il s’agit du module contenant le plus de TP du programme CCNA 1, ce qui implique beaucoup de préparation. Des PC, des câbles (droits, croisés, console, série ETCD et ETTD), des concentrateurs, des commutateurs et des routeurs sont utilisés dans le cadre d’un ensemble de TP obligatoires. Pour ce module, les étudiants doivent maîtriser l’interconnexion des équipements de réseau Cisco. Notez que les routeurs sont à présent obligatoires pour enseigner le programme CCNA 1. Les académies dont le rapport entre le nombre d’étudiants et le nombre d’équipements est élevé doivent planifier soigneusement les TP. Malgré ces difficultés, les étudiants ne doivent pas être privés de ces activités pratiques. Elles sont vitales pour le développement des concepts et des compétences. Selon l’Académie, il peut s’agir de l’unique opportunité qu’ont les étudiants de câbler un réseau.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Identifier les caractéristiques des réseaux Ethernet.

• Identifier les câbles droits, croisés et à paires inversées.

• Décrire la fonction, les avantages et les inconvénients des répéteurs, des concentrateurs, des ponts, des commutateurs et des composants réseau sans fil.

• Décrire la fonction des réseaux d’égal à égal.

• Décrire la fonction, les avantages et les inconvénients des réseaux client-serveur.

• Décrire et différencier les connexions WAN série, RNIS, DSL et modem câble.

• Identifier les ports série, les câbles et les connecteurs des routeurs.

• Identifier et décrire l’emplacement de l’équipement utilisé dans les différentes configurations WAN.

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5.1 Câblage des réseaux LAN TP obligatoires : 5.1.4, 5.1.12, 5.1.13a et 5.1.13b

TP facultatifs : 5.1.7 et 5.1.10

Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif du cours : Description des problèmes physiques et de topologie associés au câblage des LAN les plus courants

Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être capables de mettre en place des petits réseaux LAN à l’aide de PC, de concentrateurs, de commutateurs et de câbles.

5.1.1 Couche physique des réseaux LAN Notez que, ici, Ethernet est une famille de technologies, qui présente des différences à la fois dans les couches physique et liaison de données, notamment les médias. Les technologies Token Ring et FDDI sont uniquement mentionnées pour comparer les réseaux LAN à Ethernet.

5.1.2 Ethernet dans le campus Expliquez que l’assertion « 10 Mbits/s permettent d’obtenir des performances satisfaisantes » n’est plus vraie. Il n’y a pas si longtemps que ça, un disque dur de 20 Mo était considéré comme très volumineux et 64 Mo de RAM permettaient aux logiciels de s’exécuter rapidement. Insistez sur le fait que les performances dépendent des applications utilisées, des tâches exécutées et des attentes des utilisateurs.

5.1.3 Besoins en médias et connecteurs Ethernet Les étudiants ne sont pas obligés de mémoriser le graphique. Il s’agit en fait d’un aperçu du module 7. Veillez à attirer l’attention sur le fait que les différents types Ethernet (tous des technologies LAN IEEE 802.3) utilisent des médias différents, ont des connecteurs différents et font l’objet de limitations de distance différentes.

5.1.4 Médias de connexion Faites circuler, dans la classe, les concentrateurs, les commutateurs et les routeurs, ou demandez aux étudiants de s’approcher pour leur montrer les types de connexions existant sur chaque équipement. Faites la différence entre les connexions habituellement utilisées pour les réseaux LAN et pour les réseaux WAN.

5.1.5 Mise en œuvre UTP Faites appel aux connaissances acquises sur la fabrication des câbles à la section 3.1.9. Il est primordial que les étudiants soient capables d’identifier les câbles physiquement et de les utiliser à bon escient. Créez de nouveau un réseau comportant les trois types de câble UTP. Si possible, tirez un câble de branchement en classe afin de connecter un PC à l’équipement et de le raccorder à une plaque. Un faux mur peut également convenir parfaitement. Après l’investissement initial, l’acquisition de deux nouveaux morceaux de cloison sèche pour le semestre suivant s’avère peu coûteuse.

Ce TP est obligatoire. Il est primordial que les étudiants comprennent les problèmes de connexion physique de bout en bout. Ce TP permet également d’acquérir des compétences utiles pour le raccordement de câbles dans des panneaux de brassage. Soulignez le besoin

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d’effectuer des raccordements de qualité, au risque de voir apparaître les problèmes de bruit étudiés dans le module 4.

À ce stade, les professeurs doivent envisager d’effectuer l’étude de cas et le projet d’installation de câblage structuré obligatoires. Toutefois, les professeurs locaux ont la totale liberté du moment et de la forme. À ce stade du cours, les étudiants ont acquis une partie des compétences de base. Il est conseillé d’envisager de leur donner d’autres occasions de pratiquer le câblage. Des informations supplémentaires sont présentées sur l’étude de cas en annexe, à la suite du module 11.

5.1.6 Répéteurs Demandez au département informatique d’organiser une visite de l’établissement et de présenter les divers équipements traités dans les sections allant de 5.1.6 à 5.1.10. Veillez à montrer les routeurs également. Le dessin des symboles de réseau doit être approfondi. Dans le modèle OSI, les répéteurs sont des équipements de couche 1. En termes de PDU, les répéteurs traitent les bits conformément à l’algorithme de répétition. Tous les signaux détectés par les répéteurs sur le port entrant sont répétés au port sortant. Envisagez d’avoir recours à des activités kinesthésiques et à des jeux de rôle afin de représenter les algorithmes de l’équipement, en commençant par le répéteur.

5.1.7 Concentrateurs À l’aide d’un concentrateur, interconnectez plusieurs PC et générez un trafic significatif. Déterminez le temps nécessaire pour transférer un fichier volumineux lorsque peu d’hôtes sont connectés, puis lorsque de nombreux hôtes sont connectés. Faites circuler, dans le classe, les concentrateurs afin que les étudiants les examinent. Définissez les concentrateurs comme des répéteurs multiports. Encore une fois, insistez sur le dessin des symboles de réseau. Le TP « Achat de concentrateurs et de cartes réseau » est facultatif. Dans le modèle OSI, les concentrateurs sont des équipements de couche 1. En termes de PDU, les concentrateurs traitent les bits conformément à l’algorithme de répétition. Les concentrateurs répètent tous les signaux détectés sur le port entrant à tous les ports, excepté le port entrant. Les étudiants peuvent tracer un organigramme simple représentant l’algorithme de l’équipement. Envisagez d’avoir recours à des activités kinesthésiques et à des jeux de rôle afin de représenter les algorithmes de l’équipement, en continuant avec le concentrateur.

5.1.8 Sans fil Faites circuler dans la classe tous les équipements sans fil disponibles afin que les étudiants les examinent. De nos jours, les réseaux sans fil deviennent de plus en plus omniprésents en tant qu’extensions des réseaux LAN câblés.

5.1.9 Ponts Le dessin des symboles de réseau doit être approfondi. Dans le modèle OSI, les ponts sont des équipements de couche 2. Notez que tous les équipements de couche 2 doivent également fonctionner au niveau de la couche 1. Prenez le temps d’insister sur la logique des ponts. Ce sujet sera de nouveau abordé dans le module 8. En termes de PDU, les ponts traitent les trames conformément à l’algorithme de pontage appliqué aux ports du pont. Les ponts acheminent le trafic non local et inconnu lorsqu’il est défini par des adresses MAC. Ils acheminent également tous les broadcasts de couche 2, mais pas les trames avec des adresses MAC locales. Les étudiants peuvent tracer un organigramme simple représentant l’algorithme de l’équipement. Envisagez d’avoir recours à des activités kinesthésiques et à des jeux de rôle afin de représenter les algorithmes de l’équipement, en continuant avec le pont.

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5.1.10 Commutateurs Reprenez la démonstration du concentrateur de la section 5.1.7 avec un commutateur. Montrez à quel point le temps de transfert du fichier diminue. Définissez les commutateurs comme des ponts multiports. Le dessin des symboles de réseau doit être approfondi. Dans le modèle OSI, les commutateurs sont des équipements de couche 2. Notez que tous les équipements de couche 2 doivent également fonctionner au niveau de la couche 1. Prenez le temps d’insister sur la logique des commutateurs. Ce sujet sera de nouveau abordé dans le module 8. En termes de PDU, les commutateurs traitent les trames conformément à l’algorithme de pontage appliqué aux ports du commutateur. Ce processus est appelé microsegmentation. Les étudiants peuvent tracer un organigramme simple représentant l’algorithme de l’équipement. Envisagez d’avoir recours à des activités kinesthésiques et à des jeux de rôle afin de représenter les algorithmes de l’équipement, en continuant avec le commutateur. Le TP « Achat de commutateurs LAN » est facultatif, mais il s’avère utile pour faire découvrir aux étudiants le monde réel de la commutation.

5.1.11 Connectivité d’hôte Soulignez l’importance de l’utilisation d’une carte réseau adéquate et d’une installation correcte. Dans le modèle OSI, les cartes réseau sont des équipements de couche 2. Notez que tous les équipements de couche 2 doivent également fonctionner au niveau de la couche 1.

5.1.12 Réseaux d’égal à égal La section 2.2.5 du programme CCNA 1 v2.1.4 est utile. Envisagez de configurer deux ou trois stations de travail et mettez en place une démonstration de réseau d’égal à égal sous Windows. Le TP « Création d’un réseau d’égal à égal » est obligatoire. Il s’agit du premier TP d’une série axée sur la création d’un réseau. Cette série permet aux étudiants de maîtriser l’interconnexion des équipements. Le présent TP et les suivants correspondent à des compétences essentielles pour les définitions WWE, ILSG et professionnelles du programme CCNA. Les TP de création d’un réseau sont primordiaux pour le développement cognitif et personnel des étudiants dans le domaine des réseaux.

5.1.13 Réseau client-serveur Il s’agit d’un autre domaine pour lequel vous devez faire appel à des sources externes. Du personnel du département informatique pourrait passer un peu de temps à parler aux étudiants du réseau de l’établissement et des relations client-serveur.

Les TP « Création d’un réseau à l’aide d’un concentrateur » et « Création d’un réseau à l’aide d’un commutateur » sont obligatoires. Les professeurs sont, comme toujours, libres d’associer les TP et de décider du temps qui leur est consacré afin de mieux servir leurs étudiants.

5.2 Câblage des réseaux WAN TP obligatoires : 5.2.3a, 5.2.3b, 5.2.3c et 5.2.7

TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3 et 5.2.7

Sections de cours facultatives : 5.2.4, 5.2.5 et 5.2.6

Objectif du cours : Description des problèmes physiques associés au câblage des équipements réseau en vue d’un fonctionnement sur une liaison WAN

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Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être capables de mettre en place des petits réseaux LAN et WAN à l’aide de PC, de concentrateurs, de commutateurs, de routeurs et de câbles. Ils doivent également pouvoir établir des connexions console aux équipements. Les étudiants doivent résoudre des problèmes de couche 1 simples sur ces petits réseaux LAN et WAN.

5.2.1 Couche physique WAN Pour commencer, demandez aux étudiants de comparer et de différencier les normes et les connexions LAN aux normes et aux connexions WAN. Il s’agit d’un aperçu du programme CCNA 4.

5.2.2 Connexions série WAN Pour les étudiants, il s’agit d’une section importante pour la compréhension de la connectivité et des limites. Passez le temps nécessaire sur la figure 2. Faites circuler, dans la classe, des modems, des câbles modem et des câbles série afin que les étudiants les examinent. Soulignez la différence entre les équipements ETCD et ETTD. Expliquez aux étudiants qu’ils ne vont pas utiliser une unité CSU/DSU, mais qu’ils vont plutôt connecter le câble ETCD directement au câble ETTD. Si vous disposez d’une unité CSU/DSU, montrez-leur comment les connexions série seraient effectuées.

5.2.3 Routeurs et connexions série Cette section extrêmement importante contient beaucoup trop d’informations. Pour commencer, il peut s’avérer approprié de souligner aux étudiants que les routeurs connectent les réseaux. Les routeurs permettent de créer des réseaux de réseaux, également appelés interréseaux. À la fin des années 90, alors que l’utilisation d’Internet augmentait rapidement, le mot « interréseau » permettait de faire une différence avec les réseaux LAN. Aujourd’hui, le mot « réseau » est utilisé de façon presque universelle. Il englobe les routeurs, le routage, les réseaux WAN et l’interconnexion de réseaux.

Dessinez plusieurs topologies de routeurs au tableau et demandez aux étudiants de déterminer le nombre de réseaux qui y figurent, puis d’identifier les réseaux LAN et les réseaux WAN. Ceci permet de définir la fonction des routeurs et de montrer leurs interfaces, ainsi que le câblage adéquat correspondant. Si possible, faites passer des routeurs. Expliquez comment identifier physiquement les câbles ETCD et ETTD à l’aide des marques qu’ils présentent, des broches ou du genre (femelle ou mâle) des connecteurs.

Les TP obligatoires « Connexion des interfaces LAN d'un routeur », « Création d’un réseau WAN routé de base » et « Dépannage d’équipements interconnectés » sont les trois TP les plus importants de ce cours. Les étudiants y apprennent à créer la topologie à deux routeurs du programme CCNA 2.

Les étudiants commettront des erreurs en créant les réseaux. À ce stade du cursus en quatre semestres, les erreurs de câblage sont admises. Le dépannage peut se montrer difficile à apprendre et nécessite beaucoup de pratique. Aidez les étudiants à résoudre les problèmes. Expliquez-leur que le dépannage implique de rechercher des indications, de raisonner de façon logique et de tout décrire. Demandez aux étudiants de déterminer ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas. Vous devez les encourager à décrire ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas, ainsi que les tentatives qu’ils effectuent.

À ce stade, les étudiants ne disposent que de quelques outils de dépannage, mais ils doivent savoir comment les utiliser correctement. Les voyants de liaison et les requêtes ping constituent leurs outils de base. En cas de coupure, les étudiants ont tendance à envoyer des requêtes ping partout d’une manière non séquentielle. Cette façon de procéder est une perte

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de temps et elle ne se concentre pas sur le problème. Expliquez qu’en cas de dysfonctionnement, l’envoi de requêtes ping doit être effectué en premier lieu vers l’interface la plus proche. Si cela fonctionne, il faut alors envoyer une requête ping à l’interface suivante la plus proche, puis passer à la suivante encore plus distante. Il arrive un moment où l’une des interfaces ne fonctionne pas, ce qui permet de localiser plus précisément le problème. Expliquez également qu’il peut exister plusieurs problèmes. Dans ce cas, il est nécessaire de localiser un problème à la fois et de le résoudre, puis de localiser le suivant et de le résoudre, jusqu’à ce que tout fonctionne correctement.

Pour envoyer une requête ping à un routeur, il est nécessaire de le configurer. Cependant, la configuration du routeur n’est pas un sujet du programme CCNA 1. Faites en sorte que les configurations du routeur permettent aux étudiants d’activer les interfaces et d’exécuter RIP.

5.2.4 Routeurs et connexions RNIS BRI Cette section fait mieux prendre conscience aux étudiants que toutes les connexions, tous les connecteurs et toutes les prises ne sont pas identiques. En fonction du pays, les étudiants ont peut-être déjà vu des connexions RNIS domestiques.

5.2.5 Routeurs et connexions DSL Cette section fait mieux prendre conscience aux étudiants que toutes les connexions, tous les connecteurs et toutes les prises ne sont pas identiques. En fonction du pays, les étudiants ont peut-être déjà vu des connexions DSL domestiques.

5.2.6 Routeurs et connexions par câble Cette section fait mieux prendre conscience aux étudiants que toutes les connexions, tous les connecteurs et toutes les prises ne sont pas identiques. En fonction du pays, les étudiants ont peut-être déjà vu des connexions domestiques par modem câble.

5.2.7 Configuration des connexions console Le TP « Établissement d’une connexion console avec un routeur ou un commutateur » est obligatoire. Ce TP fait appel aux travaux pratiques précédents dans lesquels les étudiants ont fabriqué des câbles console. Il s’agit d’une préparation au programme CCNA 2.

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Résumé du module 5 Avant de passer au module 6, les étudiants doivent maîtriser le câblage des réseaux. Rappelez-leur qu’ils viennent de créer plusieurs petits réseaux LAN et un modèle de réseau WAN simulé.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus ainsi que l’examen en ligne du module 5. Créez un type d’évaluation des compétences pour renforcer la capacité des étudiants à câbler correctement un réseau. Les étudiants doivent maîtriser cette compétence à ce stade du cursus.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Une carte réseau est nécessaire à l’ordinateur pour envoyer des informations au réseau et en recevoir de celui-ci.

• Un câble croisé permet de relier deux équipements similaires, tels que deux commutateurs, deux routeurs, deux PC et deux concentrateurs.

• Un câble droit sert à relier deux équipements différents, ce qui est le cas des connexions entre un commutateur et un routeur, un commutateur et un PC ou un concentrateur et un routeur.

• Il existe deux types principaux de réseau LAN, d'égal à égal et client-serveur.

• Les réseaux WAN font appel à la transmission série. Les types de connexion WAN comprennent RNIS, DSL et les modems câble.

• Un routeur correspond généralement à l’équipement ETTD et il nécessite un câble série pour se connecter à un équipement ETCD tel qu’une unité CSU/DSU.

• La connexion RNIS BRI possède deux types d’interface : les interfaces S/T et les interfaces U. Pour relier le port RNIS BRI à l’équipement de l’opérateur télécom, il convient d’utiliser un câble droit à paire torsadée non blindée (UTP) de catégorie 5 avec des connecteurs RJ-45.

• On utilise un cordon de téléphone et un connecteur RJ-11 pour raccorder un routeur dans le cas du service DSL.

• Un câble coaxial et un connecteur BNC permettent de connecter un routeur en vue d’un accès par le câble.

• Un câble à paires inversées permet de connecter un terminal au port console d’une unité d’interconnexion de réseaux.

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Module 6 : Notions de base sur Ethernet

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 6, mettez l’accent sur deux représentations graphiques. Dans un premier temps, différenciez à plusieurs reprises les couches Ethernet et le modèle OSI. Ensuite, attirez l’attention sur la structure de trame Ethernet IEEE 802.3.

Avertissement relatif au module 6

Plusieurs des principaux concepts, notamment la synchronisation, l'espacement intertrame, la réémission temporisée, le mode duplex et l'autonégociation, sont abstraits et difficiles à maîtriser. Malheureusement, à ces difficultés s’ajoute un manque relatif de graphiques. Les prochains documents pédagogiques y remédieront, mais pour le moment, envisagez de dessiner des schémas pour aider les étudiants à visualiser les concepts du module.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Décrire les notions de base de la technologie Ethernet.

• Expliquer les règles d’attribution de noms de la technologie Ethernet.

• Définir la manière dont la technologie Ethernet et le modèle OSI interagissent.

• Décrire le processus de verrouillage de trame et la structure de trame Ethernet.

• Lister les noms des champs des trames Ethernet et leur fonction.

• Identifier les caractéristiques de CSMA/CD.

• Décrire les principaux aspects de la synchronisation, de l’espacement intertrame et de la réémission temporisée après une collision.

• Définir les erreurs et les collisions Ethernet.

• Expliquer le concept d’autonégociation en fonction de la vitesse et du mode duplex configuré.

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6.1 Notions de base sur Ethernet TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 6.1.2, 6.1.3 et 6.1.7 Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Comparaison des principales caractéristiques des environnements LAN Objectif du cours : Explication des concepts fondamentaux associés à la technique d'accès au média Ethernet Connaissances pratiques : aucune

6.1.1 Introduction à Ethernet Cette section est présentée pour des raisons essentiellement contextuelles. Cependant, il est possible de comparer l’analogie des îles Hawaï en tant que « stations » et l’atmosphère en tant que médium partagé aux « stations » de carte réseau Ethernet sur un médium coaxial partagé. Il peut s’avérer judicieux d’aborder la question de l’origine du mot Ethernet. L’histoire précise est racontée sur le site http://www.ethermanage.com/ethernet/ethername.html.

6.1.2 Règles d’attribution de noms Ethernet par l’IEEE Cette section se rapporte aux sections 2.1.3, 2.1.4, 3.1.6, 3.1.9, 4.2.5, 4.2.9 et allant de 5.1.1 à 5.1.13. Par conséquent, les étudiants doivent déjà avoir largement entendu parlé de la technologie Ethernet et être en mesure de faire appel à leurs connaissances déjà acquises. Utilisez les modules 6 et 7 pour leur faire atteindre un niveau plus poussé. Cette section s’étend sur les conventions d’attribution de noms précédemment étudiées dans le cadre du cours. Demandez aux étudiants de consulter leurs journaux techniques pour vérifier leurs notes et approfondir l’explication.

Remarque : Il est important d’inculquer aux étudiants le caractère nécessaire d’une documentation complète et précise. Les professeurs doivent également tenir un journal technique et l’utiliser en classe. Demandez aux étudiants de visiter le site de Charles Spurgeon sur Ethernet à l’adresse http://www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html.

6.1.3 Ethernet et le modèle OSI Expliquez que chaque couche de la source ne s’adresse pas uniquement à la couche correspondante de la destination située directement en face. Tout le trafic est transmis à la couche physique de la source, puis dans le médium. Il est traité par tous les équipements réseau intermédiaires, puis il passe par les couches de la destination.

La figure 1 peut porter à confusion. Le support de transmission physique n’est pas une autre couche dans le modèle OSI. Techniquement, il existe en dehors du modèle OSI. La couche 1 du modèle OSI gère en fait les éléments spécifiques liés à la manière dont la carte réseau dialogue avec le support de transmission physique, les connecteurs et les signaux. Ainsi, les spécifications IEEE régissent la couche 2 du modèle OSI, la couche 1 du modèle OSI et le support de transmission physique qui se trouve en dehors du modèle OSI.

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La figure 5 nécessite une étude attentive. Afin de disposer d’une interface commune entre les différentes technologies LAN et la couche réseau, IEEE spécifie le contrôle de lien logique (LLC). Cette partie de la couche 2 est commune à toutes les spécifications IEEE LAN et MAN. Viennent ensuite les détails de la couche physique au niveau de la couche 1 du modèle OSI et ceux du support de transmission physique.

6.1.4 Attribution de noms Envisagez d’avoir recours à une activité qui permette aux étudiants de rassembler des noms de fabricants et des identificateurs. Identifiez l’organisation mondiale qui veille à l’unicité des adresses MAC. Les étudiants peuvent trouver d’autres informations intéressantes dans le livre, en anglais, de Radia Perlman, intitulé Interconnections, Second Edition: Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols, 1999, Addison-Wesley, ISBN 0201634481. Cet ouvrage comprend une analyse de l’attribution des noms d’ordinateurs dans un réseau LAN.

Demandez aux étudiants d’imaginer un réseau LAN sur lequel seules des adresses MAC sont utilisées. Parlez des points forts, tels que la simplicité de l’adressage. Abordez ensuite les points faibles, tels que les difficultés que rencontre un système d'adressage linéaire pour évoluer à mesure que le nombre de stations augmente. Reportez-vous à la section LO 1.2 sur les nombres hexadécimaux. Expliquez que les adresses MAC, à l’instar des espaces d’adressage linéaire, sont similaires à des numéros de sécurité sociale.

6.1.5 Verrouillage de trame de couche 2 Il s’agit d’une section extrêmement importante en termes de développement cognitif et d’acquisition de concepts. Les flux de bits, ou de PDU de couche 1 OSI, ont besoin d’une structure pour que les trames de la couche 2 OSI puissent être utilisées. La trame générique est présentée afin de souligner le fait que, si toutes les trames ne sont pas des trames Ethernet, elles ont généralement toutes besoin d’informations similaires pour exécuter leurs fonctions sur un réseau LAN. Rappelez aux étudiants qu’il existe un TP sur le système de

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communication (3.1.9a) car ils risquent d’avoir inventé des structures de tramage approximatives.

6.1.6 Structure de trame Ethernet Ethernet peut signifier des vitesses de 10, 100, 1000 ou 10 000 Mbits/s. Cette technologie utilise des câbles coaxiaux épais ou fins, des câbles UTP ou des câbles à fibre multimode ou monomode. L’un des points communs à toutes les formes d’Ethernet est la structure de trame. C’est ce qui permet aux différents types d’Ethernet de fonctionner ensemble.

6.1.7 Champs des trames Ethernet Expliquez brièvement la différence entre les deux trames, puis concentrez-vous uniquement sur la trame 802.3. Il est primordial que les étudiants étudient cette trame attentivement. En anticipation des prochains cours, utilisez la trame Ethernet, le paquet IP et le segment TCP en tant que représentations graphiques tout au long des quatre semestres du cursus CCNA.

6.2 Fonctionnement d’Ethernet TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 6.2.1, 6.2.2 et 6.2.10

Sections de cours facultatives : 6.2.3, 6.2.4, 6.2.5, 6.2.6, 6.2.7 et 6.2.8

Objectif de la certification : Comparaison des principales caractéristiques des environnements LAN

Objectif du cours : Explication des méthodes de détection des collisions et des concepts associés à l’autonégociation dans un système Ethernet

Connaissances pratiques : aucune

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6.2.1 MAC Il existe une variété d’activités divertissantes permettant de comparer les règles d’accès des médias Token Ring à Ethernet. Demandez aux étudiants de s’écrire des messages et de former un cercle. Fabriquez un « bâton d’orateur », ou jeton. À mesure que le jeton est transmis, l’étudiant qui a un message à envoyer peut le faire si le jeton est en sa possession. Un seul message est envoyé à la fois. Cette démonstration illustre la manière dont les collisions fonctionnement sur Token Ring. Le « message » ne peut pas sortir en raison des interférences ou de l’incapacité à transmettre le papier.

6.2.2 Règles MAC et détection de collision/réémission temporisée Présentez les domaines de collision. Dessinez différentes topologies au tableau. Demandez aux étudiants d’identifier le nombre de réseaux, le nombre de LAN, le nombre de WAN et le nombre de domaines de collision. Insistez sur les équipements qui créent de nouveaux domaines de collision. Parfois, il est difficile de se rendre compte qu’un plus grand nombre de domaines de collision plus petits est préférable à un seul domaine de collision de plus grande taille. Envisagez d’avoir recours à une activité kinesthésique ou à un jeu de rôle pour représenter l’algorithme CSMA/CD.

6.2.3 Synchronisation Ethernet Cette section devrait inclure la formule simple : 1/bande passante = durée d’un bit, mais ce n’est pas le cas. Par exemple, 1/10 000 000 bits/seconde = 0,000001 seconde/par bit pour des réseaux Ethernet à 10 Mbits/s. Cette relation constitue véritablement l’aspect le plus important de cette section. Le concept de la tranche de temps est nécessaire pour prendre en compte la taille physique du réseau et le délai de propagation. Il peut s’avérer utile de convertir certaines parties de cette section essentiellement textuelle en chronogrammes, afin d’aider les étudiants. Des documents pédagogiques supplémentaires seront créés.

6.2.4 Espacement intertrame et réémission temporisée Il peut s’avérer utile de convertir certaines parties de cette section essentiellement textuelle en chronogrammes afin d’aider les étudiants. Des documents pédagogiques supplémentaires seront créés.

6.2.5 Traitement des erreurs Les collisions sont une partie naturelle du fonctionnement d’Ethernet. Ce sont les collisions excessives qui posent problème. La plupart des collisions rencontrées sur les réseaux Ethernet modernes sont à présent évitées à l’aide des connexions full duplex. Les collisions, ainsi que les techniques et les équipements utilisés pour les gérer, jouent un rôle important dans la compréhension d’Ethernet.

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6.2.6 Types de collisions Cette section constitue une bonne révision de la trame Ethernet. Les collisions de signal physique sont possibles sur les réseaux 10BASE5 et 10BASE2. Elles sont également possibles au sein de certains concentrateurs 10BASE-T qui jouent le rôle d’une topologie en bus de façon interne. Cependant, la plupart des technologies Ethernet cuivre utilisent des paires de fils distincts pour la transmission et la réception au sein du câble UTP. Dans ce cas, les collisions sont définies comme une activité simultanée sur les circuits de transmission et de réception. Les paramètres du mode full duplex annulent cet effet. Le mode full duplex est le mode de fonctionnement de la plupart des nouvelles installations Ethernet.

6.2.7 Erreurs Ethernet Cette section introduit de nouveaux termes. Cependant, le point essentiel ici est le suivant : bien que, dans la majorité des cas, Ethernet fonctionne bien, ces erreurs constituent des symptômes réels.

6.2.8 Séquence de contrôle de trame et au-delà Prenez le temps de revoir le concept de la séquence de contrôle de trame sous l’angle d’un bordereau. Envisagez d’avoir recours à une activité kinesthésique ou à un jeu de rôle. Cette section et la suivante peuvent s’avérer relativement difficiles. Toutefois, la compréhension de la séquence de contrôle de trame et de la taille de trame minimale/maximale est importante.

6.2.9 Autonégociation Ethernet Traiter ce sujet, quelque peu abstrait, même lors du premier cours, peut aider les étudiants à commencer à comprendre les problèmes de vitesse et de mode duplex d’Ethernet. Plusieurs points sont à souligner lors de l’enseignement de cette section. Tout d’abord, les réseaux sont activés par des signaux. Les impulsions de liaison rapide (FLP) sont un exemple de la manière dont le réseau utilise les impulsions pour rendre possible la synchronisation d’un ensemble de vitesses Ethernet différentes. Enfin, les problèmes d’autonégociation sont extrêmement courants.

6.2.10 Établissement de liaison et modes full duplex et half duplex Notez qu’en mode full duplex, 10BASE-T peut transporter 20 Mbits/s de données utilisateur outre la surcharge. De même, 100BASE-TX en mode full duplex peut transmettre 200 Mbits/s. Cependant, 1000BASE-T en mode full duplex peut uniquement transmettre 1 000 Mbits/s maximum, car le mode full duplex est déjà utilisé simultanément sur chaque paire de fils. Ceci engendre des collisions permanentes, qui sont décodées par des circuits d’interface sophistiqués. Malgré l’importance historique et conceptuelle de CSMA/CD, les connexions Ethernet d’aujourd’hui sont des connexions en mode full duplex commutées, qui jouent le rôle de liaisons point-à-point.

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Résumé du module 6 Avant de passer au module 7, les étudiants doivent connaître la trame Ethernet et être capables de décoder les conventions d’attribution de noms Ethernet. Les étudiants doivent être capables d’utiliser un vocabulaire étendu spécifique à Ethernet afin de décrire les collisions, les erreurs et l’autonégociation rencontrées sur les réseaux LAN Ethernet modernes.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus ainsi que l’examen en ligne du module 6. Envisagez de demander aux étudiants de dessiner un schéma représentant ce qu’ils ont compris des réseaux CSMA/CD et de l’autonégociation. Sur un schéma non légendé d’une trame Ethernet, les étudiants doivent être capables de porter les noms, les nombres d’octets et de brèves explications des champs des trames Ethernet.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Notions de base de la technologie Ethernet

• Règles d’attribution de noms de la technologie Ethernet

• Manière dont la technologie Ethernet et le modèle OSI interagissent

• Processus de verrouillage de trame et structure de trame Ethernet

• Noms des champs des trames Ethernet et leur objet

• Caractéristiques et fonction d’un réseau CSMA/CD

• Synchronisation Ethernet

• Espacement intertrame

• Algorithme de réémission temporisée après une collision

• Erreurs et collisions Ethernet

• Autonégociation en fonction de la vitesse et du mode duplex configuré

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Module 7 : Technologies Ethernet

Vue d’ensemble Faites savoir aux étudiants que la vitesse de la technologie Ethernet est passée de 10 à 10 000 Mbits/s, en moins d'une décennie. Mettez l’accent sur le fait que la structure de trame présente les mêmes caractéristiques à toutes les vitesses Ethernet. Ces similitudes permettent une excellente interopérabilité sur les interfaces Ethernet 10/100/1 000 Mbit/s.

Remarque : La plupart des connexions Ethernet en cuivre sont désormais en mode full duplex commuté, et la technologie Ethernet avec câblage en cuivre la plus rapide est 1000BASE-T.

La technologie 10 Gigabit Ethernet et les versions plus rapides utilisent essentiellement des fibres optiques. Il existe des considérations de base permettant d’orienter les règles architecturales d’Ethernet. La règle des 100 mètres dans le cas du cuivre et le compromis existant entre la distance et la bande passante dans le cas de la fibre en sont des exemples.

Avertissement relatif au module 7

Les faits et la terminologie abordés dans ce module risquent facilement de submerger les étudiants. Les schémas de codage présentés dans le cursus détaillent des caractéristiques importantes dans différentes variétés d’Ethernet. Leur complexité va au-delà des connaissances requises pour la certification. Par conséquent, les documents présentés s’avèrent utiles à titre d’informations de base. Les logiciels d’analyse de réseau et de protocole sont des outils efficaces, mais complexes. Pour les utiliser sans semer la confusion chez les étudiants, le professeur doit bien préparer son cours d’initiation à ces outils.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Comparer les technologies Ethernet 10BASE5, 10BASE2 et 10BASE-T.

• Définir le codage Manchester.

• Énumérer les facteurs qui affectent les délais d'un réseau Ethernet.

• Énumérer les paramètres du câblage 10BASE-T.

• Décrire les principales caractéristiques et variétés d'un réseau Ethernet 100 Mbits/s.

• Décrire l'évolution d'Ethernet.

• Expliquer les méthodes MAC, les formats de trame et le processus de transmission de Gigabit Ethernet.

• Décrire les utilisations de médias et de codage spécifiques avec la technologie Gigabit Ethernet.

• Identifier les broches et le câblage propres aux différentes mises en œuvre de Gigabit Ethernet.

• Comparer les technologies Gigabit et 10 Gigabit Ethernet.

• Présenter les considérations de base relatives à l'architecture des technologies Gigabit et 10 Gigabit Ethernet.

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7.1 Ethernet 10 Mbits/s et 100 Mbits/s TP obligatoires : 7.1.9a, 7.1.9b, 7.1.10a et 7.1.10b

TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 7.1.1, 7.1.4, 7.1.5, 7.1.6 et 7.1.7

Sections de cours facultatives : 7.1.2, 7.1.3, 7.1.8, 7.1.9 et toutes les sections qui se rapportent au codage

Objectif de la certification : Comparaison des technologies Gigabit et 10 Gigabit Ethernet.

Objectif du cours : Description de la structure et des technologies des systèmes réseau. Description des topologies de réseau et des problèmes physiques associés au câblage des LAN les plus courants.

Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être capables de décoder une onde Ethernet simple et de décrire, très simplement, l’utilisation des logiciels d’analyse de réseau et de protocole.

7.1.1 Ethernet 10 Mbits/s Passez en revue les normes présentées par la figure 1 avec les étudiants. À mesure que vous présentez les versions plus rapides d’Ethernet dans le cours, les étudiants doivent se reporter à la figure 2 pour mieux comprendre les médias. Deux points sont à souligner : toutes les formes d’Ethernet à 10 Mbits/s partagent la même structure de trame, les mêmes paramètres de synchronisation et le même codage Manchester. En outre, les impulsions SQE sont une illustration du caractère « vivant » des réseaux.

Problème pratique Étant donné que la technologie Ethernet 10 Mbits/s envoie un seul bit toutes les 100 nanosecondes, calculez le temps nécessaire pour envoyer une trame de 1 518 octets.1 518 octets x 8 = 12 144 bits

12 144 x 100 x 10-9 = 0,0012144 secondes = 1,2 ms

7.1.2 10BASE5 La technologie 10BASE5 est évoquée pour des raisons historiques, mais elle est rarement mise en œuvre de nos jours. Expliquez aux étudiants qu’un signal représentant un codage Manchester sur un oscilloscope ne serait pas représenté par des uns et des zéros binaires. Par exemple, en comparant le code ASCII au format binaire, un « a » est représenté par le nombre décimal 97 en code ASCII, ce qui équivaut au nombre binaire 01100001. Un « p » équivaut au nombre décimal 112 en code ASCII et au nombre binaire 01110000. Des décodeurs sont nécessaires pour traduire le code ou les ondes dans un format compréhensible.

Le TP 7.1.2 « Décodage d’une onde » est obligatoire. Cependant, les professeurs sont libres de présenter le matériel de TP qu’ils souhaitent. L’activité de ce TP couvre les sections allant de 7.1.2 à 7.1.7. Elle est difficile, mais intéressante. En effet, elle intègre le modèle OSI, le processus d’encapsulation, le format de trame Ethernet et les méthodes de codage.

Remarque : Un PDF de l’onde que les étudiants doivent compléter est disponible pour les professeurs.

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7.1.3 10BASE2 La technologie 10BASE2 est évoquée principalement pour des raisons historiques, afin d’aider les étudiants à comprendre l’évolution d’Ethernet. L’onde utilisée dans le TP « Décodage d’une onde », de la section 7.1.2, a été extraite d’un réseau 10BASE2.

7.1.4 10BASE-T Cette section reprend les informations de la section 7.1.1. Il convient donc d’approfondir les définitions des modes half duplex et full duplex. La technologie 10BASE-T est celle qui a stimulé la croissance exponentielle des réseaux Ethernet au milieu des années 90. La technologie 10BASE-T a permis d’établir Ethernet comme la technologie LAN dominante par rapport aux technologies Token Ring, FDDI, ATM LANE et à d’autres technologies LAN. Cependant, les tendances actuelles n’impliquent pas l’installation de la technologie 10BASE-T de bout en bout. La plupart des cartes réseau des PC sont des cartes réseau 10/100, à l’instar d’un nombre croissant de ports de commutateur et d’interfaces de routeur.

7.1.5 Câblage et architecture des systèmes 10BASE-T Passez en revue les limitations des architectures spécifiques, plus particulièrement l’utilisation d’équipements permettant d’étendre les LAN.

Remarque : Avec l'apparition des commutateurs, la règle des quatre répéteurs, ou concentrateurs, est apparue moins adaptée.

Grâce aux commutateurs en chaîne, il est possible d'étendre un LAN indéfiniment. Chaque connexion de commutateur à commutateur, avec une longueur maximale de 100 m, constitue en fait une connexion de bout en bout, sans les conflits d'accès aux médias ni les problèmes de synchronisation liés à l'utilisation de répéteurs et de concentrateurs. Cependant, passé un certain nombre de commutateurs interconnectés, le réseau devient très inefficace et il est nécessaire d’utiliser des routeurs.

7.1.6 Ethernet 100 Mbits/s Cette section comporte deux principaux points. Tout d’abord, toutes les formes de Fast Ethernet partagent le même format de trame et les mêmes informations de synchronisation. L’une des différences majeures avec la technologie Ethernet 10 Mbits/s est la synchronisation : la fréquence d’un bit Fast Ethernet est dix fois plus élevée que celle d’un bit Ethernet 10 Mbits/s. Dessinez un chronogramme montrant deux flux de 10 Mbits/s successifs et deux flux de 100 Mbits/s successifs sur la même période de temps. Notez que la fréquence des signaux étant plus élevée, les bits risquent de générer davantage de bruit. Un schéma de codage encore plus complexe que Manchester a donc été utilisé.

Les spécificités du codage ne sont pas importantes. L’augmentation par dix de la vitesse ou de la bande passante est un détail de conception important qui nécessite une étude attentive. Les réseaux Ethernet 100 Mbits/s peuvent offrir un débit de 200 Mbits/s en mode full duplex. Les câbles UTP utilisent des paires de fils distincts, pour la transmission et la réception, et la plupart des câbles en fibre optique comportent des fils de fibre de transmission et de réception distincts.

Problème pratique sur Fast Ethernet

Étant donné que la technologie Fast Ethernet envoie un bit toutes les 10 nanosecondes,

calculez le temps nécessaire pour envoyer une trame de 1 518 octets.

1 518 octets x 8 = 12 144 bits

12 144 x 10 x 10-9 = 0,00012144 secondes ou 0,12 ms

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7.1.7 100BASE-TX La technologie 100BASE-TX utilise le même câblage que la technologie 10BASE-T. Bien que ces informations ne soient pas utiles à ce cours, une observation précise permet de comprendre que le codage MLT-3 (Multi-Level Transmit) utilise trois niveaux de tension pour signaler les 1 et les 0 binaires. Cela permet d’atteindre le rapport signal-bruit et la bande passante souhaitables. La technologie 100BASE-TX constitue la connexion LAN standard des ordinateurs de bureau de nombreuses entreprises.

7.1.8 100BASE-FX L’intérêt de présenter la technologie 100BASE-FX réside dans sa comparaison avec la technologie 100BASE-TX. Cette technologie n’a jamais vraiment été acceptée. La technologie Gigabit Ethernet a été rapidement développée et la technologie 1000BASE-T, avec câbles de catégorie 5e, a permis une interopérabilité instantanée avec les systèmes en cuivre existants à l’aide d’interfaces 10/100/1 000. Par conséquent, c’est la technologie Gigabit Ethernet, et non 100BASE-FX, qui est devenue la technologie de dominante pour les locaux techniques. Le codage 100BASE-FX sur la fibre optique est en fait relativement simple, il utilise des voyants faibles ou brillants pour les 1 et les 0.

7.1.9 Architecture Fast Ethernet La plupart des détails du tableau sont donnés à titre de référence. Il est important de comparer les distances des câbles en cuivre à celles des câbles en fibre optique pour la même vitesse de la technologie. Notez également qu’il existe un ensemble de règles architecturales.

Les aspects les plus importants de cette section sont les TP obligatoires « Introduction à Fluke Network Inspector » et « Introduction à Fluke Protocol Inspector ». Ces programmes sont également abordés à la fin du TP 7.1.2. L’utilisation du logiciel Fluke n’est pas obligatoire, car tout logiciel d’analyse de réseau et de protocole est acceptable. La vue de la capture de trames du logiciel d’analyse de protocole montre qu’un réseau est vivant grâce aux unités de données de protocole, même en l’absence de trafic. En outre, le réseau est rempli de conversations lorsque des transactions de type HTTP et DNS se produisent. Les opinions des professeurs varient certainement, mais il s’avère toujours très utile de présenter et d’expliquer correctement une capture de trame.

Il est possible d’approfondir sans cesse ces TP au cours des quatre semestres CCNA. Par expérience, les étudiants ont largement besoin d’être guidés pour utiliser ces outils. Les démonstrations en classe sont donc vitales.

7.2 Gigabit et 10 Gigabit Ethernet TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : 7.2.1, 7.2.2 et 7.2.7

Sections de cours facultatives : 7.2.4, 7.2.5 et 7.2.6

Objectif de la certification : Comparaison des principales caractéristiques de l’environnement LAN.

Objectif du cours : Définition et description de la structure des réseaux informatiques et des technologies associées. Description des problèmes physiques et de topologie associés au câblage des LAN les plus courants.

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Connaissances pratiques : aucune

7.2.1 Ethernet 1 000 Mbits/s Répétez les calculs de la section 7.1.6 en utilisant Gigabit Ethernet. L’une des différences majeures entre les technologies Ethernet 10Mbits/s et 1 000 Mbits/s est la synchronisation. Un bit Gigabit Ethernet se produit en un dixième du temps nécessaire à un bit Ethernet 100 Mbits/s et en un centième du temps nécessaire à un bit Ethernet 10 Mbits/s. Envisagez de dessiner un chronogramme montrant deux bits de 10 Mbits/s, 100 Mbits/s et 1 000 Mbits/s successifs sur la même période de temps. Notez que la fréquence des signaux étant plus élevée, les bits risquent davantage de générer du bruit. Un schéma de codage encore plus complexe que Manchester et MLT-3 est donc utilisé.

Problème pratique sur Gigabit Ethernet Étant donné que la technologie Gigabit Ethernet envoie un bit toutes les nanosecondes,

calculez le temps nécessaire pour envoyer une trame de 1 518 octets.

1 518 octets x 8 = 12 144 bits

12 144 x 1 x 10-9 = 0,000012144 secondes = 0,012 ms

7.2.2 1000BASE-T Les étudiants risquent de demander des explications sur la manière dont la technologie 1 000 Mbits/s a été atteinte. L’utilisation de câbles UTP de catégorie 5e implique des limitations de la bande passante et une atténuation dues aux rapports de diaphonie, à des fréquences de signaux élevées. La carte, ou l'interface réseau, doit pouvoir modifier les bits de signalisation des niveaux de tension dans les câbles en cuivre. Elle doit toujours être détectée de façon fiable à une distance de 100 mètres, au niveau de l'interface ou de la carte réseau du récepteur.

La demande d’Ethernet s’est accrue plus rapidement que 100 Mbits/s. Les ingénieurs ont effectué les trois choses suivantes pour étendre Fast Ethernet avec un câblage en cuivre :

1) À l’aide d’un câblage UTP de catégorie 5e et d’améliorations électroniques prudentes, le signal est passé d'un débit de 100 à 125 Mbits/s par paire de fils.

2) Au lieu d’utiliser uniquement deux paires de fils, ils en ont utilisées quatre. Les technologies 10BASE-T et 100BASE-TX utilisaient uniquement deux paires de fils, et les autres paires de fils du câble restaient inutilisées. Ils ont ainsi pu obtenir un débit de 125 Mbits/s par paire de fils, soit un total de 500 Mbits/s pour les quatre paires de fils du câble UTP.

3) Des composants électroniques sophistiqués ont autorisé les collisions permanentes sur chaque paire de fils et exécuté les signaux en mode full duplex. Le débit a donc été doublé pour passer de 500 à 1 000 Mbits/s. La distance doit toujours être inférieure ou égale à 100 mètres.

Les avantages de la technologie 1000BASE-T sont les suivants :

a) Elle s’exécute sur des infrastructures de câblage de catégorie 5 existantes, qui ont fait l’objet d’une nouvelle certification nommée catégorie 5e.

b) Elle est compatible avec les normes 10BASE-T et 100BASE-TX. Les cartes réseau et les interfaces 10/100/1 000 sont de plus en plus courantes.

L’interopérabilité et l’adaptabilité de la technologie 1000BASE-T la rend idéale pour l’installation dans un local technique et vers la station de travail.

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7.2.3 1000BASE-SX et LX La figure 2 illustre la manière dont les formes de Gigabit Ethernet varient. SX désigne la courte longueur d’onde infrarouge de 850 nm. LX désigne la longue longueur d’onde infrarouge. LX possède une plage de 1 300 nm de fibre sans distorsion inacceptable des bits. Renvoyez les étudiants au diagramme du spectre. Si ces deux longueurs d’onde se trouvaient dans le spectre visible de 400 à 700 nm, elles apparaîtraient dans des couleurs différentes. Au lieu de cela, elles sont en infrarouge.

La figure 1 illustre les principaux avantages des versions à fibre optique de Gigabit Ethernet. Ces avantages sont les suivants : elles ne génèrent pas de bruit, leur taille est réduite, elles permettent de disposer de bandes passantes plus larges et elles autorisent des distances non répétées plus grandes. Le système LED, ou laser/multimode, plus simple et moins cher de 1000BASE-SX est utile pour le câblage des réseaux LAN de backbone, verticaux et plus longs. La technologie 1000BASE-LX prend en charge jusqu’à 5 000 m (5 km) de distance non répétés sur un grand campus. La technologie 1000BASE-CX est un média peu commun destiné aux transferts de données à débit élevé dans un environnement qui utilise le cuivre et dont le bruit est élevé. Des variantes à fibre optique ou UTP sont utilisées aujourd’hui.

7.2.4 Architecture Gigabit Ethernet La bande passante modale en fibre optique se mesure en MHz/Km. Il s’agit de la distance maximale à laquelle un signal peut être transmis dans la fibre optique, sans être déformé. Cette dispersion est en partie due au fait que les différents modes lumineux acheminés dans la fibre optique empruntent différents chemins. Cependant, les rayons lumineux ont des temps de déplacement différents, ce qui peut créer des problèmes à l’extrémité de réception. La bande passante modale ne s’applique pas à la fibre monomode, car le problème multimode n’existe pas. Cependant, le monomode comporte également des limitations de distance et de bande passante. Il est vraiment inutile d’exécuter Gigabit Ethernet en mode half duplex. Cependant, pour des raisons historiques, cette technologie figure encore dans les normes.

7.2.5 10 Gigabit Ethernet L’une des différences majeures entre la technologie Gigabit Ethernet (1 000 Mbits/s) et la technologie 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbits/s) est la synchronisation du système de base. Un bit 10 Gigabit Ethernet se produit en un dixième du temps nécessaire à un bit Gigabit Ethernet, en un centième du temps nécessaire à un bit Fast Ethernet et en millième du temps nécessaire à un bit de 10 Mbits/s. Dessinez un chronogramme montrant deux bits de 10 Mbits/s, 100 Mbits/s, 1 000 Mbits/s et 10 000 Mbits/s successifs sur la même période de temps. Les bits génèrent davantage de bruit à mesure que les signaux diminuent avec le temps. Par conséquent, le schéma de codage devient encore plus complexe. Le point essentiel est que la trame Ethernet conserve son format, même si elle s’exécute 1 000 fois plus vite que la technologie Ethernet traditionnelle. Les étudiants n’ont pas besoin de se préoccuper de toutes les différentes désignations de 10GBASE. Ils doivent avoir conscience que la technologie Ethernet gère à présent des distances de MAN et WAN à des supervitesses LAN.

Problème pratique sur 10 Gigabit Ethernet

Étant donné que la technologie 10 Gigabit Ethernet envoie un seul bit toutes les 0,1 ns,

calculez le temps nécessaire pour envoyer une trame de 1 518 octets.

1 518 octets x 8 = 12 144 bits

12 144 x 0,1 x 10-9 = 0.0000012144 secondes = 0,012 ms

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7.2.6 Architectures 10 Gigabit Ethernet Dans la figure 1, une version unique de 10 Gigabit Ethernet utilise un multiplexage de longueurs d’onde sur fibre optique pour atteindre des débits de données incroyables. L’équipement principal est un prisme minuscule. Les prismes changent la direction de la lumière, y compris des infrarouges, en modifiant son angle, selon sa couleur. Quatre couleurs de lumière, ou longueurs d’onde, sont multiplexées sur une seule fibre. La combinaison des quatre rayons laser, légèrement différents, par un prisme constitue un faisceau. Un prisme, situé à l’autre extrémité du câble, permet de séparer les quatre couleurs dans des détecteurs différents. Les données sont fractionnées en flux pour la transmission parallèle au cours de laquelle chaque flux correspond à l’un des quatre faisceaux laser. La figure 2 indique qu’il existe des règles architecturales strictes pour la technologie 10 Gigabit Ethernet. Pour le moment, la technologie qui dominera le marché n’est pas encore clairement établie. Les étudiants doivent savoir que la technologie 10 Gigabit Ethernet existe. Ils doivent également être en mesure d’apprécier sa vitesse par rapport à celle des autres technologies Ethernet. Notez, cependant, qu’elle fonctionne uniquement avec de la fibre optique et que des recherches se poursuivent sur cette technologie.

7.2.7 Avenir d'Ethernet Parlez des points communs de toutes ces différentes technologies Ethernet. Les raisons principales sont le format de trame, l’évolution historique et la spécification IEEE. La plupart des autres caractéristiques varient énormément. La technologie Ethernet domine déjà le marché des LAN, mais à présent, elle s’intègre également dans des applications MAN et WAN traditionnelles. La demande d’Ethernet déterminera les technologies qui survivront et prospéreront. La technologie CSMA/CD est essentielle à la compréhension de la manière dont Ethernet a évolué. Cependant, les connexions Ethernet, pour leur majorité, sont à présent des connexions commutées point-à-point en mode full duplex, qui ne s’exécutent pas sous CSMA/CD.

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Résumé du module 7 Avant de passer au module 8, les étudiants doivent maîtriser la comparaison des principales caractéristiques des technologies Ethernet (traditionnelle, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet et 10 Gigabit Ethernet).

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire du module 7 compris dans le cursus et l’examen du module 7. Demandez aux étudiants de dessiner un plan d’Ethernet et d’y indiquer la manière dont les diverses technologies sont regroupées.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Différences et points communs entre 10BASE5, 10BASE2 et 10BASE-T Ethernet

• Codage Manchester

• Facteurs affectant les délais d'un réseau Ethernet

• Paramètres du câblage 10BASE-T

• Principales caractéristiques et variétés d'un réseau Ethernet 100 Mbits/s

• Évolution d’Ethernet

• Méthodes MAC, formats de trame et processus de transmission de Gigabit Ethernet

• Utilisations de médias et de codage spécifiques avec la technologie Gigabit Ethernet

• Broches et câblage propres aux différentes mises en œuvre de Gigabit Ethernet

• Différences et points communs entre les technologies Gigabit et 10 Gigabit Ethernet

• Considérations de base relatives à l'architecture des technologies Gigabit et 10 Gigabit Ethernet

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83 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Module 8 Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

Module 8 : Commutation Ethernet

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 8, rappelez aux étudiants l’évolution des équipements réseau, depuis les répéteurs et les concentrateurs, jusqu’aux ponts et aux commutateurs. Mettez l’accent sur l’importance de la commutation des réseaux LAN utilisés de nos jours en situation réelle. Une prochaine ressource pédagogique sur CAC, appelée Packet Tracer, sera utilisée pour enseigner ce module. Présentez le concept des VLAN à ce stade. Ce concept est lié à la discussion sur la segmentation du réseau dans les domaines de collision et les domaines de broadcast.

Avertissement relatif au module 8 Les étudiants auront des difficultés à comprendre les concepts du pontage et de la commutation. L’identification des domaines de collision et des domaines de broadcast nécessite de la pratique. La théorie selon laquelle la segmentation d’un réseau génère davantage de domaines de collision, même plus petits, sème la confusion auprès de certains étudiants. La présentation du protocole STP et des réseaux VLAN dans le cursus CCNA nécessite des discussions supplémentaires pour les étudiants qui ne connaissent pas le vocabulaire technique correspondant.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Définir les notions de pontage et de commutation.

• Décrire la table de mémoire associative.

• Définir le temps de latence.

• Présenter les modes de commutation « Store and Forward » et « Cut-through ».

• Expliquer le protocole d'acheminement STP (Spanning-Tree Protocol).

• Définir les collisions, les broadcasts et les domaines correspondants.

• Identifier les équipements de couche 1, 2 et 3 utilisés pour créer les domaines de collision et de broadcast.

• Aborder la question du flux de données et les problèmes liés au broadcast.

• Décrire la segmentation de réseau et répertorier les équipements utiles à la création de segments.

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8.1 Commutation Ethernet TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif du cours : Description des principes et mise en pratique de la commutation dans un réseau Ethernet

Connaissances pratiques : aucune

8.1.1 Pontage au niveau de la couche 2 À l’aide de la figure 1, expliquez cette série aux étudiants et présentez le processus selon lequel un pont apprend les adresses et la manière dont les trames sont traitées. Il s’agit de la base de la commutation et du protocole STP. Ces deux concepts sont essentiels à la compréhension du comportement d’un réseau LAN. Envisagez d’avoir recours à des activités kinesthésiques et à des jeux de rôle afin de représenter les algorithmes de l’équipement.

8.1.2 Commutation au niveau de la couche 2 Mettez l’accent sur l’idée que les commutateurs apprennent de la même façon que les ponts. Les commutateurs fournissent une connexion virtuelle directement entre les nœuds source et de destination, et non entre les domaines de collision source et de destination.

Pour présenter la commutation LAN, présentez l’idée de la commutation en général. Selon le nombre de nœuds (n) à interconnecter, les connexions point-à-point directes nécessitent n(n-1)/2 connexions. Par conséquent, une topologie à maillage global, où tous les nœuds (n) peuvent communiquer directement avec les autres, engendre l’augmentation considérable du nombre de connexions à mesure que la valeur n augmente. Dans l’ancien système téléphonique, une approche de ce problème consistait à créer un nœud central avec un standardiste humain pour effectuer des connexions temporaires. Un commutateur Ethernet est une connexion pontée temporaire. Une autre analogie consiste à dessiner un commutateur à barres croisées. Précisez le nom des quatre lignes horizontales, les fils d’entrée, ainsi que des quatre lignes horizontales, les fils de sortie. Demandez aux étudiants d’imaginer une entité intelligente qui mettrait temporairement en contact un fil horizontal avec un fil vertical, commutant ainsi le trafic entrant selon sa destination.

8.1.3 Fonctionnement d’un commutateur En théorie, un commutateur est tout simplement un pont multiport. À ce stade du cursus, des questions risquent d’être posées sur la commutation de la couche 3 ou 4. Expliquez aux étudiants que la commutation est également effectuée en fonction de l’adressage IP, ou des informations du port TCP, et que ces sujets sont étudiés ultérieurement dans le cursus.

8.1.4 Latence Comme décrit dans les modules 3 et 4, il existe un délai de propagation des signaux acheminés dans un câble en cuivre, dans un câble en fibre optique ou sous la forme de micro-ondes dans l’air. En outre, le traitement des signaux par les équipements du réseau génère un retard supplémentaire, ou temps de latence. Il est important de comprendre que tous les équipements du réseau introduisent un temps de latence. Démontrez-le en demandant aux

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étudiants de se passer un papier les uns après les autres. Un transfert direct est presque immédiat, mais il dure pendant un temps fini, différent de zéro. Si un intermédiaire est introduit et que le papier doit être vérifié afin d’identifier une adresse de destination vers laquelle il est de nouveau adressé, le temps nécessaire pour effectuer cette opération est appelé latence. Cette expérience reproduit le processus d’encapsulation et de désencapsulation. Par conséquent, plus le nombre de mains entre lesquelles passe le papier est élevé, plus le temps ou le délai de latence est long. Ceci doit être approfondi à l’aide des schémas de la couche OSI, qui montrent la désencapsulation et la réencapsulation des paquets acheminés via un ensemble d’équipements.

8.1.5 Modes de commutation Les étudiants doivent bien comprendre deux modes de commutation principaux : les modes « Store and Forward » et « Cut-through ». La compréhension des modes asynchrone et synchrone est également nécessaire. À des débits exprimés en gigabits, la commutation « Store and Forward » domine, car la latence due à l’attente de la totalité de la trame est faible comparée aux autres latences.

8.1.6 Protocole STP (Spanning Tree Protocol) Les étudiants doivent connaître les états et l’ordre du protocole STP. Certains étudiants avancés connaissent probablement les schémas des états finis grâce à l’électronique numérique et au développement de logiciels. Il est possible de dessiner un schéma des états pour le protocole STP, afin de mieux comprendre le processus et de mémoriser les états. Un moyen mnémotechnique peut également s’avérer utile. Il est possible d’utiliser le mot anglais « bluffed » pour B-L-L-F-D (Blocked – Listening – Learning – Forwarding – Disable).

8.2 Domaines de collision et de broadcast TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif du cours : Description des principes et mise en pratique des domaines de collision et de broadcast dans le cadre de la segmentation sur un réseau LAN

Connaissances pratiques : aucune

8.2.1 Environnements de médias partagés Approfondissez les connaissances acquises sur les domaines de collision et de broadcast.

8.2.2 Domaines de collision Utilisez l’animation de la figure 1 pour illustrer le domaine de collision et la collision obtenue. Demandez aux étudiants d’identifier les équipements qu’ils mettraient en œuvre pour rendre le réseau plus efficace. Familiarisez les étudiants avec l’application Packet Tracer.

8.2.3 Segmentation Cette section doit approfondir les solutions de la question posée à la section 8.2.2. Il est important de définir le contexte de cette section dans le cadre de l’évolution des équipements.

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Les utilisateurs souhaitaient une plus grande distance, si bien que le répéteur a été développé. Ils souhaitaient davantage de connectivité. Le répéteur ou concentrateur multiport a donc été développé. Ils souhaitaient contrôler le trafic. Un pont a donc été inventé. Ils souhaitaient contrôler le trafic, plus de débit, plus de bande passante et plus de connectivité. Le commutateur a donc été développé. Ils souhaitaient connecter plusieurs réseaux LAN. Les routeurs ont donc résolu ce problème. Expliquez comment les ponts, les commutateurs, les routeurs et les réseaux VLAN, si vous les avez précédemment présentés, sont utilisés pour segmenter un réseau.

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8.2.4 Broadcast au niveau de la couche 2 Cette section et la section 8.2.5 doivent être associées afin de réduire la confusion entre les unicasts, les multicasts et les broadcasts de couche 2 et 3.

8.2.5 Domaines de broadcast Il s’avère utile de réviser la terminologie avant de commencer cette section. Les trois termes génériques unicast, multicast et broadcast sont employés dans le domaine des communications. « Unicast » désigne des communications de un à un, « multicast », de un à plusieurs et « broadcasts », de un à tous.

L’utilisation du mot broadcast peut prêter à confusion. Cette section n’est pas suffisamment claire sur les différences entre les broadcasts de couche 2 et 3. Un broadcast de couche 2 se rapporte à l’utilisation de l’adresse MAC. Cependant, il existe également des multicasts et des broadcasts IP de couche 3 qui impliquent des adresses IP désignées. Celles-ci sont étudiées dans les modules 9 et 10.

Approfondissez la fonction de la couche 3 où les routeurs connectent des réseaux et des domaines de broadcast périphériques. Les idées présentées ici s’avèrent très utiles pour les modules 9 et 10. Mettez l’accent sur le fait que les routeurs connectent des réseaux IP distincts. Les routeurs doivent exécuter la fonction de couche 2 de commutation des paquets entre les réseaux et la fonction de couche 1 d’interfaçage avec le média. Cependant, ils prennent la décision en fonction des informations de couche 3.

8.2.6 Présentation du flux des données Cette section constitue une bonne révision et une bonne application du travail précédent effectué sur le modèle OSI. Soulignez que les données acheminées via les équipements

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réseau peuvent utiliser des services jusqu’à la couche réseau, selon le type d’équipement. La manière dont une trame, ou un paquet, transite de la source à la destination est un sujet essentiel. Demandez aux étudiants de créer des schémas du flux de données de la couche OSI pour les répéteurs, les concentrateurs, les ponts, les commutateurs, les routeurs et les petits réseaux.

8.2.7 Qu’est-ce qu’un segment de réseau ? Les segments consistent en deux ordinateurs ou plus. Les équipements utilisés pour créer ces segments sont essentiels aux performances du réseau et, dans une certaine mesure, à la sécurité de ce réseau. Vous pouvez utiliser cette section pour répondre aux questions persistantes et compréhensibles des étudiants.

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Résumé du module 8 Avant de passer au module 9, les étudiants doivent être en mesure d’expliquer la fonction de base d’un commutateur Ethernet et la manière dont les trames et les paquets s’acheminent dans un domaine de collision et un domaine de broadcast.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire du module 8 compris dans le cursus et l’examen du module 8. En fonction d’une topologie de réseau donnée, telle que la topologie d’enseignement, les étudiants doivent être capables d’identifier les domaines de collision et les domaines de broadcast. En utilisant la topologie d’enseignement avec deux stations de travail spécifiées, l’étudiant doit être capable de schématiser la succession des désencapsulations et des encapsulations, à mesure que les paquets sont acheminés via les répéteurs, les concentrateurs, les ponts, les commutateurs et les routeurs.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Évolution du pontage et de la commutation

• Mémoire associative

• Latence de pontage

• Modes de commutation « Store and Forward » et « Cut-through »

• Protocole STP (Spanning-Tree Protocol)

• Collisions, broadcasts et domaines correspondants

• Équipements de couche 1, 2 et 3 utilisés pour créer les domaines de collision et de broadcast

• Question du flux de données et problèmes liés au broadcast

• Segmentation de réseau et équipements utiles à la création de segments

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90 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Module 9 Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

Module 9 : Pile de protocoles TCP/IP et adressage IP

Vue d’ensemble Lors de l’enseignement du module 9, plusieurs questions doivent être soulevées. Expliquez pourquoi il existe deux modèles de réseau. Expliquez également pourquoi les adresses IP sont nécessaires et pourquoi il est important d’apprendre l’adressage IP. Enfin, expliquez pourquoi les processus tels que ARP sont nécessaires. Ces explications peuvent aider les étudiants à contextualiser les difficultés des modules 9 et 10.

Avertissement relatif au module 9 Les mathématiques binaires avec des nombres à huit bits sont difficiles pour les étudiants. Si ces derniers ne maîtrisent pas déjà les nombres binaires, ils auront des difficultés à comprendre les nouveaux concepts de ce module. Outre les nombres binaires, une importante quantité de nouveaux termes et d’adresses IP spéciales est présentée. Des processus complexes, tels que les processus ARP, RARP, BootP et DHCP, sont étudiés.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Expliquer le principe d'Internet et l'adéquation du protocole TCP/IP avec celui-ci.

• Décrire les quatre couches du modèle TCP/IP.

• Spécifier les fonctions de chaque couche du modèle TCP/IP.

• Comparer les modèles OSI et TCP/IP.

• Présenter la fonction et la structure des adresses IP.

• Définir le rôle des sous-réseaux.

• Présenter les différences entre l'adressage privé et l'adressage public.

• Identifier la fonction des adresses IP réservées.

• Expliquer l'utilisation de l'adressage dynamique et statique d'un équipement.

• Définir le mécanisme de l’adressage dynamique avec les protocoles RARP, BootP et DHCP.

• Utiliser le protocole ARP pour que l'adresse MAC envoie un paquet à un autre équipement.

• Appréhender les problèmes liés à l'adressage réseau.

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9.1 Présentation du protocole TCP/IP TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Évaluation du processus de communication TCP/IP et de ses protocoles associés

Objectif du cours : Description de l’impact des protocoles associés à TCP/IP sur la communication des hôtes Connaissances pratiques : aucune

9.1.1 Origine et évolution du protocole TCP/IP Le modèle TCP/IP est aussi important que le modèle OSI. Le modèle OSI est une norme ISO utilisée pour les communications à l’échelle du monde, qui définit un cadre pour les réseaux. Les protocoles TCP/IP constituent le cœur d’Internet. La version actuelle du protocole TCP/IP repose sur un système d’adressage 32 bits nommé IPv4. Une transition vers la version IPv6 a actuellement lieu. Les étudiants doivent savoir que la version IPv6 est une adresse à 128 bits, exprimée en nombres hexadécimaux, et que la transition de IPv4 vers IPv6 est complexe. Soulignez l’importance des RFC de l’IETF (Internet Engineering Task Force). À ce stade, les connaissances des étudiants sur les RFC risquent d’être insuffisantes. Cependant, ils doivent avoir conscience que l’IEEE et l’IETF publient des normes qui régissent respectivement les technologies Ethernet et TCP/IP, et que ces normes sont au centre des cursus CCNA et CCNP.

9.1.2 Couche application De nombreux protocoles mentionnés ici sont expliqués de façon plus approfondie dans le module 11. Les étudiants doivent reproduire la figure 1 de la section 9.1.2 et consacrer une page à chaque couche du modèle TCP/IP, comme ils l’ont déjà fait pour le modèle OSI. Enregistrez les informations relatives à chaque couche illustrée des sections 9.1.2 à 9.1.5.

9.1.3 Couche transport Les deux principaux protocoles de la couche transport, UDP et TCP, sont étudiés de façon plus approfondie dans le module 11.

9.1.4 Couche Internet Les modules 9 et 10, ainsi qu’une grande partie des programmes CCNA 2 et CCNA 3, se rapportent à cette couche.

9.1.5 Couche d’accès au réseau Les modules 6 et 7 proposent un exemple de remplissage des détails de la couche d’accès au réseau TCP/IP. Les technologies WAN étudiés dans le cadre du programme CCNA 4 constituent un autre exemple.

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9.1.6 Modèles OSI et TCP/IP Dans le cadre d’un exercice en classe, dessinez des modèles OSI et TCP/IP vierges au tableau. Demandez à un étudiant de renseigner un ou deux éléments sur chaque graphique. Faites intervenir un nouvel étudiant à chaque nouvel élément renseigné. Vous devez répéter cet exercice tout au long du cours CCNA. Les informations acquises à partir de cet exercice conduisent à la réussite de l’examen de certification.

9.1.7 Architecture Internet Dans cette section, mettez l’accent sur la définition du nuage et du concept des tables de routage. Cette section fait appel aux sections 5.2.3, 8.2.5 et 8.2.6. Il est nécessaire de l’étudier avant de poursuivre le cursus.

9.2 Adresses Internet TP obligatoires : aucun TP facultatif : 9.2.4 Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Conception d'un modèle d'adressage IP répondant à des besoins particuliers.

Objectif du cours : Explication et démonstration des mécanismes associés à l’adressage IP

Connaissances pratiques : aucune

9.2.1 Adressage IP Il s’agit d’une introduction à l’adressage IP. À partir d’une fenêtre de commande DOS, envoyez une requête ping yahoo.com et notez l’adresse IP qui s’affiche. Convertissez cette adresse IP au format binaire. Demandez aux étudiants d’envoyer des requêtes ping à d’autres sites et de convertir les adresses IP au format binaire.

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9.2.2 Conversion binaire et décimale Les figures 4 et 6 sont des calculatrices Flash interactives. Elles sont fournies afin de permettre aux étudiants de s’entraîner à convertir des nombres binaires en nombres décimaux, et réciproquement. Lorsque d’autres conversions sont nécessaires, utilisez 255 ou moins. Pour enseigner cette section, utilisez des nombres qui se rapportent à des adresses IP. La compréhension de la conversion du format binaire au format décimal est nécessaire pour réussir l’examen CCNA.

Problèmes pratiques

Conversion de nombres binaires en nombres décimaux (avec 2 octets)

Convertissez les nombres binaires suivants en nombres décimaux :

1. 1000101101100110 35686 = 32768+2048+512+256+64+32+4+2 2. 0110101101100101 27493 = 16384+8192+2048+512+256+64+32+4+1 3. 0001101101011001 7001 = 4096+2048+512+256+64+16+8+1 4. 1110001110001010 58250 = 32768+16384+8192+512+256+128+8+2 5. 0101111001011010 24154 = 16384+4096+2048+1024+512+64+16+8+2

Convertissez les nombres décimaux suivants en nombres binaires :

1. 13975 0011011010010111 = 8192+4096+1024+512+128+16+4+2+1 2. 61901 1111000111001101 = 32768+16384+8192+4096+256+128+64+8+4+1 3. 1591 0000011000110111 = 1024+512+32+16+4+2+1 4. 42714 1010011011011010 = 32768+8192+1024+512+128+64+16+8+2 5. 30556 0111011101011100 = 16384+8192+4096+1024+512+256+64+16+8+4

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9.2.3 Adressage IPv4 Les étudiants doivent comprendre les plages d’adresses IP. La plage correspond au nombre d’hôtes et au nombre de bits maximum attribués à la partie réseau de l’adresse.

Problèmes pratiques Identification de la classe d’adresses IP

Examinez les adresses IP suivantes et déterminez si elles relèvent de la classe A, B, C ou D.

(Tenez uniquement compte du premier chiffre pour déterminer la classe.)

1. 172.168.46.194 172 B 2. 118.57.251.26 118 A 3. 64.118.32.189 64 A 4. 200.52.157.156 200 C 5. 191.45.133.190 191 B 6. 225.117.117.89 225 D 7. 126.31.111.35 126 A 8. 192.250.16.81 192 C 9. 223.1.199.201 223 C 10. 145.209.40.12 145 B

9.2.4 Adresses IP de classe A, B, C, D et E Les étudiants doivent à présent comprendre les bases des classes d’adresses. Ils doivent maintenant apprendre qu’une adresse est constituée de deux parties, les bits réseau et les bits d’hôte. La figure 1 illustre le nombre d’octets attribués à chaque partie dans chaque classe. Assurez-vous que les étudiants savent qu’un octet se compose de huit bits. Les étudiants doivent également noter que les classes sont attribuées en fonction du type d’entité. Expliquez la façon dont les adresses MAC représentent un espace d’adressage linéaire et dans quelle mesure elles satisfont les réseaux LAN. Expliquez qu’un réseau WAN global a besoin d’être évolutif et qu’il nécessite un système d’adressage hiérarchique. Vous pouvez utiliser les analogies du système postal et téléphonique, si besoin. Essayez d’éviter les affirmations du type « le sous-réseau 0 n’est jamais utilisé ». En effet, ces affirmations posent des problèmes lors de l’étude de l’adressage VLSM et sans classe (CIDR), dans le cadre du cursus CCNA 3. Demandez aux étudiants de s’entraîner jusqu’à ce qu’ils maîtrisent cette section.

Problèmes pratiques

Indiquez le premier octet de chaque adresse IP au format binaire, puis déterminez-en la classe en fonction des chiffres les plus significatifs.

1. 176.186.14.112 176 = 10110000 B 2. 197.76.210.100 197 = 11000101 C 3. 129.118.32.189 129 = 10000001 B 4. 113.26.172.106 113 = 01110001 A 5. 201.200.100.90 201 = 11001001 C 6. 47.145.148.211 47 = 00101111 A

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9.2.5 Adresses IP réservées Chaque réseau comporte un numéro global, ou de réseau, et une adresse de broadcast. Il est important que les étudiants comprennent ce point avant de passer à la division de réseaux en sous-réseaux. Cela permet d’expliquer pourquoi il y a toujours deux adresses disponibles de moins que le nombre total d’adresses créées. L’étude des unicasts et des broadcasts se rapporte aux IP de couche 3.

Problèmes pratiques Indiquez les adresses de réseau et de broadcast de chaque adresse IP :

1. Adresse IP : 210.189.137.100 Masque de sous-réseau : 255.255.255.240

Adresse IP 210.189.137.100 IP au format binaire

11010010.10111101.10001001.01100100

Masque de sous-réseau

255.255.255.240 Masque au format binaire

11111111.11111111.11111111.11110000

Classe ? C Masque par défaut ?

255.255.255.0

Partie réseau de l’adresse

(nombre d’octets en fonction de la classe)

Partie sous-réseau de l’adresse

Partie hôte de l’adresse

Adresse IP au format binaire

11010010.10111101.10001001. 0110 0100

Modification de l’hôte en 0

11010010.10111101.10001001. 0110 0000

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de sous-réseau

210.189.137.96

Modification de l’hôte en 1

11010010.10111101.10001001. 0110 1111

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de broadcast

210.189.137.111

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2. Adresse IP : 180.43.120.39 Masque de sous-réseau : 255.255.255.192

Adresse IP 180.43.120.39 IP au format binaire

10110100.00101011.01111000.00100111

Masque de sous-réseau

255.255.255.192 Masque au format binaire

11111111.11111111.11111111.11000000

Classe ? B Masque par défaut ?

255.255.0.0

Partie réseau de l’adresse

(nombre d’octets en fonction de la classe)

Partie sous-réseau de l’adresse

Partie hôte de l’adresse

Adresse IP au format binaire

10110100.00101011. 01111000.00 100111

Modification de l’hôte en 0

10110100.00101011. 01111000.00 000000

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de sous-réseau

180.43.120.0

Modification de l’hôte en 1

10110100.00101011. 01111000.00 111111

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de broadcast

180.43.120.63

3. Adresse IP : 193.8.8.171 Masque de sous-réseau : 255.255.255.224

Adresse IP 193.8.8.171 IP au format binaire

11000001.00001000.00001000.10101011

Masque de sous-réseau

255.255.255.224 Masque au format binaire

11111111.11111111.11111111.11100000

Classe ? C Masque par défaut ?

255.255. 255.0

Partie réseau de l’adresse

(nombre d’octets en fonction de la classe)

Partie sous-réseau de l’adresse

Partie hôte de l’adresse

Adresse IP au format binaire

11000001.00001000.00001000. 101 01011

Modification de l’hôte en 0

11000001.00001000.00001000. 101 00000

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de sous-réseau

193.8.8.160

Modification de l’hôte en 1

11000001.00001000.00001000. 101 11111

Conversion de l’adresse au format décimal séparé par des points : adresse de broadcast

193.8.8.191

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9.2.6 Adresses IP publiques et privées Cette section se concentre sur l’utilisation des adresses privées, à des fins de conservation, et sur la nécessité absolue d’utiliser des adresses uniques sur Internet. Demandez aux étudiants de déterminer l’adresse IP de leur ordinateur et d’en déterminer la classe.

Problèmes pratiques Parmi les adresses suivantes, identifiez celles qui sont privées et celles qui sont publiques :

(Indice : Adresses privées : 10.x.x.x, 172.16-31.x.x, 192.168.x.x)

1. 178.231.34.43 Publique 2. 10.135.214.213 Privée 3. 172.32.31.115 Publique 4. 192.168.31.200 Privée 5. 200.81.155.77 Publique 6. 172.19.111.110 Privée 7. 10.119.89.116 Privée 8. 198.162.147.16 Publique 9. 174.16.190.32 Publique 10. 172.28.101.222 Privée

9.2.7 Introduction aux sous-réseaux Utilisez le modèle hiérarchique du système de numérotation téléphonique comme analogie pour aider les étudiants à comprendre le concept des sous-réseaux. Utilisez l’animation de la figure 2 comme analogie. La figure 3 peut faire l’objet d’une révision ultérieure, sauf si les étudiants connaissent bien les sous-réseaux. Cette section conduit au calcul de sous-réseaux. Il est important de présenter la terminologie correspondante aux étudiants, ainsi que le rôle du découpage en sous-réseaux.

9.2.8 Comparaison entre IPv4 et IPv6 Cette section comporte beaucoup d’informations de fond. Elle présente les raisons du découpage en sous-réseaux et le routage CIDR, ainsi que la mise en œuvre de la version IPv6. Expliquez aux étudiants comment il est possible de mettre en œuvre la version IPv6 à l’échelle mondiale et quels problèmes elle risque d’engendrer.

9.3 Obtention d'une adresse IP TP obligatoire : 9.3.7 TP facultatif : 9.3.5 Sections de cours principales : 9.3.1, 9.3.2, 9.3.6 et 9.3.7

Sections de cours facultatives : 9.3.3 et 9.3.4

Objectif du cours : Description du mode d'association entre une adresse IP et l'interface d'une unité, ainsi que de l'association entre l’adressage physique et l’adressage logique

Connaissances pratiques : Les étudiants doivent être capables de faire une recherche dans une table ARP.

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9.3.1 Obtention d'une adresse Internet Cette section donne un aperçu du processus d’obtention d’une adresse IP pour le réseau. Demandez aux étudiants d’imaginer les problèmes engendrés par le fait que chaque personne puisse choisir son propre numéro de téléphone. Ensuite, faites le lien avec le problème dû au choix personnel d’une adresse IP sur Internet.

9.3.2 Attribution statique d'une adresse IP L’attribution statique d’une adresse correspond à l’opération administrative qui consiste à configurer manuellement une adresse IP sur une station de travail. Demandez aux étudiants de vérifier, sur les systèmes disponibles en classe, si les stations de travail utilisent des adresses statiques ou dynamiques. Créez un mini-TP et demandez aux étudiants de chercher pourquoi l’adressage IP statique n’est pas évolutif.

9.3.3 Attribution d'une adresse IP à l'aide du protocole RARP Un ordinateur peut ne pas connaître sa propre adresse IP. Les étudiants ont besoin de se familiariser avec le processus RARP. Dites-leur qu’un réseau est un grand système de processus et de communication. De nombreux aspects des réseaux, susceptibles d’engendrer des problèmes d’administration, deviennent faciles à gérer à l’aide de protocoles bien conçus.

9.3.4 Attribution d'une adresse IP à l'aide du protocole BOOTP Cette section n’est qu’un passage en revue rapide du processus BOOTP. Le processus BOOTP n’est pas souvent utilisé de nos jours, car il a été remplacé par le processus DHCP.

9.3.5 Gestion des adresses IP à l'aide du protocole DHCP Le principal aspect du protocole DHCP ne concerne pas les détails du message. Il s’agit plutôt de faire en sorte que ce processus devienne normal pour les étudiants. Si les adresses des stations de travail disponibles en classe ont été attribuées de façon dynamique ou via le protocole DHCP, demandez aux étudiants d’accéder à l’invite de commande DOS, puis d’envoyer la commander winipcfg /all sous Windows 9.x, ou la commande ipconfig /all sous Windows 2000 et version supérieure. Dites-leur de noter l’adresse IP, le moment auquel la période d’utilisation a été obtenue, la date d’expiration et la durée de l’utilisation. Redémarrez la station de travail, puis vérifiez de nouveau ces informations afin de les comparer aux précédentes. L’adresse est-elle la même ? Vérifiez l’adresse lors du prochain cours. L’adresse est-elle la même ? A-t-elle changé ? Demandez si la période d’utilisation a expiré et, le cas échéant, pourquoi.

9.3.6 Problèmes liés à la résolution d'adresses Expliquez l’importance de la résolution d’adresses. Si une source ne connaît pas l’adresse MAC d’une destination, ou si l’adresse MAC ne correspond pas, le datagramme est rejeté par l’hôte de destination. Expliquez l’importance du protocole appelé « ARP » (Address Resolution Protocol) dans la pile de protocoles TCP/IPet la manière dont il permet d’obtenir automatiquement les adresses MAC pour la transmission locale. Décrivez également les différents problèmes qui apparaissent lors de l'envoi de données à l'extérieur du réseau local. Utilisez les figures 1 et 2 pour ce faire.

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9.3.7 Protocole ARP (Address Resolution Protocol) Expliquez le processus ARP. Décrivez la manière dont le protocole ARP fonctionne, la façon dont les adresses sont rassemblées et l’aspect des tables ARP sur un PC. Utilisez le TP 9.3.7, « Les stations de travail ARP », pour montrer aux étudiants comment afficher la table ARP d’une station de travail à l’aide de la commande DOS arp -a.

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Résumé du module 9 Avant de passer au module 10, les étudiants doivent maîtriser les conversions du format binaire au format décimal et réciproquement, la nomenclature et le format des adresses IP, les masques de sous-réseau et les classes d’adresses IP.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus, ainsi que l’examen en ligne du module 9. Envisagez d’utiliser des petits questionnaires numériques, dans lesquels les étudiants devront effectuer des calculs binaires en rapport avec les adresses IP ou donner des exemples des différents types et des différentes plages d’adresses IP.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants : • Principe d'Internet et adéquation du protocole TCP/IP avec celui-ci.

• Les quatre couches du modèle TCP/IP.

• Les fonctions de chaque couche du modèle TCP/IP.

• Les différences entre le modèle OSI et le modèle TCP/IP.

• L’adressage IP attribue à chaque équipement un identificateur unique sur Internet.

• Les classes d’adresses IP sont des divisions logiques de l’espace d’adressage utilisé pour répondre aux besoins des réseaux de différentes tailles.

• Le découpage en sous-réseaux est utilisé pour diviser un réseau en réseaux plus petits.

• Les adresses réservées remplissent un rôle spécial dans l’adressage IP et ne peuvent servir à d’autres usages.

• Les adresses privées ne peuvent pas être routées sur le réseau Internet public.

• La fonction d’un masque de sous-réseau est de mapper les parties d’une adresse IP, à savoir la partie réseau et la partie hôte.

• La version IPV4 va devenir complètement obsolète et la version IPV6 sera couramment utilisée.

• Un ordinateur doit posséder une adresse IP pour communiquer sur Internet.

• Il est possible de configurer une adresse IP de façon statique ou de façon dynamique.

• Une adresse IP dynamique peut être attribuée à l’aide des protocoles RARP, BOOTP ou DHCP.

• Le protocole DHCP fournit davantage d’informations à un client que le protocole BOOTP.

• Le protocole DHCP permet aux ordinateurs d’être mobiles et de se connecter à de nombreux réseaux différents.

• Les protocoles ARP et Proxy ARP peuvent servir à résoudre les problèmes de résolution d’adresses.

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Module 10 : Notions de base sur le routage et les sous-réseaux

Vue d’ensemble La motivation des étudiants est très importante pour l’enseignement du Module 10. Encouragez-les à bien assimiler les connaissances sur les sous-réseaux. Des étudiants peuvent se demander pourquoi certains points sont abordés. Répondez à leurs questions en mentionnant qu’il est important de maîtriser le découpage en sous-réseaux pour les raisons suivantes :

• Ce module est essentiel pour tous les cours ultérieurs du programme d’études CCNA.

• Ce module s’effectue manuellement, sans l’aide de calculatrice, et il est nécessaire pour réussir l’examen de certification.

• Il s’agit d’une compétence principale considérée par l’industrie des réseaux comme critère de recrutement.

• Ce module permet de comprendre le concept du routage.

Avertissement relatif au Module 10

Les concepts du paquet IP et des protocoles de routage ne sont pas simples. Le travail le plus difficile pour les programmes d’études CCNA 1 et CCNA 2 concerne l’acquisition des connaissances sur le découpage en sous-réseaux. Ce module nécessitera probablement plus de temps que les onze autres modules du programme d’études CCNA 1. Prenez cette considération en compte dans sa planification. Le déroulement des modules 1 à 9 doit laisser suffisamment de temps à la pratique du découpage en sous-réseaux. Toute lacune dans les notions du découpage en sous-réseaux présentées dans ce module risque de nuire à l’acquisition des concepts plus poussés et présentés dans le reste du cursus CCNA.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Décrire les protocoles routés.

• Énumérer les étapes de l'encapsulation des données dans un interréseau lors de leur acheminement vers une ou plusieurs unités de couche 3.

• Décrire la transmission orientée connexion et la transmission non orientée connexion.

• Énumérer les champs d'un paquet IP.

• Décrire le processus de routage.

• Comparer les différents types de protocoles de routage.

• Énumérer et décrire plusieurs des métriques utilisées par les protocoles de routage.

• Dresser la liste des différentes utilisations d'un sous-réseau.

• Déterminer le masque de sous-réseau pour une situation donnée.

• Utiliser un masque de sous-réseau pour déterminer l'adresse de sous-réseau.

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10.1 Protocole routé TP obligatoires : aucun TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes

Sections de cours facultatives : aucune

Objectif de la certification : Évaluation du processus de communication TCP/IP et de ses protocoles associés

Objectif du cours : Description des principes et de l'usage de la commutation de paquets utilisant le protocole IP (Internet Protocol)

Connaissances pratiques : aucune

10.1.1 Protocole routé et protocole routable Routable = Routé = protocole pouvant être routé

10.1.2 IP comme protocole routé Il est important de rappeler que le protocole IP est un protocole routé et non un protocole de routage. Faites remarquer que IP se termine par le son « é » comme routé. Le protocole IP a été choisi entre les divers protocoles concurrents afin de constituer le cœur du réseau Internet mondial à commutation de paquets. Tous deux sont le résultat d'un consensus issu de nombreuses années d’interaction entre de nombreuses agences gouvernementales, universités et entreprises.

10.1.3 Propagation d'un paquet et commutation au sein d'un routeur Cette section approfondit le processus d’encapsulation et de désencapsulation. L’activité associée à la figure 1 consiste à dessiner une topologie avec des adresses MAC et IP. Demandez aux étudiants de dessiner les transformations des adresses de couche 2 et 3 à mesure que le paquet est acheminé via les différents équipements. Une activité liée à la figure 3 consiste à demander aux étudiants de créer des organigrammes pour les algorithmes des répéteurs/concentrateurs et des ponts/commutateurs. Dites-leur ensuite de les comparer à l’organigramme du routage. Rappelez aux étudiants de faire attention aux différences entre la trame et le paquet, qui ne sont pas aussi nettes que souhaitable dans le cursus. Ici, l’utilisation d’une activité kinesthésique ou d’un jeu de rôle peut s’avérer utile.

10.1.4 Transmission orientée connexion et transmission non orientée connexion

Faites la distinction entre la transmission orientée connexion et la transmission non orientée connexion. Les étudiants parviennent généralement à comprendre les analogies avec un système téléphonique et un système postal.

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10.1.5 Anatomie d'un paquet IP Le cursus CCNA permet d’étudier les formats de trame, les formats de paquet, les formats de message et les formats de segment. Cependant, la trame Ethernet, le paquet IP et le segment TCP constituent trois unités de données de protocole (PDU) que les étudiants doivent étudier de manière plus approfondie.

Tous les champs du paquet IP ne sont pas importants pour le débutant. Cependant, les concepts liés à l'adressage source et de destination, au champ de données et à d’autres informations de contrôle doivent être compris par l’étudiant. Les nombres de 0 à 31 situés dans la partie supérieure du graphique représentent des bits, et non des octets. Le schéma est disposé verticalement. Toutefois, la deuxième ligne doit être ajoutée à la première, la troisième ligne à la deuxième, etc. Il s’agit en fait d’un seul et même long train binaire. Utilisez le lien Web comme référence. Imprimez une copie et découpez le papier pour visualiser la totalité du format de paquet sur une seule ligne horizontale.

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10.2 Protocoles de routage IP TP obligatoires : aucun TP facultatif : 10.2.9

Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Évaluation des caractéristiques des protocoles de routage

Objectif du cours : Description des concepts associés au routage, ainsi que des différents protocoles et méthodes visant à sa réalisation

Connaissances pratiques : aucune

10.2.1 Vue d'ensemble du routage Le routage est une fonction de la couche 3 et il constitue la principale activité des routeurs. Notez que le protocole NetBEUI est un protocole non routable utilisé par les réseaux d’égal à égal. Envisagez de présenter l’historique des réseaux à commutation de paquets, à ce stade, ainsi que le problème du routage.

10.2.2 Routage et commutation L’objectif de cette section est de présenter aux étudiants le routage de couche 3 et la commutation de couche 2. Évidemment, tous les routeurs doivent exécuter un processus de commutation. Il existe des commutateurs multicouches dont les décisions sont déterminées par des informations de couche 3, par la commutation de couche 3 ou par un type de conversation tel que le numéro de port TCP, la commutation de couche 4 ou d’autres technologies. Les commutateurs Cisco haut de gamme comportent des modules de routage. Signalez aux étudiants avancés le site http://www.cisco.com/ qui leur fournira de plus amples références. Sinon, concentrez-vous sur les différences élémentaires qui existent entre le routage et la commutation.

10.2.3 Protocole routé et protocole de routage Insistez sur le fait qu’un protocole de routage est un échange entre routeurs des meilleurs chemins. Les protocoles routés transportent les données de l’utilisateur de bout en bout sur le réseau. Les protocoles de routage établissent la communication entre les routeurs et permettent d’échanger des informations de routage afin que les protocoles routés soient envoyés au bon endroit. Ces concepts sont souvent confondus au cours du cursus. Demandez aux étudiants de trouver un moyen mnémotechnique pour mémoriser la différence entre ces deux types de protocoles.

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10.2.4 Détermination du chemin Repérez l’analogie dans la figure 2. Développez-la à l’aide de différents systèmes de transport. Les analogies comportent des limites, mais elles permettent de rendre ce concept abstrait plus accessible.

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Notez que la figure 3 représente une fonction de la couche réseau exécutée par le routeur. Elle risque de paraître répétitive mais il est impératif que les étudiants la comprennent parfaitement. Cette section est un rappel de la section 10.1.3 avec une orientation légèrement différente.

Une distinction essentielle absente du cursus concerne ici le routage statique par rapport au routage dynamique. Discutez du « problème du routage » avec les étudiants. Voici un réseau international à commutation de paquets doté de conditions dynamiques sur le nœud. Les liens et les paquets ont besoin de circuler. Demandez aux étudiants de trouver d’éventuelles solutions au problème. S’ils n'y pensent pas d'eux-mêmes, suggérez la solution suivante : l’administrateur réseau prédétermine les routes. Discutez des limites de cette approche. Voyez si les étudiants en arrivent au routage dynamique, qui permet de partager les mises à jour des conditions du réseau entre les routeurs.

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10.2.5 Tables de routage Pour approfondir cette section, posez les questions suivantes :

• « Pourquoi les tables de routage sont-elles nécessaires ? »

• « Comment les routeurs créent-ils les tables de routage ? »

• « Quelles informations sont contenues dans une table de routage ? »

• « De quelle vue d’ensemble de la topologie du réseau le routeur dispose-t-il ? »

Cette section permet d’aborder les concepts étudiés de façon plus approfondie au cours du programme CCNA 2, dont la table de routage constitue un thème central. Discutez brièvement de la manière dont les routes s’inscrivent dans la table de routage via des réseaux directement connectés, via des routes statiques et via un routage dynamique.

10.2.6 Algorithmes et métriques de routage Présentez les facteurs utilisés pour le calcul de la « meilleure » route. Demandez s’il s’agit d’un processus complètement dynamique et si un administrateur réseau peut influencer ce calcul. Ceci vous amène à aborder les métriques en comparant la non-utilisation de métriques, comme pour le routage statique, à l’utilisation d’une métrique, telle que des sauts.

10.2.7 Protocoles IGP et EGP Faites la différence entre les protocoles de routage internes et les protocoles de routage externes. Demandez aux étudiants quelles sont les limites de chacun d’eux. Cette section a pour but principal de développer le vocabulaire essentiel utilisé dans les cours ultérieurs.

10.2.8 État de liens et vecteur de distance Identifiez les différences entre les protocoles à état de liens et les protocoles à vecteur de distance. Contentez-vous d'une simple présentation de ce sujet potentiellement vaste.

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10.2.9 Protocoles de routage Il est important de rappeler que le protocole RIP est un protocole de routage, et non un protocole routé. Il est également important que les étudiants mémorisent la famille des protocoles de routage suivants : IGRP, EIGRP et OSPF. Une fois de plus, l’option sans protocole de routage pour le routage statique doit être abordée. Les étudiants doivent également connaître le langage simple du protocole RIP, le langage plus complexe du protocole IGRP et les langages complexes des protocoles EIGRP, OSPF et BGP. Le TP Achat d'un routeur est facultatif. Il permet aux étudiants de découvrir le monde des vrais routeurs.

10.3 Mécanisme de découpage en sous-réseaux TP obligatoires : aucun TP facultatifs : 10.3.5a, 10.3.5b, 10.3.5c et 10.3.5d

Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Conception d'un modèle d'adressage IP répondant aux besoins

Objectif du cours : Explication et démonstration des mécanismes associés à l’adressage IP

Connaissances pratiques : Attribution d’un modèle d’adressage IP à une topologie LAN ou WAN réelle

10.3.1 Classes d'adresses réseau IP Le processus de découpage en sous-réseaux peut s'avérer très compliqué pour les étudiants. Il est important de le traiter lentement et d’aborder de façon approfondie toutes les facettes de ce processus. À ce stade, à force de répétition, les étudiants doivent avoir acquis une bonne maîtrise de la conversion des nombres décimaux en nombres binaires et inversement. Révisez les classes d’adresses IP.

10.3.2 Introduction au découpage en sous-réseaux Rien ne remplace la méthode qui consiste à demander aux étudiants débutants d’écrire les quatre octets en bits et d’identifier les bits réseau, les bits de sous-réseau et les bits d’hôte.

10.3.3 Détermination de l'adresse d'un masque de sous-réseau Dessinez progressivement le tableau de découpage en sous-réseaux, comme indiqué de la figure 1 à la figure 3, en expliquant chaque étape. Calculez des nombres binaires en utilisant le tableau comme calculatrice manuelle. Enseignez les équivalences existant entre les formats de notation décimale, de notation binaire et de notation avec des barres obliques, utilisés pour exprimer les masques de sous-réseau.

Problèmes pratiques

Recherche du masque de sous-réseau La recherche d’un masque de sous-réseau n’est pas si difficile qu’il n’y paraît. Il est nécessaire de prendre deux choses en considération pour calculer un masque de sous-réseau. Tout d’abord, il faut considérer la classe de l’adresse, puis le nombre de sous-réseaux nécessaires. Le masque de sous-réseau est utilisé avec l’adresse IP afin d’identifier les bits (ou la partie)

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réseau, les bits de sous-réseau et les bits d’hôte d’une adresse IP. Par défaut, selon la classe de l’adresse, la partie réseau d’un masque de sous-réseau est représentée par des chiffres 1 binaires ou par le nombre entier 255. Le masque de sous-réseau d’une adresse de classe A, sans découpage en sous-réseaux, est donc 255.0.0.0. Le masque de sous-réseau d’une adresse de classe B, sans découpage en sous-réseaux, est 255.255.0.0. Enfin, le masque de sous-réseau d’une adresse de classe C, sans découpage en sous-réseaux, est 255.255.255.0. Puisque les sous-réseaux sont obligatoires dans un réseau, le masque est modifié par son ajout au masque de sous-réseau existant par défaut, en fonction du nombre de sous-réseaux nécessaires.

Puisque les adresses IP et les masques de sous-réseau reposent sur des calculs binaires, le chiffre 2 doit être utilisé comme base pour créer des sous-réseaux. Chaque fois que des sous-réseaux sont ajoutés à un réseau, le nombre de sous-réseaux créés doit correspondre à une puissance de 2.

Nombre

de sous-

réseaux

Puissance de 2 Bits de sous-réseau

Numéro de

masque

Nombre de

sous-réseaux

Puissance de 2

Bits de sous-réseau Numéro de masque

4 (2

utilisables) 22 11000000 192 8192 213 11111111.111

11000 255.248

8 (6

utilisables) 23 11100000 224 16384 214 11111111.111

11100 255.252

16 (14

utilisables) 24 11110000 240 32768 215 11111111.111

11110 255.254

32 (30

utilisables) 25 11111000 248 65536 216 11111111.111

11111 255.255

64 (62

utilisables) 26 11111100 252 131072 217

11111111.11111111. 10000000

255.255.128

128 (126

utilisables) 27 11111110 254 262144 218

11111111.11111111. 11000000

255.255.192

256 (254

utilisables) 28 11111111 255 524288 219

11111111.11111111. 11100000

255.255.224

512 (510

utilisables) 29 11111111.10000000 255.128 1048576 220

11111111.11111111. 11110000

255.255.240

1024 (-

2=utilisables)

210 11111111.11000000 255.192 2097152 221 11111111.11111111. 11111000

255.255.248

2048 211 11111111.11100000 255.224 4194304 222 11111111.11111111.11111100

255.255.252

4096 212 11111111.11110000 255.240

Par défaut, les masques de sous-réseau commencent de la manière suivante :

Classe A 255. Classe B 255.255. Classe C 255.255.255.

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Les masques de sous-réseau sont complétés par le calcul du nombre de sous-réseaux nécessaires. Dans le tableau, sélectionnez le nombre de sous-réseaux utilisables, supérieur au nombre de sous-réseaux nécessaires. Ensuite, consultez le tableau pour déterminer la fin du masque. Puisque le masque de sous-réseau doit comporter quatre nombres (ou octets), placez un zéro (0) dans les emplacements restants. Exemple : 255.255.224.0.

Problèmes pratiques

Examinez les adresses IP suivantes et déterminez le masque de sous-réseau selon la notation avec des barres obliques.

Identifiez ensuite le nombre de sous-réseaux utilisables et le nombre d’hôtes par sous-réseau. Suivez les étapes conformément aux indications entre parenthèses.

Conseillez aux étudiants de faire tout particulièrement attention à la classe de l’adresse IP pour déterminer le nombre de sous-réseaux et d’hôtes.

1. 200.81.155.77/28

/28 en binaire correspond à ▼ Masque de sous-réseau en notation entière avec des points de séparation ▼

(1)11111111.11111111.11111111.11110000 (2) 255.255.255.240

Classe de cette adresse IP ►

(3) C

▲ (4) Dans la zone (1), barrez la partie par défaut du masque de sous-réseau. Soulignez la partie sous-réseau de l’adresse IP, correspondant aux 1 restants.

(5) Nombre de ► sous-réseaux utilisables

2(nombre de 1 soulignés)-2 24-2 = 14

(6) Nombre d'hôtes par sous-réseau ►

2(nombre de zéros)-2 24-2 = 14

2. 197.66.118.113/27

/27 en binaire correspond à ▼ Masque de sous-réseau en notation entière avec des points de séparation ▼

(1)11111111.11111111.11111111.11100000 (2) 255.255.255.224

Classe de cette adresse IP ►

(3) C

▲ (4) Dans la zone (1), barrez la partie par défaut du masque de sous-réseau. Soulignez la partie sous-réseau de l’adresse IP, correspondant aux 1 restants.

(5) Nombre de ► sous-réseaux utilisables

2(nombre de 1 soulignés)-2 23-2 = 6

(6) Nombre d'hôtes par sous-réseau ►

2(nombre de zéros)-2 25-2 = 30

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3. 151.100.12.211/23

/23 en binaire correspond à ▼ Masque de sous-réseau en notation entière avec des points de séparation ▼

(1)11111111.11111111.11111110.00000000 (2) 255.255.254. 0

Classe de cette adresse IP ►

(3) B

▲ (4) Dans la zone (1), barrez la partie par défaut du masque de sous-réseau. Soulignez la partie sous-réseau de l’adresse IP, correspondant aux 1 restants.

(5) Nombre de ► sous-réseaux utilisables

2(nombre de 1 soulignés)-2 27-2 = 126

(6) Nombre d'hôtes par sous-réseau ►

2(nombre de zéros)-2 29-2 = 510

4. 172.17.108.13/25

/25 en binaire correspond à ▼ Masque de sous-réseau en notation entière avec des points de séparation ▼

(1) 11111111.11111111.11111111.10000000 (2) 255.255.255.128

Classe de cette adresse IP ►

(3) B

▲(4) Dans la zone (1), barrez la partie par défaut du masque de sous-réseau. Soulignez la partie sous-réseau de l’adresse IP, correspondant aux 1 restants.

(5) Nombre de ► sous-réseaux utilisables

2(nombre de 1 soulignés)-2 29-2 = 510

(6) Nombre d'hôtes par sous-réseau ►

2(nombre de zéros)-2 27-2 = 126

5. 64.28.113.9/26

/26 en binaire correspond à ▼ Masque de sous-réseau en notation entière avec des points de séparation ▼

(1)11111111.11111111.11111111.11000000 (2) 255.255.255.192

Classe de cette adresse IP ►

(3) A

▲ (4) Dans la zone (1), barrez la partie par défaut du masque de sous-réseau. Soulignez la partie sous-réseau de l’adresse IP, correspondant aux 1 restants.

(5) Nombre de ► sous-réseaux utilisables

2(nombre de 1 soulignés)-2 218-2 = 262,142

(6) Nombre d'hôtes par sous-réseau ►

2(nombre de zéros)-2 26-2 = 62

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10.3.4 Application du masque de sous-réseau Commencez le processus de découpage en sous-réseaux en empruntant trois bits, ce qui permet d’obtenir huit sous-réseaux. Suivez le texte de ce TP et utilisez une adresse de classe C différente pour reproduire le format de la figure 1 au tableau. Utilisez ensuite quatre bits et demandez aux étudiants de remplir le tableau. Lors du prochain cours, distribuez une feuille vierge aux étudiants et proposez une adresse IP. Demandez-leur de remplir la structure de l’adresse. Poursuivez de la sorte pour les cours suivants. Modifiez chaque fois le nombre de bits empruntés. Les étudiants doivent être capables d’effectuer ces calculs sans l'aide d'une calculatrice. Il existe plusieurs problèmes pratiques et plusieurs fiches de travail liés au découpage en sous-réseaux pour poursuivre cette section.

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Fiche de travail pour le découpage en sous-réseaux

Réseau Classe ? A B C

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Nombre de sous-réseaux néNombre de bits à emprunteMasque de sous-réseau

Masque de sous-réseau au partie par défaut / Souligner

Sous-réseau (Partie sous-

réseau) 000

0 000 001

1 001 010

2 010 011

3 011 100

4 100 101

5 101 110

6 110 111

7 111

8

9

10

11

12

13

14

15

116

sur les réseaux (ver

cessaires ? saires

6

format binaire : la partie sous-r

Hôte

00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111

27

sion 3.1) - Guide

(

3

11111111.1éseau)

A

Ad

133

197

n

? n = 255

2 ) 255

du professeur –

1111111.11

dresse de réseau

resse de bro

0 31 32 63 64 95 96

127 128 159 160 191 192 223 224 255

224

r néces

255

Module 10

111111.11100000 (Barrer la

sous- adcast

Plage utilisable pour les hôtes

33 - 62

65 - 94

97 - 126

129 - 158

161 - 190

193 - 222

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Fiche de travail pour le découpage en sous-réseaux

Réseau Classe ? A B C Nombre de sous-réseaux nécessaires ? Nombre de bits à emprunter nécessaires ? n = (2n)

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Masque de sous-réseau Masque de sous-réseau au format binaire : (Barrer la partie par défaut / Souligner la partie sous-réseau )

Sous-réseau (Partie sous-

réseau)

Hôte Adresse de sous-

réseau Adresse de broadcast

Plage utilisable pour les hôtes

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

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10.3.5 Découpage de réseaux de classe A et B en sous-réseaux Une fois que les étudiants maîtrisent le découpage d'un réseau de classe C en sous-réseaux, le découpage de réseaux de classe A et B s’avère beaucoup moins complexe. Expliquez-leur que les classes A et B ne sont qu’un groupe de réseaux de classe C. Si le premier exercice proposé concerne un réseau de classe B avec huit bits empruntés, les étudiants doivent immédiatement se rendre compte qu’ils ont découpé le réseau de classe B en 256 sous-réseaux de classe C. Les activités de TP sont facultatives car elles peuvent être effectuées dans le cadre d’un devoir. La pratique est essentielle car les étudiants doivent impérativement maîtriser ces compétences.

Pour apprendre à découper en sous-réseaux les adresses de classe A et B, posez des problèmes demandant un certain nombre d’adresses de sous-réseau et d’hôte.

1. La société XYZ possède un réseau 184.113.0.0. Créez un masque de sous-réseau qui permettra de découper le réseau en au moins 1 000 sous-réseaux, chacun comportant au moins 50 hôtes.

(1) 1 000 sous-réseaux sont nécessaires : 210 = 1024, donc il est nécessaire d’emprunter dix bits.

(2) Lorsque dix bits sont empruntés dans une adresse de classe B, le masque de sous-réseau binaire est :

11111111.11111111.11111111.11000000. Les 16 premiers bits sont des « 1 » par défaut.

(3) Il reste six bits en tant que bits d’hôte : 26 = 64, donc il y aura 62 hôtes utilisables par sous-réseau.

(4) En notation entière avec des points de séparation, le masque de sous-réseau sera 255.255.255.192.

2. L’administrateur réseau de Houdier SA est responsable de la gestion de l’adresse du réseau privé de l’entreprise, 10.0.0.0. Créez au moins 65 000 sous-réseaux comportant au moins 200 hôtes chacun.

(1) 65 000 sous-réseaux sont nécessaires : 216 = 65 536. Il faut donc emprunter 16 bits.

(2) Lorsque 16 bits sont empruntés dans une adresse de classe A, le masque de sous-réseau binaire est :

11111111.11111111.11111111.00000000. Les huit premiers bits sont des « 1 » par défaut.

(3) Il reste huit bits en tant que bits d’hôte : 28 = 256, donc il y aura 254 hôtes utilisables par sous-réseau.

(4) En notation entière avec des points de séparation, le masque de sous-réseau sera 255.255.255.0.

3. Le réseau privé 172.21.0.0 a besoin d’être découpé en sous-réseaux. 57 sous-réseaux, comportant environ 1 000 hôtes chacun, sont nécessaires.

(1) 57 sous-réseaux sont nécessaires : 26 = 64. Il faut donc emprunter six bits.

(2) Lorsque six bits sont empruntés dans une adresse de classe B, le masque de sous-réseau binaire est :

11111111.11111111.11111100.00000000. Les 16 premiers bits sont des « 1 » par défaut.

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(3) Il reste dix bits en tant que bits d’hôte : 210 = 1024, donc il y aura 1 022 hôtes utilisables par sous-réseau.

(4) En notation entière avec des points de séparation, le masque de sous-réseau sera 255.255.252.0.

4. La société Cliquetage a signé un contrat pour la mise en place de son réseau 10.0.0.0. Elle a besoin d’environ 4 000 sous-réseaux, comportant chacun le même nombre d’hôtes.

(1) 4 000 sous-réseaux : 212 = 4096. Il faut donc emprunter 12 bits.

(2) Lorsque 12 bits sont empruntés dans une adresse de classe A, le masque de sous-réseau binaire est :

11111111.11111111.11110000.00000000. Les huit premiers bits sont des « 1 » par défaut.

(3) Il reste douze bits en tant que bits d’hôte : 212 = 4096, donc il y aura 4 094 hôtes utilisables par sous-réseau.

(4) En notation entière avec des points de séparation, le masque de sous-réseau sera 255.255.240.0.

10.3.6 Calcul du sous-réseau via l'opération ET Ce concept sera testé lors de l’examen final et de l’examen de certification. La pratique facilite la compréhension de ce processus. Une fois que la maîtrise du processus est atteinte, vous pouvez dévoiler des techniques simplifiées.

Problèmes pratiques : Demandez aux étudiants de rechercher l’adresse du sous-réseau. (1) Convertissez les adresses IP et les masques de sous-réseau suivants au format binaire, (2) puis effectuez l’opération ET sur les deux éléments et soulignez la partie sous-réseau de l’adresse ainsi obtenue. Enfin, (3) reconvertissez le résultat de l’opération ET en notation entière avec des points de séparation pour identifier les éléments examinés par le routeur afin de déterminer le sous-réseau de destination d’un paquet.

1. 194.252.190.92 11000010.11111100.10111110.01011100

255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000 11000010.11111100.10111110.01011000 194.252.190.88 2. 110.32.63.116 01101110.00100000.00111111.01110100 255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000 01101110.00100000.00111100.00000000 110.32.60.0 3. 149.12.126.118 10010101.00001100.01111110.01110110 255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.10000000 10010101.00001100.01111110.00000000 149.12.126.0 4. 202.72.40.111 11001010.01001000.00101000.01101111 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 11001010.01001000.00101000.01100000 202.72.40.96

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5. 163.80.113.211 10100011.01010000.01110001.11010011 255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000 10100011.01010000.01110000.00000000 163.80.112.0

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CCNA 1 Test de découpage en sous-réseaux NOM : ____________________ 1. Dans quelle classe cette adresse est-elle définie ? 191.24.56.21 Classe B 2. L’adresse hôte de la question 1 se trouve dans un réseau. Quelle est l’adresse réseau de ce

réseau ? 191.24.0.0 3. Quelle est l'adresse de broadcast du réseau mentionné à la question 2 ? 191.24.255.255 4. À quelle classe correspondent des octets hôte/réseau tels que les suivants ? R.R.R.H

Classe C 5. À quelle classe correspondent des octets hôte/réseau tels que les suivants ? R.H.H.H

Classe A 6. Combien existe-t-il de réseaux de classe B différents, approximativement ? 65 000 7. Quel est le nombre exact d’adresses hôte dans chaque réseau de classe C ? 256 8. Quel est le nombre approximatif d’adresses hôte dans chaque réseau de classe A ? 16 millions 9. Convertissez en nombre entier : 11110000 240 10. Convertissez en nombre binaire : 252 11111100 11. Quel est le nombre maximum de bits d’hôte pouvant être empruntés pour créer des sous-réseaux

à partir d’une adresse de classe B ? 14 12. Citez deux raisons justifiant le découpage en sous-réseaux.

• Il contrôle la diffusion de broadcasts. • Il est inutile d’acheter d’autres adresses réseau en cas de besoin de réseaux

supplémentaires.

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Résumé du module 10 Avant de passer au module 11, les étudiants doivent maîtriser le découpage en sous-réseaux. Ils doivent être capables de décrire le paquet IP de façon détaillée et de distinguer les protocoles routés des protocoles de routage, en justifiant leur analyse.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module qui s’inscrit dans le cursus ainsi que l’examen en ligne du module 10. Dans le cadre d’une évaluation de performances, donnez aux étudiants une topologie simple à câbler et à fabriquer. Fournissez-leur une adresse IP et un scénario pour commencer. Demandez-leur de compléter la conception de l’adressage IP, puis de l’appliquer au réseau qu’ils ont créé. Les étudiants doivent être capables de configurer les adresses IP sur la station de travail. Ils ne sauront pas encore comment utiliser IOS pour configurer les adresses IP sur les commutateurs et les routeurs.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants : • Les caractéristiques d’un protocole routé ou routable.

• Les étapes de l'encapsulation des données dans un interréseau lors de leur acheminement vers une ou plusieurs unités de couche 3.

• La transmission orientée connexion et la transmission non orientée connexion.

• Les champs d’un paquet IP.

• Le fonctionnement des routeurs au niveau de la couche réseau. Au départ, le routeur reçoit une trame de couche 2 avec un paquet de couche 3 encapsulé en son sein. Il doit retirer la trame de couche 2 et examiner le paquet de couche 3. Lorsque le routeur est prêt à transmettre le paquet, il doit alors encapsuler le paquet de couche 3 dans une nouvelle trame de couche 2.

• Les protocoles routés définissent le format et l'utilisation des champs dans un paquet. Les paquets sont généralement transmis d’un système d’extrémité à un autre.

• La commutation du LAN se produit au niveau de la couche 2 du modèle de référence OSI, tandis que le routage se produit au niveau de la couche 3.

• Les protocoles de routage sont utilisés par les routeurs pour déterminer les chemins et gérer les tables de routage. Les protocoles routés servent à transporter le trafic utilisateur.

• Le routage implique deux activités de base : la détermination des meilleurs chemins de routage et le transport des paquets via un interréseau.

• Les algorithmes de routage traitent les mises à jour de routage et informent les tables de routage des meilleurs chemins possibles.

• Les tables de routage contiennent les meilleurs chemins vers tous les réseaux connus. Ce chemin peut être une route statique, entrée manuellement, ou une route dynamique, connue par le biais des protocoles de routage.

• La convergence décrit la vitesse à laquelle tous les routeurs acquièrent une même vue du réseau après qu'il ait subi une modification.

• Les protocoles de routage intérieurs acheminent les données au sein de systèmes autonomes, tandis que les protocoles de routage extérieurs acheminent les données entre les différents systèmes autonomes.

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• Les routeurs faisant appel aux protocoles à vecteur de distance envoient périodiquement des mises à jour de routage, constituées de l'intégralité ou d'une partie de leur table de routage. Les routeurs utilisant les protocoles à état de liens, pour leur part, se servent des mises à jour de routage à état de liens (LSA) pour envoyer des mises à jour, uniquement lorsque des modifications surviennent dans la topologie du réseau. Ils peuvent en outre, mais moins fréquemment, envoyer les tables de routage complètes.

• Les utilisations du découpage en sous-réseaux.

• La manière de déterminer le masque de sous-réseau approprié à une situation donnée.

• La manière de subdiviser des réseaux de classe A, B et C.

• La manière d’utiliser un masque de sous-réseau pour déterminer l'adresse de sous-réseau.

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Module 11 : Couche transport et couche application du protocole TCP/IP

Vue d’ensemble Vous risquez de ne pas disposer de beaucoup de temps pour l’enseignement du module 11. Ce module est relativement court. Il comporte un seul TP et ne fait pas appel aux mathématiques. Le matériel lié au protocole TCP est très important, mais il est étudié dans le cadre du programme CCNA 2. Concentrez-vous sur la manière dont le segment TCP assure la fiabilité, à la différence du paquet IP et de la trame Ethernet. Le cours sur les protocoles de la couche application correspond à des informations descriptives. De nombreux protocoles peuvent sembler familiers puisqu’ils ont déjà été mentionnés et utilisés dans le cours.

Avertissement relatif au Module 11

Les processus TCP, tels que le protocole d'échange bidirectionnel et le contrôle de flux, peuvent paraître difficiles de prime abord.

À l'issue de ce module, les étudiants seront en mesure d'effectuer les actions suivantes :

• Décrire les fonctions de la couche transport du modèle TCP/IP.

• Expliquer le contrôle de flux.

• Décrire les processus d’établissement d’une connexion entre systèmes homologues.

• Décrire le fenêtrage.

• Décrire le mécanisme d'accusés de réception.

• Identifier et présenter les protocoles de la couche transport.

• Décrire les formats d'en-tête TCP et UDP.

• Décrire les numéros de port TCP et UDP.

• Énumérer les principaux protocoles de la couche application TCP/IP.

• Exposer les fonctions et le mécanisme des applications TCP/IP bien connues.

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11.1 Couche transport TCP/IP TP obligatoire : 11.1.5

TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Évaluation du processus de communication TCP/IP et de ses protocoles associés

Objectif du cours : Description des concepts fondamentaux associés aux protocoles de la couche transport et comparaison de l’approche non orientée connexion à l’approche orientée connexion

Connaissances pratiques : aucune

Remarque Envisagez une présentation alternative de cette section. Faites une analyse générale de ce qui peut se produire au niveau de la couche 4. Commencez par le multiplexage des conversations et des numéros de port. Présentez le segment de paquet UDP. Critiquez le protocole UDP. Outre le besoin de multiplexage, évoquez les autres problèmes de fiabilité et de contrôle de flux. Donnez un aperçu des concepts de session, de protocole d'échange bidirectionnel et d’accusé de réception. Présentez le segment TCP. Terminez avec le contrôle de flux. Autre séquence de sections possible : 11.1.1, 11.1.2, 11.1.9, 11.1.8, 11.1.3, 11.1.4, 11.1.6, 11.1.7 et 11.1.5.

11.1.1 Introduction à la couche transport du modèle TCP/IP Faites référence au tableau TCP/IP initial que les étudiants ont créé précédemment. Ajoutez-y les nouvelles informations relatives à cette section.

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11.1.2 Contrôle de flux Proposez un jeu de rôle dans lequel le contrôle de flux constitue un problème. Les étudiants peuvent soit utiliser des langues ou des dialectes différents, soit parler très vite, pour illustrer la situation problématique. Analysez les problèmes engendrés et la manière dont ils sont traités dans le contexte de la communication orale.

11.1.3 Établissement, maintenance et fermeture de session La figure 1 et le paragraphe 1 n'insistent pas suffisamment sur l’idée du multiplexage. Une approche simple de la couche 4 consiste à permettre à différentes conversations de se produire simultanément sur un seul canal de communication. Ce processus de plusieurs à un est appelé multiplexage. Le processus inverse de un à plusieurs, effectué à l’extrémité de réception, est appelé démultiplexage. Pour mettre en œuvre le multiplexage, il faut étiqueter les différents types de conversations à l’aide de numéros de port permettant de « segmenter » les données. C’est ce que permet le protocole UDP, décrit ultérieurement. Notez que le mot « port » utilisé ici se rapporte à un logiciel et non à une interface, à une prise ou à un port physiques. Les graphiques 2 et 3 illustrent de façon abstraite le protocole TCP, et non le protocole UDP.

11.1.4 Échange en trois étapes Plusieurs éléments doivent être mémorisés concernant l’échange en trois étapes. Les étudiants doivent savoir comment le protocole TCP effectue le suivi des octets. Ils doivent également savoir que l’axe vertical est chronologique. Par conséquent, aucune flèche ne doit être horizontale, car toute communication du point A au point B nécessite forcément du temps. Envisagez d’utiliser une activité kinesthésique ou un jeu de rôle, en commençant par faire intervenir un seul octet à la fois.

11.1.5 Fenêtrage Cette section peut être mimée afin d’aider les étudiants. Commencez par une taille de « fenêtre » comprenant un seul mot à la fois. Puis augmentez le nombre de fenêtres jusqu’à ce que les étudiants constatent la rapidité à laquelle la mémoire tampon à court terme sature. Déterminez à présent un débit acceptable. Les lignes de la figure 2 doivent être horizontales, mais légèrement inclinées. Ceci est dû au fait que la dimension verticale correspond au temps et que toutes les communications nécessitent une quantité de temps déterminée pour se produire.

Station de travail

Serveur

Début de l’échange en trois étapes par la station de travail Séq. 8405231 Envoi du n° de séquence initial et envoi ACK par le serveur Séq. 190142

ACK 8405232 Envoi ACK et envoi de la taille de fenêtre par la station de travail ACK 190143 Fenêtre 6 Ko

Envoi de 6 Ko divisés en paquets de 1 500 octets (MTU) par le serveur Séq. 190143

1 500 octets envoyés Séq. 191643

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1 500 octets envoyés Séq. 193143

1 500 octets envoyés Séq. 194643

1 500 octets envoyés Envoi ACK des 6 Ko de données reçues et envoi d’une nouvelle taille de fenêtre par la station de travail

ACK 196143 Fenêtre 9 Ko

Envoi de 9 Ko divisés en paquets de 1 500 octets (MTU) par le serveur Séq. 196143

1 500 octets envoyés Séq. 197643

1 500 octets envoyés Séq. 199143

1 500 octets envoyés Séq. 200643

1 500 octets envoyés Séq. 202143

1 500 octets envoyés Séq. 203643

1 500 octets envoyés Envoi ACK des 9 Ko de données reçues et envoi d’une nouvelle taille de fenêtre par la station de travail

ACK 205143 Fenêtre 3 Ko

Envoi de 3 Ko divisés en paquets de 1 500 octets (MTU) par le serveur Séq. 205143

1 500 octets envoyés Séq. 206643

1 500 octets envoyés Envoi ACK des 3 Ko de données reçues et envoi d’une nouvelle taille de fenêtre par la station de travail

ACK 208143 Fenêtre 12 Ko

… jusqu’à ce que la totalité du fichier soit envoyée.

11.1.6 Accusé de réception La numérotation des octets SYN et ACK peut s’avérer complexe. Par conséquent, utilisez quelques exemples numériques.

11.1.7 TCP À de nombreuses reprises dans le cursus, des informations sur les formats de trame, les formats de paquet, les formats de message et les formats de segment sont données à des fins d’exhaustivité. Cependant, il est préférable que les étudiants examinent trois PDU de façon plus approfondie. Il s’agit des trames Ethernet, des paquets IP et des segments TCP. Tous les champs ne sont pas d'égale importance pour les débutants, mais les concepts de l'adressage source et de destination, du champ de données et d’autres informations de contrôle doivent

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être compris. Les nombres de 0 à 31 situés dans la partie supérieure du graphique représentent des bits, et non des octets. Le schéma est disposé verticalement. Toutefois, la deuxième ligne doit être ajoutée à la première, la troisième ligne à la deuxième, etc. Il s’agit en fait d’un seul et même long train binaire. Pour aider les étudiants, vous pouvez éventuellement imprimer une copie et la découper afin de visualiser la totalité du format de paquet sur une seule ligne horizontale. Les principales fonctions du protocole TCP sont le multiplexage, la fiabilité et le contrôle de flux. Demandez aux étudiants quels protocoles de couche application utilisent le protocole TCP. Soulignez le fait que le protocole TCP assure un niveau de fiabilité que les protocoles Ethernet ou IP ne sont pas en mesure d'offrir. Utilisez l’analogie d’un envoi postal en courrier recommandé.

11.1.8 UDP La principale fonction du protocole UDP est le multiplexage. Présentez les protocoles d’application qui utilisent le protocole UDP. Utilisez l’analogie de l'envoi postal d'un courrier normal (non recommandé).

11.19 Numéros de port TCP et UDP Les numéros de port qui apparaissent sur la figure 1 doivent être notés dans le journal technique, car ils seront réutilisés. Demandez aux étudiants d’enregistrer les ports 21, 23, 25, 53, 69 et 80 en mémoire. Faites la distinction entre les ports logiciels et les ports matériels. Les étudiants qui connaissent bien les problèmes des ports et les problèmes de sécurité peuvent intervenir afin d’en discuter en classe.

11.2 Couche application TP obligatoire : 11.2.4 TP facultatifs : aucun Sections de cours principales : toutes Sections de cours facultatives : aucune Objectif de la certification : Évaluation du processus de communication TCP/IP et de ses protocoles associés Objectif du cours : Établissement de la liste des principaux protocoles d’application TCP/IP et brève définition de leurs fonctions et de leur fonctionnement Connaissances pratiques : Utilisation d’un analyseur de protocole pour capturer une transaction HTTP

11.2.1 Introduction à la couche application du modèle TCP/IP Faites appel aux connaissances que les étudiants ont acquises sur les modèles TCP/IP et OSI.

11.2.2 DNS La plupart des utilisateurs d’Internet ont des connaissances sur les serveurs de noms de domaine (DNS). Basez cette section sur cette idée.

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11.2.3 FTP et TFTP Quel que soit le programme suivi, CCNA 1 ou CCNA 2, il peut s’avérer très utile pour les étudiants de comprendre le fonctionnement du protocole FTP lors d'un transfert de fichier. Envisagez d’effectuer un bref TP relatif à cette section.

11.2.4 HTTP Le TP « Protocol Inspector, TCP et HTTP » est obligatoire. Utilisez un analyseur de protocole disponible dans l’établissement. Examinez le protocole HTTP en fonctionnement pour bien étudier les couches OSI et les PDU, ainsi que pour analyser en détail le fonctionnement du protocole TCP. Cette section permet aux étudiants de comprendre précisément ce qui se produit lorsqu’un utilisateur clique sur le bouton Entrée à partir d’un navigateur.

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11.2.5 SMTP Présentez le système de messagerie de l’établissement aux étudiants.

11.2.6 SNMP La pertinence de cette section dédiée au protocole SNMP se justifie par le fait qu’elle constitue un moyen d’étudier à distance d’autres équipements. Soulignez l’importance de cette surveillance à distance dans un réseau géographiquement distribué.

11.2.7 Telnet Envisagez de demander aux étudiants d’utiliser le client Telnet local pour établir une connexion Telnet. Cette section est très importante pour les examens de CCNA 2 à CCNA 4.

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Résumé du module 11 Pour se préparer à l’examen final, les étudiants doivent connaître la terminologie de chaque protocole TCP/IP étudié, de la couche application et de la couche transport.

Les options d’évaluation en ligne comprennent le questionnaire en ligne de fin de module, qui s’inscrit dans le cursus, ainsi que l’examen en ligne du module 11. Envisagez de proposer aux étudiants une trame Ethernet vierge, ainsi qu’un paquet IP et un segment TCP partiellement vierges. Demandez-leur d’indiquer les noms, le nombre de bits ou d’octets et les fonctions de ces trois PDU. Ces compétences revêtent une importance capitale pour la suite de leur formation en tant que professionnels des réseaux.

Les étudiants doivent comprendre les principaux points suivants :

• Les fonctions de la couche transport du modèle TCP/IP

• Le contrôle de flux

• Les processus d’établissement d’une connexion entre systèmes homologues

• Le fenêtrage

• L’accusé de réception

• Les protocoles de couche transport

• Les formats d'en-tête TCP et UDP

• Les numéros de port TCP et UDP

• Les processus et les protocoles au niveau de la couche application TCP/IP

• Les services de noms de domaine

• Les protocoles de transfert de fichiers

• Le protocole SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

• Le protocole SNMP (Simple Network Management Protocol)

• Le service Telnet

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IV. Étude de cas : Câblage structuré Avertissement relatif au module

Ce module peut nécessiter une longue préparation. En raison du planning semestriel chargé et des difficultés liées la mise en œuvre de cette étude de cas, vous serez tenté de l’ignorer. Néanmoins, essayez de proposer une étude de cas, même rapide, pouvant être intéressante pour les étudiants.

Étude de cas et projet d’installation de câblage structuré

Les compétences liées au câblage structuré sont vitales pour le professionnel des réseaux. Le câblage structuré permet de créer une topologie physique dans laquelle le câblage de télécommunications est organisé en structures de terminaison et d’interconnexion hiérarchiques conformément à des normes. Le mot « télécommunications » exprime la nécessité de prendre en compte des fils d’alimentation électrique, des fils téléphoniques et du câble coaxial de télévision câblée, outre des médias réseau en cuivre ou en fibre optique.

Le câblage structuré est mis en œuvre au niveau de la couche 1 du modèle OSI. Sans la connectivité de la couche 1, la commutation de la couche 2 ou le routage de la couche 3, le transfert de données via un support de transmission physique est impossible d’un équipement vers un autre. Les nouveaux arrivants dans le monde professionnel des réseaux vont découvrir que leur travail quotidien a trait, pour une grande part, au câblage structuré.

De nombreuses normes différentes sont utilisées pour définir les règles du câblage structuré. Ces normes varient d’un pays à l’autre. Les trois normes d’une importance capitale pour le câblage structuré sont les normes ANSI TIA/EIA-T568-B, ISO/IEC 11801 et IEEE 802.x.

Le professeur doit fournir le matériel nécessaire à l’étude de cas et au projet d’installation de câblage structuré selon le pays approprié. Il est recommandé d’effectuer une étude de cas de câblage structuré par écrit et un projet d’installation de câblage structuré pratique. La compréhension du câblage structuré est essentielle pour les administrateurs, les techniciens et les ingénieurs réseau.

Les liens suivants permettent d’accéder à d’autres ressources sur le câblage structuré :

• http://www.ieee.org

• http://www.tiaonline.org

• http://www.iso.org

• http://www.linktionary.com/linktionary.html

• http://siemon.com

• http://www.netday.org

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Directives et solution destinées au professeur pour l’étude de cas CCNA 1

Introduction/Objectifs Cette étude de cas se concentre sur les principaux domaines de connaissances et de compétences liés à la conception d’un réseau LAN et développés dans le cursus CCNA 1. Ces domaines incluent les concepts du câblage structuré (couche 1), ainsi que la technologie MAC (couche 2) et l’adressage IP (couche 3). Ce guide du professeur propose une vue d’ensemble des exigences de l’étude de cas, des références aux documents requis disponibles, ainsi que des directives à suivre pour développer l’étude de cas et évaluer les résultats.

Le principal objectif de l’étude de cas est de proposer aux étudiants un ensemble d’exigences de base, (y compris les documents de construction), puis de leur demander de concevoir un réseau LAN conforme aux normes et permettant de répondre à ces besoins. La conception et les documents associés qu’ils doivent rendre englobent la connectivité de la couche 1, la commutation de la couche 2 et le routage de la couche 3. Un exemple d’ensemble de documents est fourni à la fin de ce guide afin de servir de solution éventuelle à l’étude de cas.

Les compétences liées au câblage structuré sont vitales pour le professionnel des réseaux. Pour les professionnels débutants du domaine des réseaux, le travail quotidien a trait, pour une grande part, au câblage structuré. Les télécommunications peuvent impliquer de nombreux types de câbles différents, tels que les suivants : des fils d’alimentation électrique, des fils téléphoniques et du câble coaxial de télévision câblée, en plus des médias réseau en cuivre ou en fibre optique. Cette étude de cas se concentre sur l’utilisation d'un câblage de données en cuivre et en fibre optique répondant aux normes de câblage structuré.

Préparation de l’étude de cas Questions préalables : 1. Les étudiants disposent-ils d’un accès adéquat à Internet pendant, avant et après les

heures de classe, à l'heure du déjeuner et/ou à la maison, pour accéder au cursus CCNA 1, au site Web Academy Connection, aux sites de recherches et à d’autres sites Web Internet ?

2. Les étudiants ont-ils accès aux logiciels nécessaires pour réaliser l’étude de cas ? Ces logiciels comprennent, par exemple, un programme de traitement de texte comme Word, un tableur comme Excel et un logiciel graphique simple comme Paint ou Visio.

3. Ces programmes sont-ils connus des étudiants ou les personnes qui maîtrisent ces logiciels sont-elles disponibles pour guider les étudiants de façon efficace au cours de leur étude de cas ?

4. Les étudiants ont-ils acquis une compréhension de base des dessins d’architecture ? L’ensemble des activités suivantes peut être effectué en une seule fois ou réparti sur plusieurs semaines afin de mieux visualiser divers problèmes de réseau lors de l’utilisation de dessins d’architecture.

Les techniciens réseau doivent être capables d’effectuer les activités suivantes :

Dessiner à l’échelle le plan d’étage d’un local existant. Exemple : 1 cm = 1 m.

Visualiser un local ou un ensemble de locaux représentés dans un plan d’étage d'architecture en vue de dessus (vue plongeante sur le plan d’étage), en vue en élévation (vue du local ou

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du bâtiment depuis un côté) et en vue de section (vue d’une coupe transversale d’un local, d’un bâtiment ou d’une zone).

Évaluer la longueur d’un câble en se servant uniquement d’un plan d’étage.

Fondement Les étudiants en réseau possèdent généralement peu d’expérience en dessin et n'ont souvent aucune expérience en dessin d'architecture standard par projection. Cette lacune désavantage les techniciens, car ils doivent pouvoir interpréter avec précision les plans d’étage et les coupes transversales de l'immeuble dans lequel est installé le réseau. Si les étudiants acquièrent ces compétences, ils pourront prendre des décisions éclairées sur les topologies de réseau, le matériel nécessaire pour effectuer un travail particulier et l'équipement requis pour l’installation. De plus, ils pourront annoter précisément leurs dessins pour les consulter ultérieurement à titre de référence.

Localisation/Normes Le professeur doit fournir le matériel nécessaire à la conception d’un réseau LAN et au projet d’installation de câblage structuré (facultatif) selon le pays approprié. Il est recommandé d’effectuer la conception du réseau LAN par écrit et, si possible, de réaliser un projet d’installation de câblage structuré pratique.

De nombreuses normes différentes sont utilisées pour définir les règles du câblage structuré. Ces normes varient d’un pays à l’autre. Les trois normes d’une importance capitale pour le câblage structuré sont les suivantes : ANSI TIA/EIA-T568-B, ISO/IEC 11801 et IEEE 802.x.

Les liens suivants permettent d’accéder à d’autres ressources sur le câblage structuré :

• http://www.ieee.org

• http://www.tiaonline.org

• http://www.iso.org

• http://www.linktionary.com/linktionary.html

• http://www.siemon.com

• http://www.netday.org

Informations de base et documents sur les exigences de l’étude de cas Documents pour étude de casIl s’agit d’un ensemble de documents de conception de réseau et de bâtiment (fichiers PDF), qui servent d’exigences de base pour l’étude de cas. Notez que ces documents peuvent ne pas être tous nécessaires pour la conception du réseau LAN. Les documents que le professeur doit télécharger afin de les distribuer aux étudiants contiennent les informations suivantes :

1. Instructions du directeur de la société Fabre Logiciels destinées au personnel du support informatique sur le développement d’un plan d’infrastructure réseau pour le nouveau bâtiment.

2. Exigences générales pour les serveurs, les logiciels et l’adressage IP.

3. Plans d’étage faisant apparaître les emplacements des bureaux pour les deux niveaux du bâtiment. Il est possible de faire des copies de ces plans pour indiquer les emplacements des répartiteurs principaux et intermédiaires (MDF et IDF), ainsi que celui des câbles.

4. Plans d’étage faisant apparaître les installations de plomberie, ainsi que de chauffage, de ventilation et de climatisation pour les deux niveaux du bâtiment.

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5. Plans d’étage faisant apparaître les emplacements des pièces pour les deux niveaux du bâtiment.

6. Plans d’étage faisant apparaître les installations électriques, l’installation téléphonique et l’éclairage pour les deux niveaux du bâtiment.

7. Coupe transversale montrant la construction du plafond.

8. Vue latérale montrant la construction du plafond.

9. Légende indiquant les icônes utilisées dans les plans de construction.

Supplément sur le câblage structuré Panduit Ce document PDF contient des informations de base sur le câblage structuré et des graphiques que vous pouvez utiliser pour la préparation de l’étude de cas. Vous pouvez accéder au supplément sur le câblage structuré Panduit, incluant des TP, et le télécharger à partir de l’étude de cas. Il s’agit du dernier module du cursus en ligne CCNA 1.

Administration de l’étude de cas Il est recommandé de faire travailler les étudiants en groupes de trois à cinq personnes. Dès le début du cours, téléchargez les documents pour étude de cas et imprimez-en des copies pour chaque groupe ou mettez une copie électronique à leur disposition. Le module 3 présente les médias réseau. Vous pouvez les utiliser pendant le cours pour approfondir les concepts de la couche 1 et de la conception LAN. Attirez l’attention sur le supplément sur le câblage structuré Panduit dès le début du cours. Le travail de la partie de l’étude de cas consacrée au câblage structuré doit être effectué en même temps que le module 3 sur les médias réseau. Il est préférable d’effectuer cet exercice avant de commencer la partie de l’étude de cas sur l’adressage IP associée au module 9 qui traite de la pile de protocoles TCP/IP et de l’adressage IP. Toutes les études de cas sont à effectuer avant la fin du trimestre scolaire afin de disposer de suffisamment de temps pour les noter et pour revoir les conceptions proposées et en discuter en classe.

Évaluation/Travaux livrables Qu’est-ce qui définit une étude de cas CCNA 1 terminée ? Le professeur détermine seul le travail que les étudiants doivent fournir, qu’il s’agisse d’une activité écrite ou électronique. Les suggestions suivantes sont néanmoins proposées aux professeurs.

Il est vivement recommandé de rédiger des consignes sur la documentation et de les distribuer aux étudiants lors de la présentation de l’étude de cas. De cette manière, chaque groupe d’étudiants sait exactement quels documents il doit produire. L’importance de la documentation n’est jamais trop soulignée auprès des étudiants. Elle fait partie intégrante de leur formation professionnelle. Les établissements d'enseignement sur les réseaux pourraient citer un grand nombre d'exemples d'erreurs grossières dues à une documentation inadéquate ou inexistante.

Travaux livrables Le professeur choisit les travaux que les étudiants doivent rendre. Les travaux livrables pour la conception du réseau LAN Fabre, comme indiqué ici, reposent sur la note de service de Charlotte Fabre adressée à l’équipe du support interne. Une partie ou l’intégralité des documents suivants sont inclus, mais le minimum recommandé comprend les six premiers éléments répertoriés sous l’intitulé « Documentation recommandée ». Des exemples de travaux livrables avec leurs solutions sont fournis dans ce guide pour servir de point de départ. Vous pouvez les modifier selon vos besoins. Ces documents représentent une seule solution possible à l’étude de cas, mais il en existe beaucoup d’autres. Vous devez fournir aux étudiants les informations suivantes sur le contenu de la documentation recommandée afin

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qu’ils sachent ce qu’il est attendu d’eux. Le barème de notation peut également être basé sur ces critères.

Documentation recommandée 1. Recommandations concernant l’équipement électronique du réseau (tableau)

Ce tableau doit présenter les commutateurs et les routeurs avec leurs numéros de modèle et leurs emplacements correspondants (MDF ou IDF). Les étudiants doivent rechercher des équipements de réseau sur les sites Web des fabricants afin de spécifier les caractéristiques et les fonctions permettant de prendre en charge la conception du réseau. Les équipements de réseau peuvent varier considérablement si des VLAN (étudiés dans le cursus CCNA 3) sont utilisés. Si les étudiants utilisent des VLAN, ils peuvent placer un commutateur central doté d’un routeur, interne ou externe, dans le répartiteur principal (MDF) et l’utiliser pour assurer la transmission entre les sous-réseaux. S’ils n’utilisent pas de VLAN, il est nécessaire de raccorder les stations de travail de chaque sous-réseau au même commutateur physique, ou groupe de commutateurs, qui doit ensuite être raccordé à un routeur. Ce cas de figure implique d’utiliser un plus grand nombre de routeurs (un routeur par sous-réseau). Ces routeurs seraient probablement placés dans les répartiteurs intermédiaires (IDF), puis reliés par une liaison ascendante à un commutateur central. Une autre solution consiste à placer un routeur centralisé doté de plusieurs ports Ethernet, un par sous-réseau, dans le répartiteur principal (MDF) et d’y relier les commutateurs distants par une liaison ascendante. Pour déterminer l’équipement nécessaire à cette étude de cas, partez du principe qu’il existe quatre sous-réseaux, puis déterminez l’équipement nécessaire pour les connecter physiquement et assurer les transmissions entre eux. Il est également possible de partir du principe que des VLAN sont utilisés et de spécifier un routeur centralisé ou un commutateur de regroupement de couche 3, comme indiqué dans le tableau.

2. Recommandations concernant le câblage et les composants passifs du réseau (tableau)

Ce document doit préciser les types de câbles à utiliser, leurs emplacements et les raisons de ces choix. Une estimation de la longueur totale nécessaire pour chaque type de câble, exprimée en mètres, doit être fournie. Ce document doit également préciser le type et le nombre de câbles de raccordement et de prises murales. Le type, la taille et l’emplacement des bâtis de distribution et des panneaux de brassage, ainsi que le nombre de ports doivent être indiqués.

La longueur de câble dépend du nombre de câbles vers chaque zone de travail. Il est souhaitable de fournir deux prises par zone de travail et au moins une prise dans les salles qui ne contiennent pas de station de travail, à des fins d’évolutivité. Pour estimer le câblage horizontal total nécessaire, il faut multiplier le nombre de câbles par leur longueur moyenne, par exemple 30 mètres, puis ajouter un pourcentage.

3. Configuration du réseau logique horizontal et vertical (schéma)

Il s’agit d’un schéma hiérarchique de la couche 1 qui présente les répartiteurs principaux et intermédiaires (MDF et IDF), ainsi que leurs relations. Les principaux types de câbles raccordés entre ces emplacements doivent être identifiés, comme indiqué ici.

4. Configuration du câblage physique horizontal et vertical (schéma)

Pour créer ces configurations, il faut annoter les plans d’étage, en indiquant les emplacements des répartiteurs principaux et intermédiaires (MDF et IDF), ainsi que les longueurs de câble et les faisceaux. Bien que le MDF se trouve probablement au rez-de-chaussée avec le point de présence (POP), il existe plusieurs emplacements potentiels pour les IDF. Il est préférable d’utiliser un codage de couleurs pour identifier les MDF et les IDF. Des couleurs différentes doivent être utilisées pour indiquer les interconnexions

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horizontales, le câblage en cuivre UTP, les interconnexions verticales et le câblage en fibre optique.

Notez que les longueurs de câble suivent généralement les chemins de câbles situés dans le plafond et habituellement alignés sur les couloirs. L’emplacement exact de chaque câble est déterminé par les installateurs. Il dépend de l’emplacement de l’équipement réseau qu’il dessert et des structures de bâtiment qui se trouvent sur son passage.

Un câble en fibre optique est recommandé pour le câblage vertical ou de backbone, dans la conception de ce LAN, même si un câble en cuivre de catégorie 5e peut suffire en fonction de la distance entre le MDF et les IDF. La fibre optique est retenue en raison de sa bande passante (ou capacité de transport des données) supérieure, de ses capacités d’isolation électrique de la terre et de sa résistance aux interférences électriques et radio.

5. Feuille et plan d’identification des câbles (exposé et tableau)

Ce document spécifie la manière dont les câbles sont identifiés aux deux extrémités dans les zones de travail et les salles de télécommunications. Une feuille d’identification doit également être créée afin de répertorier les longueurs de câble de données entre le MDF et un IDF, ainsi qu’entre un IDF et au moins une zone de travail. Cette feuille doit fournir, pour une zone de travail, le numéro de la salle, la description de la connexion ou le nom de la salle, l’ID (identificateur) du câble, l’interconnexion et le numéro de port, le type de câble et son état.

6. Schéma d’adressage IP pour tous les équipements du réseau (exposé et tableau)

Il s’agit principalement d’un exercice pratique basé sur les besoins de Fabre : un seul sous-réseau par service et un autre pour les serveurs communs. Comme mentionné dans le travail livrable n° 1, si cette conception de LAN est effectuée sans VLAN, elle nécessite un routeur par sous-réseau ou un routeur centralisé puissant doté d’autant de ports qu’il existe de sous-réseaux. Cet exercice repose sur le nombre de services et non sur leurs emplacements physiques. Il a pour but de permettre aux étudiants de pratiquer l’adressage IP et le découpage en sous-réseaux. N’oubliez pas de prévoir l’évolutivité du réseau.

Documentation facultative (points supplémentaires) • Plan de câblage pour la salle du serveur

• Coûts d’achat de l’équipement

• Coûts du câblage et des tests

• Coûts d’installation de l’équipement

• Coûts de formation et de support

• Exigences de construction éventuelles

• Recommandations pour la sécurité et la prévention des incendies au niveau de la salle du serveur, des MDF et des IDF

• Protection électrique pour l’équipement

• Délai de mise en œuvre du réseau

Autres facteurs intégrés au barème : Outre l’équipement répertorié, conformément aux documents Fabre, considérez les éléments suivants comme des facteurs supplémentaires intégrés au barème :

• Journal technique : ce journal permet de consigner au préalable les besoins des utilisateurs, les ébauches de câblage, la configuration des broches, les codes couleur,

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les mesures de sécurité particulières ainsi que les remarques générales sur les principaux éléments de l’installation.

• Matrices de résolution de problèmes : idéalement, une matrice devrait être créée chaque fois qu’un choix s'impose. L’emplacement des locaux techniques, l’utilisation de câbles de catégorie 5 ou de fibre optique pour un segment de réseau donné, ainsi que les chemins jusqu’aux répartiteurs intermédiaires et principaux sont des exemples types de décisions à prendre au moment d’une installation de câblage structuré.

Les facteurs suivants doivent également être pris en compte :

• Tous les travaux livrables sont-ils rendus ?

• Le contenu des travaux rendus est-il précis et correct ?

• Des travaux supplémentaires, signe d’un effort supplémentaire, sont-ils rendus ?

• La documentation est-elle bien organisée et présentée ? Comprend-elle une table des matières ?

• Les deux parties de l’étude de cas, à savoir le câblage structuré et l’adressage IP, ont-elles été effectuées dans les délais prévus ?

• Comment le groupe a-t-il travaillé pour atteindre ses objectifs ?

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Solution de l’étude de cas Les pages suivantes sont des exemples de documents satisfaisant les exigences des travaux recommandés pour cette conception de réseau. Ces exemples servent de point de départ. Vous pouvez les modifier selon vos besoins. Ces documents représentent une seule solution possible à l’étude de cas, mais il y en a beaucoup d’autres aussi efficaces.

1. Recommandations concernant l’équipement électronique du réseau Ce tableau inclut tous les commutateurs et les routeurs avec leurs numéros de modèle et leurs emplacements correspondants. Notez que le type d’équipement et l’emplacement peuvent varier selon la conception du réseau.

Qté

Description

Fabricant/Numéro de modèle

Emplacement

Remarques

1 Commutateur multicouche Ethernet maître doté de deux ports à fibre optique multimode (de type GBIC) et de 10 ports RJ45 10/100/1000.

Cisco 3550-12T

MDF

Tous les commutateurs latéraux des MDF et IDF se connectent sur ce commutateur à l’aide d’un câble de backbone en fibre optique ou d’un câble à paires torsadées non blindées. Les serveurs peuvent également se connecter à ce commutateur.

6 Commutateur Ethernet latéral (24 RJ45 10/100 et 1 port à fibre optique multimode GBIC)

Cisco 2950G-24

MDF et IDF-1 et 2

Longueur de câble vertical jusqu’au commutateur maître du MDF

1 Routeur Internet doté de deux ports Ethernet et d’un port série WAN

Cisco 2621

MDF/POP

Routeur Internet

2. Recommandations concernant le câblage et les composants passifs du réseau Précisez les types de câbles à utiliser, leurs emplacements et les raisons de ces choix. Une estimation de la longueur totale nécessaire pour chaque type de câble, exprimée en mètres, doit être fournie. Ce document doit également préciser le type et le nombre de câbles de raccordement et de prises murales. Le type, la taille et l’emplacement des bâtis ou relais de distribution et des panneaux de brassage, ainsi que le nombre de ports, etc., doivent être indiqués. Il est souhaitable de fournir deux prises par zone de travail et une prise dans les salles qui ne contiennent pas de station de travail, à des fins d’évolutivité.

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Type de câble horizontal Il faut utiliser un câble de catégorie 5e pour toutes les longueurs de câble horizontal. Ceci est dû à sa capacité de traiter des débits pouvant s’élever jusqu’à 1 Gbps à des distances pouvant atteindre 100 mètres, ainsi qu’à son coût relativement faible. Les commutateurs fournissent 100 Mbps au bureau. Par conséquent, le câble de catégorie 5e laisse suffisamment de possibilité d’évolution.

Type de câble vertical Un câble en fibre optique est recommandé pour le câblage vertical ou de backbone, dans la conception de ce LAN, même si un câble en cuivre de catégorie 5e peut suffire selon la distance entre le MDF et les IDF. La fibre optique est retenue en raison de sa bande passante supérieure, des 10 Gbps envisagés à l’avenir, de sa caractéristique d’isolation électrique de la terre et de sa résistance aux interférences électriques et radio.

Qté

Description

Fabricant/Numéro de modèle

Emplacement

Remarques

4572 m

Câble en vrac à paires torsadées non blindées de catégorie 5e

Belden DataTwist 350 bleu

Tout le câblage horizontal

Vers les zones de travail

150 Câbles de raccordement de 3 m à paires torsadées non blindées de catégorie 5e

Panduit

Zones de travail

De la plaque murale aux stations de travail

150 Prises murales modulaires de catégorie 5e

Module de prise Panduit Mini-Com TX5e

Plaques murales de zone de travail

De la plaque murale aux stations de travail (une prise par zone de travail)

4 Panneau de brassage d’interconnexion horizontale

Port Panduit DP5e 48

MDF et IDF

Pour interconnexion horizontale, un dans MDF, deux dans IDF-1 et un dans IDF-2

3 Bâti de distribution ou armoire relais

Armoire relais Hubbell 2,15 m

MDF et IDF

Un dans le MDF et un dans chaque IDF

122 m

Câble en vrac à fibre optique multimode 62,5/125 microns

Distribution à 6 fibres Siecor

MDF et IDF

Un dans le MDF et un dans chaque IDF

3 Câble de raccordement à fibre optique multimode SC-SC 62,5/125 microns

2 fibres Siecor

MDF et IDF

Un dans le MDF et un dans chaque IDF

3 Panneau de brassage d’interconnexion verticale

Tête en vrac à 6 paires Siecor

MDF et IDF

Un dans le MDF et un dans chaque IDF

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3. Configuration du réseau logique horizontal et vertical (schéma) Montrez le répartiteur principal (MDF), le point de présence (POP) et les répartiteurs intermédiaires (IDF), ainsi que leurs relations logiques. Les principaux types de câbles raccordés entre ces emplacements doivent être identifiés.

Remarque : Plusieurs emplacements peuvent convenir pour les IDF.

MDF/POP Emplacement

Rm 1.12

IDF-1 Location Rm 2.31

IDF-2 Location Rm 2.7

6-Strand Fiber (two used, four spare) Link speed = 1 Gbps

Service Area Rm 2.17 – 14 Cat5e drops (ten used) Rm 2.18 – 24 Cat5e drops (20 used)

Internet Link (512k Frame Relay)

4. Configuration du câblage physique horizontal et vertical Pour créer ces configurations, il faut annoter les plans d’étage, en indiquant les emplacements des répartiteurs principaux et intermédiaires (MDF et IDF), ainsi que les longueurs de câble et les faisceaux. Bien que le MDF se trouve probablement au rez-de-chaussée avec le point de présence (POP), il existe plusieurs emplacements potentiels pour les IDF. Il est préférable d’utiliser un codage de couleurs pour identifier les MDF et les IDF. Des couleurs différentes doivent être utilisées pour indiquer les interconnexions horizontales, avec câblage en cuivre à paires torsadées non blindées, ainsi que les interconnexions verticales qui utilisent un câblage en fibre optique.

Notez que les longueurs de câble suivent généralement les chemins de câbles situés dans le plafond et habituellement alignés sur les couloirs. L’emplacement exact de chaque câble est déterminé par l’équipement réseau qu’il dessert et par les structures de bâtiment qui se trouvent sur son passage.

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Plan du rez-de-chaussée

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Plan de l’étage

5. Feuille et plan d’identification des câbles Ce document spécifie la manière dont les câbles sont identifiés aux deux extrémités dans les zones de travail et les salles de télécommunications. Une feuille d’identification doit également être créée afin de répertorier les longueurs de câble de données entre le MDF et un IDF, ainsi qu’entre un IDF et au moins une zone de travail.

Étiquettes d’identification des câbles et des prises Tous les câbles doivent être étiquetés aux deux extrémités. L’étiquette doit commencer par le numéro du répartiteur principal ou intermédiaire source, suivi du numéro de la salle cible, puis d’un numéro de séquence (exemple : I2-2.13-1 correspond à un câble qui s’étend de IDF-2 jusqu’à la salle 2.13, dont le numéro de branchement est 1). Toutes les prises doivent être étiquetées de la même façon. Si le câblage voix partage la même plaque murale, une

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indication doit être ajoutée à l’étiquette afin de le distinguer du câblage données, par exemple, I2-2.13-1v.

Feuille d’identification des câbles Cette feuille doit fournir, pour une zone de travail, le numéro de la salle, la description de la connexion ou le nom de la salle, l’ID (identificateur) du câble, l’interconnexion et le numéro de port, le type de câble et son état. Voici deux exemples :

Longueurs de câble MDF L’exemple suivant illustre la feuille d’identification des câbles pour le rez-de-chaussée du bâtiment Fabre. Il inclut les salles de 1.1 à 1.7 et les longueurs de câble du MDF aux IDF 1 et 2. Cela vaut la peine d’inclure aussi les salles qui ne comportent pas de longueurs de câble afin de les prendre en compte. Il peut être également souhaitable de tirer au moins un câble de branchement jusqu’à chaque salle, à quelques exceptions près, à des fins de flexibilité et d’adaptabilité.

N° de salle

Description Qté ID câble Numéro d’interconnexion et numéro de port

Type de câble Remarques

1.1 Stockage sécurisé

1 M-1.1-1 à 1 Interconnexion horizontale-M-1 / port 1

Catégorie 5e

1.2 Non attribué 1 M-1.2-1 à 1 Interconnexion horizontale-M-1 / port 2

Catégorie 5e

1.3 Non attribué 1 M-1.3-1 à 1 Interconnexion horizontale-M-1 / port 3

Catégorie 5e Non utilisé

1.4 Stockage 1 M-1.4-1 à 1 Interconnexion horizontale-M-1 / port 4

Catégorie 5e Non utilisé

1.5 Salle de conférence

3 M-1.5-1 à 3 Interconnexion horizontale-M-1 / ports de 5 à 7

Catégorie 5e

1.6 Vente en gros et expédition

1 M-1.6-1 à 1 Interconnexion horizontale-M-1 / port 8

Catégorie 5e

1.7 Présentation des produits

3 M-1.7-1 à 3 Interconnexion horizontale-M-1 / ports de 9 à 11

Catégorie 5e Non utilisé

MDF Entre MDF et IDF-1

1 M-2.31-1 Interconnexion verticale-M-1 / ports 1 et 2

Fibre optique MM

MDF Entre MDF et IDF-2

1 M-2.7-1 Interconnexion verticale-M-1 / ports 3 et 4

Fibre optique MM

Longueurs de câble IDF-2 L’exemple suivant illustre la feuille d’identification des câbles pour l’étage du bâtiment Fabre. Il inclut les salles de 2.10 à 2.13.

N° de salle

Description Qté ID câble Numéro d’interconnexion et numéro de port

Type de câble Remarques

2.10 Agents commerciaux

10 I2-2.10-1 à 10

Interconnexion horizontale I2-1 / ports de 1 à 10

Catégorie 5e 2 non utilisés

2.11 Directeur commercial

1 I2-2.11-1 à 1

Interconnexion horizontale I2-1 / port 12

Catégorie 5e

2.12 Directeur marketing

1 I2-2.12-1 à 1

Interconnexion horizontale I2-1 / port 13

Catégorie 5e

2.13 Salle de conférence

1 I2-2.13-1 à 1

Interconnexion horizontale I2-1 / port 14

Catégorie 5e

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6. Schéma d’adressage IP pour les équipements du réseau (tableau) Ce document doit identifier les adresses IP privées et publiques à utiliser, ainsi que les masques de sous-réseau et la passerelle par défaut. Il doit déterminer quelles adresses IP doivent être attribuées à quels équipements (stations de travail, serveurs, commutateurs et routeurs). Comme mentionné dans le travail livrable n° 1, si cette conception de LAN est effectuée sans VLAN, elle nécessite un routeur par sous-réseau ou un routeur centralisé puissant doté d’autant de ports qu’il existe de sous-réseaux. Cet exercice repose sur le nombre de services et non sur leurs emplacements physiques. Il a pour but de permettre aux étudiants de pratiquer l’adressage IP et le découpage en sous-réseaux. N’oubliez pas de prévoir l’évolutivité du réseau.

Adresse IP externe (publique) : 200.1.1.0

Masque de sous-réseau externe : 255.255.255.0

Adresse IP de classe A interne (privée) : 10.0.0.0

Masque de sous-réseau interne (privé) : 255.255.0.0

Service

N° de sous-réseau

Adresse ou plage

Remarques

Serveurs d’accès courants

10.1.0.0 De 10.1.1.1 à 10.1.1.10

Ces serveurs se situent tous dans le MDF.

Adresses IP internes des routeurs

Divers sous-réseaux selon leur nombre et leur emplacement

10.x.1.0, 10.y.1.0, 10.z.1.0, etc.

Peuvent être des interfaces VLAN définies dans un commutateur multicouche, des interfaces sur des routeurs individuels ou des interfaces sur un seul routeur. L’adresse IP interne correspond à la passerelle par défaut des équipements situés sur un sous-réseau.

Adresse IP du routeur externe

200.1.1.0 200.1.1.1 Accès Internet public

Commutateurs

Divers sous-réseaux selon leur emplacement

10.x.10.0, 10.y.10.0, 10.z.10.0, etc.

Selon le modèle des commutateurs et les politiques de sécurité, une adresse IP pourra leur être attribuée.

Expédition

10.2.0.0 10.2.0.1 – 10.2.0.254

Support technique externe

10.3.0.0 10.3.0.1 – 10.3.0.254

Marketing 10.4.0.0 10.4.0.1 – 10.4.0.254 Ventes 10.5.0.0 10.5.0.1 – 10.5.0.254 Comptabilité 10.6.0.0 10.6.0.1 – 10.6.0.254 Support technique interne

10.7.0.0 10.7.0.1 – 10.7.0.254

Développement de logiciels

10.8.0.0 10.8.0.1 – 10.8.0.254

Non attribué 10.9.0.0 10.9.0.1 – 10.9.0.254 Non attribué 10.10.0.0 10.10.0.1 – 10.10.0.254 Non attribué 10.11.0.0 10.11.0.1 – 10.11.0.254 Non attribué 10.12.0.0 10.12.0.1 – 10.12.0.254

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V. Annexes : A) Utilitaires et outils en ligne Cisco

B) Directives d’évaluation du cours CCNA

C) Philosophie d’évaluation axée sur les réalisations dans le programme Networking Academy

D) Méthodes d’enseignement recommandées

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147 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

Annexe A : Utilitaires et outils en ligne Cisco Cisco Systems propose un large éventail de documents et d’outils en ligne afin de faciliter la configuration, la résolution des problèmes et l’optimisation des routeurs et des commutateurs. Le site Web du centre d’assistance technique de Cisco, (http://www.cisco.com/en/US/support/index.html), fournit ces ressources. Pour en savoir plus sur le centre d’assistance technique de Cisco, accédez à la page http://www.cisco.com/public/news_training/tac_overview.html. Ce document présente dix ressources précieuses à la disposition des utilisateurs sur le site cisco.com.

L’accès à tous les outils présentés sur le site Web du centre d’assistance technique de Cisco nécessite un nom d’utilisateur et un mot de passe. Pour obtenir un nom d’utilisateur et un mot de passe dans le cadre d’un contrat de service Cisco valide, accédez à la page http://tools.cisco.com/RPF/register/register.do.

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1. Interpréteur de sortie (Output Interpreter)

Output Interpreter est une application Web. Cet outil permet d’accéder instantanément à une analyse de dépannage et à un moyen d’action pour un routeur, un commutateur ou un équipement PIX à l’aide d’un résultat de commande. Collez le résultat d’une ou de plusieurs commandes prises en charge pour recevoir un rapport présentant les erreurs, les avertissements et les informations de dépannage correspondantes. Le rapport inclut également une analyse de panne et décode les messages d’erreur, auparavant pris en charge par les outils Stack Decoder et Error Message Decoder (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

https://www.cisco.com/cgi-bin/Support/OutputInterpreter/home.pl?locale=en

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2. Décodeur de message d’erreur (Error Message Decoder)

Cet outil recherche des explications aux chaînes de message d’erreur de console répertoriées dans le guide consacré au messages système de la plate-forme logicielle Cisco (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://www.cisco.com/cgi-bin/Support/Errordecoder/home.pl

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3. Boîte à outils des bogues logiciels (Software Bug Toolkit)

Il arrive parfois que certaines fonctions ne fonctionnent pas. Software Bug Toolkit est une ressource Web, qui permet de rechercher des bogues dans les logiciels, selon leur version et leurs fonctions (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://www.cisco.com/cgi-bin/Support/Bugtool/launch_bugtool.pl

150 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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4. Calculateurs de réseaux IP (IP Subnet Calculator)

IP Subnet Calculator est une ressource Web qui permet de calculer un masque de sous-réseau selon plusieurs variables. Utilisez cet outil pour vérifier les paramètres du réseau (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://www.cisco.com/cgi-bin/Support/IpSubnet/home.pl

151 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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5. Procédures de récupération des mots de passe

Cette page Web est la seule ressource disponible pour les procédures de récupération des mots de passe. Vous trouverez sur cette page la procédure de récupération de mot de passe propre à chaque équipement Cisco.

http://www.cisco.com/warp/public/474/

152 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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6. Recueil de solutions du TAC (TAC Case Collection)

Le TAC Case collection est une évolution de l’outil Troubleshooting Assistant. Cet outil permet d’identifier de manière interactive les problèmes courants liés au matériel, à la configuration et aux performances, ainsi que de les résoudre. Ces solutions, fournies directement par les ingénieurs de centre d’assistance technique, permettent de résoudre les problèmes réels des réseaux (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://www.cisco.com/kobayashi/support/tac/tsa/launch_tsa.html

153 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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7. Sélecteur de logiciel (Software Advisor)

Choisissez un logiciel approprié à un équipement réseau. Associez des fonctions logicielles aux versions de Cisco IOS et CatOS, comparez les versions d’IOS ou déterminez les versions qui prennent en charge un matériel donné (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://tools.cisco.com/Support/Fusion/FusionHome.do

154 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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8. Navigateur de fonctionnalité II (Feature Navigator II)

Cisco Feature Navigator II est une application Web qui permet de localiser rapidement la version adéquate du logiciel Cisco IOS pour les fonctions qui doivent être exécutées sur le réseau. Il est possible d’effectuer une recherche par fonction ou par version et même de comparer deux versions différentes (nom d’utilisateur et mot de passe CCO requis).

http://www.cisco.com/go/fn

155 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

Page 157: Cisco CCNA 1 v3.1

9. Recherche avancée du centre d’assistance technique (TAC Advanced Search)

Accédez aux mêmes ressources que celles utilisées par le centre d’assistance technique. Recherchez, dans la totalité de la base de données du centre d’assistance technique de Cisco, des documents techniques rédigés par le centre, des outils de support technique, des documents situés sur le site cisco.com ou des entrées des forums de discussion Networking Professionals Connection.

http://www.cisco.com/kobayashi/support/tac/s_tac.shtml

156 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe A Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

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157 - 224 CCNA 1 : Notions de base sur les réseaux (version 3.1) - Guide du professeur – Annexe B Copyright © 2004, Cisco Systems, Inc.

Annexe B : Directives d’évaluation du cours CCNA Informations préalables et contextuelles

Le programme Cisco Networking Academy fournit des outils aidant les étudiants, les professeurs et les administrateurs à comprendre les points forts et les points faibles de chacun à mesure qu’ils avancent dans le cursus. Cisco Systems, Inc. ne précise pas d’actions et d’usages pédagogiques spécifiques pour les activités d’évaluation. Cisco propose plutôt des suggestions et définit des normes d’application acceptables minimales pour les documents du programme d’assurance qualité.

L’évaluation est le processus qui consiste à décrire les connaissances, les compétences et les capacités que possèdent les individus en fonction d’un ensemble de données collectées. L’évaluation peut se composer d’activités informelles, telles qu’une discussion en classe, un entretien individuel et une observation discrète des étudiants dans la salle de classe ou en situation de travail. Certaines évaluations sont davantage normalisées ou formelles. Celles-ci peuvent inclure des devoirs ou des questions prédéfinis rassemblés dans le cadre d’un test, d’une mise en situation ou d’une autre activité organisée afin d’obtenir des informations sur les connaissances, les compétences et les capacités des étudiants.

Les évaluations remplissent plusieurs objectifs. Certaines évaluations sont conçues afin de permettre d’élaborer des commentaires détaillés sur les points forts et les points faibles des étudiants. Ces activités sont appelées « évaluations formatives » car elles apportent des informations utiles pour mieux construire le processus pédagogique. D’autres évaluations sont conçues afin de récapituler l’état des connaissances ou des compétences des étudiants. Elles sont appelées « évaluations sommatives ». Généralement, les évaluations sommatives couvrent un éventail d’informations plus large que les évaluations formatives. Elles impliquent donc une génération d’informations beaucoup moins détaillées. Un examen final, ou examen de certification, est généralement créé dans un tel but sommatif.

Dans le programme Cisco Networking Academy, toutes les évaluations sont créées afin d’améliorer l’assimilation des connaissances. Les évaluations formatives aident les étudiants et le professeur directement par le biais d’informations détaillées et d’un lien étroit avec le cursus. Les évaluations sommatives sont également reliées au cursus. Cependant, elles proposent une vue plus globale des acquis qui peut aider les étudiants, les professeurs et les administrateurs à mieux assimiler des connaissances grâce à ces informations plus larges.

Les outils d’évaluation fournis dans le cadre du programme Cisco Networking Academy sont conçus afin d’être aussi flexibles et appropriés que possible. Pour Cisco, l’outil d’évaluation le plus flexible et le plus approprié reste le professeur. Par conséquent, les professeurs sont encouragés à parfaitement maîtriser le cursus. Ils doivent utiliser les outils d’évaluation fournis de manière à améliorer au mieux l’enseignement et à respecter les objectifs administratifs de leur établissement. Ils doivent en outre compléter ces outils par toutes les activités qu’ils jugent nécessaires.

Enfin, à l’instar de tous les outils du programme Cisco Networking Academy, ces outils d’évaluation sont efficaces dans la mesure où les professeurs et les administrateurs y apportent leur contribution. Le contenu des évaluations est déterminé presque exclusivement par des personnes qui travaillent actuellement en tant que professeurs. Il a également fait l’objet d’un processus de contrôle qualité en plusieurs étapes et d’un processus d’assurance qualité. Toutefois, des erreurs peuvent se glisser et certains points peuvent avoir besoin d’être éclaircis. Cisco demande donc aux étudiants et aux professeurs d’exprimer leurs opinions sur la manière dont les documents et le programme peuvent faire l’objet d’améliorations. Pour

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contacter Cisco, il suffit d’utiliser la barre d’aide disponible dans toutes les pages du système Academy Connection.

Utilisation des évaluations en ligne Le programme Networking Academy admet que l’utilisation appropriée des examens en ligne peut varier d’un professeur ou d’un établissement à l’autre. Les professeurs doivent toujours respecter les directives locales fournies, le cas échéant, concernant l’utilisation de l’examen. L’équipe d’évaluation du programme Networking Academy dispose de recommandations sur la manière dont les examens doivent être utilisés.

Besoin de sources d’informations multiples Les tests en ligne, à l’instar de tout autre test, doivent être considérés simplement comme l’une des diverses sources d’informations utilisées pour prendre des décisions ou attribuer des notes.

Il est préférable de ne jamais se contenter d’un seul test pour prendre des décisions importantes, telles que la note de cours.

Les professeurs doivent considérer d’autres sources d’informations, notamment les résultats obtenus à l’examen pratique et d’autres indicateurs de travail en classe. Les évaluations en ligne sont actuellement conçues afin de fournir principalement des informations sur les connaissances acquises par un étudiant en ce qui concerne les concepts et les procédures liés aux réseaux. Pour évaluer de façon appropriée la totalité des connaissances, des compétences et des capacités d’un étudiant, il est primordial d’avoir également recours aux évaluations pratiques réalisées en classe, telles que le câblage et la configuration d’un routeur.

Des objectifs multiples pour les évaluations La conception et l’usage les plus appropriés pour une évaluation sont fonction de son objectif. Plusieurs possibilités d’évaluation formelle sont disponibles via les ressources en ligne.

Questionnaires Des questionnaires sont fournis à la fin de chaque chapitre. Ils permettent aux étudiants d’identifier les domaines qu’ils maîtrisent et ceux dans lesquels ils ont des lacunes à combler. L’objectif de ces questionnaires est de se référer aux performances de l’étudiant comme point de repère pour une étude plus approfondie des documents de cours, avant de réaliser une évaluation dont l’objectif est d'identifier les aptitudes de l’étudiant sur une période plus longue.

Examens blancs Les examens blancs ont pour but de donner aux professeurs et aux étudiants un moyen d'évaluer les connaissances acquises et d'identifier les points à revoir avant de passer l'examen réel. Ces examens blancs peuvent être utilisés à plusieurs reprises si le professeur ou l'étudiant le souhaitent.

Tests préliminaires Les tests préliminaires sont proposés au début d’un cours. Ils correspondent généralement à l’examen final du cours d’un point de vue statistique. Il est possible de les utiliser pour mesurer l’étendue des connaissances des étudiants avant le commencement du cours. Les professeurs peuvent choisir de ne pas les utiliser en début de cours mais ultérieurement,

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comme moyen de permettre aux étudiants de s’entraîner pour l’examen final. À l’instar des examens blancs, les tests préliminaires sont accompagnés de rapports de compétence.

Examens de module Les examens de module portent généralement sur un seul chapitre présenté dans le cadre du cursus en ligne. Cependant, dans certains cas, deux chapitres ou plus sont rassemblés en un même examen. Les examens de module ont pour but d’évaluer les progrès des étudiants au fur et à mesure qu’ils avancent dans le cursus. Ils comprennent généralement de 20 à 30 questions.

Examens finaux

Les examens finaux apparaissent à la fin de chaque cours. Ils ont pour but d’évaluer les connaissances acquises par l’étudiant à l’issue de l’enseignement. Ces examens sont généralement plus longs, puisqu’ils comprennent de 50 à 70 questions. Les examens finaux ne sont pas destinés à être passés plusieurs fois ou dans un environnement non surveillé. Les professeurs doivent plutôt utiliser les examens blancs qui sont disponibles pour cet usage.

Évaluations obligatoires Les notes requises pour évaluer les étudiants doivent être obtenues à partir de plusieurs sources, et non uniquement à partir des évaluations en ligne. Parmi les activités faisant l’objet d’une évaluation, figurent la participation ou des présentations en classe, des évaluations des compétences et des études de cas thématiques. La définition exacte de la notation et le mode d'attribution des notes sont déterminés par les politiques de l’Académie Locale et par le professeur. Les Académies Locales doivent établir des critères d’évaluation, qui sont par la suite remis aux étudiants en début de cours.

Actuellement, le programme Cisco Networking Academy exige que les étudiants répondent, au moins, aux conditions suivantes :

• Passer l’examen final du cours en ligne. Une note minimale est exigée pour les professeurs stagiaires, mais aucune note minimale n’est requise pour les étudiants.

• Remplir les commentaires sur le cours en ligne.

• Une évaluation des compétences doit être effectuée. La note est alors inscrite dans le carnet de notes.

• Une note doit être attribuée à l’étude de cas pour certains cours de formation des professeurs.

• Le calendrier très serré qui est proposé dans le cadre de la formation des professeurs rend l’assiduité essentielle à la réussite. Par conséquent, la colonne de présence figurant dans le carnet de notes doit être cochée afin d’indiquer que le professeur a respecté le critère d’assiduité minimum pour la notation.

Les règles de notation exactes de chaque cours, chaque langue et chaque version sont disponibles dans la foire aux questions du support en ligne. Les évaluations en ligne à effectuer sont toujours indiquées dans la page de sélection des évaluations une fois celles-ci activées. Il est également possible de les consulter dans la page des attributs d’évaluation par défaut. Dans la plupart des cas, il n’est pas nécessaire d’effectuer l’intégralité des évaluations comprises dans un cours. Ceci ne signifie pas que les documents étudiés dans le cadre d’une évaluation facultative ne sont pas importants ni nécessaires pour réussir. Certaines évaluations sont facultatives afin de permettre aux professeurs de disposer d’une plus grande flexibilité au sein de la classe et de proposer des travaux d’évaluation qu’ils jugent appropriés.

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Pour la plupart, les sujets traités dans le cours peuvent être repris dans des évaluations obligatoires, telles que les examens finaux.

Examen de certification et évaluations en ligne CCNA Le cursus Networking Academy constitue une excellente source d’acquisition des compétences et des connaissances testées dans le cadre de l’examen de certification CCNA. Les types de travaux que les étudiants doivent effectuer pour l’examen de certification sont conçus afin d’être similaires aux types d’activités que des étudiants bien formés sont capables de réaliser. Cependant, l’obtention de bons résultats aux examens de module et aux examens finaux en ligne ne garantit pas systématiquement la réussite à l’examen de certification. Les étudiants trouvent presque toujours l’examen de certification plus difficile. Cet examen mesure la capacité des étudiants à synthétiser les connaissances acquises dans les cours CCNA, au lieu de couvrir des éléments épars d’informations comme cela peut être le cas dans le cadre d’un examen de module ou d’un questionnaire. L’examen de certification oblige les étudiants à appliquer leurs connaissances sur les réseaux à des situations réelles.

Cet examen comprend plusieurs problèmes d’évaluation reposant sur des simulations de routeur. Ces simulations sont semblables aux activités en ligne et aux simulations électroniques disponibles pour tous les étudiants. Comme indiqué précédemment, l’évaluation des compétences, les études de cas, les activités pratiques et les TP sont aussi importants que les examens de module et les examens finaux. Les étudiants qui mémorisent uniquement les questions de test sans être capables de justifier leurs réponses, ainsi que ceux qui n’ont qu’une expérience limitée de la résolution de problèmes de réseau réels sur des équipements réseau réels, sont désavantagés pour l’examen de certification.

Pour aider les étudiants à mieux se préparer à l’examen de certification, le programme Cisco Networking Academy propose un examen de certification blanc. Cet examen porte sur les objectifs de l’examen de certification. Il contient des types de questions similaires, telles que des questions à réponse unique et à réponses multiples. Son niveau de difficulté est le même que celui de l’examen de certification. Il est vivement recommandé aux étudiants de passer cet examen blanc et d’obtenir une note satisfaisante avant de passer l’examen de certification.

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Annexe C : Philosophie d’évaluation axée sur les réalisations dans le programme Networking Academy

Introduction Evaluer, c'est décider si les étudiants remplissent certains critères formels ou informels. Depuis la mise en place du nouveau cursus CCNA, survenue en même temps que l’introduction de nouveaux systèmes de gestion des évaluations, la Networking Academy a défini un nouveau système d’évaluation. Ce système repose sur des concepts de raisonnement probatoire permettant de faciliter le processus de prise de décision. Cette approche a été conçue afin de tirer parti à la fois des nouvelles technologies et de la théorie psychologique alternative.

L’utilisation des principes et des outils associés aux évaluations permet aux professeurs de rassembler des informations sur ce qu’un étudiant peut faire, connaît ou a effectué. Les preuves collectées par le biais de l’évaluation permettent d’émettre un jugement sur les connaissances des étudiants. L'observation des étudiants fournit des preuves qui étayent ce jugement. Les situations permettent de collecter ces preuves.

Judgment

Evidence Criteria

La collecte de preuves permet de connaître, avec un haut niveau de certitude, la capacité d’un étudiant à respecter un critère spécifique ou à atteindre un certain objectif en fonction de ses connaissances, ses compétences ou ses comportements. Cette démarche a débouché, dans le programme Cisco Networking Academy, sur une approche de l’évaluation axée sur les objectifs et les preuves.

Objectifs L'expression des objectifs permet de cibler les données recueillies. Il s’agit de performances mesurables ou de relevés d’actions faites par les étudiants afin de servir le processus

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d’évaluation. En outre, ces objectifs constituent les aspects de compétence ou de capacité qui sont ciblés dans l’évaluation. Ils sont développés à partir des objectifs des cours.

Les preuves, quant à elles, correspondent à ce qui est collecté à partir des travaux d’évaluation afin de vérifier que les objectifs sont atteints.

Dans le cadre de l’évaluation, les données correspondent aux interventions orales, aux actions ou aux créations des étudiants, dans plusieurs situations particulières. Ces données comprennent des comptes-rendus, des schémas, des feuilles de réponse, des présentations orales et des interventions lors d’une discussion. Généralement, l’intérêt ne réside pas dans ces données particulières, mais dans les indications qu’elles constituent de ce que les étudiants connaissent ou savent faire. Il s’agit des objectifs que les étudiants doivent atteindre, sur la base des observations faites dans un contexte d’évaluation. La nature et la finesse des objectifs d’évaluation sont inhérentes aux buts de l’évaluation. Ce travail de définition de la pertinence des données d’évaluation et de leur valeur, en tant que preuves, dépend de la chaîne de raisonnement construite pour aller des preuves aux objectifs. Ceci se produit lors de l’évaluation, car le raisonnement découle des observations d’objectifs concernant les étudiants.

Les objectifs des étudiants sont déterminés à plusieurs niveaux dans un programme de formation. Dans le programme CCNA, les objectifs de niveau certification sont conçus afin de définir ce qu’un étudiant reçu sera capable de réaliser après avoir réussi l’examen. Il est possible de les considérer comme des objectifs de niveau ultime ou finaux. Ils sont formulés à l’aide d’une terminologie large afin de ne pas encombrer l’étudiant avec trop de détails. Le problème de ces objectifs est qu’ils ne fournissent pas d’objectifs d’enseignement intermédiaires. Par exemple, un objectif de certification CCNA stipule qu’une personne compétente est capable d’évaluer les caractéristiques des protocoles de routage. Cependant, le cursus comprend des objets pédagogiques réutilisables pour le routage statique et par défaut, pour différents protocoles, pour le routage dynamique, etc. Pour veiller à ce que l’évaluation du cours soit plus précise, des objectifs de niveau inférieur ont été formulés. Il s’agit des objectifs du cours inclus ici.

L’évaluation de niveau cours a pour but de rassembler des preuves de réalisation de ces objectifs, plutôt que des objectifs de certification. En observant les objectifs, il est possible de constater que bon nombre d’entre eux sont plutôt pratiques. Une erreur d’évaluation à décourager consiste à utiliser uniquement les tests en ligne comme sources de preuves d’évaluation permettant de déterminer les compétences des étudiants. Il est évident qu’une évaluation adéquate de la plage complète de critères de performance, intégrés dans les objectifs, nécessitera un riche mélange de méthodes d’évaluation. La seule utilisation de tests objectifs générés par informatique constituera probablement une base trop large pour évaluer précisément des compétences dans tous les domaines concernés. Cisco est convaincu que la formation est un processus complexe et que l’évaluation doit considérer plusieurs sources d’informations. Les professeurs sont donc encouragés à rassembler des preuves à partir des tests en ligne, des tests pratiques et de toutes les autres sources qu’ils estiment valables pour tirer leurs conclusions de façon fiable.

Plage de compétences et contenu du cours CCNA Chaque objectif est associé à un niveau de compétence spécifique et à un sujet particulier. Pour le cours CCNA, ces niveaux et sujets sont les suivants :

Compétences • Connaissance du domaine (1 et 2)

• Mise en œuvre et fonctionnement (2 et 3)

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• Planification et conception (3, 4 et 5)

• Dépannage (5 et 6)

Ces compétences sont comparables aux niveaux de la taxonomie Blooms des objectifs pédagogiques du domaine cognitif. Les chiffres se rapportent à leur hiérarchie :

1. La connaissance 2. La compréhension 3. L’application 4. L'analyse 5. La synthèse 6. L'évaluation

Les sujets généraux définis pour le programme CCNA sont les suivants :

• Interréseau TCP/IP

• Équipements de réseau

• Modèle OSI

• Réseau LAN Ethernet

• Gestion du trafic et sécurité

• Réseaux WAN

Preuves Les preuves sont le deuxième composant du système. Il s’agit de l’ensemble des performances, des informations ou des réalisations qui, comparées aux critères appropriés des objectifs, prouvent les compétences des étudiants. Ces preuves peuvent prendre de nombreuses formes et doivent être rassemblées à partir de nombreuses sources différentes. Dans la conception de l’évaluation axée sur les preuves, il existe quatre composants. Il s’agit d’une approche bidirectionnelle, selon laquelle des informations sont à la fois données à l’étudiant et par l’étudiant. Les composants présentés à l’étudiant sont les suivants :

• La représentation donnée correspond à ce que l’étudiant reçoit dans le cadre d’un travail. Il peut s’agir d’un petit test ou d’une question à choix multiple.

• Les composants essentiels sont ceux dont l’étudiant a absolument besoin pour pouvoir réaliser le travail.

Les preuves présentées au système de notation comprennent les deux composants suivants :

• Le produit du travail est le composant fourni par l’étudiant.

• Les caractéristiques du travail produit pouvant être notées pouvent être aussi nombreuses que variées.

Une approche schématique fait suite à cette section.

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EVIDENCE

Claim

(What we believe the studentwill be able to achieve)

Skill levelassociated with

claim

Content Areaassociated with

claim

Scope of claim

What can be ‘given’ to thestudent to quantify the claim?

(Student Representation)

Essential features thatMUST be present

What can the student giveback to YOU?

(Work Product)

Observable features -what you want to

‘measure’

StudentProcessing

Les questionnaires en ligne ou incorporés, ainsi que les tests d’évaluation du programme Cisco Networking Academy sont tous délivrés via une interface informatique. Cela signifie que, foncièrement, toutes les représentations données à l’étudiant sont de nature soit textuelle, soit graphique. En retour, les produits du travail rendus par les étudiants doivent également être de même nature, bien que pas nécessairement du même type. Par exemple, la représentation donnée à l’étudiant peut être un graphique représentant un réseau et le produit du travail rendu peut être un extrait d’un fichier de configuration ou du texte.

Les moteurs d’évaluation précédemment utilisés limitaient l’éventail des questions à des devoirs à réponse unique et à réponses multiples. Cependant, les éléments multimédias sont à présent introduits. Des modèles encore plus sophistiqués sont envisagés, faisant intervenir un éventail large et varié de règles de probation utilisées pour analyser les produits du travail des étudiants. Ils permettront sans aucun doute d’améliorer l’éventail et la validité des preuves rassemblées. Cependant, pour être en mesure de tirer des conclusions fiables sur un objectif spécifique, il est peu probable de pouvoir supprimer les évaluations alternatives supplémentaires, qui restent nécessaires.

Conclusion En résumé, le programme Cisco Networking Academy est le leader mondial de l’e-learning. L’évaluation est fortement intégrée au cursus. Elle est en outre développée par des professeurs en activité. Le Web est utilisé pour favoriser la coopération dans la communauté des professeurs. Les technologies existantes sont utilisées et de nouvelles technologies sont développées. L’évaluation est considérée comme un écosystème complet. L’utilisation d’outils et de modèles de plus en plus sophistiqués permettra au programme de rester à l’avant-garde du développement de l’évaluation.

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Annexe D : Méthodes pédagogiques recommandées

D.1 Définition des Méthodes Recommandées D.1.1 Que signifie l’expression « Méthodes Recommandées » ?

Figure 1 : Méthodes Recommandées

Depuis le début des années 1980, la technologie est utilisée en classe, dans les établissements scolaires et de formation, comme un outil efficace d’enseignement et d’acquisition des connaissances. Les recherches actuelles mettent en évidence certaines méthodes et stratégies permettant aux professeurs d’optimiser le travail des élèves et des étudiants. Différents concepts pédagogiques, tels que l’enseignement adapté à l’étudiant et l'apprentissage ajusté aux capacités du cerveau, ont révélé toute leur efficacité à améliorer les résultats des étudiants. Ces techniques, parmi tant d’autres, sont désignées par l’expression « Méthodes Recommandées ».

Le corps enseignant de Cisco compte plus de 20 000 professeurs. Chaque professeur étaye le cours de son expérience et de ses compétences. Ce chapitre vous présente des méthodes qui se sont révélées utiles pour certains types d’étudiants et différentes matières. Cela ne veut pas dire que ces techniques s’appliquent toutes de la même manière à tous les élèves et toutes les disciplines étudiées. Le programme Cisco Networking Academy inclut les formations suivantes : CCNA, CCNP, Fundamentals of UNIX, Fundamentals of Voice and Data Cabling, Fundamentals of Java, Fundamentals of Web Design, IT Essentials, FWL et FNS. Selon Cisco, les Méthodes Recommandées associées à la diversité des cours d’informatique permettent de mettre en œuvre des environnements d’enseignement et d’acquisition des connaissances efficaces.

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Les notions présentées dans ce chapitre proviennent de sources internationales, telles que des établissements scolaires (de la maternelle au secondaire), des facultés, des universités, des méthodes pédagogiques, des exemples de formations et des enseignants spécialisés en informatique.

Liens Web (sites en anglais) International Society for Technology in Education

http://www.iste.org/

Southeast Center for Teaching Quality

http://www.teachingquality.org/

Milken Family Foundation

http://www.mff.org/

North Central Regional Educational Laboratory

http://www.ncrel.org/

Alabama Best Practices Center

http://www.bestpracticescenter.org/index.asp

Mid-Continent Research for Education and Learning

http://www.mcrel.org/

D.1.2 NETS

Figure 1 : Normes NETS

L’ISTE (International Society for Technology in Education, Société pour l’usage de la technologie dans l’enseignement) est une association américaine professionnelle sans but lucratif qui prépare les étudiants, les enseignants et les administrateurs à travailler dans un cadre exigeant des compétences en informatique. Pour eux, l’ISTE a établi les normes NETS (National Educational Technology Standards), qui normalisent la technologie pédagogique. Les normes concernant les étudiants (NETS for Students) se répartissent en six catégories répertoriées ci-dessous :

1. Concepts et opérations de base

2. Aspect éthique, social et humain

3. Outils technologiques de productivité

4. Outils technologiques de communication

5. Outils technologiques de recherche

6. Outils technologiques de résolution des problèmes et d’aide à la prise de décision

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L’ISTE propose également des normes à l’attention des professeurs (normes NETS•T). Il existe six catégories de normes pour le corps enseignant qui dépendent des recherches actuelles en matière d’enseignement et d’acquisition des connaissances à l’aide d’outils technologiques. L’ISTE tient compte du besoin en planification et en intégration ainsi que des nouvelles technologies utilisées, de nos jours, dans les classes. Les six catégories correspondantes sont les suivantes :

1. Concepts et opérations technologiques

2. Planification et mise en œuvre d’environnements et d’expériences pédagogiques

3. Enseignement, apprentissage et cursus

4. Évaluations

5. Productivité et pratique professionnelle

6. Aspect social, éthique, légal et humain

L’ISTE a développé les normes NETS•A (National Educational Technology Standards for Administrators), spécifiques aux administrateurs. Ces derniers doivent être en mesure de pouvoir mener une réforme généralisée. Selon un consensus national américain, un ensemble d’indicateurs reconnus sont mis en place dans les établissements scolaires qui ont efficacement recours à des outils technologiques. Les six catégories suivantes déterminent les tâches de direction en matière d’informatique :

1. Direction et vision

2. Enseignement et apprentissage

3. Productivité et pratique professionnelle

4. Soutien, management et opérations

5. Évaluations

6. Aspect social, légal et éthique

Liens Web (sites en anglais) Site Web de l’ISTE

http://www.iste.org/

D.1.3 Normes littéraires, mathématiques et scientifiques Sur l’ensemble du territoire américain, les académies scolaires ont soulevé l’importance de déterminer des normes pour les matières principales. Les différents états américains commencent à utiliser ces normes pour identifier les sujets devant être étudiés par les élèves et enseignés par les professeurs. Le système éducatif conserve la responsabilité des résultats obtenus par les élèves et les étudiants, selon les normes nationales et locales fixées.

En devenant plus dynamiques, ces normes ont permis au corps enseignant d’obtenir progressivement un consensus sur la signification de deux concepts importants : les normes relatives au contenu des matières enseignées et les normes de performances, publiées ultérieurement dans la déclaration Goals 2000 Act.

L’importance de telles normes se fait également ressentir partout ailleurs dans le monde. Le programme Cisco Networking Academy se base sur les enseignements dispensés par région, par pays et par cursus, pour s’aligner sur les normes pédagogiques internationales.

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Liens Web (sites en anglais) National Council for Teachers of English

http://www.ncte.org/standards/standards.shtml

Council for Teachers of Math

http://www.nctm.org/

National Science Teachers Association

http://www.nsta.org/

American Association for the Advancement of Science

http://www.aaas.org/

The National Academy of Science

http://www.nas.edu/

National Research Council (NRC)

http://www.nrc-cnrc.gc.ca/

D.1.4 Rapport d’enquête TIMSS

Figure 1 : Pays participant à l’enquête TIMSS

La troisième enquête internationale TIMSS, sur la formation scientifique et mathématique, fournit une bonne indication des résultats obtenus par les étudiants américains par rapport à ceux d’autres pays. L’étude considère principalement les tendances des résultats en mathématiques et en sciences. Cette enquête, effectuée en 1995, fait apparaître que les élèves américains de quatrième année, correspondant au CM1 en France, se sont classés à

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un niveau supérieur à la moyenne internationale. Ceux de huitième année, qui seraient en 4ème dans un collège français, ont obtenu, par rapport à la moyenne mondiale, une note supérieure en sciences, mais inférieure en mathématiques. Ceux de douzième année, correspondant à la Terminale dans le système français, ont atteint les notes les plus basses possible dans ces deux matières.

La comparaison des méthodes d’enseignement dans différents pays du monde fait ressortir deux éléments. La première constatation présente les États-Unis à la tête des autres nations, en ce qui concerne le nombre de notions mathématiques et scientifiques abordées en classe ; toutefois, le système pédagogique américain fait preuve de lacunes quand il s’agit d’enseigner aux élèves comment appliquer les connaissances acquises. Les nations asiatiques et européennes enseignent moins de notions, mais elles proposent aux élèves un plus grand nombre d’exercices pratiques pour une application de ces connaissances dans des situations réelles. La seconde constatation de cette étude concerne les différences de styles d’enseignement. Aux États-Unis, les élèves doivent résoudre des problèmes après avoir écouté leur professeur expliquer la méthode de détermination de la bonne réponse selon les principes mathématiques étudiés. Ensuite, ces mêmes élèves mettent en pratique leurs connaissances en résolvant d’autres problèmes mathématiques, à l’aide de l’exemple initial présenté par leur enseignant. Dans d’autres pays, au Japon par exemple, la méthodologie est inversée. La résolution de problèmes intervient en premier dans la méthode pédagogique. Un problème est énoncé aux élèves qui doivent essayer, dans un premier temps, de le résoudre à l’aide de leurs connaissances actuelles. Ils déterminent leurs propres solutions, puis réfléchissent à la méthode à utiliser pour étendre leurs connaissances en mathématiques. Cette étude oblige les professeurs à se pencher sur les techniques d’enseignement et sur le contenu enseigné, pour définir les meilleures méthodes permettant aux élèves d’améliorer leurs résultats.

La dernière enquête TIMSS, qui date de 1999, concernait 38 pays. Elle visait à mesurer les résultats d’élèves âgés de 13 et 14 ans, en huitième année (équivalent à la classe de 4ème en France), en mathématiques et en sciences. Les élèves, les professeurs et les directeurs d’établissement ont fourni un grand nombre d’informations sur les programmes d’enseignement de ces deux matières. Les données obtenues ont également permis d’examiner les méthodes pédagogiques pratiques, le contexte familial, les caractéristiques scolaires et les stratégies d’enseignement. La prochaine étude TIMSS devait avoir lieu en 2003.

Liens Web (sites en anglais) TIMSS (Third International Math and Science Study)

http://isc.bc.edu/timss1999benchmark.html

TIMSS International Study Center

http://timss.bc.edu/

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D.1.5 Études axées sur l’étudiant

Figure 1 : Modèle de formation : Étudiant inscrit au programme

Le schéma illustre le processus d’étude. Dans quelle mesure Cisco peut-il permettre à tous les participants à ses programmes de formation d’obtenir de bons résultats grâce à ses méthodes d’enseignement et d’acquisition des connaissances ? Il faut d’abord considérer chaque élément du schéma et se demander comment le programme Cisco Networking Academy, les formations et les TP en ligne ainsi que le professeur peuvent les renforcer et les améliorer. Une enquête démontre que, lorsque tous les points du schéma sont en place, les participants à la formation assimilent correctement les matières enseignées. Ce modèle peut être défini comme représentant une approche par « assimilation constructive ».

Le terme « constructif » vient du mot « construire », lui-même issu du latin « constructus ». Le programme Cisco Networking Academy propose tout un ensemble de connaissances constructives que les participants aux formations peuvent utiliser en situations réelles. Cette assimilation constructive peut être également désignée par l’expression « enseignement axé sur l’étudiant ». Ce type d’apprentissage est reconnu dans le monde de l’éducation comme une méthode pédagogique recommandée exemplaire. Ce mode d’enseignement permet aux étudiants de contrôler leurs propres connaissances lors des exercices pratiques, pendant lesquels ils exercent leur capacité à expérimenter, à poser des questions, à résoudre des problèmes, à prendre des décisions et à communiquer. L’assimilation constructive peut s’appliquer au niveau individuel, par binôme ou en petits groupes de trois ou quatre étudiants.

Lors des activités constructives, une question de fond est posée à l’étudiant ou à un groupe, en vue d’une réflexion et d’une discussion. Si les participants travaillent en équipe, ils peuvent trouver des informations sur les questions soulevées, pendant le temps de leur concertation. En tant que membres d’un groupe, chacun reçoit un rôle et identifie les actions à effectuer en faveur de l’équipe. Finalement, ils utilisent leurs connaissances actuelles et acquièrent de nouvelles compétences tout au long d’un cycle continuel de recherches et d’exploration. Les

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participants isolés passent par le même processus, sans toutefois bénéficier de l’orientation et des informations du groupe. Les étudiants s’impliquent activement, lorsqu’ils doivent faire un choix pour déterminer la pertinence des données relevées. Ils se tournent vers leurs pairs et d’autres sources de données pour définir les informations les plus importantes parmi toutes celles dont ils disposent.

Parallèlement, le professeur joue un rôle qui ne se borne pas à l’enseignement de compétences et de connaissances. Il devient un animateur pédagogique. Tandis que les étudiants examinent les questions et manifestent leur soif de connaissances, les enseignants posent des questions essentielles pour approfondir la réflexion et la recherche. Lorsque les élèves sont confrontés à des points difficiles, les pédagogues leur donnent des modèles stratégiques pour les résoudre et les encouragent à poursuivre leurs efforts pour solutionner tout problème ardu. Lorsque les étudiants maîtrisent le contenu du cours, les professeurs passent à un niveau de difficulté immédiatement supérieur.

D.1.6 Intelligences multiples

Figure 1 : Intelligences multiples

L’étude de Howard Gardner explique de manière approfondie le mode d’assimilation des étudiants. Tout le monde sait que chacun n’apprend pas de la même manière. Il existe plusieurs types d’intelligences au-delà des capacités classiques verbales et mathématiques utilisées pour maîtriser une nouvelle connaissance. Selon Gardner, chacun d’entre nous possède la faculté innée d’utiliser les huit intelligences suivantes :

1. L’intelligence verbale/linguistique permet de comprendre les formes orales et écrites des mots. Les étudiants qui possèdent une forte intelligence verbale/linguistique reconnaissent facilement les sons, les langues et les inflexions dans l’élocution.

2. L’intelligence logique/mathématique permet de comprendre et d’interagir avec les nombres, les symboles et les modèles, en particulier en mathématiques et en sciences.

3. L’intelligence corporelle et kinesthésique permet d’aborder plus facilement un nouveau contenu de cours grâce aux mouvements du corps et à la manipulation d’objets. L’activité aide les étudiants à créer des liens cognitifs, qui leur permettent de se rappeler et de comprendre facilement les éléments étudiés.

4. L’intelligence musicale et rythmique se concentre sur la mélodie, le ton, la hauteur, le rythme et les modèles des différents types de musique ou de modulation. Pour certains étudiants, la musique représente un environnement pouvant aller du calme à

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une agitation très vive. Leur cerveau répond en conséquence, tandis que leur compréhension ou la mémorisation des nouvelles informations sont liées au souvenir ou à l’écoute d’un rythme ou d’une modulation particuliers.

5. L’intelligence visuo-spatiale s’appuie sur la capacité à reconnaître et à répondre à un contenu visuel à travers un mot écrit ou un dessin. Les étudiants qui disposent d’une telle intelligence savent lire aussi bien des cartes que des schémas et peuvent se représenter, sous la forme d’images mentales, les informations communiquées par autrui.

6. L’intelligence intrapersonnelle permet d’avoir confiance en soi pour traiter les nouvelles informations grâce à ses facultés de pensée et de réflexion. Un étudiant qui bénéficie d’une telle intelligence établit des liens personnels forts avec ses sentiments et ses émotions, pour une meilleure prise de conscience face au processus d’assimilation des connaissances.

7. L’intelligence interpersonnelle permet de percevoir avec précision les émotions, les sentiments, les motivations et les intentions d’autrui. Un étudiant, fort de ce type d’intelligence, est susceptible d’avoir une mentalité de groupe. Ceci lui permettra de travailler en bonne intelligence au sein d’une équipe.

8. L’intelligence naturaliste permet de reconnaître des phénomènes naturels, tels que les problèmes liés à la faune et la flore, à la terre et au sol ou au temps et à l’environnement. Les étudiants bénéficiant de cette intelligence savent facilement trouver des solutions pour survivre dans des conditions difficiles ou choisir une tenue vestimentaire appropriée aux conditions climatiques extérieures.

L’étude de Gardner stipule que chacun dispose de compétences dans une de ces intelligences au moins et qu’il est possible de changer de modèle d’intelligence en fonction des circonstances et des différentes étapes de la vie. Pour optimiser les résultats des élèves, le programme Cisco Networking Academy encourage les professeurs à exploiter le type d’intelligence de chaque étudiant pour leur permettre de mieux assimiler le cours.

Liens Web (sites en anglais) Project Zero

http://www.pz.harvard.edu/

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D.1.7 Études orientées sur la recherche d’informations

Figure 1 : Études orientées sur la recherche d’informations

Lorsque les gens découvrent des phénomènes de la vie qui paraissent incertains, curieux ou simplement intéressants, des questions leur viennent naturellement à l’esprit et ils souhaitent obtenir des réponses. La recherche d’informations est un processus naturel qui commence dès l’enfance avec l’expérimentation du langage. Au fur et à mesure des questions posées et des réponses apportées, de nouvelles interrogations peuvent parfois surgir. Le cycle de la recherche de connaissances commence. Dans le domaine éducatif, les professeurs désignent ce processus par des expressions telles que « études orientées sur la recherche d’informations » ou « études orientées sur les problèmes posés ». Les conditions fondamentales de l’une ou l’autre de ces approches sont de fortes compétences à savoir effectuer une lecture préalable et à utiliser de bonnes techniques d’observation scientifiques. L’une des méthodologies d’études orientées sur la recherche d’informations est la méthode qui pose les questions suivantes :

1. Que pensons-nous savoir sur le sujet ?

2. Que voulons-nous apprendre le concernant ?

3. Comment allons-nous procéder pour trouver des réponses ?

4. Que faisons-nous pour anticiper l’assimilation ? Qu’avons-nous retenu ?

5. Pouvons-nous appliquer les éléments étudiés à d’autres domaines ou projets ?

6. Quelles nouvelles questions avons-nous soulevées en effectuant cette recherche ?

La capacité de contrôle du processus doit rester souple tout au long de l’activité ou du projet d’études orientées sur la recherche d’informations. À certains moments, le professeur prend le contrôle de l’environnement pédagogique ; à d’autres, l’étudiant se retrouve plus indépendant ou bien le pédagogue et l’élève se partagent le contrôle du processus de formation. Le rôle de l’enseignant sert toujours de modèle pour apprendre tout au long de notre vie. En agissant comme tels, les professeurs montrent aux élèves que même les pédagogues doivent résoudre des problèmes quotidiens à l’école et en dehors. Ils modélisent également le fait qu’il est tantôt possible et tantôt impossible de résoudre les difficultés. Les étudiants comprennent clairement que des questions de fond nécessitent souvent une approche par équipe pour pouvoir résoudre des problèmes conséquents. En travaillant conjointement, les élèves et leur professeur forment un tel groupe. Liens Web (sites en anglais) Using the Internet to Promote Inquiry-based Learning :

http://www.biopoint.com/msla/links.html

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Project Based Learning: What is it? :

http://www.4teachers.org/projectbased/

D.1.8 Besoins spécifiques

Figure 1 : Besoins spécifiques

Lorsque vous remarquez la présence d’étudiants présentant une déficience visuelle dans votre classe, vous devez toujours considérer les éléments généraux suivants :

1. Demandez-leur s’ils ont besoin d’aide sur des points particuliers, sans supposer que c’est effectivement le cas. S’ils souhaitent votre intervention, laissez-les exprimer eux-mêmes ce besoin.

2. L’utilisation de couleurs contrastées, par exemple des tons clairs et d’autres foncés, permet aux étudiants de différencier les câbles et les routeurs.

3. Il est important que toute la classe de TP soit éclairée de manière appropriée et uniforme pour permettre à tous les participants de mieux voir.

4. Si certains sont malvoyants, l’utilisation de loupes de poche ou de loupes munies d’un système d’éclairage peut aider à la lecture.

5. Ces mêmes étudiants peuvent porter un chapeau ou une visière pour réduire l’éblouissement associé à bon nombre de troubles de la vue.

6. Lorsque vous donnez votre cours ou présentez des informations, accentuez votre tracé et utilisez de gros caractères.

7. En classe, il est important d’encourager tous les participants et, en particulier, ceux qui souffrent d’une déficience visuelle. Si certains étudiants malvoyants manifestent un état de désespoir ou de panique, vous pouvez faire appel à un travailleur social ou à un enseignant spécialisé, pour les aider à s’adapter à leur environnement d’étude.

Lorsque vous remarquez la présence d’élèves présentant une déficience auditive dans votre classe, vous devez toujours considérer les éléments généraux suivants :

1. Veillez au bon éclairage de la salle de TP pour que l’orateur soit bien visible.

2. Soyez sensible au bruit de fond dans la classe. Éteignez tous les postes de radio, les téléphones portables et les téléviseurs pendant les heures de cours. Si la présence d’un fond sonore est inévitable durant une formation en ligne, demandez aux étudiants déficients d’utiliser des écouteurs pour réduire au minimum cette nuisance.

3. Les personnes qui prennent la parole doivent se rapprocher de l’étudiant déficient.

4. Soulignez l’importance de prendre la parole à tour de rôle lors des travaux de groupe.

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5. Engagez la conversation avec les étudiants en les appelant précisément par leur nom et en exposant le motif de la conversation.

6. Soyez patient avec ceux qui présentent des signes de fatigue ou de contrariété dus aux problèmes provoqués par leur handicap dans cet environnement d’étude.

7. Faites-leur face quand vous leur parlez. Il est important de vous tenir à la même hauteur d’œil que l’étudiant avec lequel vous conversez.

8. Pour que les étudiants sachant lire sur les lèvres comprennent votre message, vous pouvez être amené à reformuler vos phrases ou expressions. Vous devez donc rester vigilant et parler distinctement sans vous presser.

Lorsque vous remarquez la présence d’élèves handicapés moteur dans votre classe, vous devez toujours considérer les éléments généraux suivants :

1. Soyez prêt à accorder plus de temps aux étudiants handicapés physiques, le cas échéant, pour leur permettre d’effectuer les TP et les tests, lors des travaux pratiques.

2. Pensez à leur donner des exercices plus courts, en leur accordant quelques pauses réparties dans le planning.

3. Pour déterminer la somme de travail correspondant aux possibilités d’endurance et aux capacités de chaque étudiant concerné, parlez ouvertement avec lui, ses parents et/ou son médecin.

4. Revoyez l’organisation de l’espace dans la salle de TP pour y accepter les fauteuils roulants et autres moyens de déplacement.

5. Dans la salle de TP, proposez des places préférentielles aux étudiants en fauteuil roulant ou autre.

6. Proposez aux étudiants une copie des notes pédagogiques, pour leur permettre de réviser avant les tests.

7. Faites passer les tests sur ordinateur.

8. Les étudiants avec un handicap physique peuvent avoir besoin d’un traitement de texte, de meubles ergonomiques, d’un ordinateur portable, d’un logiciel de reconnaissance de caractères (OCR) et de synthèse vocale Kurzweil, d’un magnétophone portatif (pour écouter des livres enregistrés sur cassette) et de programmes de synthèse vocale, par exemple.

Liens Web (sites en anglais) Disabilities, Teaching Strategies, and Resources

http://www.as.wvu.edu/~scidis/sitemap.html

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D.1.9 Handicaps d’apprentissage

Figure 1 : Handicaps d’apprentissage

Il est fort probable que, dans la plupart des cours, les professeurs comptent quelques étudiants présentant des handicaps gênant l’acquisition des connaissances. La liste suivante résume certaines approches permettant d’enseigner à de tels élèves. Vous devez noter que bon nombre de ces suggestions peuvent aussi s’appliquer à ceux qui ne présentent aucune difficulté d’assimilation liée à un handicap.

1. Attirez l’attention des étudiants en commençant les cours par des éléments qui ne font intervenir ni les émotions ni les sentiments. Ce type d’introduction à la phase d’étude indique au cerveau qu’il est temps d’être attentif.

2. Donnez la possibilité aux participants de travailler en équipe. Souvent, les étudiants souffrant de handicaps d’apprentissage seront plus enclins à réussir leurs objectifs s’ils interagissent avec leurs pairs que s’ils travaillent seuls.

3. Apprenez-leur à consigner par écrit leurs objectifs d’étude personnels. Distinguez les objectifs à court terme de ceux à long terme et fournissez un retour d’informations sur la progression de l’étudiant.

4. Étayez les concepts énoncés dans le cours, par de nombreux modèles, exemples et représentations.

5. Il est dans l’intérêt de bon nombre d’étudiants souffrant de handicaps d’apprentissage que les professeurs parlent à haute voix dans leur classe. Le professeur résout un problème ou répond à un point difficile, en énonçant tout haut ses réflexions et les différentes étapes du processus.

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6. Dans la majorité des cas de handicaps d’apprentissage, l’utilisation d’outils de mémorisation simples permet aux étudiants de consigner les informations reçues pour les reprendre ultérieurement. Ces astuces s’appellent des procédés mnémotechniques et peuvent se présenter sous la forme de rythmes entraînants ou d’expressions linguistiques uniques facilement mémorisables. Vous pouvez, par exemple, utiliser des images, de la musique, des couleurs et même le mouvement. Cette stratégie reflète beaucoup le travail de Howard Gardner sur les intelligences multiples.

7. Utilisez des outils visuels avancés pour introduire de nouveaux concepts et analyser aussi bien que synthétiser les connaissances finales. Ces outils permettent au cerveau de comprendre clairement qu’il va recevoir de nouvelles informations. Ce type de technique facilite l’acquisition de nouvelles connaissances qui viennent se greffer sur les acquis.

8. L’humour est un puissant stimulant du cerveau. Il fait facilement référence à des éléments ridicules et inimaginables.

9. Les étudiants avec des handicaps d’apprentissage ressentent le mouvement et l’action comme des éléments motivants importants, qui leur permettent d’enregistrer les informations communiquées. Les heures de TP présentent un grand nombre d’avantages pour de tels étudiants.

10. Le processus de réflexion permet de retenir à long terme les nouvelles connaissances. À différents moments de la journée, faites participer les étudiants oralement ou par écrit pour qu’ils expriment ce qu’ils ont retenu, ce qui les a intéressés et ce qu’ils souhaitent encore étudier.

11. Le temps prend une toute nouvelle importance pour les étudiants souffrant de handicaps d’apprentissage. Soyez prêt à leur accorder un délai supplémentaire pour leur permettre de bien formuler les réponses aux questions.

12. Il est important qu’ils puissent apprendre, dans un état émotionnel libre de toute colère ou frustration extrême. Il leur est plus facile d’effectuer leurs exercices rapidement, s’ils sont calmes et concentrés.

Liens Web (sites en anglais) National Center for Learning Disabilities

http://www.ncld.org/

Strategies for Teaching Students with Learning Disabilities

http://www.as.wvu.edu/~scidis/learning.html

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D.2 Enseignement orienté sur les TP D.2.1 TP du cursus CCNA

Le cursus CCNA prépare les étudiants à prévoir, concevoir, installer, faire fonctionner et dépanner les réseaux routés, commutés, TCP/IP et Ethernet avec certains aspects de connectivité à distance.

Ce cursus se compose de quatre cours : Notions de base sur les réseaux, Notions de base sur les routeurs et le routage, Notions de base sur la commutation et le routage intermédiaire ainsi que Technologies WAN. La formation est très axée sur les TP avec approximativement la moitié du temps passé sur des exercices pratiques.

Le cours CCNA 1 nécessite d’utiliser le matériel suivant : stations de travail, concentrateurs, commutateurs et, pour les câbles, différents outils de fabrication ou de vérification ainsi que des éléments d’installation. Il permet aux étudiants d’acquérir des compétences pratiques pour savoir, par exemple, configurer les paramètres d’un réseau sur les stations de travail, fabriquer et tester des câbles de raccordement ainsi qu’installer et vérifier les longueurs de câbles, les prises et les panneaux de brassage.

Pour le cours CCNA 2, l’équipement requis inclut des stations de travail, des concentrateurs, des commutateurs et des routeurs. Les participants y acquièrent des compétences pratiques. Ils apprennent, par exemple, à interconnecter des équipements réseau, à configurer et à tester les routeurs à l’aide de la plate-forme logicielle Cisco IOS (Internetworking Operating System) ainsi qu’à construire ou dépanner un réseau à trois routeurs.

Pour le cours CCNA 3, l’équipement requis pour les TP comprend des stations de travail, des concentrateurs, des commutateurs et des routeurs. Les travaux pratiques ont pour objectif d’apprendre aux étudiants à configurer un commutateur, paramétrer un réseau LAN virtuel (VLAN), mettre en œuvre un protocole de routage intermédiaire ainsi qu’utiliser des listes de contrôle d’accès pour assurer la surveillance et la sécurité du trafic sur un réseau simple.

Pour le cours CCNA 4, l’équipement requis pour les TP comprend des stations de travail, des concentrateurs, des commutateurs et des routeurs. Un équipement de simulation d’un WAN, dont l’utilisation est facultative mais vivement recommandée, est également mis à disposition. Les étudiants apprennent, pendant les TP, à connaître la technologie WAN, par exemple : les notions de protocole point-à-point (PPP), RNIS et Frame Relay. Ils doivent également réussir un examen pratique complet (test de compétences), dans le cadre de ce cours.

Des équipements de TP types et d’autres plus élaborés sont mis à disposition ainsi qu’un vaste choix d’autres matériels facultatifs. Le ratio étudiant/équipement doit être le plus faible possible.

Liens Web (sites en anglais) Cisco Networking Academy Program

http://cisco.netacad.net/

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D.2.2 TP du cursus CCNP

Figure 1 : TP du programme CCNP

Le cursus CCNP prépare les étudiants à prévoir, concevoir, installer, faire fonctionner et dépanner les réseaux d’entreprise routés, commutés, TCP/IP et Ethernet avec un accès à distance étendu.

Ce cursus se compose de quatre cours : Routage avancé, Accès à distance, Commutation multicouche et Dépannage des réseaux. La formation est très axée sur les TP avec approximativement la moitié du temps passé sur des exercices pratiques.

Pour le cours CCNP 1, l’équipement requis inclut des stations de travail, des routeurs et des commutateurs. Les étudiants apprennent, pendant les TP, à concevoir des réseaux évolutifs, à mettre en œuvre des techniques de gestion avancées des adresses IP et à configurer ainsi que tester les protocoles de routage EIGRP, OSPF ou BGP, par exemple. Ceci permet de mettre en place la plupart des réseaux Intranet d’entreprise ainsi qu’une connexion à Internet.

Pour le cours CCNP 2, l’équipement requis inclut des stations de travail, des routeurs, des commutateurs et un simulateur de réseau WAN. Les participants apprennent, grâce aux exercices, à concevoir un réseau WAN, à configurer et tester la sécurité d’un réseau de base ainsi que les connexions commutées ou les protocoles point-à-point, ISDN, Frame Relay et X.25.

Pour le cours CCNA 3, l’équipement requis pour les TP comprend des stations de travail, des concentrateurs, des commutateurs et des routeurs. Les étudiants apprennent, lors des TP, à

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configurer des commutateurs et des réseaux LAN virtuels (VLAN), à mettre en œuvre des commutations multicouches et des technologies basées sur la redondance ou encore à concevoir un réseau LAN de campus.

Pour le cours CCNP 4, l’équipement requis inclut des stations de travail, des routeurs, des commutateurs et un simulateur de réseau WAN. Les participants acquièrent, lors des TP, des connaissances pour dépanner des réseaux LAN ou WAN, des commutateurs, des routeurs ainsi que des protocoles TCP/IP ou de routage.

Des équipements de TP types et d’autres plus élaborés sont mis à disposition ainsi qu’un vaste choix d’autres matériels facultatifs. Le ratio étudiant/équipement doit être le plus faible possible.

Liens Web (sites en anglais) Cisco Networking Academy Program

http://cisco.nteacad.net

D.2.3 NETLAB

Figure 1 : NETLAB

Pour augmenter le nombre d’exercices pratiques accessibles aux étudiants, un grand nombre de professeurs souhaitent accéder à distance à des équipements de TP partagés. Certaines technologies permettent à de nombreux cours, notamment aux cursus CCNA et CCNP ainsi qu’aux cursus sponsorisés, d’obtenir cet accès à distance. Ainsi, le ratio étudiant/équipement peut être diminué, lorsque les cours sont dispensés à distance. Actuellement, seul le cursus CCNA bénéficie d’une mise en œuvre complète de ces technologies. Ce cours examinera ce problème de manière plus approfondie et suggérera différentes solutions, pour permettre aux professeurs et aux Académies d’utiliser ces technologies particulières ou de mettre en œuvre les leurs.

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Le programme Cisco Networking Academy offre à présent la solution NDG NETLAB. Ce serveur Web héberge les cours et permet d'accéder aux topologies opérationnelles de routeurs via Internet. L’automatisation et la fonction de partage de NETLAB permettent aux Académies Cisco de maximiser l’utilisation de leur équipement, tout en économisant de l’argent. Le matériel réseau est identique à celui utilisé dans les TP des programmes Cisco Networking Academy du monde entier. Les étudiants peuvent ainsi maintenir un certain niveau de cohérence topologique lors des exercices pratiques de commandes de configuration, pendant les cours et les TP. Selon le mode d’utilisation de NETLAB choisi par le professeur du programme Cisco Networking Academy , les étudiants seront autorisés à ouvrir une session, à créer et modifier des fichiers de configuration ainsi qu’à programmer un ou plusieurs équipements. Ils pourront également travailler en groupe pour configurer une topologie complète ou planifier des périodes individuelles où chacun pourra, à son tour, s’exercer à de nouvelles commandes. Puisque l’environnement NETLAB inclut un équipement identique à celui utilisé par le programme Cisco Networking Academy, les participants peuvent s’entraîner à des exercices de configuration, comme s’ils utilisaient l’équipement de la Networking Academy. Toutefois, puisque tout PC doté d’un navigateur connecté à Internet permet l’accès au matériel NETLAB, les étudiants peuvent réaliser ces travaux de configuration, quel que soit l’endroit où ils se trouvent, ou presque. Généralement, cela signifie qu’ils pourront accéder à l’équipement, le soir ou en fin de semaine, de chez eux ou d’un autre endroit à partir duquel l’accès en ligne leur est possible. Malgré tout, certains professeurs peuvent choisir de mettre en œuvre et d’utiliser le système NETLAB dans leur classe. Ceci s’avère particulièrement utile lorsque les participants en sont au début de leur apprentissage de nouvelles opérations de configuration. Le professeur peut mener les TP à l’aide des fonctionnalités de NETLAB spécialement conçues à cet effet. Pendant de tels cours, le professeur peut envoyer des commandes de configuration vers un ou plusieurs matériels, tandis que les étudiants suivent la session Telnet. Les enseignants peuvent également utiliser NETLAB pendant la formation sur la base d’une approche par équipe. Un groupe d’étudiants est chargé de paramétrer un ou plusieurs routeurs de la topologie. Cette équipe peut partager le contrôle et l’accès à ce ou ces matériels, à l’aide de NETLAB, tandis que d’autres groupes s’exercent à configurer d’autres routeurs de la topologie. Comme NETLAB permet d’enregistrer et de stocker ces fichiers de configuration, le professeur peut facilement évaluer les performances de chaque équipe.

Les professeurs analysent le travail effectué par les participants sur du matériel réel à l’aide de NETLAB. Lors de chaque session de TP, NETLAB enregistre chaque commande et chaque information affichée par le ou les routeurs dans des fichiers journaux. Les dernières configurations d’équipement effectuées par les étudiants peuvent être sauvegardées, pour permettre au professeur de les examiner. Cette fonctionnalité sert également aux enseignants pour déterminer les compétences de chaque élève à mettre en œuvre les concepts étudiés en cours. Les professeurs peuvent alors identifier et corriger les erreurs habituelles des étudiants pendant les exercices de TP.

NETLAB est actuellement déployé en tant que programme pilote auprès des académies Cisco Networking Academies sélectionnées. Lorsque son efficacité totale sera prouvée, Cisco l’étendra à l’ensemble de ses académies. Pour savoir comment votre Académie peut participer au pilote de NETLAB, adressez un courrier électronique à [email protected] dans lequel vous exprimerez votre intérêt pour ce projet. Cisco vous enverra un questionnaire d’identification des changements à effectuer dans votre environnement pour un bon fonctionnement de l’outil NETLAB, ainsi que des informations sur la procédure d’obtention des équipements nécessaires. Pour tout renseignement complémentaire, adressez vos questions ou requêtes par courrier électronique à [email protected]. Ceci vous permettra de minimiser les problèmes potentiels de déploiement et d’augmenter les chances de réussite du passage à un échelon productif. La sélection des Académies autorisées à tester ce programme s’effectuera en fonction de différents facteurs. Le critère le plus important pris en

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compte sera leur capacité technique. Les Académies intéressées recevront un questionnaire de détermination de leurs besoins pour permettre la réussite de cette solution. Elles devront, pour mettre en œuvre ce projet, disposer d’une infrastructure adaptée et faire preuve d’un niveau de compétences techniques suffisant.

Pour savoir utiliser NETLAB, reportez-vous aux guides complets établis par le programme Cisco Networking Academy pour les administrateurs, les professeurs et les étudiants ; vous pouvez également consulter le cours en ligne. Même si ce programme semble d’une utilisation facile basée sur l’intuition, les administrateurs et les enseignants peuvent avoir besoin d’un certain temps pour se familiariser avec ses nombreuses fonctionnalités.

Liens Web (sites en anglais) NGD NETLAB

http://www.netdevgroup.com/netlab.htm

D.2.4 Simulations

Figure 1 : Simulations

Des études montrent que les connaissances acquises sont davantage étendues lorsque le contenu est interactif et que les commentaires donnés en retour sont instantanés. Le cursus Cisco contient une large gamme d’activités Flash interactives, dont la « simulation » fait partie. Les exemples de cette « simulation » reposent sur des éléments du cours tels que les environnements de développement d’interfaces de commande en ligne, d’interfaces graphiques et de langage de programmation.

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L’image liée au contenu de cette section illustre un exemple de simulation pour le cours sur UNIX. Dans cette simulation, la fonction Aide permet d’obtenir les informations nécessaires à la réalisation de l’activité demandée.

En général, les simulations comportent trois niveaux de difficulté. L’activité la plus simple et la plus détaillée peut être considérée comme un exercice de syntaxe. Celui-ci vise à mettre les étudiants en situation réelle immédiatement, lorsqu’une nouvelle commande ou procédure est introduite. Ces simulations servent à aborder un cours en ligne comme un « apprentissage électronique » interactif et non comme un simple exercice de « lecture électronique ».

Le deuxième niveau, identique à un TP, simule des travaux pratiques et des activités de programmation progressives. Ces exercices pratiques, ou activités de programmation/configuration, sont entièrement simulés par un programme flash et peuvent être effectués par les étudiants, même si ces derniers n’ont pas accès à l’équipement de TP.

Le troisième niveau, appelé simulations, présente l’environnement le plus ouvert. Il prend en charge le comportement d’une large gamme de matériels et de logiciels réels au lieu d’utiliser des scripts. Pour les interfaces de commande en ligne, telles que IOS ou UNIX, de nombreuses commandes peuvent être effectuées dans n’importe quel ordre. Le meilleur, et le plus courant, exemple de ce niveau de simulation est l’e-SIM, mis librement à la disposition de tous les participants aux cours CCNA et CCNP.

Les simulations flash n’ont pas pour objectif de remplacer les exercices pratiques avec équipement de TP ou la programmation réelle, mais plutôt de les compléter. Elles présentent de nombreux avantages cognitifs. Par exemple, elles permettent aux étudiants d’effectuer une activité de simulation préalable à l’activité de TP en situation réelle. Ainsi, le participant peut mieux comprendre ce qui se passe dans un environnement simulé, avant de prouver ses compétences finales lors d’exercices pratiques de programmation sur des équipements réels. À l’avenir, le nombre de simulations dans les cursus développés pour le programme Cisco Networking Academy sera augmenté.

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D.2.5 TP du cursus sponsorisés

Figure 1 : TP du cursus sponsorisés

Figure 2 : TP du cursus sponsorisés

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Figure 3 : TP du cursus sponsorisés

Les six cursus sponsorisés requièrent également des TP spécifiques et l’utilisation de matériels et de logiciels précis. Ces cursus sont présentés brièvement ci-dessous :

IT Essentials : PC Hardware and Software IT Essentials Le cours PC Hardware and Software, sponsorisé par la société Hewlett Packard, présente de manière détaillée le matériel informatique et les différents systèmes d’exploitation. Les étudiants apprennent les différentes fonctionnalités des composants matériels et logiciels ainsi que les Méthodes Recommandées de maintenance et de sécurité. Grâce aux activités pratiques et aux TP, les participants étudient comment assembler et configurer un ordinateur, installer des systèmes d’exploitation et des logiciels, ainsi que dépanner un matériel ou un logiciel. En outre, une introduction aux réseaux leur est aussi proposée. Ce cours permet aux étudiants de préparer l’examen de certification CompTIA A+. Même si cette formation se compose de 70 heures de cours, elle présente un grand nombre de sujets qui mériteraient d’être développés dans un cursus plus long.

IT Essentials : Network Operating Systems Le cours Network Operating Systems, sponsorisé par la société Hewlett Packard, est une présentation détaillée des systèmes d’exploitation de réseaux multitâches et multiutilisateurs. Il aborde les fonctionnalités des OS Linux, Windows 2000, Windows NT et Windows XP. Les étudiants explorent différentes sections décrivant, notamment, les procédures d’installation et de sauvegarde, les problèmes de sécurité ainsi que l’accès à distance. Ce cours de 70 heures inclut des TP orientés sur les systèmes d’exploitation de réseaux Windows 2000 et Linux.

Fundamentals of Voice and Data Cabling Le cours intitulé Fundamentals of Voice and Data Cabling Course, sponsorisé par Panduit, est destiné aux étudiants intéressés par les aspects physiques du câblage et de l’installation de réseaux acheminant la voix et les données. Ce cours se concentre sur le câblage physique des réseaux voix ou données et permet de mieux comprendre le domaine concerné, notamment par ses normes mondiales, ses types de média et de câblage, ses réseaux

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physiques et logiques, ainsi que ses transmissions par signaux. Il permet aux étudiants de développer des compétences dans les domaines suivants :

• Lecture de documentation sur la conception des réseaux

• Définition et achat de listes d'équipement

• Installation de câbles

• Gestion de câbles

• Sélection de locaux de câblage

• Installation de panneaux de brassage

• Raccordement

• Installation de prises et test des câbles

Cette formation pratique, organisée en TP, comprend 70 heures de cours. Elle met l’accent sur les compétences suivantes :

• Lecture de documentation

• Conception

• Résolution de problèmes d’installation

• Vérification de la sécurité en laboratoire

• Vérification de la sécurité sur site

• Travail efficace en groupe

Fundamentals of UNIX La formation sur les notions de base d’UNIX, Fundamentals of UNIX, sponsorisée par Sun Microsystems, enseigne aux étudiants les concepts suivants :

• Utilisation des commandes UNIX

• Expérience pratique des commandes de base Sun Microsystems Solaris

• Introduction au CDE (Common Desktop Environment), interface graphique entre différents environnements

Ce cours est destiné aux nouveaux utilisateurs d’UNIX. Ceux-ci y apprendront les fonctionnalités de base de commande en ligne de l’environnement Solaris, par exemple :

• Navigation dans le système de fichiers

• Permissions de fichiers

• Editeur de texte vi

• Interpréteurs de commandes

• Utilisation de base des réseaux

CDE intègre des fonctionnalités telles que des outils bureautiques standard, un éditeur de texte, une fonction d’impression et une messagerie électronique. Cette formation se compose de 70 heures de cours, dont la moitié environ est réservée à l’utilisation de matériel multimédia en ligne avec suivi du professeur. Le reste du temps est consacré à des TP.

Fundamentals of Java Programming Le cours sur la programmation de base Java, Fundamentals of Java Programming, sponsorisé par Sun Microsystems, permet de comprendre les concepts de la programmation orientée

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objets. Il apprend, parallèlement, aux étudiants à utiliser les technologies orientées objets en langage JAVA, pour résoudre des problèmes correspondants en entreprise. Les sujets abordés traitent des bases de ce langage et de son interface API. Les élèves étudieront comment créer des classes, des objets et des applications à l’aide de ce même langage. En outre, ce cours répond à la demande de formation et de préparation à la certification Sun en programmation sur plate-forme Java 2. Bien que conçu pour se dérouler en 70 heures, il aborde certaines fonctionnalités très avancées qui mériteraient d’être développées plus longuement ou d’être proposées à des étudiants présélectionnés éventuellement sur dossier.

Fundamentals of Web Design Le cours sur les concepts de base de la création d’un site Web, Fundamentals of Web Design, sponsorisé par Adobe Systems, se concentre sur les procédures globales de conception et de réalisation d’un site Web. Il met l’accent, en particulier, sur les éléments de présentation, de navigation et d’interactivité. Les étudiants du programme Cisco Networking Academy y apprendront à concevoir des sites en ligne, en vue de poursuivre ultérieurement leur perfectionnement dans ce domaine ou de trouver un emploi en rapport avec Internet. Il pourront effectuer des exercices pratiques de conception de sites Web avec Adobe® Photoshop®, Adobe Illustrator®, Adobe GoLive, Adobe LiveMotion et Adobe Premiere®. Cette formation comprend 70 heures de cours. Toutefois, puisqu’elle s’effectue sur cinq applications Adobe, il serait judicieux de l’approfondir dans un cursus plus long ou de la proposer à des étudiants présélectionnés éventuellement sur dossier. La moitié des heures de cours environ est réservée à l’utilisation de matériel multimédia en ligne avec suivi du professeur. Le reste du temps est consacré à des TP.

Liens Web (sites en anglais) http://cisco.netacad.net/public/academy/catalog/index.html

D.2.6 Apparition de nouvelles technologies

Figure 1 : PhotoZoom – appareil de sécurité PIX

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Figure 2 : Téléphone IP

Figure 3 : LAN sans fil

À l’avenir, les nouvelles technologies pourront servir de base aux cursus Cisco. Ces formations porteront, entre autres, sur les matériels de sécurité pour réseaux, la téléphonie IP et les LAN sans fil.

Chaque cours bénéficiera de l’utilisation d’un matériel réseau spécialement prévu à cet effet. L’objectif est de former des professionnels capables de mettre en place immédiatement des systèmes de sécurité , des téléphones IP , des LAN sans fil et d’autres technologies liées aux réseaux.

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Liens Web (sites en anglais) Network security issues :

http://www.cisco.com/warp/public/779/largeent/issues/security/net_security.html

IP Telephony :

http://www.cisco.com/warp/public/779/largeent/learn/technologies/IPtelephony.html

Wireless solutions :

http://www.cisco.com/warp/public/779/smbiz/netsolutions/find/wireless.shtml

D.2.7 Dépannage

Figure 1 : Étapes du processus type de résolution d’un problème

Le dépannage fait partie des demandes de formation et entre parfaitement dans le cadre des cursus proposés par Cisco. La plupart des cours proposés abordent le problème du dépannage, rendu nécessaire, même si son enseignement n’est pas formel.

Littéralement, ce thème peut être couvert de plus de cent manières différentes. La figure illustre l’une de ces approches. C’est la méthode de prédilection utilisée dans les cours Cisco. Les professeurs peuvent, cependant, en choisir une autre qui leur convient mieux.

Les étudiants qui souhaitent continuer à se former pour trouver un emploi dans le monde de l’informatique doivent absolument savoir comment effectuer un dépannage et un débogage. Il s’agit peut-être de la compétence la plus qualifiante que les professeurs puissent transmettre à leurs élèves. Généralement, l’enseignement de cette discipline demande aux formateurs de préparer plus longuement les TP. Toutefois, l’avantage global pour l’étudiant en vaut la peine. Le terme « dépannage » concerne les problèmes de matériel, de logiciel et de programmation.

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L’une des méthodes d’enseignement de cette matière consiste à confronter les étudiants à un nombre précis de problèmes à résoudre dans un environnent de TP structuré bien connu des étudiants.

Avec de la pratique, les étudiants seront en mesure de diagnostiquer et de corriger les problèmes dans un délai fixé. Il va de soi que cette méthode doit être intégrée à des activités de TP permettant les situations suivantes :

• Mise en contact des étudiants avec un système en bon état

• Démonstration des défaillances types sur le système

• Découverte par les étudiants des symptômes propres à ces défaillances

• Possibilité pour les étudiants de s’exercer au diagnostic et à la réparation

Liens Web (sites en anglais) Teaching Methods Web Resources :

http://www.mhhe.com/socscience/education/methods/resources.html

The Universal Troubleshooting Process :

http://www.troubleshooters.com/tuni.htm

Journal of Technology Education :

http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/JTE/v2n2/html/deluca.html

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D.3 Enseignement par projets D.3.1 TP avancés et projets

Figure 1 : TP avancés et projets

Les TP avancés sont des exercices centrés sur un problème à résoudre, tels qu’ils sont préconisés par le projet 2061 (projet de réforme de l’enseignement des sciences) de l’AAAS (American Association for the Advancement of Science). Ces exercices sont à l’opposé des TP réalisés étape par étape, qui eux suivent une procédure rigoureuse. Ils encouragent plutôt les étudiants à travailler par eux-mêmes, pour trouver des solutions à divers problèmes. Les TP avancés varient en contenu et en durée (de 50 minutes à 3 semaines) et ils sont constitués de deux parties principales. L’étudiant doit d’abord résoudre un problème donné. Ensuite, il doit procéder à une réalisation. Par exemple, un TP avancé simple de 50 minutes du module 1 pourrait s’intituler « Fabrication d’un câble de raccordement correct ». Un TP avancé de trois semaines, qui fait appel à des tâches plus complexes, pourrait s’intituler « Câblage de la salle de TP informatique ». Cisco encourage les professeurs à intégrer à leurs cours les nombreux exemples d’étude centrés sur des problèmes.

Les environnements d’enseignement et d’acquisition des connaissances dépassent le cadre des TP. De nombreuses Académies proposent aux étudiants de se placer en situation réelle et d’utiliser leurs compétences en matière de réseaux dans un projet destiné à améliorer la productivité des initiatives communautaires. Parfois, ces activités s’appellent « apprentissage par services ».

À l’origine, le programme Cisco Network Academy était un projet communautaire. Au milieu des années 1990, les institutions pédagogiques du monde entier ont éprouvé le besoin d’installer des réseaux informatiques ; mais le personnel compétent dont elles disposaient pour mettre en place et assurer la maintenance de ces réseaux était bien insuffisant pour répondre à la demande. Un ingénieur Cisco, George Ward, a cherché à répondre à ce problème, en exprimant clairement la nécessité de proposer une série de cours, pour former

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des élèves de secondaire à assurer le suivi des réseaux de leur établissement scolaire. Ce besoin en apprentis polyvalents a donné naissance au cursus Cisco Certified Network Associate.

Une « Journée réseau » est le moment où des bénévoles de la communauté prévoient de « raccorder » un établissement scolaire. Il s’agit d’un projet phare, parmi tous ceux de la communauté qui impliquent l’intervention d’étudiants, d’élèves, de parents, d’administrateurs réseaux et autres. Cette intervention a pour but de permettre aux élèves de se connecter à Internet. Les étudiants de l’Académie participent à bon nombre de ces journées.

L’Académie Cisco du sud-ouest de l’Ohio (CASWO) a fourni un autre exemple de projet communautaire. Cette Académie et ses étudiants ont assisté techniquement la conférence technologique annuelle SchoolNet de l’Ohio. Les étudiants de Cisco ont aidé à configurer le réseau pour la conférence et ont fourni une assistance technique aux managers et aux présentateurs qui y assistaient. Un de ces étudiants s’est exprimé sur la valeur de cette expérience dans les termes suivants : « Ceci m’a vraiment permis de comprendre globalement comment tout fonctionne et de savoir ce qu’est une assistance technique. »

Un autre de ces exemples concerne le partenariat entre Cisco Systems et le centre d’assistance maternelle et infantile, le Mary's Center for Maternal and Child Care, de Washington, DC. Grâce à l’intervention d’un ingénieur système bénévole et de trois étudiants du programme Cisco Networking Academy du lycée Bell Multicultural, ce centre dispose, à présent, d’un réseau sans fil totalement opérationnel qui répond à ses besoins informatiques. Le centre peut désormais accéder à d’importantes informations en matière de santé et d’assurance, nécessaires pour aider les familles et leurs enfants. Pour les étudiants de l’Académie, le travail sur un projet réel est une source surprenante d’enseignements. Selon Max Anis, professeur spécialisé dans les réseaux à la Bell High School : « Ces étudiants reviennent en classe mus d’une énergie incroyable après une telle expérience. Par conséquent, ils sont plus déterminés que jamais à terminer le programme et à poursuivre leur carrière dans ce secteur. »

D.3.2 Activités de conception

Figure 1 : Cycle de résolution des problèmes de Dartmouth

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La conception est un processus itératif qui commence par une séance de remue-méninges. Puis, viennent la recherche, les matrices de résolution de problèmes et les tests de spécifications. Enfin, ce processus doit se répéter plusieurs fois jusqu’à la solution du problème. Dans les Académies Cisco, tout cursus lié à un projet ou à une activité de conception doit présenter les éléments de la Méthode Dartmouth de conception et de résolution de problèmes. Le site Web correspondant à cette section inclut des ressources en ligne ainsi qu’un contenu que vous pouvez télécharger. Il est également possible de commander une vidéo. Bien sûr, il existe d’autres méthodes tout aussi efficaces. Cisco incite les professeurs à utiliser celle qui convient le mieux à leur style d’enseignement et à leurs élèves.

Les étudiants peuvent résoudre des problèmes existants afin de répondre aux spécifications ou concevoir et vérifier un nouveau réseau. Dans les deux cas, le processus implique d’utiliser une procédure itérative pour assainir la situation. Pour les problèmes d’interconnexion de réseaux et les problèmes techniques d’ordre général, les matrices de résolution de problèmes sont toujours utiles, s’il existe plusieurs solutions à un certain nombre de contraintes. Le chapitre 1, « The Engineering Problem-Solving Cycle », du document Engineering Problem Solving for Mathematics, Science, and Technology Education, utilise la matrice de résolution de problèmes pour présenter le cycle de résolution des problèmes et sa nature itérative. Plus important encore, l’utilisation de cette matrice dévoile aux étudiants l’art de définir un problème. Le chapitre 4, « Guiding Students Through the Problem-Solving Cycle », donne des suggestions sur la façon d'effectuer des itérations sur l'ensemble du processus. De plus, il explique comment choisir des problèmes utiles, mettre en place l'environnement approprié pour des séances de remue-méninges et analyser les résultats de ces séances.

Cisco espère que les étudiants apprécieront l’importance de la résolution des problèmes, l’un des aspects primordiaux en ingénierie. En outre, Cisco souhaite que les étudiants se familiarisent avec l’utilisation de ces procédures afin de mieux comprendre les raisons pour lesquelles certaines solutions fonctionnent alors que d’autres ne fonctionnent pas. Ils apprendront que l’utilisation de bonnes procédures de résolution de problèmes et d’une bonne documentation constituera le facteur déterminant de leur réussite en matière de résolution des problèmes. Avec le temps, ils sauront profiter des leçons apprises à partir des échecs précédents pour gagner du temps lors des prochaines résolutions de problèmes. Le chapitre 5, « Research, Documentation, and Testing », constitue une bonne ressource pour les études de site, la tenue d'un journal de travail, la production de rapports techniques et la création de dossiers.

Liens Web (sites en anglais) Dartmouth Problem-Solving and Design Method

http://thayer.dartmouth.edu/teps/index.html

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D.3.3 Remue-méninges

Figure 1 : Schéma de grappe

Les techniques de remue-méninges peuvent s’avérer utiles dans le cadre d’un cursus informatique. Elles peuvent se présenter sous la forme de simples présentations de nouveaux sujets ou décrire plus précisément des composantes du travail de conception. Ce schéma illustre les différentes réponses à la question « Que signifie le terme ‘réseau’ ? » Les simples règles suivantes ont été établies pour cette activité de remue-méninges :

• Les idées les plus saugrenues sont acceptées.

• Aucune suggestion n’est censurée.

• Les étudiants doivent rechercher la quantité.

• Il faut renchérir sur les idées des autres.

Une autre technique de remue-méninges s’appelle le « Carousel Brainstorming ». Cette stratégie permet une réflexion créatrice lorsque plusieurs solutions à une question ou un problème sont possibles. Lors d’une telle session de réflexion, les difficultés sont exposées sur de grandes feuilles de papier disposées un peu partout dans la salle. Les étudiants, répartis en petits groupes et munis de stylos de couleur, parcourent la pièce pour lire les différents problèmes répertoriés sur les différents panneaux et réfléchir à des solutions. Ils doivent changer de feuille toutes les trente secondes, tant qu’ils n’ont pas pu répondre à tous les points mentionnés sur les feuilles dispersées dans la salle.

La technique du concassage (ou SCAMPER) est un autre exemple de remue-méninges qui incite les étudiants à réfléchir de manière créative. Le premier à mettre en œuvre cette technique fut Alex Osborne, pendant les années 1940. Puis, Bob Eberle l’a remaniée au début des années 1980. Ce concassage se présente sous la forme d’une série d’interrogations associées à une nouvelle procédure ou compétence. Après avoir pris connaissance des informations nouvellement émises, les étudiants répondent aux questions suivantes :

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Substitution – Quels équipements, méthodes, procédures, durées ou autres peuvent venir en remplacement ?

Combinaison – Quels équipements, méthodes, procédures, durées ou autres peuvent être combinés ou ajoutés pour agir sur ce point ou ce problème ?

Adaptation – Est-il possible d’utiliser autrement ces équipements, méthodes, procédures et durées pour aboutir à une solution ?

Modification – Est-il possible d’en augmenter l’importance, la force et la fréquence ? Est-il possible de réduire le problème et de le condenser ?

Possibilité d’une autre utilisation – Est-il possible de l’utiliser à la place d’autres équipements, méthodes, procédures, durées ou autres ?

Élimination – Est-il possible de s’en passer ?

Renversement – Est-il possible d’effectuer le travail en sens inverse ? Ce processus peut-il être inversé ?

Par dessus tout, le concassage, ou SCAMPER, permet aux étudiants de recourir à une pensée créatrice. Cette technique met l’accent sur le fait que l’absence de réponse est vraiment inconcevable.

Liens Web (sites en anglais) Gifted Education - A Resource Guide for Teachers :

http://www.bced.gov.bc.ca/specialed/gifted/process.htm

Le concassage ou Scamper :

http://www.discover.tased.edu.au/english/scamper.htm

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D.3.4 Études de cas

Figure 1 : Études de cas

Les méthodes d’enseignement à partir d’études de cas ont pris de l’importance dans de nombreuses professions, notamment en droit, en médecine et en commercial. Dans les différents cursus Cisco, les études de cas, spécifiées dans les cours ou développées par le professeur, peuvent comprendre bon nombre de concepts.

L’illustration présente une de ces études extraite d’un cursus CCNP. L’agence de voyage internationale dont il est question est une entreprise fictive, qui requiert auprès d’un CCNP une intervention pour résoudre un problème de réseau.

Liens Web (sites en anglais) Use of Master Classroom Technology to Implement a Case Study Approach to Learning :

http://www.mtsu.edu/~itconf/papers96/MASTER.HTM

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Case Study Teaching in Science: A Bibliography :

http://ublib.buffalo.edu/libraries/projects/cases/article2.htm

D.3.5 Recherche sur le Web

Figure 1 : CISCO.com

Internet offre une multitude de ressources pour ceux qui veulent comprendre ou installer des réseaux. Il permet également aux étudiants d'effectuer des recherches sur des produits, des sujets ou des TD facultatifs. Cisco encourage les participants à utiliser la grande variété de liens intégrés au Guide du professeur ou leurs sites Web préférés. La documentation en ligne de Cisco, Sun, HP, Panduit et autres sponsors est de la plus grande importance. Les ressources du Web pour l’enseignement des réseaux dépassent de beaucoup n’importe quel manuel ou n’importe quel cursus en ligne. Il va de soi que les élèves doivent trouver les ressources et, comme toujours, être des consommateurs avertis. L’utilisation d’Internet comme ressource est également une compétence très utile à développer pour les étudiants.

Liens Web (sites en anglais) Cisco

http://www.cisco.com/

Sun

http://www.sun.com/index.xml

Adobe

http://www.adobe.com/

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Panduit

http://www.panduit.com/

Hewlett Packard

http://www.hp.com/

Google

http://www.google.com/

Yahoo

http://www.yahoo.com/

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D.4 Stratégies pédagogiques D.4.1 Cours dirigés par un professeur

Figure 1 : Cours dirigés par un professeur

Ce type de formation est, actuellement, la méthode d’enseignement la plus courante. Il nécessite, de la part des professeurs, de donner aux étudiants des informations correspondant aux compétences et aux objectifs de performances concernés. Dans des environnements où les cours sont dirigés par des enseignants, ces derniers peuvent aborder un sujet donné avec un groupe d’étudiants plus ou moins important. Un enseignement de ce type peut se dérouler dans un délai plus ou moins long : sur l’ensemble d’une formation ou lors d’un court exposé. Les courts exposés se concentrent sur des parties limitées du contenu qui peuvent être enseignées aux étudiants à tout moment de la formation. Pour que cette stratégie pédagogique soit efficace, tous les exposés doivent être donnés à un moment prédéfini du cours et doivent préparer à des travaux individuels ou de groupe. L’importance donnée actuellement à l’apprentissage dynamique et coopératif a fait oublier qu’il faut également prendre le temps de s’intéresser aux procédés et procédures directement liés aux connaissances. Dans un environnement dirigé par un professeur, l’enseignant peut remettre l'accent sur les stratégies d’écoute active, pour aider les étudiants à devenir des auditeurs plus disciplinés et à se préparer à communiquer plus efficacement dans un cadre pédagogique ou professionnel.

Un court exposé est un exposé de 10 minutes constitué des éléments suivants :

• Une accroche

• Une question précise destinée à vérifier la compréhension des étudiants sur un sujet

• L’exposé proprement dit

• Une question ou une activité courte

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• Un contrôle de compréhension (il peut s’agir d’une simple question)

Des études démontrent que des exposés relativement courts et attrayants, incluant des démonstrations, constituent un excellent complément au cursus en ligne et aux activités de TP.

D.4.2 Cours personnalisés Les cours de l’Académie Cisco mettent en œuvre des cours et des stratégies pédagogiques personnalisés. Ces formations individualisées permettent aux étudiants d’apprendre, à un rythme qui leur convient, un nouveau contenu. Celui-ci doit se présenter, de préférence, sous la forme de modules qui correspondent à des sessions intégrées dans une unité d’enseignement globale. Ces modules sont particulièrement efficaces, car ils permettent aux participants d’acquérir de nouvelles connaissances réparties en petits lots. Cette méthode pédagogique peut être envisagée dans un environnement en ligne. En suivant un cours personnalisé en ligne, les étudiants abordent de nouvelles compétences ou connaissances dans un cadre temporel et spatial adapté. L’objectif d’un tel enseignement doit leur être stipulé dès le début, pour leur permettre de comprendre les objectifs et performances qu’ils vont devoir maîtriser pendant la formation. En commençant l’étude d’un nouveau contenu, ces étudiants vont être amenés à consulter des ressources sur Internet ou sur d’autres connexions électroniques. Les formations en ligne requièrent de leur part une implication active dans le cours, grâce à l’exploration et à l’expérimentation. Ainsi, la curiosité et la recherche d’informations augmenteront leur l’intérêt dans le sujet étudié. Un enseignement personnalisé conduit à la réussite. Dans le cadre des programmes individualisés ou en ligne, l’intervention du professeur est très importante pour aider les étudiants à suivre le cours. Le rôle du professeur est d’assister les participants, pour susciter et maintenir leur motivation vis-à-vis du sujet abordé. Le suivi des progrès est également un élément clé de ses responsabilités.

Bien que les chapitres en ligne soient la principale ressource pédagogique du programme de l’Académie, ils ne doivent pas être utilisés de manière abusive. L'un des buts principaux du programme Cisco Networking Academy est de former les étudiants à la conception, à l'installation et à la maintenance de réseaux. Il s'agit d'une activité fondamentalement pratique, basée sur la résolution des problèmes et la réalisation de TP. Lors de l’utilisation du cursus en ligne dans la classe, un ou deux étudiants par ordinateur consultent le cours, tandis que le professeur circule dans la salle pour s’assurer qu'ils comprennent. L’enseignant peut aussi intervenir régulièrement pour compléter ou clarifier le contenu pédagogique.

Le Guide pédagogique fournit aux étudiants une méthode structurée qui leur permet de noter les notions importantes d’un chapitre, en vue d’une révision ou d’une réflexion ultérieure.

• Étude – Les connaissances s'acquièrent par le vocabulaire, le contenu pédagogique et les activités pratiques.

• Vocabulaire – Répertorier les nouveaux termes et les définir dans le glossaire.

• Notes/Idées – Inscrire toutes les informations importantes relatives au chapitre.

• Activité – Effectuer l’activité donnée en classe.

• Application – Organiser, planifier, consigner le déroulement, tracer, consigner les résultats et présenter les résultats de votre TP/TD.

• Réflexion – Réfléchir aux questions relatives à l’acquisition des connaissances et y répondre en se concentrant sur les aspects contenu, réalisation, déroulement et progrès.

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D.4.3 Travail coopératif/collaboratif Les étudiants travaillent en groupes durant de longues périodes, afin de favoriser un travail coopératif entre eux. Chacun collabore pour le bien de tous. Des études prouvent qu’un apprentissage dans un environnement coopératif stimule l’activité cognitive. Ceci est particulièrement vrai dans le cadre d’une réflexion, d’une résolution des problèmes et d’un travail de collaboration d’un niveau supérieur. Les étudiants qui interagissent entre eux dans des groupes coopératifs atteignent leurs objectifs avec davantage de précision que par un travail individuel. Cette collaboration est une stratégie de base dont se servent les professeurs, pour demander à leurs élèves d’analyser et de synthétiser des informations complexes. Cette stratégie étaye d’autres processus de réflexion supérieurs, tels que la création d’outils d’organisation graphiques et le raisonnement inductif pour la résolution de problèmes. Les étudiants apprennent à travailler en équipe et à acquérir les compétences qui leur permettront de réussir dans la vie professionnelle. Le travail de groupe implique l’utilisation de différentes stratégies de regroupement d’étudiants. Cela contribue à dynamiser l’enseignement en créant une atmosphère animée dans la classe. Voici quelques exemples de situations où les étudiants peuvent être regroupés et former des équipes de différentes tailles :

• 2 – Étude du cursus en ligne

• 3 – Activités de TP, de câblage et de programmation

• 5 – Examens oraux, équipes affectées au travail sur les réseaux ou à la programmation

Il existe différents moyens permettant d’inciter les participants à étudier sur le mode de la coopération. Les professeurs peuvent scinder leur classe en plusieurs groupes, pour la révision, les séances de questions, l’étude du cours ou les TP/TD. Il est toutefois important de savoir comment et quand utiliser le travail de groupe pour un enseignement plus efficace. Les exemples ci-dessous décrivent certains types d’équipe et les circonstances dans lesquelles les professeurs peuvent y avoir recours :

Binômes ou partenaires Dans ce cas, les méthodes suivantes permettent aux participants de « créer un partenariat » de travail.

• Chaque étudiant choisit un partenaire.

• Le professeur désigne les partenaires.

• Les étudiants forment des binômes avec leur voisin.

Le terme « binôme » suppose deux étudiants, mais chaque binôme peut très bien faire partie d’une équipe plus grande. Le terme « partenaire » fait référence à deux ou trois étudiants, s’ils sont en nombre impair dans la classe, par exemple. Un binôme peut se joindre à un autre binôme de sorte que le travail puisse se poursuivre sans interruption majeure si un étudiant est absent.

Petits groupes Ce type de groupe compte habituellement de 3 à 5 étudiants.

• Les étudiants peuvent choisir leurs coéquipiers.

• Le professeur peut former lui-même les équipes.

• Les étudiants travaillent avec leurs voisins de classe.

Leur rôle dans l’équipe peut être :

• Officiel et assigné

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• Non officiel et non assigné

Le rôle officiel ou assigné peut être celui de chef d'équipe, de porte-parole, d'assistant, de rédacteur, de pointeur, etc. Dans les groupes informels, les rôles peuvent ne pas être assignés mais être assumés naturellement par des membres de l'équipe. Selon le travail ou le projet à réaliser, il n'est peut-être pas utile que les membres de l'équipe aient un rôle précis.

Équipes Une équipe a généralement un but précis et compte de 3 à 10 membres. Les membres de l’équipe peuvent être :

• Nommés

• Choisis par d’autres membres de l’équipe

• Regroupés de manière informelle selon leur place dans la classe

• Choisis par ordre alphabétique

• Sélectionnés par toute autre méthode aléatoire

Ils peuvent avoir un rôle précis ou non, selon le devoir avancé à exécuter. Si des rôles précis sont assignés, ils peuvent l’être en fonction des aptitudes, de l’intérêt ou de la nécessité. La réalisation finale, ou le résultat du travail de groupe, peut être notée de manière individuelle ou collective.

Équipes concurrentes Dans le cadre d’activités où s’exerce une compétition entre les équipes, la sélection des membres de chaque groupe est similaire à celle ci-dessus. Ce type d'équipe a toutefois un but précis : se mesurer aux autres équipes pour déterminer laquelle peut atteindre les objectifs ou satisfaire aux critères d'une tâche complexe à exécuter le précisément ou le plus rapidement possible. Les membres de chaque équipe reçoivent à l'avance les barèmes et les critères de réussite du travail.

Grands groupes Un grand groupe peut être différemment constitué. Les configurations possibles sont les suivantes :

• Plusieurs petites équipes

• Groupes

• Partenaires

• Individus

• Toute la classe

Les paramètres et les critères s'appliquant aux discussions et à la participation d'un grand groupe doivent être établis avant l'exécution du travail ou de l'activité, afin que tous les membres de l’équipe comprennent leur rôle et leurs responsabilités au sein du groupe.

Classe Les activités de ce type de groupe peuvent :

• Être dirigées par le professeur.

• Être dirigées par un étudiant.

• Se présenter sous la forme de discussions.

• Se présenter sous la forme de présentations ou de démonstrations.

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Ce type de groupe vise à faire participer tous les étudiants. Les paramètres de participation et les sujets sont clairement définis à l’avance afin que tous les participants comprennent leur rôle et leurs responsabilités au sein de la classe.

Liens Web (sites en anglais) Teaching Strategies: Group Work and Cooperative Learning :

http://www.crlt.umich.edu/tstrategies/tsgwcl.html

D.4.4 Puzzles (technique jigsaw)

Figure 1 : Puzzle (technique jigsaw)

La stratégie pédagogique dite du « puzzle » (ou jigsaw) est un exemple de Méthode Recommandée. Le père de ce concept est Eliott Aronson, qui l’inventa à la fin des années 1970. Cette stratégie particulière demande aux étudiants d’acquérir de nouvelles informations en utilisant la dynamique de groupe. La prédisposition aux compétences nécessaires à un travail d’équipe coopératif constitue une condition préalable à cette forme d’apprentissage. Les étudiants sont répartis en trois groupes. Chacun de ces groupes reçoit un numéro ou un nom particulier. Le contenu à étudier est scindé en trois. Ensuite, chaque étudiant d’un même groupe reçoit une des trois sections de ce contenu. L’utilisation d’un codage par couleurs est nécessaire pour la mise en œuvre de cette activité. Les trois coloris différents montrent la distinction faite entre les trois sections du contenu à étudier. Les membres de chaque équipe intègrent un groupe de compétences caractérisé par la couleur de la section du contenu qu’ils détiennent. Avec les autres participants disposant d’une pièce de puzzle de couleur identique à la leur, ils discutent des principaux points du contenu et des notions clés à retenir. Ces groupes de compétences abordent ces nouvelles informations dans l’intention de réintégrer leurs équipes initiales et d’expliquer à leurs coéquipiers les principaux éléments étudiés pendant l’activité. Des études prouvent que cette technique stimule, de manière significative, l’assimilation du contenu par le cerveau, puisqu’elle fait appel aux capacités d’analyse critique et de structuration des informations avant transmission aux autres membres de l’équipe.

Liens Web (sites en anglais) Training: How To Do Tasks :

http://www.cvm.tamu.edu/wklemm/logic10.html

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D.4.5 Capacité à poser les bonnes questions

Figure 1 : Capacité à poser les bonnes questions

Dans tous les cours et TP proposés, deux types de questions sont mis en œuvre : les questions cognitives de niveau inférieur et celles de niveau supérieur. Lorsque les professeurs posent des questions de niveau inférieur, ils recherchent des réponses de base sur des connaissances factuelles acquises, précédemment abordées pendant un exposé ou dans un cours. Il peut s’agir, par exemple, de nommer les différents niveaux de la pyramide alimentaire ou de répertorier les différents éléments du tableau de classification périodique de Mendeleïev. En milieu scolaire, le type de questions le plus courant est de niveau inférieur. Les interrogations de niveau supérieur sont plus ouvertes et sujettes à interprétation. Les étudiants doivent analyser et synthétiser les informations. Lorsque des questions de ce niveau leur sont posées, ils doivent donner des réponses logiques, raisonnées et étayées. Une question de niveau supérieur peut, par exemple, concerner la prochaine épidémie mondiale prévue ou demander d’expliquer pourquoi le lancement des navettes spatiales est impossible en cas de température extérieure extrêmement basse.

En moyenne, les professeurs qui posent une question à la classe doivent patienter environ 1,5 secondes avant de recevoir une réponse. Des études ont démontré qu’un délai de trois secondes est suffisant pour obtenir des réponses réfléchies plus précises et structurées. L’expérience prouve également que toute question posée relative à des idées plus vastes permettra aux étudiants d’assimiler durablement l’information correspondante, même si les détails disparaissent de la mémoire à court terme. Ces grandes idées requièrent, de la part des enseignants et des participants, une réflexion continuelle sur la valeur essentielle de ces questions et sur les vérités qui peuvent en ressortir. Dans quelle mesure ce système de questions/réponses peut-il être amélioré dans le programme Cisco Networking Academy ? La vidéo examinera la technique de questionnement et de réponse utilisée par de nombreux professeurs en présence de tous leurs élèves.

Mary Budd Rowe, professeur chevronné en sciences à l’Université de Floride et à la Stanford University, à présent décédée, a étudié la dynamique d’une classe. Ses recherches sur un sujet apparemment « peu important » ont fourni des résultats très utiles. Il s’agissait d’étudier la durée entre la fin d’une question d’un professeur et le moment où ce dernier rompait le silence pour demander à la classe de répondre.

Le schéma est une représentation chronologique. Au moment Q, l’enseignant finit de poser sa question. À l’instant P, il rompt le silence, pour inciter ses élèves à répondre ou pour donner la bonne réponse. Le délai écoulé entre Q et P est appelé, par le professeur Rowe, « délai

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d’attente ». Ce point, bien qu’insignifiant en apparence, peut permettre d’améliorer de façon significative l’acquisition des connaissances par des étudiants.

Dans les études menées par le professeur Rowe, les professeurs ont attendu, en moyenne, une seconde entre la fin de leur question et la demande d’une réponse. Ses recherches ont également démontré qu’un allongement de ce délai d’attente, par exemple à trois secondes au lieu d’une, permettrait d’améliorer considérablement la dynamique de la classe qui pourrait se traduire par :

• Des réponses plus développées de la part des étudiants

• Une plus grande participation d’un plus grand nombre d’étudiants plus sûrs d’eux

• Une augmentation des interactions entre participants

• Un plus grand nombre de questions posées

• De meilleurs jugements plus complexes

• Une meilleure gestion de la classe

Vous devez envisager d’augmenter la durée du délai d’attente lors d’un exposé sur les réseaux associé à des techniques de questions/réponses. Ceci vous permettra de constater si les étudiants ont besoin de davantage de temps pour apprendre. Pour en savoir plus, consultez l’excellent article du professeur Rowe sur la relation entre le délai d’attente et un meilleur développement du langage, de la logique et du contrôle des imprévus :

Rowe, M., (1974). Relation of wait time and rewards to the development language, logic, and fate control: a. part one: wait time. Journal of Research in Science Teaching, 11(2), 8l-94. b. part two: rewards. 11(4), 29l-308.

Parallèlement, vous trouverez sur Internet de nombreuses sources sur les différentes formes du « délai d’attente », si vous effectuez une recherche sur Mary Budd Rowe et l’expression « wait time ».

D.4.6 Méthode PMI

Figure 1 : Méthode PMI

De nombreuses stratégies liées aux Méthodes Recommandées permettent aux étudiants d’analyser leur réflexion, en d’autres termes : de s’investir dans le processus de métacognition. D’autres techniques les encouragent à penser de manière créative, lorsqu’ils étudient une information de base, et à utiliser ces connaissances de différentes manières innovantes et inédites. Actuellement, bon nombre de ces stratégies sont mises en œuvre dans les salles de classe. Toutefois, ce chapitre abordera trois méthodes pédagogiques « faciles pour le cerveau » qui permettent aux étudiants d’améliorer leurs résultats.

La première d’entre elles s’appelle PMI (Plus, Moins, Intéressant). Cette technique métacognitive demande aux étudiants de réfléchir aux nouveaux éléments étudiés. Après que

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les participants ont lu, écouté ou interagi vis-à-vis de ces nouvelles informations, ils peuvent établir un tableau. La partie gauche est réservée aux catégories Plus, Moins ou Intéressant. Les étudiants répondent aux questions suivantes correspondant au contenu observé. Quels points constituent un plus ? Quels points constituent un moins ? Quels processus, commentaires ou questions sont intéressants ? Ils consignent leurs réflexions du côté droit du tableau, lorsqu’ils attribuent une catégorie au nouveau contenu. Ils peuvent travailler individuellement sur ces tableaux et transmettre ensuite leurs réponses à un partenaire ou à l’ensemble d’un groupe. Les idées et les points de vue sont échangés pour aboutir à une compréhension commune du contenu. Le schéma PMI s’avère particulièrement utile lors des exposés, parce qu’il permet aux étudiants de mieux assimiler de nouvelles informations.

Liens Web (sites en anglais) PMI

http://www.mindtools.com/pmi.html

Activating and Engaging Habits of Mind :

http://www.ascd.org/portal/site/ascd/template.book/menuitem.b71d101a2f7c208cdeb3ffdb62108a0c/?bookMgmtId=32cd64597dcaff00VgnVCM1000003d01a8c0RCRD

D.4.7 Outils graphiques

Figure 1 : Schéma de grappe

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Figure 2 : Matrice de résolution de problèmes

Figure 3 : Organigramme

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Figure 4 : Blocs fonctionnels

Figure 5 : Topologie en étoile étendue d’un campus composé de plusieurs bâtiments

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Figure 6 : Rez-de-chaussée de l'immeuble principal

Figure 7 : Signal numérique

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Figure 8 : Graphique de la tension par rapport à la fréquence (répartition spectrale)

Figure 9 : Encapsulation de données

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Figure 10 : Format des trames Ethernet et IEEE 802.3

Figure 11 : Équipements et réseaux locaux

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Figure 12 : Équipements et réseaux WAN

L’utilisation d’un outil graphique avancé permet également de déterminer les connaissances préalables d’un étudiant. - Cette méthode a été répandue par le psychologue David Ausubel à la fin des années 1960. Elle permet aux étudiants d’établir des relations entre leurs acquis et les informations dont ils ont besoin pour assimiler totalement un objectif pédagogique donné. Les outils graphiques avancés peuvent se présenter sous différentes formes, par exemple : des présentations, des exposés ou des illustrations. Ils permettent aux étudiants de représenter leurs connaissances sous la forme de figures, de tableaux, de diagrammes et, parfois, d’images. Il s’agit d’un outil métacognitif visuel. Grâce à ce type d’outil, les participants peuvent organiser une grande partie des nouvelles informations en éléments plus petits. Ces derniers sont plus faciles à retenir et, lorsqu’ils sont mis en relation, ils permettent de mieux assimiler les cours dans leur ensemble.

Les schémas de grappe sont réputés pour générer et organiser la pensée de manière constructive. Durant les séances de remue-méninges, une question est inscrite dans le bloc central. Les idées générées sont ajoutées comme autant de bulles. Même les idées les plus saugrenues sont prises en compte, sans censure, le but étant d'avoir autant d'idées que possible, telles que celles découlant d'autres idées. Les idées similaires sont regroupées en grappes. Ce schéma est également utilisé en tant que diagramme conceptuel pour présenter le contenu pédagogique aux étudiants. Il permet aussi d’évaluer leur compréhension à propos d'une notion.

Les matrices de résolution de problèmes constituent un élément standard de la préparation à la conception. Dans leur forme la plus simple, diverses options de conception (par exemple, un média réseau, une architecture de réseau ou un protocole) sont répertoriées verticalement. Les spécifications utilisées pour mesurer ces options sont répertoriées horizontalement. Pour simplifier, l’option méritant la note la plus élevée par rapport au barème des spécifications est celle qui est retenue. En réalité, la conception est un processus répétitif. De nombreuses couches de matrice sont généralement créées avec des spécifications de plus en plus précises et des barèmes de plus en plus pondérés, ce qui exige beaucoup de recherche et plusieurs séances de remue-méninges.

Les organigrammes constituent un élément standard de la programmation. Les organigrammes et les diagrammes fonctionnels permettent, bien utilisés, de représenter graphiquement divers processus de branchement. Des organigrammes sont utilisés tout au

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long du cursus pour décrire les processus de configuration, de dépannage et de communication.

Les blocs fonctionnels sont couramment utilisés en électronique. Ils comportent quelques symboles simples (ou pictogrammes), des flèches pour indiquer le flux d'informations ainsi que des descriptions élémentaires des fonctions des diverses « boîtes noires ». Les blocs fonctionnels constituent un niveau intermédiaire de détail pour les systèmes électriques. Ce ne sont pas des schémas de circuits. Le bloc fonctionnel des composants suivants constitue un bon outil d'accompagnement des organigrammes décrivant les processus entre les blocs :

• Les composants internes d’un PC

• Les composants internes d’un routeur

• Les unités composant un réseau LAN ou WAN

Dans le domaine des réseaux, il existe des schémas de topologie logique et des schémas de topologie physique. Les topologies logiques portent sur les unités et les interconnexions logiques ainsi que sur le flux d’informations dans un réseau. Les topologies physiques portent sur les unités réelles, les interconnexions logiques et le flux d’informations dans un réseau. Elles portent sur les unités réelles, les ports, les interconnexions et la disposition physique d’un réseau. Ces deux schémas sont largement répandus.

Les ingénieurs en électricité désignent les graphiques de tension des signaux en fonction du temps sous le nom de « domaine temporel ». Un oscilloscope permet d’effectuer des mesures pour ce type de schéma. Ces schémas résument de nombreux concepts réseau importants, particulièrement dans le premier module, tels que les bits, les octets, les signaux analogiques, les signaux numériques, le bruit, l’atténuation, la réflexion, la collision, le courant alternatif, le courant continu, les interférences de radiofréquences, les interférences électromagnétiques, le codage et les erreurs de transmission.

Liens Web (sites en anglais) David Ausubel: Advance Organizers Overview

http://chd.gse.gmu.edu/immersion/knowledgebase/strategies/cognitivism/AdvancedOrganizers.htm

D.4.8 Détermination d’objectifs Les étudiants peuvent obtenir de meilleurs résultats, s’ils ont établi un planning et s’ils suivent les différentes étapes nécessaires pour le respecter. La recherche effectuée sur la détermination des objectifs et ses effets sur l’acquisition des connaissances est impressionnante. Elle met en évidence certaines vérités relatives aux objectifs que doivent réaliser les étudiants.

Ce processus permet aux participants d’identifier un but global auquel lier leurs objectifs. La réflexion, la résolution de problèmes et la prise de décisions permettent aux étudiants de définir dans quelle mesure un objectif atteint est synonyme de réussite. Les participants déterminent les différentes étapes à suivre pour atteindre leurs objectifs à court et long terme. Ils définissent des critères pour chaque niveau de réalisation et imaginent mentalement les résultats qu’ils veulent obtenir. En définissant des buts personnels, ils créent un plan d’action de leur succès, tel qu’ils le conçoivent ou le souhaitent, parce que c’est important. Ils doivent répertorier les étapes mineures ainsi que les jalons de plus grande envergure. Ils doivent aussi exploiter les aide-mémoire visuels à leur disposition. Au fur et à mesure de leur progression, les étudiants manifestent leur engagement vis-à-vis de leurs objectifs finaux. Pour les atteindre, ils doivent accepter de prendre des décisions et de modifier leur

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comportement régulièrement. Ils exploitent leur plan d’action et utilisent leurs points forts ainsi que leurs ressources pour atteindre l’objectif souhaité, au lieu de se disperser, de perdre espoir ou de se laisser submerger par les difficultés.

Afin de réaliser avec succès leurs objectifs, les étudiants se mettent en relation avec d’autres personnes qui disposent de connaissances pouvant leur permettre de mieux comprendre le sujet ou qui manifestent un engouement susceptible de favoriser leur motivation et de les encourager. Pour bien apprendre, ils doivent assimiler de nouveaux concepts en se basant sur leurs acquis. Les étudiants apprennent à rechercher dans leurs propres expérience et compétences, ce qui les aidera à trouver des solutions à leurs problèmes.

Enfin, les étudiants doivent suivre un processus d’évaluation pour déterminer les progrès accomplis à chaque niveau de leur plan d’action. Ils prennent des décisions régulièrement, pour mettre en place d’autres procédures qui leur permettront d’accéder à l’étape suivante de leur objectif final. Lorsque les professeurs encouragent, pendant leurs cours, leurs élèves à déterminer de manière pratique leurs objectifs personnels, ils doivent les inciter à discuter des compétences nécessaires permettant de fixer ces objectifs personnels. Ainsi, les enseignants modélisent la gestion du temps dans leur classe et suivent les comportements des étudiants face à la détermination de leurs objectifs. La gestion du temps fait partie du programme journalier des participants qui peuvent ainsi se rendre compte de leur progression. Parfois, cette activité s’effectue sous la forme d’une réflexion ou d’une prise de notes dans un journal. Le plus important est la modélisation, par les professeurs, des comportements face à la prise de risques en cours. Les professeurs doivent aider leurs étudiants à ne pas avoir peur d’essayer une nouvelle stratégie, s’ils pensent que celle-ci peut leur permettre d’atteindre leurs objectifs.

D.4.9 Activités kinesthésiques

Figure 1 : Activités kinesthésiques

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Figure 2 : Activités kinesthésiques

Une activité kinesthésique fait appel au corps pour mimer ou communiquer quelque chose. Dans le cas présent, il s’agit du processus de mise en réseau. Ces exercices sont également appelés jeux de rôle ou sketches. Ils peuvent contribuer à faciliter la compréhension de processus complexes normalement invisibles. Les activités kinesthésiques peuvent s'avérer particulièrement utiles lors de la présentation de notions informatiques de base. La plupart des cours correspondants nécessitent de connaître l’arithmétique binaire. Les figures et illustrent une activité réalisable avec huit étudiants. Chacun d’eux joue le rôle d’une valeur particulière. Par exemple, le professeur désigne les valeurs 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 et 1 pour représenter des nombres binaires à 8 bits. Puis, il énonce à voix haute un nombre décimal compris entre 0 et 255 qu'il faut convertir en nombre binaire à 8 bits. Chaque étudiant doit alors décider s’il se positionne en valeur binaire 0 ou 1. Les processus informatiques, en particulier les algorithmes, peuvent s’exprimer sous la forme d’activités kinesthésiques.

Le jeu de rôle consiste à mimer un scénario, une histoire, un événement ou une situation réelle. Il permet de démontrer une compréhension approfondie d'un événement, d'une découverte ou d'une relation interpersonnelle. Les étudiants peuvent rédiger un script ou improviser les actions et le dialogue.

Liens Web (sites en anglais) Kinesthetic Teaching

http://www.mindsinmotion.org/creative.html

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D.5 Stratégies d’évaluation D.5.1 Stratégies de révision

La plupart des chapitres comportent des questions de révision sur le contenu du chapitre précédent. Vous pouvez choisir des stratégies relatives à l'utilisation des questions dans la liste ci-dessous :

• Chaque étudiant répond aux questions de révision sur son ordinateur.

• Par binôme, les étudiants discutent des questions de révision et y répondent sur leur ordinateur.

• En binômes ou en petits groupes, les étudiants discutent et répondent aux questions de révision avant que chacun d’eux procède à la révision.

• Toute la classe ou de grands groupes d’étudiants discutent des questions de révision et font le lien avec des connaissances antérieures en les expliquant.

• De petits groupes discutent chacun d’une partie des questions et démontrent leur compréhension en les expliquant aux autres groupes (technique jigsaw).

• Tous les étudiants de la classe participent à un jeu du type Jeopardy.

• Des équipes ou de petits groupes d’étudiants suggèrent des analogies pour expliquer des notions aux autres équipes ou aux autres groupes.

Cette stratégie d’enseignement s’apparente au jeu de société populaire « Jeopardy ». Il est possible de l’utiliser par binômes, par groupes de petite taille, par groupes de grande taille ou avec toute la classe. Elle consiste en une séance de questions et de réponses au cours de laquelle une personne, l'animateur, énonce un fait ou la réponse. Il dissimule toutefois un nom, une date ou un élément d'information important. La réponse du participant, ou concurrent, est l'information manquante, qui est toujours tournée sous la forme de questions. Les équipes, ou groupes impartiaux, peuvent créer les réponses et les questions, qui sont ensuite choisies au hasard pendant l’activité. Le cas échéant, des points peuvent être attribués aux questions selon leur niveau de difficulté.

Exemple : Fait (question) : « Cette couche est la première couche du modèle OSI » Réponse : « Qu’est-ce que la couche physique ? »

Liens Web (sites en anglais) Learning Through Technology :

http://www.wcer.wisc.edu/nise/cl1/ilt/default.asp

D.5.2 Journaux et réflexion La prise de notes dans un journal et la réflexion sur les acquis permettent aux étudiants de s’évaluer efficacement, d’étayer la progression de leurs connaissances et de mettre en valeur les éléments clés assimilés. Un journal de formation leur permet de noter, pour toutes les phases de leur acquisition de connaissances, les points assimilés, les notions obscures et les éléments qu’ils souhaiteraient approfondir. Cette vue globale des acquis indique véritablement de quelle manière les étudiants interagissent vis-à-vis de ce nouveau contenu et le traitent. Elle met en évidence des informations effectives qui permettent aux professeurs de savoir si leurs élèves sont satisfaits du programme et motivés pour la suite. Il est important de garder à

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l’esprit que la tenue d’un journal et la rédaction de réflexions reflètent, par nature, la pensée profonde et encouragent les étudiants à révéler leurs impressions, leurs sentiments et leurs idées. Certains participants peuvent, cependant, ne pas vouloir partager ce genre de renseignements. Si les enseignants souhaitent mettre en pratique ce type d’évaluation dans leurs classes, ils doivent informer clairement leurs élèves de l’objectif de cette activité.

Lorsque les professeurs et leurs étudiants prennent un temps de réflexion quotidien, leur environnement d’enseignement et d’acquisition des connaissances s’en trouve renforcé. La métacognition est le concept décrivant la réflexion d’une personne sur ses propres pensées. Elle peut s’effectuer sous la forme d’activités écrites, orales, kinesthésiques ou musicales. La réflexion est un outil majeur dans l’approche de nouvelles connaissances sur le monde qui nous entoure. Lorsque les individus se posent des questions fondamentales sur leurs acquis, ils améliorent leurs capacités de traitement des informations, de résolution des problèmes et de communication.

Les journaux permettent aux étudiants de consigner leur pensée intérieure et leurs réflexions personnelles sur les expériences acquises au cours du processus d’enseignement et d’acquisition des connaissances. Dans les classes où la rédaction d’un tel journal est incluse dans le cursus et pendant les heures de cours, un moment nécessaire à cette activité est réservé dans la journée. Dans ce cas, le professeur et l’étudiant réfléchissent aux travaux réalisés ou prévoient de futures mises en pratiques. Les réflexions et les idées sont consignées sur un support papier personnel réservé à cet effet ou sur fichier informatique. Elles peuvent prendre la forme de mots, de phrases, d’illustrations, de cartes, de tableaux, de photos de magazine ou d’articles de presse, entre autres. À travers un questionnement fondamental et profond, la consignation sur journal peut être dirigée ou libre. Ce type de réflexion permet au professeur et à l’étudiant de suivre l’évolution des acquis en termes de problèmes rencontrés et de thèmes abordés.

Dans le cadre des cours proposés par Cisco, les professeurs peuvent demander à leurs élèves de tenir un journal technique dans lequel seront consignés, en détail, tous les aspects de leurs acquis en matière d’installation et de conception de réseaux. Même si cela ne leur semble pas important au début, les étudiants prendront une bonne habitude qu’ils apprécieront ensuite au fur et à mesure de leur travail sur les réseaux. En général, le journal est un cahier dans lequel les pages sont datées. Il est possible d’y ajouter des pages mais il n’est pas possible d’en enlever. Les entrées de journal peuvent comprendre des informations telles que des réflexions quotidiennes, des données sur le dépannage, des éléments de détail, des procédures ou observations, des listes de pièces d’équipement, des notes sur le matériel et les logiciels, ainsi que des configurations de routeur.

La réflexion est un élément important de l'enseignement, qui ne prend que peu de temps par chapitre. Elle aide les étudiants à analyser leur propre travail et à devenir plus responsables. Pendant cette période, les participants reviennent sur certains aspects du chapitre et notent leur réaction dans le Guide pédagogique. En fixant comme objectif une bonne compréhension du cours, cette méthode les aide à donner un sens au processus d'étude. Elle leur permet également de relier leurs acquis à des connaissances qu’ils étudient actuellement ou qu’ils vont apprendre. Le processus de réflexion facilite l’analyse et la synthèse des nouvelles connaissances. Les processus cognitifs d’assimilation et de mémorisation permettent alors de faire passer les connaissances acquises de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme. La réflexion porte sur l’une ou plusieurs des catégories suivantes dans chaque chapitre :

• Contenu

• Réalisation

• Traitement

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• Progrès

Pendant l’année, il est bon de demander aux étudiants de revoir leurs réflexions et de noter l’amélioration de leur compréhension. Avant les périodes d'évaluation, il peut être utile de leur conseiller de rédiger un court texte expliquant en quoi leurs connaissances et leurs compétences se sont améliorées au cours des semaines précédentes.

Les éléments suivants représentent quelques exemples de réflexions et de notes qui peuvent être consignées dans un journal pendant les cours.

Éléments à noter : • Idées clés des exposés en classe

• Discussions

• Contenu du chapitre

• Activités en termes de contenu

• Traitement

• Réalisation

• Progrès

• Analyse personnelle mettant en évidence le lien avec le but de l’enseignement

• Questions ou énoncés indiquant les besoins d’interrogation ou d'éclaircissements plus approfondis

• Attention portée au processus engagé dans l’accomplissement d’une activité importante

• Application spécifique du contenu pédagogique à d'autres contenus ou sujets

• Démonstration du lien avec le concept ou le contenu

• Réflexion menée lors des cours en vue d’améliorer les connaissances

• Autres activités visant à prouver la capacité d’autoformation

Contenu : • Ce travail m’a appris. . .

• Ce que je devais mieux connaître avant de commencer était. . .

• Je dois approfondir davantage. . .

• Ce chapitre m’a aidé à comprendre la relation entre. . .

• Les notions les plus importantes que j’ai apprises dans ce chapitre sont. . .

Réalisation : • Cette réalisation m’a permis de démontrer mes compétences de la façon suivante. . .

• Cette réalisation aurait été mieux si. . .

• Une meilleure façon de démontrer mes compétences aurait été. . .

Déroulement : • Les stratégies qui ont bien fonctionné pour ce devoir avancé/cette réalisation sont. . .

• Les stratégies qui n’ont pas bien fonctionné pour moi lors de ce devoir avancé/cette réalisation sont. . .

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• Travailler en petit groupe était _____ parce que. . .

• Le professeur a contribué ou nui à ma compréhension en. . .

Progrès : • Après ce chapitre, je sais maintenant que je. . .

• Je suis davantage capable de. . .

• Je dois encore travailler sur. . .

• Certains objectifs pour une étude plus poussée comprennent. . .

• Je peux mettre en pratique ce que j’ai appris en. . .

Liens Web (sites en anglais) Student Reflection Questions

http://pblmm.k12.ca.us/PBLGuide/PlanAssess/StReflectionQuestions.html

D.5.3 Barèmes

Figure 1 : Exemple de barème de notation

L’utilisation de barème d’évaluation est une autre Méthode Recommandée. Un barème permet d’établir des critères d’évaluation relatifs à l’acquisition des connaissances pendant les projets individuels ou de groupe. Des niveaux de réussite et de qualité sont déterminés selon les différents échelons d’une échelle prédéfinie. Des données quantitatives peuvent êtres associées à chaque degré de performances. Fondamentalement, le barème évalue le comportement d’apprentissage observé. Il détermine tous liens entre un contenu pédagogique et un projet. Il indique également d’autres composants, tels que les capacités de conception,

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les compétences évidentes à mener des recherches, le degré d’organisation de la pensée, les aptitudes à collaborer et le niveau de communication des nouvelles connaissances. Le barème a deux fonctions principales pour l’enseignement et l’apprentissage. Il communique les attentes et permet aux étudiants de définir un objectif cible à atteindre. L’avantage principal de l’évaluation par barème est le contrôle qu’elle laisse aux étudiants. Ceux-ci peuvent créer leur propre barème en fonction de normes et d’objectifs de performances déjà établis. L’évaluation se poursuit par un autosuivi et une autoévaluation. Grâce à l’orientation qui peut leur être donnée et à la liberté de choix de formation dont ils disposent, bon nombre d’étudiants ont la possibilité de réaliser de très grands objectifs.

Dans les cours de Cisco, les barèmes sont des critères permettant d'évaluer avec précision une activité de TP ou de TD. Chaque travail à effectuer comporte un ensemble précis de niveaux de performance pour l’ensemble des objectifs, du contenu pédagogique et des compétences. Le barème contient les critères définissant les éléments clés d’évaluation des compétences d’étude. De nombreux barèmes reposent sur une échelle de quatre points dont le niveau le plus élevé équivaut à 4. À chacun des points de l’échelle correspondent des critères particuliers décrivant les caractéristiques d’une performance. Avant de commencer à évaluer l'interaction des étudiants entre eux, le travail en classe ou toute activité de TP ou de TD, il faut expliquer à l'avance aux étudiants les attentes auxquelles ils doivent répondre. Ceci les aide à amorcer le processus d'autoévaluation au fur et à mesure qu'ils effectuent leurs travaux. En élaborant des barèmes avec leurs professeurs, les élèves apprennent à s'organiser et à se préparer aux cours, en sachant d'avance sur quelle base ils seront évalués. Ils peuvent aussi prendre part à l’élaboration de l’échelle de notation pour les TP ou les TD.

Liens Web (sites en anglais) RUBISTAR

http://rubistar.4teachers.org/

D.5.4 Dossier Le dossier est un exemple d’évaluation classique. Les présentations ou projets principaux réalisés par les étudiants sont conservés comme exemples concrets dans le domaine des réseaux. Souvent, un dossier de travaux accomplis doit être présenté lors du processus d’embauche. Ces dossiers illustrent la progression des étudiants dans le temps et incluent leurs réflexions sur leurs différentes périodes de formation. Les étudiants inscrits au programme Cisco Networking Academy doivent mentionner, dans leur dossier, leur expérience de la construction d’un réseau et des exemples de configuration élaborés par leurs soins dans le cadre de différents scénarios. De même, les projets communautaires constituent un exemple solide de réalisation.

Un dossier est un ensemble de documents papier ou de documents électroniques qui illustrent les meilleurs devoirs réalisés par un étudiant au cours d'un module. Comme dans tout cours de formation, un dossier est susceptible d'être révisé et amélioré continuellement. De nombreux courants pédagogiques encouragent l'évaluation des étudiants sur leurs dossiers. Le programme Cisco Networking Academy convient particulièrement bien à ce genre d'évaluation. Les étudiants conservent jusqu’à la fin leur propre dossier contenant leurs meilleurs devoirs réalisés tout au long des modules d’un cursus donné. Ce dossier peut faire partie du contrôle continu en vue de l'obtention du diplôme. De plus, il peut constituer un dossier convaincant pour des employeurs potentiels.

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Liens Web (sites en anglais) Guidelines for Portfolio Assessment in Teaching English

http://www.etni.org.il/ministry/portfolio/default.html

D.5.5 Examens oraux

Figure 1 : Examens oraux

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Figure 2 : Examens oraux

Des examens oraux bien planifiés constituent un élément d'étude très efficace. Grâce à une préparation minutieuse, il est possible d'atténuer au maximum le facteur habituel d'intimidation dont souffrent certains étudiants. Généralement, les modèles d'entretien existants sont des entretiens d'embauche ou des examens oraux. Il peut être souhaitable de présenter au préalable aux étudiants, en particulier s’ils ont des parcours différents, les questions, les réponses et les barèmes de la session d'examen avant l'oral. Le professeur doit ensuite déterminer un horaire d’examen (si possible, après les heures de cours). Au moment prévu, chaque membre du groupe entre seul dans la salle et doit répondre à une des questions de l’examinateur. Même si l’étude et la notation s’effectuent par équipe, chaque étudiant doit répondre à une des questions sans qu’il sache à l’avance laquelle lui sera posée. Cette méthode d’examen oral incite généralement les étudiants à travailler assidûment. Les plans de cours du module 2 comprennent des exemples. Nous encourageons les professeurs à développer leur propre technique de conduite d’un oral et à organiser de tels examens, en particulier pour vérifier les compétences de base des étudiants.

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D.5.6 Examens de travaux pratiques

Figure 1 : Examens de travaux pratiques

Les examens de TP sont également appelés « évaluations de compétences ». Ils permettent aux étudiants de prouver qu’ils ont compris comment effectuer un câblage et configurer des routeurs. Lors de l’examen, les élèves doivent monter un réseau à l’aide de câbles et de routeurs. L’objectif est de connecter correctement les câbles de manière à ce que les routeurs puissent communiquer entre eux. Le nombre de routeurs à connecter dépend de l’équipement disponible. Ce procédé distingue le programme Cisco Networking Academy des autres. Les étudiants diplômés par l’Académie Cisco ont été testés sur leurs compétences pratiques à connecter un tel équipement et ont réussi les épreuves correspondantes. Cette méthode, liée aux évaluations classiques, donne une plus grande crédibilité aux étudiants qui se présentent sur le marché du travail.

Voici un aperçu des examens de TP disponibles : • Examens pratiques

• Examens de réalisation

• Réalisation de maquettes de démonstration

• Évaluations de compétences et de performances

• Évaluations classiques

• Vérifications de maîtrise

• Examens de formation et de bilan

Cisco recommande l’utilisation d’une notation simple du type réussite/échec, avec la possibilité de repasser l’examen de TP, le cas échéant.

Liens Web (sites en anglais) Certification Magazine

http://www.certmag.com/issues/aug01/feature_long.cfm

CCIE

http://www.cisco.com/warp/public/625/ccie/

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D.5.7 Six éléments clés

Figure 1 : Six éléments clés

Pendant toute formation, certains éléments clés sont indispensables pour garantir la qualité optimale de l’enseignement donné aux étudiants. Les cours Cisco en comptent six :

• Équité

• Cursus

• Enseignement

• Apprentissage

• Évaluation

• Technologie

Il est important de s’y référer dans tous les cursus Cisco. L’exemple ci-dessous se base sur UNIX pour illustrer ces différents points.

Exemple : • Equité – Les étudiants de l’Académie Cisco disposent-ils tous d’un accès « idéal » à

la formation sur UNIX ?

• Cursus – Les cursus en ligne et les TP orientés sur les compétences offrent-ils aux étudiants une formation optimale à UNIX ?

• Enseignement – Les étudiants peuvent-ils tous contacter les professeurs qui utilisent les Méthodes Recommandées de formation sur UNIX ?

• Apprentissage – Les étudiants disposent-ils des ressources adéquates pour apprendre et adapter de manière itérative leurs connaissances dans le domaine d’UNIX ?

• Évaluation – Les étudiants ont-ils tous accès aux évaluations de formation et de bilan en ligne basées sur les compétences acquises ?

• Technologie – Quelles technologies permettent de former efficacement à UNIX ?

Lorsque les professeurs travaillent sur ce cours d’orientation, Cisco les encourage à revoir ces questions essentielles. Cette section présente certains éléments de contenu pédagogique, certains outils et certaines perspectives utiles. Enfin, la meilleure formation pour un étudiant est celle dirigée par un enseignant.

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