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Interconnexion des réseaux et routage

Comment un message envoyé depuis un hôte d'un réseau logique parvient à un hôte d'un autre réseau, et quel est le rôle du routeur dans cette opération.

1. Pourquoi des routeurs

On ne peut pas interconnecter le monde uniquement avec des commutateurs : un commutateur mémorise toutes les adresses MAC des cartes réseau qu'il met en relation, et le nombre d'adresses qu'il peut gérer est limité. À l'échelle d'Internet, la table serait ingérable.

Internet est une interconnexion de réseaux qui repose sur le protocole IP, indépendant de la technologie du réseau local (Ethernet par exemple). IP propose un système d'adressage au-dessus des adresses MAC, qui introduit la notion de réseau et d'appartenance d'un poste à un réseau, grâce au couple adresse IP + masque.

Séparer les réseaux au niveau local présente d'autres avantages : limiter les domaines de diffusion, cloisonner les services pour la sécurité, et faciliter l'administration.

2. Adresses IP et adresses MAC

La trame encapsule le paquet IP. Règle fondamentale à retenir :

• Les adresses IP source et destination ne changent jamais le long du chemin.
• Les adresses MAC changent à chaque saut : elles ne servent qu'à franchir un lien.

3. La table de routage

Un routeur consulte sa table pour décider où envoyer un paquet. Deux types de routes :

• Routes connectées : les réseaux directement branchés sur le routeur. Passerelle et interface se confondent. Lecture de la première ligne : pour joindre 192.168.10.0/24, émettre sur l'interface 192.168.10.1 en remise directe.
• Routes distantes : lecture de la quatrième ligne — pour joindre 10.1.1.0/24, émettre sur l'interface 209.165.200.225 vers la passerelle 209.165.200.226, en remise indirecte.

Un poste possède lui aussi une table de routage, généralement réduite à son réseau local et à une route par défaut vers sa passerelle.

4. La ré-encapsulation

P1 (200.100.50.10) envoie un paquet à P3 (28.0.0.21) en traversant trois routeurs. Le paquet est donc encapsulé successivement dans quatre trames différentes.

Le travail du routeur, à chaque saut :

1. Recevoir la trame et la désencapsuler pour extraire le paquet IP.
2. Lire l'adresse IP de destination et consulter la table de routage.
3. Décrémenter le TTL de 1 ; si le TTL atteint 0, le paquet est détruit et un message ICMP est renvoyé à la source — c'est ce qui empêche un paquet de tourner indéfiniment en cas de boucle.
4. Déterminer l'adresse MAC du prochain saut (par ARP si besoin) et ré-encapsuler le paquet dans une nouvelle trame.
5. Émettre sur l'interface de sortie.

Le TTL de départ trahit le système d'origine : 128 pour Windows, 64 pour Linux. Un ping qui répond avec un TTL de 126 indique donc deux routeurs traversés depuis une machine Windows. C'est un réflexe de diagnostic utile.

5. Configuration Cisco IOS

Première configuration d'un routeur : câble console (série) entre le poste d'administration et le port Console de l'équipement, puis un émulateur de terminal (PuTTY, Tera Term). Sur Packet Tracer, l'onglet CLI donne le même accès directement.

Les modes IOS

Router>                        mode utilisateur (consultation)
Router> enable
Router#                        mode privilégié
Router# configure terminal
Router(config)#                mode configuration globale
Router(config)# interface gi0/0
Router(config-if)#             mode configuration d'interface

Configuration de base

enable
configure terminal
 hostname Routeur-1
 no ip domain-lookup

 interface gigabitEthernet 0/0
  ip address 172.16.1.254 255.255.255.0
  description Vers Switch-1
  no shutdown
 exit

 interface gigabitEthernet 0/1
  ip address 172.17.2.254 255.255.255.0
  no shutdown
 exit
exit
write memory

no shutdown est indispensable : les interfaces d'un routeur Cisco sont désactivées par défaut. Tant qu'elle n'est pas saisie, les diodes restent rouges. Et write memory (ou copy running-config startup-config) sauvegarde la configuration : sans lui, tout est perdu au redémarrage. Ce sont les deux oublis les plus fréquents en TP.

6. Routage statique

Un routeur ne connaît au départ que les réseaux auxquels il est directement connecté. Pour joindre les autres, il faut lui indiquer la route.

! Syntaxe : ip route <réseau> <masque> <passerelle>
configure terminal
 ip route 172.18.0.0 255.255.255.0 172.17.2.253
exit

show ip route          ! vérifier la table de routage

Une route par défaut couvre toutes les destinations inconnues :

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 209.165.200.226

Le routage est bidirectionnel : configurer la route aller sur R1 ne suffit pas. Sans la route retour sur R2, le paquet arrive à destination mais la réponse se perd. C'est exactement ce qu'on observe en TP : après avoir ajouté la route sur un seul routeur, certains pings passent et d'autres non.

7. Diagnostiquer

ping 172.18.4.4              ! tester la connectivité
tracert 172.18.4.4           ! (Windows) chemin emprunté
ipconfig /all                ! adresse, masque, passerelle du poste

show ip route                ! table de routage du routeur
show ip interface brief      ! état et adresses des interfaces
show running-config          ! configuration active

Méthode : tester d'abord le poste vers sa propre passerelle. Si cela échoue, le problème est local (adresse, masque, câble, VLAN). Ce n'est qu'ensuite qu'on teste vers les réseaux distants.