1. chapitre 1

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 1 / 15 1,0 Présentation du chapitre Ce chapitre traite de : - la reconnaissance d'un routeur comme un ordinateur doté d'un système d'exploitation et équipé du matériel conçu pour le routage - la configuration de périphériques et l'application d'adresses - la description de la structure d'une table de routage - le processus qui permet à un routeur de déterminer un chemin et de commuter des paquets 1,1 Intérieur d'un routeur 1,1,1 Les routeurs sont des ordinateurs - le 1° routeur = IMP (Interface Message Processor) pour l'ARPANET (1969) - composants de routeurs : UC, RAM, ROM, OS - un routeur relie des réseaux via plusieurs interfaces distinctes - les interfaces accueillent des LAN et des WAN - les routeurs déterminent le meilleur chemin : - grâce à sa table de routage - en adaptant l'encapsulation de la liaison de données en fonction du type de support - en incluant les diverses technologies : - LAN : protocole PPP, relais de trame, mode ATM, ... - WAN : série - PT 111 : pas d'observation : tous les essais de ping sont en échec 1,1,2 Processeur et mémoire du routeur - Un routeur ne s'ouvre pas sauf pour mettre la mémoire à niveau - composants: alimentation, ventilateur, cartes interfaces réseau étendu, NVRAM, SDRAM, Processeur, AIM - Unité Centrale : fonction exécutante des instructions - RAM (volatile) : stockage des instructions et données requises pour l'UC : IOS, running-config, table de routage IP, Cache ARP, Mémoire tampon de paquets - Mémoire morte (non volatile) : stockage des instructions d'amorçage, logiciel de diagnostic de base et version réduite de l'IOS - Mémoire flash (non volatile – effaçable – SIMM ou PCMCIA) : stockage de l'IOS - NVRAM (non volatile) : stockage du startup-config (copie non- automatique du running-config)

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Page 1: 1. Chapitre 1

Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 1 / 12

1,0 Présentation du chapitreCe chapitre traite de : - la reconnaissance d'un routeur comme un ordinateur doté d'un système d'exploitation et équipé du matériel conçu pour le routage- la configuration de périphériques et l'application d'adresses- la description de la structure d'une table de routage- le processus qui permet à un routeur de déterminer un chemin et de commuter des paquets

1,1 Intérieur d'un routeur1,1,1 Les routeurs sont des ordinateurs- le 1° routeur = IMP (Interface Message Processor) pour l'ARPANET (1969)- composants de routeurs : UC, RAM, ROM, OS- un routeur relie des réseaux via plusieurs interfaces distinctes- les interfaces accueillent des LAN et des WAN- les routeurs déterminent le meilleur chemin :

- grâce à sa table de routage- en adaptant l'encapsulation de la liaison de données en fonction du type de support- en incluant les diverses technologies :

- LAN : protocole PPP, relais de trame, mode ATM, ...- WAN : série

- PT 111 : pas d'observation : tous les essais de ping sont en échec

1,1,2 Processeur et mémoire du routeur- Un routeur ne s'ouvre pas sauf pour mettre la mémoire à niveau- composants: alimentation, ventilateur, cartes interfaces réseau étendu, NVRAM, SDRAM, Processeur, AIM- Unité Centrale : fonction exécutante des instructions- RAM (volatile) : stockage des instructions et données requises pour l'UC : IOS, running-config, table de routage IP, Cache ARP, Mémoire tampon de paquets- Mémoire morte (non volatile) : stockage des instructions d'amorçage, logiciel de diagnostic de base et version réduite de l'IOS- Mémoire flash (non volatile – effaçable – SIMM ou PCMCIA) : stockage de l'IOS- NVRAM (non volatile) : stockage du startup-config (copie non-automatique du running-config)

1,1,3 Intertwork Operating System- IOS est un OS multitâche intégré aux fonctions de routage, de commutation, d'inerconnexion et de télécommunications- il peut exister plusieurs images IOS variables selon le routeur et ses fonctions (Ipv6, NAT, ...)- l'interface utilisateur = CLI- amorçage: copie startup-config vers running-config- les modifications de running-config sont directement implémentées et opérationnelles

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 2 / 12

1,1,4 Processus d'amorçage du routeur (quatre phases)1- Exécution du POST :

- le logiciel sur la mémoire morte teste le matériel - si POST terminé : exécution du programme d'amorçage

2- Chargement du Bootstrap (programme d'amorçage)- copie du Bootstrap de mémoire morte vers RAM- exécution du Bootstrap : localisation et chargement de l'IOS de flash ou serveur TFTP vers RAM

3- localisation et chargement de l'IOS- si impossibilité de charge l'IOS en entier, chargement d'une version réduite (#######...)

4- localisation et chargement du fichier de configuration- recherche du stratup-config contenant les adresses d'interface, les infos de routage, les mots de passe, les diverses configurations- copie de startup-config dans NVRAM vers running-config dans RAM ou recherche dans un serveur TFTP- exécution du running-config, ligne par ligne- à défaut, passage en mode configuration pour réaliser via questions une config de base- mise à disposition de l'ILC avec le nom d'hôte du routeur comme prompt

- Processus d'amorçage via la commande « show version »- version de l'IOS chargé en RAM- version du bootstrap ou programme amorce stocké en ROM- emplacement de l'IOS- modèle de l'UC et taille de la RAM ((RAM pour routeur / RAM pour mémoire tampon)- Nombre et types d'interfaces- Quantité de NVRAM- Taille de la Flash- Confuguration register : valeur au format hexadécimal

- PT 114 : ok

1,1,5 Interfaces du routeur- Ports de gestion : ne concerne pas le transfert de paquets

- port de console- port auxiliaire : fonction identique au port de console ou pour se connecter à un modem

- interfaces du routeur : concerne le transfert des paquets- interfaces LAN : Ethernet et FastEthernet- interfaces WAN : série, RNIS et relais de trames- présence de LED qui affiche l'activité du port

- PT 1153 : ok- PT 1154 : ok

1,1,6 Routeurs et couche réseau- Périphérique de couche 3 car utilise sur les infos du paquet IP de couche 3 (adresse IP) pour transférer le paquet soit :

- à des réseaux directement connectés- en consultant sa table de routage afin de trouver la meilleure correspondance

- Les routeurs fonctionnent au niveau des couches 1, 2 et 3- l'encapsulation dans la trame liaison de données (couche 2) se réalise alors en fonction du type d'interface associé au réseau auquel la trame est destinée

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 3 / 12

- la trame de couche 2 est ensuite encodée dans les signaux physiques de couche 1 qui représentent les bits de données

1,2 Configuration et adressage du CLI1,2,1 Implémentation de systèmes d'adressage de baseSchéma de topologie : présentation de la connectivité d'un réseau :

- noms des périphériques- interfaces utilisées- adresses IP et masques de sous-réseau- adresses des passerelles par défaut des périphériques finaux

- PT 121 : ok (erreur dans l'énoncé !!!)

1,2,2 Configuration des paramètres de base d'un routeur

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 4 / 12

- PT 122 : ok (????? show startup-config)

1,3, Élaboration de la table de routage1,3,1 Présentation de la table de routage- stockée dans la RAM- contient des associations réseau / tronçon suivant ou réseau / interface de sortie- les réseaux distants sont ajoutés grâce au routage dynamique (automatique) ou statique (configuration manuelle)- s'affiche avec show ip route:

- C : réseau connecté directement- si réseau distant : autres infos tels distance administrative, métriques (choix des routes) - autres routes : bouclage et route print

1,3,2 Réseaux directement connectés- une interface configurée et activée de routeur :

- est un hôte du réseau où elle est connectée- est reconnue dès réception d'un signal porteur d'un autre périphérique du réseau- son réseau est ajouté à la table de routage- permet à un routeur de configurer son routage statique et dynamique

- PT 132 : OK, mais ... - les ping fonctionnent tels que demandé dans l'exercice c'est-à-dire depuis les PC's jusqu'aux ports série des routeurs auxquels ils sont reliés; - les ping ne fonctionnent pas entre PC's car les réseaux concernés par ces PC's ne sont pas reconnus par les routeurs; - MAIS pourquoi le ping depuis le PC2 (ou 1) ne fonctionne pas vers le port série du routeur R1 (ou 2) alors que le réseau R1-R2 est directement connecté aux routeurs

1,3,3 Routage statique- s'affiche avec show ip route avec « S » - ces routes statiques sont utilisées en cas de réseau avec peu de routeurs ou si leur accès à Internet se réalise via un seul FAI ou un concentrateur central (topologie Hub and Spoke)- PT 133 : OK

1,3,4 Routage dynamique- attribution automatique d'un routage : « R »- les protocoles de routage dynamiques :

- détectent les réseaux avec l'aide d'autres routeurs qui utilisent le même protocole - assurent la maintenance des tables de routage (en cas de chemin inutilisable ou de

changement de topologie)- RIP : Routing Information Protocol (voir plus loin – non propriétaire)- IGRP : Interior Gateway Routing Protocol (remplacé par EIGRP – propriétaire CISCO)- EIGRP : Interior Gateway Routing Protocol (voir plus loin – propriétaire CISCO)- OSPF : Open Shortest Path First (voir plus loin– non propriétaire)- IS-IS : Intermediate System-to-Intermediate System (voir CCNP– non propriétaire)- BGP : Border Gateway Protocol (voir CCNP– non propriétaire)

- PT 134 : OK (raison de l'échec sur R : 1. There is no service running listening on this port. The device drops the segment. ??????????????????)

Page 5: 1. Chapitre 1

Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 5 / 12

1,3,5 Principes d'une table de routage- Un routeur prend ses décisions tout seul en fonction de sa table de routage- Si un routeur a des infos dans sa table , les autres routeurs ne les ont pas nécessairement- les infos de routage concernant une route ne concernent pas le chemin de retour (routage asymétrique)- Question à se poser : une route est-elle le même et/ou fonctionnelle dans les deux sens ?- PT 135 : ok mais quel est la différence entre 192.168.1.0/24 [1/0] via 192.168.3.1 et 192.168.1.0/24 [1/0] is directly connected, Serial0/0/1

1,4 Détermination du chemin et fonctions de commutation1,4,1 Champs d'un paquet et d'une trame- Un paquet IP (couche 3) comprend les champs suivants :

version IP (4 bits); durée de vie (8 bits); adresses IP source (32 bits) et destination (32 bits) + autres champs .... (à voir plus tard)

- Une trame de couche MAC (couche 2) comprend selon les protocoles7/8 octets de préambule pour la synchronisation, 1 octet de SOF pour le début de la trame, 6 octets * 2 pour les adresses MAC de destination et source 2 octets pour le type de protocole / longueur du champ de données16 à 1500 octets pour les données et remplissage (si données < 46 octets)4 octets pour le contrôle par redondance cyclique

Page 6: 1. Chapitre 1

Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 6 / 12

1,4,2 Meilleur chemin et métrique- Le meilleur chemin est sélectionné par le protocole de routage qui utilise une métrique (nombre de sauts, largeur de bande passante, ...) - Plus la métrique est faible, meilleure est la route- PT 142 : OK mais évaluation des métriques ????

1,4,3 Équilibrage de charge à coût égal- choix des interfaces de sortie en fonction des métriques- possibilité d'équilibrage de charge à coût inégal (uniquement avec protocoles IGRP et EIGRP)- PT 143 : OK ( visualisation du choix dans OSI ????)- deux fonctions permettent d'établir le meilleur chemin : détermination et commutation

1,4,4 Détermination du chemin - fonction de détermination du chemin sur base de l'appartenance du réseau de destination

- réseau connecté directement ?- réseau distant via un autre routeur ?- autre route non déterminée ?

--> abandon du paquet sauf si route par défaut--> envoi d'un message à l'adresse source (protocole de contrôle ICMP)

- fonction de commutation

1,4,5 La fonction de commutation- fonction qui organise l'accueil d'un paquet sur une interface et l'envoi sur une autre via la décapsulation / encapsulation du paquet- trois étapes:

- décapsulation du paquet de couche 3 et suppression de l'en-tête et la queue de couche 2- lecture de l'adresse IP de destination et choix du meilleur chemin via la table de routage- encapsulation du paquet de couche 3 en trame de couche 2 et transfert vers la sortie

- lors du transfert d'un routeur à un autre :- les adresses IP (couche 3) ne changent pas;- les adresses MAC (couche 2) évoluent à chaque saut

- SAUF entre interfaces série --> utilisation d'adresses de type diffusion- selon la richesse du cache ARP, envoi / mise à jour d'une requête ARP pour connaître les adresses MAC

- la seule donnée qui change est la durée de vie (TTL)

1,5 Travaux pratiques1,51 Travaux pratiques de configuration d'un routeurPT 151 : OK sauf étape 2 de tâche 11 (tracert) et tâche 12 et 13

1,5,2 Configuration des paramètres de base d'un routeurPT 152 A FAIRE

1,5,3 Configuration des paramètres avancés d'un routeur

Page 7: 1. Chapitre 1

Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 7 / 12

PT 153 A FAIRE

1,6, Résumé1,6,1 Résumé et révision

Ce chapitre a présenté le routeur. Le routeur est un ordinateur qui possède de nombreux composants matériels et logiciels que l’on trouve également dans un PC standard, notamment un processeur, une mémoire vive, une mémoire morte et un système d’exploitation.

Le rôle principal d’un routeur est de relier plusieurs réseaux et de transférer des paquets d’un réseau à l’autre. Cela signifie qu’un routeur comporte généralement plusieurs interfaces. Chaque interface est membre d’un réseau IP différent ou en est un hôte.

Le routeur possède une table de routage qui dresse la liste des réseaux connus du routeur. La table de routage inclut des adresses réseau pour ses propres interfaces, qui correspondent aux réseaux directement connectés, ainsi que des adresses réseau pour des réseaux distants. Un réseau distant est un réseau qui n’est accessible qu’en transférant le paquet vers un autre routeur.

Les réseaux distants sont ajoutés à la table de routage de deux manières : grâce à la configuration manuelle de routes statiques par l’administrateur réseau ou grâce à l’implémentation d’un protocole de routage dynamique. Les routes statiques n’ont pas autant de surcharge que les protocoles de routage dynamique ; elles peuvent toutefois nécessiter plus de maintenance si la topologie change constamment ou si celle-ci est instable.

Les protocoles de routage dynamique s’adaptent automatiquement aux modifications, sans qu’aucune intervention de l’administrateur réseau ne soit nécessaire. Les protocoles de routage dynamique requièrent un traitement accru par le processeur et ils utilisent un certain nombre de liens pour les mises à jour et les messages de routage. Souvent, une table de routage contient à la fois des routes statiques et des routes dynamiques.

Les routeurs prennent leur décision principale de transfert au niveau de la couche 3, c’est-à-dire la couche réseau. Toutefois, les interfaces de routeur jouent un rôle dans les couches 1, 2 et 3. Les paquets IP de couche 3 sont encapsulés dans une trame liaison de données de couche 2 et encodés en bits au niveau de la couche 1. Les interfaces de routeur participent aux processus de couche 2 liés à l’encapsulation. Par exemple, l’interface Ethernet d’un routeur participe au processus ARP comme d’autres hôtes se trouvant sur ce réseau local.

Dans le chapitre suivant, nous allons examiner la configuration des routes statiques et présenter la table de routage IP.

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 8 / 12

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 9 / 12

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 10 / 12

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 11 / 12

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Chapitre 1 – Présentation du routage et du transfert de paquets 12 / 12

PT 161 : A FAIRE

Pour approfondir vos connaissances

Créez une topologie similaire à celle des travaux pratiques 1.4.5.2, avec plusieurs routeurs et un réseau local à chaque extrémité. Sur l’un des deux réseaux locaux, ajoutez un hôte client ; sur l’autre, ajoutez un serveur Web. Sur chaque réseau local, placez un commutateur entre l’ordinateur et le routeur. Partez du principe que chaque routeur dispose d’une route menant à chacun des réseaux locaux, comme dans les travaux pratiques 1.4.5.2.

Que se passe-t-il lorsque l’hôte demande une page Web au serveur Web ? Examinez tous les processus et protocoles impliqués dès lors que l’utilisateur entre une URL, telle que www.cisco.com. Cela inclut des protocoles étudiés dans le cours Exploration : Notions de base sur les réseaux, ainsi que des informations apprises dans ce chapitre.

Déterminez si vous êtes capable d’identifier chacun des processus ayant lieu, à commencer par le client qui doit convertir www.cisco.com en adresse IP, ce qui l’oblige à envoyer une requête ARP au serveur de noms de domaine (DNS). Quels sont tous les protocoles et processus impliqués, en commençant par la requête DNS, pour recevoir le premier paquet envoyé par le serveur Web avec des informations http ?

Comment le serveur DNS est-il impliqué ? Comment le protocole ARP est-il impliqué ? Quel effet TCP a-t-il entre le client et le serveur ? Le premier paquet envoyé par le client au

serveur Web correspond-t-il à la demande de page Web ? Que font les commutateurs lorsqu’ils reçoivent une trame Ethernet ? Comment mettent-ils

à jour leurs tables d’adresses MAC et comment déterminent-ils la manière dont ils doivent transférer la trame ?

Que font les routeurs lorsqu’ils reçoivent un paquet IP ? En quoi consiste le processus de décapsulage et d’encapsulation de chaque trame reçue et

transférée par le routeur ? Le serveur Web et sa passerelle par défaut (son routeur) nécessitent-ils des processus

ARP ?