Tables de routage
Les seules connaissances exigibles pour la TNSI sont
- le fait que le protocole IP permet d'identifier le réseau et la machine sur lequel il tourne, et
- de savoir utiliser une table de routage pour déterminer la prochaine destination d'un paquet IP
Notions essentielles
Lorsqu'une machine A, d'adresse IP_A veut discuter avec une machine B, d'adresse IP_B :
- La machine A calcule (grâce au masque de sous-réseau) si B est dans le même sous-réseau qu'elle, ou pas.
- Si oui, elle peut donc connaître l'adresse MAC de la carte réseau de la machine B (soit elle la possède déjà dans sa table ARP, soit elle la demande en envoyant un message de broadcast à tout le sous-réseau : «qui possède cette adresse IP_B ?»). Elle envoie donc dans le sous-réseau une trame ayant pour entête l'adresse MAC de B : le switch lit cette trame, sait sur quel port est branché la machine B et lui envoie spécifiquement donc le message.
- Si B n'est pas dans le même sous-réseau que A, A mettra en entête de sa trame l'adresse MAC de la carte réseau du routeur, qui joue le rôle de passerelle. Le routeur va ouvrir la trame et va observer l'IP_B, à qui il doit remettre ce message. C'est maintenant que vont intervenir les protocoles de routage :
- est-ce que B est dans le même sous-réseau que le routeur ?
- est-ce que B est dans un autre sous-réseau connu du routeur ?
- est-ce que B est totalement inconnu du routeur ?
Ces questions trouveront des réponses grâce à table de routage du routeur.
Notion de Tables de routage
On a donc un beau paquet IP qui contient l'adresse IP du destinataire (et l'adresse de l'expéditeur initial, c'est plus pratique pour répondre).
Il n'y a plus qu'à envoyer le message. La difficulté est qu'on ne peut donner le message qu'à un autre ordinateur avec qui on est en liaison directe. Nous allons donc voir à quel intermédiaire de communication (ou passerelle) transférer ce paquet IP pour qu'il parvienne à destination.
La couche RESEAU et son protocole IP se charge justement de savoir qui doit gérer le paquet ensuite, qui est la prochaine passerelle.
Trois cas possibles :
- Le destinataire est l'ordinateur actuel lui même :
- l'intermédiaire de communication est donc l'ordinateur actuel lui-même
- il suffit donc d'envoyer à la couche TRANSPORT de ce même ordinateur.
- Le destinataire est dans le même réseau :
- l'intermédiaire de communication est encore l'ordinateur actuel lui-même.
- on peut donc envoyer le message sur le réseau en passant juste par le commutateur
- Le destinataire est dans un autre réseau :
- l'ordinateur doit connaître l'adresse IP du routeur qui pourra prendre en charge le paquet IP
- cette fois, c'est donc le routeur qui sera l'intermédiaire de communication du paquet IP.
- L'ordinateur A9 envoie donc le paquet IP au routeur sans savoir où le message ira exactement ensuite.
- ATTENTION : le paquet IP indique toujours que le destinataire est A9 ! Le routeur va juste recevoir et router le paquet, sans toucher aux adresses IP A9 et C2 inscrites dans le paquet.
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| A9 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| Réseau A | A9 | on sort par la carte A9 |
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| Réseau B | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau C | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau Y | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau Z | A1 | on sort par la carte A9 |
Voici comment se présente une table de routage :
- Une colonne IP Destinataire permet d'identifier l'adresse IP de destination (et donc le réseau de destination)
- Une colonne Passerelle permet d'identifier la passerelle qui va devoir gérer ce paquet
- une colonne Interface permettant de savoir sur quelle sortie envoyé le message (pratique surtout sur les routeurs : ils ont plusieurs cartes donc plusieurs sorties). On parle également d'interface d'entrée/sortie. On peut la localiser avec son adresse IP, avec son adresse MAC ou encore avec le nom de la prise physique. Dans le cadre de ce cours, je n'indiquerai que l'adresse IP.
- Pour les cartes Ethernet (avec prises RJ-45), l'interface apparaît souvent sous la notation
eth0,eth1... - Pour les cartes Wifi, on note souvent
wlo1...
Table de routage de l'ordinateur A9
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| A9 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Réseau A | A9 | on sort par la carte A9 |
| Réseau B | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau C | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau Y | A1 | on sort par la carte A9 |
| Réseau Z | A1 | on sort par la carte A9 |
Comme vous le voyez, on retrouve souvent les mêmes lignes et on ne peut de toutes manières par connaître tous les réseaux. On donne alors plutôt une route par défaut, la route à suivre si on ne trouve pas d'indication plus précise.
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| A9 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Réseau A | A9 | on sort par la carte A9 |
| Par défaut | A1 | on sort par la carte A9 |
Retour à l'exemple A9 pour C2 : on voit ici que le paquet IP va partir vers le routeur A1/Z1/Y1 en étant émis par la carte réseau A9.
Table de routage du routeur relié au réseau A
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| A1 ou Y1 ou Z1 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Réseau A | A1 | on sort du côté A1 |
| Réseau Y | Y1 | on sort du côté Y1 |
| Réseau Z | Z1 | on sort du côté Z1 |
| Réseau B | Y2 | on sort du côté Y1 |
| Réseau C | Z2 | on sort du côté Z1 |
On remarquera bien que toutes les passerelles proposées font bien partie des réseaux auxquels le routeur est directement reliés.
Retour à l'exemple A9 pour C2 : le paquet IP arrive donc sur ce routeur A1/Y1/Z1. Il est alors transmis au routeur Y2/X2/B1 puisque l'adresse de destination du paquet est C2.
Importance de l'interface de sortiie
Comme un routeur possède plusieurs adresses-réseau, il est indispensable de préciser de quel côté sortir du routeur. C'est à ça que sert l'information "interface".
Table de routage du routeur relié au réseau C
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| C1 ou X1 ou Z2 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Réseau C | C1 | on sort du côté C1 |
| Réseau X | X1 | on sort du côté X1 |
| Réseau Z | Z2 | on sort du côté Z2 |
| Défaut | X2 | on sort du côté X1 |
On remarquera bien que toutes les passerelles proposées font bien partie des réseaux auxquels le routeur est directement reliés.
Retour à l'exemple A9 pour C2 : le paquet IP arrive donc sur ce routeur C1/X1/Z2. Il est alors transmis à l'ordinateur C2 en sortant du côté C1.
01° La machine C2 veut répondre et renvoyer sa réponse à A9. Quelle va être l'adresse SRC de l'expéditeur ? Quelle va être l'adresse DST de destinataire ? Quel devrait être le premier routeur que va rencontrer le messsage de retour ?
...CORRECTION...
C'est l'inverse : la SOURCE SRC va être C2 et la DESTINATION DST est A9.
Comme le seul routeur pour sortir du réseau C est le routeur C1/X1/Z2, on va certainement y arriver.
02° En analysant la table de routage du routeur C1/X1/Z2, déterminer la passerelle intermédiaire suivante ?
...CORRECTION...
Il n'y a que la présence de la passerelle par défaut : on part donc vers la passerelle X2/Y2/B1.
03° Proposer une table de routage pour le routeur X2/Y2/B1 qui permettent aux paquets IP de pouvoir circuler correctement.
...CORRECTION...
| Le message est pour IP Destinataire | Transmettre à la passerelle (intermédiaire de communication) | Interface à utiliser (carte réseau) |
|---|---|---|
| B1 ou X2 ou Y2 | Localhost | Localhost (on reste à l'interne) |
| Réseau B | B1 | du côté B1 |
| Réseau X | X2 | du côté X2 |
| Réseau Y | Y2 | du côté Y2 |
| Défaut | Y1 | du côté Y2 |
04° Que pourrait-il se passer si on routait les paquets IP à destination de A vers le routeur X1 sur ce routeur ?
...CORRECTION...
N'importe quel paquet à detination de A émis depuis les réseaux B ou C font alors faire des allers-retours entre les deux routeurs du réseau B et C. Aucun ne pourra arriver à destination !
05° Quel mécanisme permet aux paquets de ne pas errer jusqu'à la fin des temps sur Internet ?
...CORRECTION...
Il s'agit du compteur nommé TTL (Time to Live) en IPv4 ou Hop Limit en IPv6 (1 octet dans les deux cas) : c'est un compteur qui décroit de 1 à chaque fois que le paquet est transféré par un routeur. Arrivé à 1, le paquet n'est plus déplacé et part juste à la poubelle.
Routage statique
Ce que nous venons de voir se nomme le routage statique : quelqu'un configure les routes à la main.
Avec l'augmentation de nombre de routeurs, les risques de faire un mauvais réglage augmentent de faire évidente. C'est pour cela que nous verrons deux techniques de routages dynamiques la fois prochaine.
De la même façon, même avec des routes bien configurées, la moindre panne réseau va obligé le responsable des routes à redéfinir manuellement celles-ci. C'est bien entendu totalement inenvisageable sur Internet ou n'importe quel gros réseau !
Il est temps d'aller de passer le paquet à la couche ACCES RESEAU voir la table de routage pour voir ce qu'on doit faire de ce paquet !
Attention : on ne change plus le contenu du paquet IP. On va juste aller voir à qui le transmettre temporairement.
2 - FAQ
Exemple avec des adresses IP
Exemple: table de routage du routeur R1
Table de routage du routeur R1 :
| Destination | Interface | Passerelle |
|---|---|---|
| F | 192.168.0.254 | |
| A | 10.0.5.152 | |
| E | 172.17.1.254 | |
| B | 172.17.1.254 | 172.17.1.123 |
| C | 10.0.5.152 | 10.0.5.135 |
Les trois réseaux F, A et E sont directement accessibles au routeur R1, puisqu'il en fait partie : il n'a donc pas besoin d'adresse passerelle pour communiquer avec ces réseaux.
Par contre, la communication avec le réseau B nécessite de confier le paquet au routeur R2 (c'est le choix de cette table de routage). Il faut donc mentionner l'adresse IP de ce routeur R2 (172.17.1.123), qu'on appelle adresse de passerelle.
De la même manière, la communication avec le réseau C nécessite de confier le paquet au routeur R3 (c'est le choix de cette table de routage). Il faut donc mentionner l'adresse IP de ce routeur R3 (10.0.5.135).
Comment sont construites les tables de routage ?⚓︎
- Soit à la main par l'administrateur réseau, quand le réseau est petit : on parle alors de table statique.
- Soit de manière dynamique : les réseaux s'envoient eux-mêmes des informations permettant de mettre à jour leurs tables de routages respectives. Des algorithmes de détermination de meilleur chemin sont alors utilisés : nous allons en découvrir deux, le protocole RIP et le protocole OSPF.
Passerelle réseau - culture générale
Le mot passerelle est utilisé pour désigner tout dispositif qui permet de faire la liaison entre deux réseaux.
En anglais, on dit gateway.
Au niveau PHYSIQUE, la passerelle qui permet de relier deux parties physiques se nomme un répéteur : un dispositif qui recçoit un signal physique, qui l'amplifie et l'émet à nouveau dans l'autre direction. Un répéteur WIFI permet par exemple d'étendre la zone d'utilisation d'une BOX.
On trouve aussi le HUB USB par exemple, qui permet connecter plusieurs appareils à un port USB unique sur l'ordinateur.
Au niveau LIAISON / ACCES RESEAU, la passerelle permettant d'émettre à nouveau le message à l'intérieur d'un réseau sera nommée un pont.
Dans un bon nombre de réseaux, la communication se fait souvent par commutation au niveau LIAISON. Ce pont se nomme donc un commutateur. Mais attention, tous les ponts ne sont pas des ponts-commutateurs. Il existe également des ponts-routeurs qui routent les paquets IP sans repasser par le niveau RESEAU / INTERNET ce qui augmente la vitesse de transmission puisqu'il y a moins de traitement à faire.
Au niveau RESEAU, la passerelle permettant de transmettre un message est un relais. Dans un bon nombre de réseaux, ce relais utilise la technique du routage. On parle donc de routeur. Mais on trouve également de la commutation.
Néanmoins, dans l'usage usuel, passerelle désigne plutôt l'appareil faisant cette liaison en remontant jusqu'au niveau APPLICATION au moins (comme votre Box). Cet appareil peut surveiller les communications et faire office de firewall par exemple. Chez vous, il s'agit donc de votre Box.
Activité publiée le 25 11 2020
Dernière modification : 25 11 2020
Auteur : ows. h.
Modification : Andjekel