14.0 Introduction
14.0.1 Pourquoi devrais-je suivre ce module?
Bienvenue au Concepts du Routage!
Quelle que soit l’efficacité avec laquelle vous configurez votre réseau, quelque chose cessera toujours de fonctionner correctement, ou même de fonctionner complètement. C’est une vérité simple sur le réseau. Donc, même si vous connaissez déjà un peu le routage, vous devez toujours savoir que comment vos routeurs fonctionnent réellement. Ces connaissances sont essentielles si vous souhaitez être en mesure de dépanner votre réseau. Ce module va en détail sur le fonctionnement d’un routeur. Plongez !
14.0.2 Qu’est-ce que je vais apprendre dans ce module?
Titre du module: Concepts du routage
Objectif du module: Expliquer comment les routeurs utilisent des informations dans des paquets pour prendre des décisions de transmission.
| Titre du rubrique | Objectif du rubrique |
|---|---|
| Détermination du chemin | Expliquer comment les routeurs déterminent le meilleur chemin d’accès. |
| Transmission de paquets | Expliquer comment les routeurs transmettent les paquets à la destination. |
| Révision de la configuration de base du routeur | Configurer les paramètres de base sur un routeur. |
| Table de routage IP | Décrire la structure d’une table de routage. |
| Routages statique et dynamique | Comparer le routage statique et le routage dynamique. |
14.1 Détermination du chemin
14.1.1 Deux fonctions du routeur
Avant qu’un routeur transfère un paquet n’importe où, il doit déterminer le meilleur chemin pour le paquet à prendre. Cette rubrique explique comment les routeurs effectue cette détermination.
Les commutateurs Ethernet sont utilisés pour connecter des périphériques terminaux et d’autres périphériques intermédiaires, tels que d’autres commutateurs Ethernet, au même réseau. Un routeur relie plusieurs réseaux, c’est-à-dire qu’il dispose de plusieurs interfaces appartenant chacune à un réseau IP différent.
Lorsqu’un routeur reçoit un paquet IP sur une interface, il détermine quelle interface utiliser pour transférer le paquet vers sa destination. Ceci est connu sous le nom de routage. L’interface qu’utilise le routeur pour transférer le paquet peut être la destination finale, mais aussi un réseau connecté à un autre routeur utilisé pour atteindre le réseau de destination. Chaque réseau auquel un routeur se connecte nécessite généralement une interface séparée, mais ce n’est pas toujours le cas.
Les principales fonctions d’un routeur consistent à déterminer le meilleur chemin d’acheminement des paquets en fonction des informations contenues dans sa table de routage, et à transférer des paquets vers leur destination.
14.1.2 Exemple de Fonctions de Routeur
Le routeur utilise sa table de routage pour déterminer le meilleur chemin (route) à utiliser pour transférer un paquet. Cliquez sur Lecture dans la figure pour suivre un paquet envoyé du PC source à l’ordinateur de destination. Regardez comment R1 et R2 utilisent leurs tables de routage IP respectives pour déterminer d’abord le meilleur chemin, puis transférer le paquet.
14.1.3 Le meilleur chemin équivaut à la correspondance la plus longue
Qu’entend-on par le routeur doit déterminer le meilleur chemin dans la table de routage ? Le meilleur chemin dans la table de routage est également connu comme la correspondance la plus longue. La correspondance la plus longue est un processus que le routeur utilise pour trouver une correspondance entre l’adresse IP de destination du paquet et une entrée de routage dans la table de routage.
La table de routage contient des entrées de routage composées d’un préfixe (adresse réseau) et d’une longueur de préfixe. Pour qu’il y ait une correspondance entre l’adresse IP de destination d’un paquet et une route dans la table de routage, un nombre minimum de bits les plus à gauche doit correspondre entre l’adresse IP du paquet et la route dans la table de routage. La longueur du préfixe de la route dans la table de routage est utilisée pour déterminer le nombre minimum de bits les plus à gauche qui doivent correspondre. N’oubliez pas qu’un paquet IP contient uniquement l’adresse IP de destination et pas la longueur du préfixe.
La correspondance la plus longue est celle qui, dans la table de routage, présente le plus grand nombre de bits de correspondance les plus à gauche avec l’adresse IP de destination du paquet. La route dotée du plus grand nombre de bits les plus à gauche correspondants (ou la plus longue correspondance) constitue toujours la route préférée.
Remarque: Le terme longueur du préfixe sera utilisé pour faire référence à la partie réseau des adresses IPv4 et IPv6.
14.1.4 Exemple de correspondance la plus longue d’adresse IPv4
Dans le tableau, un paquet IPv4 a l’adresse IPv4 de destination 172.16.0.10. Le routeur a trois entrées de route dans sa table de routage IPv4 qui correspondent à ce paquet : 172.16.0.0/12, 172.16.0.0/18 et 172.16.0.0/26. Parmi les trois routes, 172.16.0.0/26 est celle qui présente la plus longue correspondance et doit être choisir pour transférer le paquet. N’oubliez pas qu’une route est une correspondance lorsqu’elle possède au minimum le nombre de bits correspondants indiqués par le masque de sous-réseau de la route.
14.1.5 Exemple de correspondance la plus longue d’adresse IPv6
Dans le tableau, un paquet IPv6 a l’adresse IPv6 de destination 2001:db8:c000::99. Cet exemple montre trois entrées de route, mais seulement deux d’entre elles sont valides, l’une d’entre elles étant la correspondance la plus longue. Les deux premières entrées de route ont des longueurs de préfixe qui ont le nombre requis de bits correspondant, comme indiqué par la longueur du préfixe. La première entrée de route avec une longueur de préfixe de /40 correspond aux 40 bits les plus à gauche de l’adresse IPv6. La deuxième entrée de route a une longueur de préfixe de /48 et tous les 48 bits correspondant à l’adresse IPv6 de destination, et est la correspondance la plus longue. La troisième entrée de route n’est pas une correspondance car son préfixe /64 nécessite 64 bits correspondants. Pour que le préfixe 2001:db8:c 000:5555::/64 soit une correspondance, les 64 premiers bits doivent être l’adresse IPv6 de destination du paquet. Seul les 48 premiers bits correspondent, donc cette entrée de route n’est pas considérée comme une correspondance.
Pour le paquet IPv6 de destination avec l’adresse 2001:db8:c000::99, considérez les trois entrées de route suivantes:
14.1.6 Créer la table de routage
Une table de routage se compose de préfixes et de leurs longueurs de préfixe. Mais comment le routeur apprend-il sur ces réseaux? Comment R1 dans la figure remplit-il sa table de routage?
Réseaux du point de vue de R1
Les réseaux de la topologie sont mis en surbrillance et étiquetés du point de vue de R1. Tous les réseaux IPv4 et IPv6 mis en surbrillance en jaune sont des réseaux directement connectés. Tous les réseaux IPv4 et IPv6 mis en surbrillance en bleu sont des réseaux distants.
Cliquez sur chaque bouton pour plus d’informations sur les différentes façons dont un routeur apprend les routes.
14.2 Transmission de paquets
14.2.1 Processus de prise de décisions relatives à la transmission de paquets
Maintenant le routeur a déterminé le meilleur chemin pour un paquet en fonction de la correspondance la plus longue, il doit déterminer comment encapsuler le paquet et le transférer vers l’interface de sortie correcte.
La figure montre comment un routeur détermine d’abord le meilleur chemin, puis transmet le paquet.
Les étapes suivantes décrivent le processus de transfert de paquets illustré dans la figure:
- Le bloc de liaison de données avec un paquet IP encapsulé arrive sur l’interface d’entrée.
- Le routeur examine l’adresse IP de destination dans l’en-tête du paquet et consulte sa table de routage IP.
- Le routeur trouve le préfixe correspondant le plus long dans la table de routage.
- Le routeur encapsule le paquet dans un cadre de liaison de données et le transmet à l’extérieur de l’interface de sortie. La destination peut être un périphérique connecté au réseau ou un routeur de saut suivant.
- Toutefois, s’il n’y a pas d’entrée de route correspondante, le paquet est supprimé.
Cliquez sur chaque bouton pour obtenir une description des trois choses qu’un routeur peut effectuer avec un paquet après avoir déterminé le meilleur chemin.
14.2.2 Transmission de paquets de bout en bout
La responsabilité principale de la fonction de transfert de paquets est d’encapsuler les paquets au type de trame de liaison de données approprié pour l’interface de sortie. Par exemple, le format de trame de liaison de données pour une liaison série peut être le protocole PPP (Point-to-Point), le protocole HDLC (High-Level Data Link Control) ou un autre protocole de couche 2.
Cliquez sur chaque bouton et lisez les animations de PC1 envoyant un paquet à PC2. Remarquez comment le contenu et le format du trame de liaison de données changent à chaque tronçon.
- PC1 envoie un paquet à PC2
- Le routeur R1 transfère le paquet au PC2
- Le routeur R2 transfère le paquet au routeur R3
- Le routeur R3 transfère le paquet au PC2
Dans la première animation, PC1 envoie un paquet à PC2. Étant donné que PC2 se trouve sur un autre réseau, PC1 transmet le paquet à sa passerelle par défaut. PC1 recherchera dans son cache ARP l'adresse MAC de la passerelle par défaut et ajoutera les informations de trame indiquées.
Remarque: S'il n'existe pas d'entrée ARP dans la table ARP pour la passerelle par défaut de 192.168.1.1, le PC1 envoie une requête ARP. Le routeur R1 retournerait alors une réponse ARP avec son adresse MAC.
R1 transmet maintenant le paquet à PC2. Étant donné que l'interface de sortie se trouve sur un réseau Ethernet, R1 doit convertir l'adresse IPv4 du tronçon suivant en adresse MAC de destination à l'aide du table ARP. S'il n'existe pas d'entrée ARP dans la table ARP pour l'interface de tronçon suivant de 192.168.2.2, R1 envoie une requête ARP. R2 retournerait alors une réponse ARP.
R2 transmet maintenant le paquet à R3. Comme l'interface de sortie ne se trouve pas sur un réseau Ethernet, R2 n'est pas tenu de convertir l'adresse IPv4 du tronçon suivant en adresse MAC de destination. Lorsque l'interface est une connexion série point à point (P2P), le routeur encapsule le paquet IPv4 dans le format de trame liaison de données utilisé par l'interface de sortie (HDLC, PPP, etc.). Comme il n'y a aucune adresse MAC sur les interfaces série, R2 définit l'adresse de destination liaison de données sur l'équivalent d'une diffusion.
R3 transmet maintenant le paquet à PC2. Comme l'adresse IPv4 de destination se trouve sur un réseau Ethernet directement connecté, R3 doit résoudre l'adresse IPv4 de destination du paquet avec son adresse MAC associée. Si l'entrée ne se trouve pas dans la table ARP, R3 envoie une requête ARP depuis son interface FastEthernet 0/0. PC2 retournera alors une réponse ARP avec son adresse MAC.
14.2.3 Mécanismes de transfert des paquets
Comme mentionné précédemment, la responsabilité principale de la fonction de transfert de paquets est d’encapsuler les paquets au type de trame de liaison de données approprié pour l’interface de sortie. Le routeur est le plus efficace pour effectuer cette tâche, car il peut transmettre les paquets plus rapidement. Les routeurs prennent en charge trois mécanismes de transfert des paquets:
- Commutation de processus
- Commutation rapide
- Protocole CEF (Cisco Express Forwarding)
Supposons qu’il existe un flux de trafic qui se compose de cinq paquets. Ils vont tous vers la même destination. Cliquez sur chaque bouton pour plus d’informations sur les mécanismes de transfert de paquets.
Une ancienne méthode de transfert de paquets toujours disponible pour les routeurs Cisco. Lorsqu'un paquet arrive sur une interface, il est transféré au plan de contrôle où le processeur fait correspondre l'adresse de destination avec une entrée de sa table de routage, puis détermine l'interface de sortie et transmet le paquet. Il est important de comprendre que le routeur effectue cette opération pour chaque paquet, même si la destination est identique pour une série de paquets. Ce mécanisme de commutation de processus est très lent et rarement mis en œuvre dans les réseaux modernes. Comparez cette configuration avec celle de la commutation rapide.
La commutation rapide est un autre mécanisme de transfert de paquets plus ancien qui a succédé à la commutation de processus. La commutation rapide utilise un cache à commutation rapide pour stocker les informations du tronçon suivant. Lorsqu'un paquet arrive sur une interface, il est transféré au plan de contrôle où le processeur recherche une correspondance dans le cache à commutation rapide. S'il ne trouve rien, le paquet est commuté par le processus et transféré à l'interface de sortie. Les informations de flux pour le paquet sont également stockées dans le cache à commutation rapide. Si un autre paquet ayant la même destination arrive sur une interface, les informations de tronçon suivant du cache sont réutilisées sans intervention du processeur.
Avec la commutation rapide, seul le premier paquet d'un flux est commuté par le processus et ajouté au cache à commutation rapide. Les quatre autres paquets sont traités rapidement en fonction des informations contenues dans le cache à commutation rapide.
CEF est le mécanisme de transfert de paquets Cisco IOS le plus récent et par défaut. Comme la commutation rapide, le protocole CEF génère une table FIB et une table de contiguïté. Cependant, à la différence de la commutation rapide, les entrées de table ne sont pas déclenchées par les paquets, mais par les modifications, comme en cas de changement dans la topologie du réseau. Par conséquent, lorsqu'un réseau a convergé, les tables FIB et de contiguïté contiennent toutes les informations qu'un routeur doit prendre en compte lors du transfert d'un paquet. Le protocole CEF est le mécanisme de transfert le plus rapide et le défaut pour les routeurs Cisco et les commutateurs multicouche.
Le protocole CEF établit les tables FIB et de contiguïté une fois que le réseau a convergé. Les cinq paquets sont tous rapidement traités dans le plan de données.
Voici une analogie courante permettant de décrire ces trois mécanismes de transfert des paquets:
- La commutation de processus résout un problème en effectuant un calcul à la main, même si un problème identique s’est déjà posé.
- La commutation rapide résout un problème en effectuant un calcul à la main et mémorise la solution pour les problèmes identiques suivants.
- Le protocole CEF résout à l’avance tous les problèmes possibles dans un tableur.
14.3 Révision de la configuration de base du routeur
14.3.1 Topologie
Un routeur utilise une table de routage pour déterminer où il doit transmettre les paquets. Mais avant de plonger dans les détails de la table de routage IP, cette rubrique passe en revue les tâches de configuration et de vérification du routeur de base. Vous allez également effectuer une activité Packet Tracer pour rafraîchir vos compétences.
La topologie de la figure sera utilisée pour des exemples de configuration et de vérification. Il sera également utilisé dans la rubrique suivante pour discuter de la table de routage IP.
14.3.2 Commande de configuration
Les exemples suivants illustrent la configuration complète de R1.
Router> enable Router# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# hostname R1 R1(config)# enable secret class R1(config)# line console 0 R1(config-line)# logging synchronous R1(config-line)# password cisco R1(config-line)# login R1(config-line)# exit R1(config)# line vty 0 4 R1(config-line)# password cisco R1(config-line)# login R1(config-line)# transport input ssh telnet R1(config-line)# exit R1(config)# service password-encryption R1(config)# banner motd # Enter TEXT message. End with a new line and the # *********************************************** WARNING: Unauthorized access is prohibited! *********************************************** # R1(config)# ipv6 unicast-routing R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/0 R1(config-if)# description Link to LAN 1 R1(config-if)# ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:1::1/64 R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:a link-local R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/1 R1(config-if)# description Link to LAN 2 R1(config-if)# ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:2::1/64 R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:b link-local R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit R1(config)# interface serial 0/1/1 R1(config-if)# description Link to R2 R1(config-if)# ip address 10.0.3.1 255.255.255.0 R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:3::1/64 R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:c link-local R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit R1# copy running-config startup-config Destination filename [startup-config]? Building configuration... [OK] R1#
14.3.3 Commandes de vérification
Les commandes de vérification courantes sont les suivantes :
- show ip interface brief
- show running-config interface interface-type number
- show interfaces
- show ip interface
- show ip route
- ping
Dans chaque cas, remplacez ip par ipv6 pour la version IPv6 de la commande. La figure montre à nouveau la topologie pour une référence facile.
Cliquez sur chaque bouton correspondant à la sortie de commande de R1.
14.3.4 Filtrage des résultats de commande
Une autre fonctionnalité très utile pour améliorer l’expérience utilisateur dans l’interface en ligne de commande est le filtrage obtenu par le résultat de la commande show . Les commandes de filtrage permettent d’afficher des sections de résultat spécifiques. Pour activer la commande de filtrage, tapez le symbole (|) après la commande show , puis saisissez un paramètre de filtrage et une expression de filtrage.
Après ce symbole, les paramètres de filtrage suivants peuvent être configurés:
- section – Cela affiche l’intégralité de la section commençant par l’expression de filtrage
- include – Cela inclut toutes les lignes de résultat correspondant à l’expression de filtrage
- exclude – Cela exclut toutes les lignes de résultat correspondant à l’expression de filtrage
- begin – Cela affiche toutes les lignes de résultat à partir d’un certain point, en commençant par la ligne qui correspond à l’expression de filtrage
Remarque: les filtres de résultat peuvent être utilisés en combinaison avec toute commande show .
La figure montre à nouveau la topologie pour votre commodité
Ces exemples illustrent certaines des utilisations les plus courantes des paramètres de filtrage.
R1# show running-config | section line vty
line vty 0 4
password 7 121A0C0411044C
login
transport input telnet ssh
R1#
R1# show ipv6 interface brief | include up
GigabitEthernet0/0/0 [up/up]
GigabitEthernet0/0/1 [up/up]
Serial0/1/1 [up/up]
R1#
R1# show ip interface brief | exclude unassigned
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
GigabitEthernet0/0/0 192.168.10.1 YES manual up up
GigabitEthernet0/0/1 192.168.11.1 YES manual up up
Serial0/1/1 209.165.200.225 YES manual up up
R1#
R1# show ip route | begin Gateway
Gateway of last resort is not set
192.168.10.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
L 192.168.10.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
192.168.11.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.11.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
L 192.168.11.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
209.165.200.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 209.165.200.224/30 is directly connected, Serial0/1/1
L 209.165.200.225/32 is directly connected, Serial0/1/1
R1#14.3.5 Packet Tracer – Révision de la configuration de base du routeur
Les routeurs R1 et R2 disposent chacun de deux LAN. R1 est déjà configuré. Votre tâche consiste à configurer l’adressage approprié sur R2 et à vérifier la connectivité entre les LAN.
14.4 Table de routage IP
14.4.1 Sources des routes
Comment un routeur peut-il savoir où il peut envoyer des paquets? Il crée une table de routage basée sur le réseau dans lequel il se trouve.
Une table de routage contient une liste de routes des réseaux connus (préfixes et longueurs de préfixes). La source de cette information est dérivée des éléments suivants:
- Réseaux connectés directement
- Routes statiques
- protocoles de routage dynamiques.
Dans la figure, R1 et R2 utilisent le protocole de routage dynamique OSPF pour partager les informations de routage. En outre, R2 est configuré avec une route statique par défaut vers le fournisseur de services Internet.
Cliquez sur chaque bouton pour afficher la table de routage complète de chaque routeur après la configuration des réseaux directement connectés, du routage statique et du routage dynamique. Le reste de cette rubrique montrera comment ces tableaux sont remplis.
Dans les tables de routage de R1 et R2, notez que les sources de chaque route sont identifiées par un code. Ce code définit comment la route a été appris. Voici quelques exemples de codes courants:
- L – Identifie l’adresse attribuée à l’interface d’un routeur. Ceci permet au routeur de déterminer efficacement s’il reçoit un paquet destiné à l’interface et pas à être transféré.
- C – Identifie un réseau connecté directement.
- S – Identifie une route statique créée pour atteindre un réseau donné.
- O – Identifie un réseau découvert de manière dynamique depuis un autre routeur à l’aide du protocole de routage OSPF.
- * – Cette route peut convenir comme route par défaut.
14.4.2 Les principes de la table de routage
Il existe trois principes de la table de routage décrits dans le tableau. Ce sont des problèmes qui sont résolus par la configuration correcte des protocoles de routage dynamique ou des routes statiques sur tous les routeurs entre les périphériques source et destination.
| Les principes de la table de routage | Exemple |
|---|---|
| Chaque routeur prend sa décision seul, en fonction des informations qu’il possède dans sa propre table de routage. |
|
| Les informations dans une table de routage d’un routeur ne sont pas nécessairement correspondent à la table de routage d’un autre routeur. | Et parce que R1 a une route dans sa table de routage vers un réseau dans l’ Internet via R2, cela ne signifie pas que R2 sait à propos de même réseau. |
| Les informations de routage relatives à un chemin d’accès ne fournissent pas des informations de routage de retour. | R1 reçoit un paquet avec l’adresse IP de destination de PC1 et l’adresse IP source de PC3. Et parce que R1 sait transmettre le paquet sur son interface G0/0/0, ne signifie pas nécessairement qu’il sait comment transférer des paquets provenant de PC1 vers le réseau distant du PC3. |
14.4.3 Entrées de table de routage
En tant qu’administrateur réseau, il est impératif de savoir interpréter le contenu des tables de routage IPv4 et IPv6. La figure illustre une entrée de table de routage IPv4 et IPv6 sur R1 pour la route menant au réseau distant 10.0.4.0/24 and 2001:db8:acad:4::/64. Ces deux routes ont été apprises dynamiquement à partir du protocole de routage OSPF.
14.4.4 Réseaux directement connectés
Avant qu’un routeur puisse apprendre sur les réseaux distants, il doit avoir au moins une interface active configurée avec une adresse IP et un masque de sous-réseau (longueur du préfixe). Il s’agit d’un réseau directement connecté ou d’une route directement connecté. Les routeurs ajoutent une route connectée directement lorsqu’une interface est configurée avec une adresse IP et qu’elle est activée.
Un réseau directement connecté est désigné par un code d’état C dans la table de routage. La route contient un préfixe réseau et une longueur de préfixe.
La table de routage contient également une route locale pour chacun de ses réseaux directement connectés, indiquée par le code d’état de L. Il s’agit de l’adresse IP qui est attribuée à l’interface sur ce réseau directement connecté. Pour les routes locales IPv4, la longueur du préfixe est /32 et pour les routes locales IPv6, la longueur du préfixe est /128. Cela signifie que l’adresse IP de destination du paquet doit correspondre à tous les bits de la route locale pour que cette route soit une correspondance. L’objectif de la route locale est de déterminer efficacement le moment où elle reçoit un paquet pour l’interface au lieu d’un paquet qui doit être transmis.
Les réseaux directement connectés et les routes locales sont affichés dans la sortie suivante.
R1# show ip route Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP (Output omitted) C 10.0.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0 L 10.0.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0 R1# R1# show ipv6 route IPv6 Routing Table - default - 10 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route (Output omitted) C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0] via GigabitEthernet0/0/0, directly connected L 2001:DB8:ACAD:1::1/128 [0/0] via GigabitEthernet0/0/0, receive R1#
14.4.5 Routes statiques
Une fois les interfaces connectées directement configurées et ajoutées à la table de routage, le routage statique ou dynamique peut être mis en œuvre pour accéder aux réseaux à distance.
Les routes statiques sont configurées manuellement. Elles définissent un chemin explicite entre deux périphériques réseau. Contrairement à un protocole de routage dynamique, les routes statiques ne sont pas automatiquement mises à jour: elles doivent être manuellement reconfigurées si la topologie du réseau est modifiée. L’utilisation de routes statiques permet notamment d’améliorer la sécurité et l’efficacité des ressources. Les routes statiques utilisent moins de bande passante que les protocoles de routage dynamique. De plus, aucun cycle de processeur n’est utilisé pour calculer et communiquer des routes. Le principal inconvénient des routes statiques est l’absence de reconfiguration automatique en cas de modification de la topologie du réseau.
Le routage statique a trois fonctions principales:
- Il facilite la maintenance des tables de routage dans les réseaux de petite taille qui ne sont pas amenés à se développer de manière significative.
- Il utilise une route par défaut unique pour représenter un chemin vers tout réseau ne présentant aucune correspondance plus spécifique avec une autre route figurant dans la table de routage. Les routes par défaut sont utilisées pour envoyer du trafic vers toute destination au-delà du routeur ascendant.
- Il assure le routage entre les réseaux d’extrémité. Un réseau d’extrémité est un réseau accessible par une seule route, et le routeur a un seul voisin.
La figure montre un exemple de réseaux d’extrémité. Remarquez qu’un réseau relié à R1 n’aurait qu’un seul moyen d’atteindre d’autres destinations, qu’il s’agisse de réseaux reliés à R2 ou de destinations au-delà de R2. Cela signifie que les réseaux 10.0.1.0/24 et 10.0.2.0/24 sont des réseaux d’extrémité et R1 est un routeur d’extrémité.
Dans cet exemple, une route statique peut être configuré sur R2 pour atteindre les réseaux R1. De plus, étant donné que R1 n’a qu’un seul chemin pour envoyer le trafic non local, une route statique par défaut peut être configurée sur R1 pour spécifier R2 comme tronçon suivant pour tous les autres réseaux.
14.4.6 Routes statiques dans la table de routage IP
Pour la démonstration du routage statique, la topologie de la figure est simplifiée pour n’afficher qu’un seul réseau local connecté à chaque routeur. La figure montre les routes statiques IPv4 et IPv6 configurées sur R1 pour atteindre les réseaux 10.0.4.0/24 et 2001:db8:acad:4::/64 sur R2. Les commandes de configuration sont uniquement à titre de démonstration et sont discutées dans un autre module.
La sortie affiche les entrées de routage statique IPv4 et IPv6 sur R1 qui peuvent atteindre les réseaux 10.0.4.0/24 et 2001:db8:acad:4::/64 sur R2. Notez que les deux entrées de routage utilisent le code d’état S indiquant que la route a été apprise par une route statique. Les deux entrées incluent également l’adresse IP du routeur de tronçon suivant, via ip-address. Le paramètre static à la fin de la commande affiche uniquement les routes statiques.
R1# show ip route static Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP (output omitted) 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 8 subnets, 2 masks S 10.0.4.0/24 [1/0] via 10.0.3.2 R1# show ipv6 route static IPv6 Routing Table - default - 8 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, U - Per-user Static route (output omitted) S 2001:DB8:ACAD:4::/64 [1/0] via 2001:DB8:ACAD:3::2
14.4.7 Protocoles de routage dynamique
Les protocoles de routage dynamique sont utilisés par les routeurs pour partager automatiquement des informations sur l’accessibilité et l’état des réseaux distants. Les protocoles de routage dynamique effectuent plusieurs tâches, notamment la détection de réseaux et la gestion des tables de routage.
Les avantages importants des protocoles de routage dynamique sont la possibilité de sélectionner un meilleur chemin et la possibilité de découvrir automatiquement un nouveau meilleur chemin en cas de modification de la topologie.
La détection de réseaux est la capacité d’un protocole de routage à partager des informations concernant les réseaux qu’il connaît avec d’autres routeurs utilisant le même protocole de routage. Au lieu de configurer manuellement des routes statiques vers des réseaux distants sur chaque routeur, un protocole de routage dynamique permet aux routeurs de recevoir automatiquement, par le biais d’autres routeurs, les informations nécessaires concernant ces réseaux. Ces réseaux, ainsi que le meilleur chemin vers chacun d’eux, sont ajoutés à la table de routage du routeur et identifiés comme des réseaux détectés par un protocole de routage dynamique spécifique.
La figure montre les routeurs R1 et R2 utilisant un protocole de routage courant pour partager des informations réseau.
14.4.8 Routes dynamiques dans la table de routage IP
Un exemple précédent utilisait des routes statiques vers les réseaux 10.0.4.0/24 et 2001:db8:acad:4::/64. Ces routes statiques ne sont plus configurées et OSPF est maintenant utilisé pour apprendre dynamiquement tous les réseaux connectés à R1 et R2. Les exemples suivants montrent les entrées de routage IPv4 et IPv6 OSPF sur R1 qui peuvent atteindre ces réseaux sur R2. Notez que les deux entrées de gamme utilisent le code d’état O pour indiquer que la route été apprise par le protocole de routage OSPF. Les deux entrées incluent également l’adresse IP du routeur de tronçon suivant, via ip-address.
Remarque: Les protocoles de routage IPv6 utilisent l’adresse link-local du routeur de saut suivant.
Remarque: La configuration de routage OSPF pour IPv4 et IPv6 n’est abordé dans ce cours.
R1# show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
(output omitted for brevity)
O 10.0.4.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:22, Serial0/1/1
O 10.0.5.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:15, Serial0/1/1
R1# show ipv6 route
IPv6 Routing Table - default - 10 entries
(Output omitted)
NDr - Redirect, RL - RPL, O - OSPF Intra, OI - OSPF Inter
O 2001:DB8:ACAD:4::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
O 2001:DB8:ACAD:5::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/114.4.9 Route par défaut
Une route par défaut est comparable à une passerelle par défaut sur un hôte. Une route par défaut spécifie un routeur de tronçon suivant qui sera utilisé lorsque la table de routage ne contient pas de route spécifique correspondant à l’adresse IP de destination.
une route par défaut peut être une route statique ou apprise automatiquement à partir d’un protocole de routage dynamique. Une route par défaut a une entrée de route IPv4 0.0.0/0 ou une entrée de route IPv6 de ::/0. Cela signifie que zéro ou aucun bit doit correspondre entre l’adresse IP de destination et la route par défaut.
La plupart des routeurs d’entreprise ont une route par défaut dans leur table de routage. Ceci permet de réduire le nombre de routes dans une table de routage.
Un routeur, tel qu’un routeur domestique ou de petite entreprise qui n’a qu’un seul réseau local, peut atteindre tous ses réseaux distants via une route par défaut. Ceci est utile lorsque le routeur n’a que des réseaux directement connectés et qu’un point de sortie vers un routeur de fournisseur de services.
Dans la figure, les routeurs R1 et R2 utilisent OSPF pour partager des informations de routage sur leurs propres réseaux (réseaux 10.0.x.x/24 et 2001:db8:acad:x::/64). R2 a une route statique par défaut vers le routeur FAI. R2 transmettra tous les paquets avec une adresse IP de destination qui ne correspond pas spécifiquement à l’un des réseaux de sa table de routage au routeur FAI. Cela inclurait tous les paquets destinés à Internet.
- R2 a une route statique par défaut vers le routeur FAI.
- La route par défaut est annoncé par R2 à R1 à l’aide du protocole de routage dynamique OSPF.
R2 a partagé sa route par défaut avec R1 à l’aide d’OSPF. R1 aura désormais une route par défaut dans sa table de routage qu’il l’a appris dynamiquement d’OSPF. R1 transmettra également à R2 tous les paquets dont l’adresse IP de destination ne correspond pas spécifiquement à l’un des réseaux de sa table de routage.
Les exemples suivants montrent les entrées de table de routage IPv4 et IPv6 pour les routes statiques par défaut configurées sur R2.
R2# show ip route
(Output omitted)
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 209.165.200.226
R2#
R2# show ipv6 route
(Output omitted)
S ::/0 [1/0]
via 2001:DB8:FEED:224::2
R2#14.4.10 Structure d’une table de routage IPv4
IPv4 a été standardisé au début des années 1980 en utilisant l’architecture d’adressage classée désormais obsolète. La table de routage IPv4 est organisée à l’aide de cette même structure classée. Dans la sortie show ip route , notez que certaines entrées de route sont laissées justifiées tandis que d’autres sont en retrait. Ceci est basé sur la façon dont le processus de routage recherche la correspondance la plus longue dans la table de routage IPv4. Tout cela était à cause de l’adressage par classe. Bien que le processus de recherche n’utilise plus de classes, la structure de la table de routage IPv4 reste conservée dans ce format.
Router# show ip route
(Output omitted)
192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 192.168.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
O 192.168.2.0/24 [110/65] via 192.168.12.2, 00:32:33, Serial0/0/0
O 192.168.3.0/24 [110/65] via 192.168.13.2, 00:31:48, Serial0/0/1
192.168.12.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.12.0/30 is directly connected, Serial0/0/0
L 192.168.12.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
192.168.13.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.168.13.0/30 is directly connected, Serial0/0/1
L 192.168.13.1/32 is directly connected, Serial0/0/1
192.168.23.0/30 is subnetted, 1 subnets
O 192.168.23.0/30 [110/128] via 192.168.12.2, 00:31:38, Serial0/0/0
Router#Remarque: La table de routage IPv4 de l’exemple ne provient d’aucun routeur de la topologie utilisée dans ce module.
Bien que les détails de la structure dépassent le cadre de ce module, il est utile de reconnaître la structure du tableau. Une entrée en retrait est appelée route enfant. Une entrée de route est indentée si elle est le sous-réseau d’une adresse par classe (réseau de classe A, B ou C). Les réseaux directement connectés seront toujours indentés (Routes enfant) car l’adresse locale de l’interface est toujours entrée dans la table de routage sous la forme /32. La route enfant inclura la source de route et toutes les informations de transfert telles que l’adresse de tronçon suivant. L’adresse réseau par classe de ce sous-réseau sera affichée au-dessus de l’entrée de route, moins indentée et sans code source. Il s’agit de la route parent.
Remarque: Ce n’est qu’une brève présentation à la structure d’une table de routage IPv4 et ne couvre pas les détails ou les spécificités de cette architecture.
L’exemple suivant montre la table de routage IPv4 de R1 dans la topologie. Notez que tous les réseaux de la topologie sont des sous-réseaux, qui sont des routes enfants, du réseau de classe A et de la route parent 10.0.0.0/8.
R1# show ip route
(output omitted for brevity)
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] via 10.0.3.2, 00:51:34, Serial0/1/1
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 8 subnets, 2 masks
C 10.0.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
L 10.0.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/0
C 10.0.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
L 10.0.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0/1
C 10.0.3.0/24 is directly connected, Serial0/1/1
L 10.0.3.1/32 is directly connected, Serial0/1/1
O 10.0.4.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:22, Serial0/1/1
O 10.0.5.0/24 [110/50] via 10.0.3.2, 00:24:15, Serial0/1/1
R1#14.4.11 Structure d’une table de routage IPv6
Le concept d’adressage par classe n’a jamais fait partie d’IPv6, donc la structure d’une table de routage IPv6 est très simple. Chaque entrée de route IPv6 est formatée et alignée de la même manière.
R1# show ipv6 route
(output omitted for brevity)
OE2 ::/0 [110/1], tag 2
via FE80::2:C, Serial0/0/1
C 2001:DB8:ACAD:1::/64 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:1::1/128 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/0, receive
C 2001:DB8:ACAD:2::/64 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/1, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:2::1/128 [0/0]
via GigabitEthernet0/0/1, receive
C 2001:DB8:ACAD:3::/64 [0/0]
via Serial0/1/1, directly connected
L 2001:DB8:ACAD:3::1/128 [0/0]
via Serial0/1/1, receive
O 2001:DB8:ACAD:4::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
O 2001:DB8:ACAD:5::/64 [110/50]
via FE80::2:C, Serial0/1/1
L FF00::/8 [0/0]
via Null0, receive
R1#14.4.12 Distance administrative
Une entrée de route pour une adresse réseau spécifique (préfixe et longueur du préfixe) ne peut apparaître qu’une seule fois dans la table de routage. Toutefois, il est possible que la table de routage apprenne sur la même adresse réseau à partir de plusieurs sources de routage.
Sauf dans des circonstances très spécifiques, un seul protocole de routage dynamique doit être implémenté sur un routeur. Toutefois, il est possible de configurer à la fois l’OSPF et l’EIGRP sur un routeur, et les deux protocoles de routage peuvent apprendre le même réseau de destination. Chaque protocole de routage peut décider d’un chemin différent pour atteindre la destination en fonction de la métrique de ce protocole de routage.
Cela soulève quelques questions, notamment les suivantes:
- Comment le routeur sait-il le source utilisé?
- Quelle route doit-il installer dans la table de routage? La route apprise de l’OSPF, ou la route apprise de l’EIGRP?
Le logiciel CISCO IOS utilise ce que l’on appelle la distance administrative (AD) pour déterminer la route à installer dans la table de routage IP. L’AD indique la «fiabilité» de la route. Plus la valeur de l’AD est faible, plus la source est fiable. Étant donné que l’EIGRP a une AD de 90 et que l’OSPF a une AD de 110, l’entrée de route de l’EIGRP serait installée dans la table de routage.
Remarque: L’AD ne représente pas nécessairement le protocole de routage dynamique le plus approprié.
Un exemple plus courant est un routeur qui apprend la même adresse réseau à partir d’une route statique et d’un protocole de routage dynamique, tel que OSPF. Une route statique a une AD de 1, alors qu’une route découverte par l’OSPF a une AD de 110. Étant donné que deux routes distinctes mènent à la même destination, le routeur choisit d’installer la route avec l’AD la plus basse. Si le routeur doit choisir entre une route statique et une route OSPF, la route statique est prioritaire.
Remarque: Les réseaux directement connectés ont la plus faible AD de 0. Un réseau unique directement connecté peut avoir une AD de 0.
La table répertorie divers protocoles de routage et leurs AD associés.
| Origine de la route | Distance administrative |
|---|---|
| Directement connecté | 0 |
| Route statique | 1 |
| Résumé du route EIGRP | 5 |
| BGP externe | 20 |
| EIGRP interne | 90 |
| OSPF | 110 |
| IS-IS | 115 |
| RIP | 120 |
| EIGRP externe | 170 |
| BGP interne | 200 |
14.5 Routages statique et dynamique
14.5.1 Dynamique ou statique?
La rubrique précédente traitait des façons dont un routeur crée sa table de routage. Ainsi, vous savez maintenant que le routage, comme l’adressage IP, peut être statique ou dynamique. Devriez-vous utiliser le routage statique ou dynamique? La réponse est les deux! Le routage statique et le routage dynamique ne s’excluent pas mutuellement. En revanche, la plupart des réseaux utilisent une combinaison de protocoles de routage dynamique et de routes statiques.
Static Routes
Les routes statiques sont couramment utilisés dans les scénarios suivants:
- En tant que paquet de transfert de route par défaut vers un fournisseur de services
- Pour les routes en dehors du domaine de routage et non apprises par le protocole de routage dynamique
- Lorsque l’administrateur réseau souhaite définir explicitement le chemin d’accès pour un réseau spécifique
- Pour le routage entre les réseaux d’extrémité
Les routes statiques sont utiles pour les plus petits réseaux avec un seul chemin vers un réseau externe. Ils offrent également une sécurité sur les réseaux de plus grande envergure pour certains types de trafic ou des liens vers d’autres réseaux nécessitant plus de contrôle.
Dynamic Routing Protocols
Les protocoles de routage dynamique permettent aux administrateurs réseau de gérer le processus fastidieux et astreignant de configuration et de maintenance des routes statiques. Les protocoles de routage dynamique sont implémentés dans n’importe quel type de réseau composé de plus que de quelques routeurs. Les protocoles de routage dynamique sont évolutifs et déterminent automatiquement les meilleures routes en cas de modification de la topologie.
Les protocoles de routage dynamique sont couramment utilisés dans les scénarios suivants:
- Dans les réseaux composés de plus de quelques routeurs
- Lorsqu’ une modification de la topologie du réseau nécessite que le réseau détermine automatiquement un autre chemin d’accès
- pour l’évolutivité. À mesure que le réseau se développe, le protocole de routage dynamique apprend automatiquement à connaître les nouveaux réseaux.
Le tableau présente une comparaison de certaines différences entre le routage dynamique et statique.
| Caractéristique | Routage dynamique | Routage statique |
|---|---|---|
| Complexité de la configuration | Indépendant de la taille du réseau | Augmente avec la taille du réseau |
| Modifications de la topologie | S’adapte automatiquement aux modifications de la topologie | Intervention de l’administrateur requise |
| Évolutivité | Idéal pour les topologies de réseau simple et complexe | Idéal pour les topologies simples |
| Sécurité | La sécurité doit être configurée | La sécurité est inhérente |
| Utilisation des ressources | Utilise le CPU, la mémoire, la bande passante de la liaison | Aucune ressource supplémentaire n’est nécessaire |
| Prévisibilité du chemin | Route dépend de la topologie et du protocole de routage utilisés | Définie explicitement par l’administrateur |
14.5.2 Évolution des protocoles de routage dynamique
Les protocoles de routage dynamique sont utilisés dans les réseaux depuis la fin des années quatre-vingt. Le protocole RIP est l’un des tout premiers protocoles de routage. RIPv1 a été publiée en 1988, mais certains de ses algorithmes de base étaient déjà utilisés sur ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) dès 1969.
À mesure que les réseaux évoluaient et devenaient plus complexes, de nouveaux protocoles de routage ont émergé. Le protocole RIP a été mis à jour vers RIPv2 pour s’adapter à la croissance dans l’environnement réseau. Cependant, RIPv2 n’est pas encore suffisamment évolué pour les mises en œuvre actuelles de réseaux plus vastes. Deux protocoles de routage avancés ont été développés pour répondre aux besoins des réseaux plus importants: OSPF (Open Shortest Path First) et IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System). Cisco a développé le protocole IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), qui a ensuite été remplacé par l’EIGRP (Enhanced IGRP), qui s’adapte également bien aux grandes implémentations de réseaux.
En outre, il était nécessaire de connecter les différents domaines de routage de différentes organisations et de fournir un routage entre elles. Le protocole BGP (Border Gateway Protocol), successeur du protocole EGP (Exterior Gateway Protocol), est utilisé entre les fournisseurs de services Internet (FAI). Le protocole BGP est également utilisé entre les FAI et certaines organisations privées pour échanger des informations de routage.
La figure montre la durée de l’introduction des différents protocoles.
De nouvelles versions des protocoles de routage IP ont été développées pour prendre en charge les communications reposant sur IPv6, comme indiqué à la ligne IPv6 de la table.
Le tableau classifie les protocoles de routage actuels. Les protocoles IGP (Interior Gateway Protocoles) sont des protocoles de routage utilisés pour échanger des informations de routage au sein d’un domaine de routage administré par une seule organisation. Il n’y a qu’un seul EGP et c’est BGP. BGP est utilisé pour échanger des informations de routage entre différentes organisations, connues sous le nom de systèmes autonomes (AS). BGP est utilisé par les FAI pour acheminer les paquets sur Internet. Les protocoles de routage vectoriel de distance, d’état de liaison et de vecteurs de chemin font référence au type d’algorithme de routage utilisé pour déterminer le meilleur chemin.
| protocole IGP | Protocoles EGP | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Vecteur de distance | État de liens | Protocole BGP | |||
| IPv4 | RIPv2 | EIGRP | OSPFv2 | IS-IS | BGP-4 |
| IPv6 | RIPng | Protocole EIGRP pour IPv6 | OSPFv3 | IS-IS pour IPv6 | BGP-MP |
14.5.3 Concepts du protocole de routage dynamique
Un protocole de routage est un ensemble de processus, d’algorithmes et de messages qui sont utilisés pour échanger des informations de routage et construire la table de routage en y indiquant les meilleurs chemins. L’objectif des protocoles de routage dynamique est notamment le suivant :
- découverte des réseaux distants
- actualisation des informations de routage
- choix du meilleur chemin vers des réseaux de destination
- capacité à trouver un nouveau meilleur chemin si le chemin actuel n’est plus disponible.
Les principaux composants des protocoles de routage dynamique incluent les éléments suivants:
- Structures de données – Les protocoles de routage utilisent généralement des tables ou des bases de données pour fonctionner. Ces informations sont conservées dans la mémoire vive.
- Messages de protocoles de routage – Les protocoles de routage utilisent différents types de messages pour découvrir les routeurs voisins, échanger des informations de routage et effectuer d’autres tâches afin d’obtenir et de gérer des informations précises relatives au réseau.
- Algorithme – Un algorithme est une liste précise d’étapes permettant d’accomplir une tâche. Les protocoles de routage utilisent des algorithmes pour faciliter l’échange d’informations de routage et déterminer le meilleur chemin d’accès.
Ils permettent aux routeurs de partager de manière dynamique des informations sur les réseaux distants et de fournir automatiquement ces informations à leurs propres tables de routage. Cliquez sur Lecture pour voir une animation de ce processus.
Les protocoles de routage déterminent le meilleur chemin, ou la meilleure route, vers chaque réseau. Cette route est alors fournie à la table de routage. La route sera installée dans la table de routage s’il n’y a pas d’autre source de routage avec un AD inférieur. L’un des principaux avantages des protocoles de routage dynamique est l’échange d’informations de routage entre les routeurs lors de la modification de la topologie. Cet échange permet aux routeurs de découvrir automatiquement de nouveaux réseaux et de trouver d’autres chemins en cas de défaillance d’un lien vers un réseau actif.
14.5.4 Meilleur chemin
Avant qu’un chemin d’accès à un réseau distant soit proposé à la table de routage, le protocole de routage dynamique doit déterminer le meilleur chemin d’accès à ce réseau. La détermination du meilleur chemin peut impliquer d’évaluer plusieurs chemins menant au même réseau de destination et de choisir le chemin optimal ou le plus court pour atteindre ce réseau. Lorsqu’il existe plusieurs chemins menant au même réseau, chaque chemin utilise une interface de sortie différente sur le routeur pour atteindre ce réseau.
Le meilleur chemin est sélectionné par un protocole de routage, qui utilise une valeur ou une métrique pour déterminer la distance à parcourir pour atteindre un réseau. Une métrique est une valeur quantitative utilisée pour mesurer la distance pour un réseau donné. Le meilleur chemin pour rejoindre un réseau est celui dont la métrique est la plus faible.
Les protocoles de routage dynamique utilisent généralement leurs propres règles et métriques pour constituer et mettre à jour leur table de routage. L’algorithme de routage génère une valeur ou métrique, pour chaque chemin traversant le réseau. Les métriques peuvent se baser sur une ou plusieurs caractéristiques d’un chemin. Pour choisir la route, certains protocoles de routage peuvent utiliser plusieurs métriques et les combiner en une seule.
Le tableau suivant répertorie les protocoles dynamiques courants et leurs mesures.
| Protocole de routage | Métrique |
|---|---|
| Protocole RIP (Routing Information Protocol) |
|
| Protocole OSPF (Open Shortest Path First) |
|
| Protocole EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) |
|
L’animation de la figure souligne comment le chemin peut être différent selon la métrique utilisée. Si le meilleur chemin défaille, le protocole de routage dynamique sélectionne automatiquement un nouveau chemin le plus approprié s’il existe un.
14.5.5 Équilibrage de charge
Que se passe-t-il si une table de routage contient plusieurs chemins avec des métriques identiques vers le même réseau de destination?
Lorsqu’un routeur contient deux chemins ou plus vers une destination avec des métriques à coût égal, le routeur transmet les paquets en utilisant de manière égale les deux chemins. C’est ce que l’on appelle l’équilibrage de charge à coût égal. La table de routage contient le réseau de destination unique, mais plusieurs interfaces de sortie, une pour chaque chemin de coût égal. Le routeur transfère les paquets en utilisant les différentes interfaces de sortie répertoriées dans la table de routage.
S’il est correctement configuré, l’équilibrage de charge peut améliorer l’efficacité et les performances du réseau.
L’équilibrage de charge à coût égal est implémenté automatiquement par des protocoles de routage dynamique. Il est activé avec des routes statiques lorsqu’il existe plusieurs routes statiques vers le même réseau de destination à l’aide de différents routeurs de tronçon suivant.
Remarque: Seul le protocole EIGRP prend en charge l’équilibrage de charge à coût inégal.
L’animation de la figure présente un exemple d’équilibrage de charge à coût égal.
14.6 Module pratique et questionnaire
14.6.1 Qu’est-ce que j’ai appris dans ce module?
Détermination du chemin
Les principales fonctions d’un routeur consistent à déterminer le meilleur chemin d’acheminement des paquets en fonction des informations contenues dans sa table de routage, et à transférer des paquets vers leur destination. Le meilleur chemin dans la table de routage est également connu comme la correspondance la plus longue. La correspondance la plus longue est celle qui, dans la table de routage, présente le plus grand nombre de bits de correspondance les plus à gauche avec l’adresse IP de destination du paquet. Les réseaux directement connectés sont des réseaux configurés sur les interfaces actives d’un routeur. Un réseau directement connecté est ajouté à la table de routage lorsqu’une interface est configurée avec une adresse IP et un masque de sous-réseau (longueur du préfixe) et est active (up et up). Les routeurs apprennent à connaître les réseaux distants de deux manières: les routes statiques sont ajoutées à la table de routage lorsqu’une route est configurée manuellement, et avec des protocoles de routage dynamiques. À l’aide de protocoles de routage dynamiques tels que EIGRP et OSPF, les routes sont ajoutées à la table de routage lorsque les protocoles de routage apprennent dynamiquement à propos du réseau distant.
Transmission de paquets
Une fois qu’un routeur détermine le chemin correct, il peut transférer le paquet sur un réseau directement connecté, il peut transférer le paquet à un routeur de tronçon suivant, ou il peut déposer le paquet. La responsabilité principale de la fonction de transfert de paquets est d’encapsuler les paquets au type de trame de liaison de données approprié pour l’interface de sortie. Les routeurs prennent en charge trois mécanismes de transmission de paquets: commutation de processus, commutation rapide et CEF. Les étapes suivantes décrivent le processus de transmission de paquets :
- La trame de liaison de données avec un paquet IP encapsulé arrive sur l’interface d’entrée.
- Le routeur examine l’adresse IP de destination dans l’en-tête du paquet et consulte sa table de routage IP.
- Le routeur trouve le préfixe correspondant le plus long dans la table de routage.
- Le routeur encapsule le paquet dans une trame de liaison de données et le transmet à l’extérieur de l’interface de sortie. La destination peut être un périphérique connecté au réseau ou un routeur de tronçon suivant.
- Toutefois, s’il n’y a pas d’entrée de route correspondante, le paquet est supprimé.
Révision de la configuration de base du routeur
Il existe plusieurs commandes de configuration et de vérification pour les routeurs y compris show ip route, show ip interface, show ip interface brief et show running-config. Pour réduire la quantité de sortie de commande, utilisez un filtre. Les commandes de filtrage permettent d’afficher des sections de résultat spécifiques. Pour activer la commande de filtrage, tapez le symbole (|) après la commande show , puis saisissez un paramètre de filtrage et une expression de filtrage. Après ce symbole, les paramètres de filtrage suivants peuvent être configurés:
- section – Affiche l’intégralité de la section commençant par l’expression de filtrage
- include – Inclut toutes les lignes de résultat correspondant à l’expression de filtrage
- exclude – Exclut toutes les lignes de résultat correspondant à l’expression de filtrage
- begin – Affiche toutes les lignes de résultat à partir d’un certain point, en commençant par la ligne qui correspond à l’expression de filtrage
Table de routage IP
Une table de routage contient une liste de routes des réseaux connus (préfixes et longueurs de préfixes). La source de ces informations provient de réseaux directement connectés, de routes statiques et de protocoles de routage dynamique. Les codes courants de la table de routage comprennent:
- L – Identifie l’adresse attribuée à l’interface d’un routeur. Ceci permet au routeur de déterminer efficacement s’il reçoit un paquet destiné à l’interface et non à être transféré.
- C – Identifie un réseau connecté directement.
- S – Identifie une route statique créée pour atteindre un réseau donné.
- O – Identifie un réseau découvert de manière dynamique depuis un autre routeur à l’aide du protocole de routage OSPF.
- * – Cette route peut convenir comme route par défaut.
Chaque routeur prend sa décision seul, en fonction des informations qu’il possède dans sa propre table de routage. Les informations contenues dans une table de routage d’un routeur ne correspondent pas nécessairement à la table de routage d’un autre routeur. Les informations de routage relatives à un chemin d’accès ne fournissent pas d’informations de routage de retour. Les entrées de table de routage incluent la source de la route, le réseau de destination, AD, la métrique, le tronçon suivant, l’horodatage de la route et l’interface de sortie. Pour en savoir plus sur les réseaux distants, un routeur doit avoir au moins une interface active configurée avec une adresse IP et un masque de sous-réseau (longueur du préfixe), appelé réseau directement connecté. Les routes statiques sont configurées manuellement et définissent un chemin explicite entre deux appareils réseau. Les protocoles de routage dynamique peuvent détecter un réseau, gérer les tables de routage, sélectionner un meilleur chemin et découvrir automatiquement un nouveau meilleur chemin si la topologie change. Une route par défaut spécifie un routeur de tronçon suivant à utiliser lorsque la table de routage ne contient pas de route spécifique correspondant à l’adresse IP de destination. une route par défaut peut être une route statique ou apprise automatiquement à partir d’un protocole de routage dynamique. Une route par défaut a une entrée de route IPv4 0.0.0/0 ou une entrée de route IPv6 de ::/0. Les tables de routage IPv4 ont toujours une structure basée sur l’adressage par classe représenté par des niveaux d’indentation. Les tables de routage IPv6 n’utilisent pas la structure de table de routage IPv4. Le logiciel CISCO IOS utilise ce que l’on appelle la distance administrative (AD) pour déterminer la route à installer dans la table de routage IP. L’AD indique la «fiabilité» de la route. Plus la valeur de l’AD est faible, plus la source est fiable.
Routages statique et dynamique
Les routes statiques sont couramment utilisées:
- En tant que paquet de transfert de route par défaut vers un fournisseur de services.
- Pour les routes en dehors du domaine de routage et non apprises par le protocole de routage dynamique
- Lorsque l’administrateur réseau souhaite définir explicitement le chemin d’accès pour un réseau spécifique
- Pour le routage entre les réseaux d’extrémité
Le protocole de routage dynamique est couramment utilisé:
- Dans les réseaux composés de plus de quelques routeurs
- Lorsqu’ une modification de la topologie du réseau nécessite que le réseau détermine automatiquement un autre chemin d’accès
- pour l’évolutivité. À mesure que le réseau se développe, le protocole de routage dynamique apprend automatiquement à connaître les nouveaux réseaux.
Les protocoles de routage actuels incluent les IGP et les EGP. Les IGP échangent des informations de routage au sein d’un domaine de routage administré par une seule organisation. Le seul EGP est BGP. BGP échange des informations de routage entre différentes organisations. BGP est utilisé par les FAI pour acheminer les paquets sur Internet. Les protocoles de routage vectoriel de distance, d’état de liaison et de vecteurs de chemin font référence au type d’algorithme de routage utilisé pour déterminer le meilleur chemin. Les principaux composants des protocoles de routage dynamique sont les structures de données, les messages de protocole de routage et les algorithmes. Le meilleur chemin est sélectionné par un protocole de routage, qui utilise une valeur ou une métrique pour déterminer la distance à parcourir pour atteindre un réseau. Une métrique est une valeur quantitative utilisée pour mesurer la distance pour un réseau donné. Le meilleur chemin pour rejoindre un réseau est celui dont la métrique est la plus faible. Lorsqu’un routeur contient deux chemins ou plus vers une destination avec des métriques à coût égal, le routeur transmet les paquets en utilisant de manière égale les deux chemins. C’est ce que l’on appelle l’équilibrage de charge à coût égal.
