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Extrait du référentiel : BTS Systèmes Numériques option A (Informatique et Réseaux) Niveau(x) S7. Réseaux, télécommunications et modes de
transmission
S7.2. Concepts fondamentaux des réseaux
Équipements réseau : connecteur, carte réseau, commutateur, pont,
routeur, etc.
Modèle en couches et protocoles de l’Internet : IP, ICMP, ARP, UDP,TCP, etc.
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Objectifs du TP :
- Pourquoi utiliser le routage statique ? - Quand utiliser le routage statique ?
- La commande « ip route » (adresse de sortie ou saut suivant, recherche récursive) - La table de routage (structure, hiérarchisation, recherche d’une route)
- Les types de routes statiques (standard, par défaut, résumée, flottante)
Support d’activité :
- Logiciels : Cisco Packet Tracer, suite bureautique - Internet
- Fichiers : Configurer un routeur cisco.PDF, Topologie.pka et Topologie2.pka - Ce document au format PDF
Pré-requis :
- TP sur le routage statique (1ère partie)
Vous rédigerez un compte-rendu numérique.
Pensez aux captures d’écran pour imager votre compte-rendu.
Sauvegardez votre travail régulièrement !
Des modifications peuvent exister selon la version du logiciel utilisée.
POURQUOI UTILISER LE ROUTAGE STATIQUE ?
Dans l’exemple ci-dessous, le routeur R1 se voit confier les datagrammes dont l’adresse de destination est extérieure au réseau. Pour pouvoir faire progresser l’information, le routeur consulte sa table de routage à la recherche d’une route vers le réseau de destination.
Exemple de routage
Au minimum, il faut établir une correspondance entre un réseau qu’il est possible d’atteindre et l’adresse IP du prochain routeur à qui il faut confier les datagrammes pour s’approcher de ce réseau ou l’atteindre.
Dans l’exemple ci-dessus, le routeur R1 pour atteindre le réseau 192.168.1.0/24 doit confier les paquets à l’adresse 172.16.2.254.
L’apprentissage de cette route, et donc le remplissage de la table de routage, est le fait de l’administrateur, on parle alors de routage statique.
DCE/DTE
QUAND UTILISER LE ROUTAGE STATIQUE ?
Les routes statiques sont utiles :
- pour connecter un routeur d’extrémité, comme dans les cas de petits réseaux avec un seul chemin vers l’extérieur (Internet).
- pour utiliser un réseau spécifique, comme lorsque la sécurité d’une route doit être assurée. Le chemin sera toujours le même car l’information est statique et prioritaire sur les routes annoncées par les protocoles de routage dynamique. En effet le routage statique et le routage dynamique ne s’excluent pas mutuellement, ils sont souvent combinés.
- pour résumer un ensemble de routes afin de simplifier la table de routage ou d’accélérer la convergence d’un protocole de routage.
- pour définir une route par défaut.
.254
LA COMMANDE IP ROUTE
La commande « ip route », en mode configuration globale, doit être utilisée autant de fois qu’il existe de routes statiques à créer. Les routes statiques sont encodées manuellement par
l’administrateur afin de permettre au routeur de transmettre les données dans la bonne direction sans autre apport d’information. La commande permettant d’ajouter une route statique est la suivante :
Router (config)# ip route network-adress subnet-mask (ip-address | exit- interface)
network-address correspond à l’adresse de destination du réseau distant à ajouter à la table de routage.
subnet-mask correspond au masque de sous-réseau du réseau distant à ajouter à la table de routage.
ip-address représente l’adresse ip du routeur du tronçon suivant (nest hop).
ou
exit-interface représente l’interface de sortie utilisée pour transférer les paquets.
Question 1
Topologie du réseau étudié
Les configurations se feront exclusivement en « Terminal console » via le « Portable Administrateur ».
À l’aide du logiciel « Cisco Packet Tracer » et en utilisant le fichier « Topologie.pka », réalisez la topologie « physique » du réseau ci-dessus.
Configurez une route statique en utilisant la méthode avec l’interface de sortie pour avertir
« Routeur0 » de la présence du réseau distant 10.0.8.0/30.
Vous devriez obtenir le message ci-dessous :
%Default route without gateway, if not a point-to-point interface, may impact performance
Comme l’indique le message de l’IOS (abréviation de Internetwork Operating System, « système d'exploitation pour la connexion des réseaux »), cette technique ne fonctionne correctement que lorsqu’il n’y a qu’un seul chemin possible derrière cette interface (ce qui est toujours le cas d’une liaison point à point).
Imaginez que vous demandiez votre route, que l’on vous indique de prendre la route de droite et qu’un kilomètre plus loin vous tombiez sur un carrefour sans signalisation, il vous serait difficile alors de connaître la bonne route.
Vérifiez la table de routage résultante.
« Routeur0 » doit comprendre : « ajoute une route pour le sous-réseau 10.0.8.0/30 qui envoie les paquets pour ce sous-réseau sur l’interface série ».
Si l’interface tombe, la route disparaîtra de la table de routage ! Question 2
Essayez en utilisant la commande « shutdown » sur l’interface série.
L’inconvénient de cette méthode est que, même si le routeur dispose d’un autre chemin pour joindre la destination via une autre interface, seule l’interface spécifiée dans la commande sera utilisée. Et si cette interface tombe, la destination sera injoignable ! Et si vous utilisiez l’adresse du saut suivant (next hop) :
Question 3
Supprimez la configuration précédente puis réalisez une nouvelle configuration en utilisant l’adresse du saut suivant.
« Routeur0 » doit comprendre : « ajoute une route pour le sous-réseau 10.0.8.0/24 qui envoie les paquets pour ce sous-réseau sur l’interface 200.0.0.2 ».
Vérifiez la table de routage résultante.
Sans le protocole CEF, le processus devra faire deux passages dans la table de routage : Pour joindre 10.0.8.0/24, il faut passer par 200.0.0.2.
Et pour joindre 200.0.0.2, il faut passer par le sous-réseau 200.0.0.0/30 qui est directement connecté à l’interface série.
Ce processus est appelé recherche récursive.
Une route statique récursive est valide uniquement lors de la résolution du tronçon suivant et est dépendante d’une interface valide.
Avec « CEF », il n’y a plus de récursivité. En effet une seule recherche combinant la table FIB (Forwarding Information Base) et la table de contiguités est nécessaire.
Les routes statiques sont encodées manuellement par l’administrateur du routeur et ne sont donc pas issues du résultat de l’algorithme de calcul d’un protocole de routage. Aucune ressource complémentaire en CPU ou en mémoire n’est donc requise pour les calculer et aucune information n’est échangée avec les routeurs voisins pour trouver les routes. Mais elles sont statiques et ne peuvent pas évoluer en fonction des modifications apportées à la topologie.
Spécifiez une interface de sortie informe directement l’IOS de l’interface devant traiter
l’information. Mais l’inconvénient de cette technique est que si l’interface tombe, la destination ne sera plus joignable même si une route alternative existe.
Le choix de l’utilisation de l’adresse de saut suivant permet de ne pas définir d’interface de sortie, ce qui permet d’avoir un chemin alternatif mais oblige l’IOS à réaliser deux passes dans la table de routage : la première pour déterminer l’adresse du saut suivant, et la deuxième pour trouver l’interface de sortie correspondant à cette adresse.
Parfois le choix est imposé par les circonstances. En effet, il n’est pas toujours possible de connaître l’adresse du saut suivant, lorque l’on dispose d’une adresse dynamique délivrée via un serveur DHCP par le fournisseur d’accès.
LA TABLE DE ROUTAGE IPV4
STRUCTURE
Pour des raisons historiques, bien que la table de routage puisse contenir un adressage par classe et/ou sans classe, la structure globale se base toujours sur le schéma par classe.
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 10.0.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
L 10.0.1.1/32 is directly connected, FastEthernet0/0 S 10.0.8.0/24 [1/0] via 200.0.0.2
…
Deux entrées de la table de routage sont automatiquement créées lorsqu’une interface locale au routeur est active (C+L).
Explications détaillées de la route statique ci-dessus :
S : origine de la route. S = route Statique (ajouté manuellement par l’administrateur).
10.0.8.0/24 : adresse du réseau de destination.
[1/0] : distance administrative.
[1/0] : métrique.
via 200.0.0.2 : adresse de tronçon suivant. Il est possible de trouver une interface de sortie.
L’origine de la route indique comment une route a été découverte : C : directement connecté ;
D : protocole de routage dynamique EIGRP;
L : route locale ;
O : protocole de routage dynamique OSPF ; S : route statique ;
R : protocole de routage dynamique RIP ;
…
HIÉRARCHISATION
La table de routage est décomposée en types de routes hiérarchisées :
- la meilleure route : entrée contenant une adresse de saut suivant ou une interface de sortie comme les routes d’origines locale (L), directement connectées (C), statiques (S) ou dynamiques (D, O, R, …).
- EXEMPLES - S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.0.0.2
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 L 172.16.1.1/32 is directly connected, FastEthernet0/0 S 172.16.2.0/24 [1/0] via 200.0.0.2
101.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 101.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/1/1 L 101.0.0.2/32 is directly connected, Serial0/1/1 S 192.168.0.0/16 [1/0] via 101.0.0.1
S 200.21.0.0/24 [1/0] via 101.0.0.1
200.0.0.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 200.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/0/0 L 200.0.0.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
- la route de niveau 1 : entrée possédant un masque de sous-réseau inférieur (route de super- réseau « supernet ») ou égal (route de sous-réseau) au masque de la classe de l’adresse IP. Elle peut également représenter une route par défaut (0.0.0.0/0).
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.0.0.2
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 L 172.16.1.1/32 is directly connected, FastEthernet0/0 S 172.16.2.0/24 [1/0] via 200.0.0.2
101.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 101.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/1/1 L 101.0.0.2/32 is directly connected, Serial0/1/1 S 192.168.0.0/16 [1/0] via 101.0.0.1
S 200.21.0.0/24 [1/0] via 101.0.0.1
200.0.0.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 200.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/0/0 L 200.0.0.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
Plus d’info !
- la route parent de niveau 1 : route de niveau 1 divisée en sous-réseaux et n’étant pas une meilleure route.
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.0.0.2
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 L 172.16.1.1/32 is directly connected, FastEthernet0/0 S 172.16.2.0/24 [1/0] via 200.0.0.2
101.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 101.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/1/1 L 101.0.0.2/32 is directly connected, Serial0/1/1 S 192.168.0.0/16 [1/0] via 101.0.0.1
S 200.21.0.0/24 [1/0] via 101.0.0.1
200.0.0.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 200.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/0/0 L 200.0.0.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
La route enfant de niveau 2 : route correspondant à un sous-réseau d’une adresse réseau par classe. Les routes enfants sont toujours les meilleures routes !
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.0.0.2
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 L 172.16.1.1/32 is directly connected, FastEthernet0/0 S 172.16.2.0/24 [1/0] via 200.0.0.2
101.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 101.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/1/1 L 101.0.0.2/32 is directly connected, Serial0/1/1 S 192.168.0.0/16 [1/0] via 101.0.0.1
S 200.21.0.0/24 [1/0] via 101.0.0.1
200.0.0.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 200.0.0.0/30 is directly connected, Serial0/0/0 L 200.0.0.1/32 is directly connected, Serial0/0/0 RECHERCHE D’UNE ROUTE
Lorsqu’un paquet à destination d’un autre réseau arrive sur une interface du routeur, celui-ci consulte sa table de routage afin d’identifier la destination du paquet. Si la route :
- correspond à une meilleure route de niveau 1 : celle-ci est directement utilisée pour transférer le paquet et la recherche est terminée.
S 200.21.0.0/24 [1/0] via 101.0.0.1 - correspond à une route parent de niveau 1 :
- si une route enfant de niveau 2 est trouvée, celle-ci est utilisée et la recherche est terminée.
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
- s’il n’y a pas de route enfant correspondante mais qu’une route de super réseau existe, celle-ci est utilisée et la recherche est terminée.
S 192.168.0.0/16 [1/0] via 101.0.0.1
- si une route par défaut existe, celle-ci est utilisée et la recherche est terminée.
S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.0.0.2
- si aucune route n’est trouvée, le paquet est abandonné et un message « ICMP » est envoyé vers la source.
Il faut toujours prendre la route ayant la meilleure correspondance, c’est-à-dire la route la plus précise correspondant au réseau de destination.
LES TYPES DE ROUTE STATIQUES
ROUTE STATIQUE STANDARD
La route statique standard permet de joindre un réseau spécifique, que cela soit parce qu’il n’y a aucune autre correspondance dans la table de routage, ou pour spécifier une meilleure route.
Pour permettre au routeur « Routeur0 » de joindre le réseau 10.0.8.0/30, il faut ajouter la route statique suivante :
Routeur0 (config)# ip route 10.0.8.0 255.255.255.252 200.0.0.2
Pour joindre le réseau 10.0.8.0/30, il faut passer par l’adresse de saut suivant (next hop) 200.0.0.2.
Question 4
Quelles sont les routes qu’il faudrait ajouter à « Routeur0 » pour connaître tous les réseaux internes de « nimes.snir.local » ?
Il est impossible d’encoder toutes les routes existantes sur Internet !
Il serait bon également de définir les réseaux 10.0.11.0/24 et 10.0.12.0/24 sur le routeur
« Routeur2 ».
Question 5
Ajoutez les routes statiques à « Routeur2 » pour lui faire connaître les réseaux 10.0.11.0/24 et 10.0.12.0/24.
Question 6
Réalisez les tests d’écho de niveau 3, depuis le routeur « Routeur0 » vers les adresses 10.0.8.1 et 10.0.8.2.
Le ping vers 10.0.8.2 ne répond pas car « Routeur2 » ne connait pas de route vers 200.0.0.1. Lorsqu’un ping est effectué depuis un routeur, celui-ci prend automatiquement l’adresse IP de l’interface la plus proche de la destination comme adresse source.
Il est toutefois possible de spécifier l’adresse IP d’une autre interface de routeur comme adresse source en utilisant la commande « ping étendue ».
Routeur0# ping Protocol [ip]:
Target IP address: 200.0.0.2 Repeat count [5]:
Datagram size [100]:
Timeout in seconds [2]:
Extended commands [n]: y
Source address or interface: 10.0.1.1 Type of service [0]:
Set DF bit in IP header? [no]:
Validate reply data? [no]:
Data pattern [0xABCD]:
Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]:
Sweep range of sizes [n]:
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 200.0.0.2, timeout is 2 seconds:
Packet sent with a source address of 10.0.1.1 ...
Success rate is 0 percent (0/5)
Il est possible de simplifier cette commande (mais pas sous Packet Tracer) : Routeur0# ping 200.0.0.2 source 10.0.0.1
Ici comme « Routeur2 » ne connait pas le réseau interne de « Routeur0 (10.0.1.0/24) », il lui est donc impossible de répondre à la demande.
ROUTE STATIQUE PAR DÉFAUT
La route statique par défaut ou de dernier recours permet de définir une route générique qui sera utilisée par les paquets ne disposant pas d’une meilleure route (route plus précise).
Pour permettre au routeur « Routeur0 » de joindre Internet, il faut lui ajouter une route statique par défaut sur le lien à 2 Mb/s.
Question 7
Ajoutez la route statique par défaut à « Routeur0 ».
Pour joindre n’importe quel réseau ayant n’importe quel masque (0.0.0.0/0), il faut passer par l’interface de sortie. Il est possible également d’utiliser l’adresse du saut suivant, si celle-ci est connue, plutôt que l’interface de sortie.
Question 8
Vérifiez la table de routage du routeur « Routeur0 ».
La passerelle de dernier recours est identifiée par un astérisque (*).
L’adresse de saut suivant (FAI) aurait pu être utilisée mais elle risque de varier lorque l’on ne dispose pas d’une IP fixe, de plus l’adresse de saut suivant n’est pas toujours connue.
Une route statique où l’on spécifie directement l’interface de sortie est appelée route statique directement connectée.
Une route statique où l’on spécifie l’adresse de saut suivant est appelée route statique entièrement spécifiée.
ROUTE STATIQUE RÉSUMÉE
Il est possible de récapituler un ensemble de réseaux en une seule route. Cela permet de réduire la taille de la table de routage et d’accélérer la recherche dans celle-ci.
Pour « nimes.snir.local », les réseaux sont les suivants : 10.0.8.0 (10.0.00001000.0)
10.0.9.0 (10.0.00001001.0) 10.0.11.0 (10.0.00001011.0) 10.0.12.0 (10.0.00001100.0) ___________________________
10.0.8.0/21 (10.0.00001xxx.0)
Seuls les 3 premiers bits du troisième octet changent et donc les 21 bits de poids fort restent identiques.
Il est donc possible de résumer l’ensemble des routes suivantes :
Routeur0 (config)# ip route 10.0.8.0 255.255.255.252 200.0.0.2 Routeur0 (config)# ip route 10.0.9.0 255.255.255.252 200.0.0.2 Routeur0 (config)# ip route 10.0.11.0 255.255.255.0 200.0.0.2 Routeur0 (config)# ip route 10.0.12.0 255.255.255.0 200.0.0.2 En :
Routeur0 (config)# ip route 10.0.8.0 255.255.248.0 200.0.0.2 Question 9
Réalisez le résumé des routes sur le routeur « Routeur0 » puis vérifiez la table de routage.
ROUTE STATIQUE FLOTTANTE
Il est possible de définir un chemin de secours (secondaire) par une route statique ou dynamique principale, en cas de perte du lien principal.
Ici, le lien principal doit être celui à 2 Mb/s. Il ne faut utiliser le lien à 64 kb/s partant de
« Routeur0 » qu’en cas de panne du premier.
Pour cela, vous allez utiliser la distance administrative.
Plus une distance administrative dispose d’une valeur numérique basse, plus le type de route est prioritaire dans les choix du routeur.
La métrique est une valeur calculée par un protocole de routage afin de déterminer la meilleure route.
Il ne faut pas confondre la métrique et la distance administrative. La métrique n’est utilisée qu’au sein d’un protocole de routage donné afin de choisir la meilleure route parmi celles qu’il connait. Le calcul de la métrique est définit par le protocole lui-même.
Question 10
Configurez une distance administrative d’une valeur de « 240 » sur le lien à 64 Kb/s.
Vérifiez le temps de réponse avec la commande « traceroute ».
Question 11
Désactivez l’interface du lien principal, vérifiez à nouveau le temps de réponse en utilisant toujours la commande « traceroute ».
Le temps de réponse donné par « Packet Tracer » n’est naturellement pas significatif.
Question 12
Vérifiez le fonctionnement de votre réseau par des tests d’echo de niveau 3. PC0 à PC3 doivent pouvoir communiquer ensemble.
FAIRE VALIDER LE TRAVAIL PAR LE PROFESSEUR
ALLEZ PLUS LOIN !
Question 13
Réalisez quelques recherches sur les thèmes et/ou mots-clés ci-dessous :
- la détermination du meilleur chemin ; - le nombre de sauts ou la bande passante ; - l’équilibrage de charge.
Question 14
Ouvrez le fichier « Topologie2.pka » et appelez le professeur.
