Aujourd'hui, nous allons commencer à étudier les routeurs. Si vous avez suivi mon cours vidéo de la première à la 17ème leçon, alors vous avez déjà appris les bases des switchs. Passons maintenant à l'appareil suivant : le routeur. Comme vous le savez grâce à la leçon vidéo précédente, l'un des sujets du cours CCNA s'appelle Cisco Switching & Routing.
Dans cette série, nous n'étudierons pas les routeurs Cisco, mais examinerons le concept de routage en général. Nous aurons trois sujets. Le premier est un aperçu de ce que vous savez déjà sur les routeurs et une conversation sur la façon dont cela peut être appliqué en conjonction avec les connaissances que vous avez acquises au cours du processus d'étude des commutateurs. Nous devons comprendre comment les commutateurs et les routeurs fonctionnent ensemble.
Nous verrons ensuite ce qu'est le routage, ce qu'il signifie et comment il fonctionne, puis nous passerons aux types de protocoles de routage. Aujourd'hui, j'utilise une topologie que vous avez déjà vue dans les leçons précédentes.
Nous avons examiné comment les données se déplacent sur un réseau et comment la négociation à trois voies TCP est effectuée. Le premier message envoyé sur le réseau est un paquet SYN. Regardons comment une négociation à trois se produit lorsqu'un ordinateur avec l'adresse IP 10.1.1.10 souhaite contacter le serveur 30.1.1.10, c'est-à-dire qu'il essaie d'établir une connexion FTP.
Pour commencer la connexion, l'ordinateur crée un port source avec un nombre aléatoire 25113. Si vous avez oublié comment cela se produit, je vous conseille de revoir les didacticiels vidéo précédents qui traitaient de ce problème.
Ensuite, il place le numéro du port de destination dans le cadre car il sait qu'il doit se connecter au port 21, puis il ajoute les informations OSI de couche 3, qui sont sa propre adresse IP et l'adresse IP de destination. Les données en pointillés ne changent pas jusqu'à ce qu'elles atteignent le point final. Ayant atteint le serveur, ils ne changent pas non plus, mais le serveur ajoute à la trame des informations de deuxième niveau, c'est-à-dire l'adresse MAC. Cela est dû au fait que les commutateurs ne perçoivent que les informations OSI de niveau 2. Dans ce scénario, le routeur est le seul périphérique réseau qui prend en compte les informations de couche 3 ; bien entendu, l'ordinateur fonctionne également avec ces informations. Ainsi, le commutateur ne fonctionne qu’avec des informations de niveau XNUMX et le routeur ne fonctionne qu’avec des informations de niveau XNUMX.
Le commutateur connaît l'adresse MAC source XXXX:XXXX:1111 et souhaite connaître l'adresse MAC du serveur auquel l'ordinateur accède. Il compare l'adresse IP source avec l'adresse de destination, se rend compte que ces appareils sont situés sur des sous-réseaux différents et décide d'utiliser une passerelle pour atteindre un sous-réseau différent.
On me pose souvent la question de savoir qui décide quelle doit être l’adresse IP de la passerelle. Tout d'abord, cela est décidé par l'administrateur réseau, qui crée le réseau et fournit une adresse IP à chaque appareil. En tant qu'administrateur, vous pouvez attribuer à votre routeur n'importe quelle adresse comprise dans la plage d'adresses autorisées sur votre sous-réseau. Il s'agit généralement de la première ou de la dernière adresse valide, mais il n'y a pas de règles strictes concernant son attribution. Dans notre cas, l'administrateur a attribué l'adresse de la passerelle, ou du routeur, 10.1.1.1 et l'a attribuée au port F0/0.
Lorsque vous configurez un réseau sur un ordinateur avec une adresse IP statique de 10.1.1.10, vous attribuez un masque de sous-réseau de 255.255.255.0 et une passerelle par défaut de 10.1.1.1. Si vous n'utilisez pas d'adresse statique, votre ordinateur utilise DHCP, qui attribue une adresse dynamique. Quelle que soit l'adresse IP utilisée par un ordinateur, statique ou dynamique, il doit disposer d'une adresse de passerelle pour accéder à un autre réseau.
Ainsi, l'ordinateur 10.1.1.10 sait qu'il doit envoyer une trame au routeur 10.1.1.1. Ce transfert s'effectue à l'intérieur du réseau local, où l'adresse IP n'a pas d'importance, seule l'adresse MAC est ici importante. Supposons que l'ordinateur n'a jamais communiqué avec le routeur auparavant et ne connaît pas son adresse MAC, il doit donc d'abord envoyer une requête ARP qui demande à tous les appareils du sous-réseau : « hé, lequel d'entre vous a l'adresse 10.1.1.1 ? S'il vous plaît dites-moi votre adresse MAC ! Puisque ARP est un message diffusé, il est envoyé à tous les ports de tous les appareils, y compris le routeur.
L'ordinateur 10.1.1.12, ayant reçu l'ARP, pense : « non, mon adresse n'est pas 10.1.1.1 » et rejette la demande ; l'ordinateur 10.1.1.13 fait de même. Le routeur, ayant reçu la requête, comprend que c'est lui qui est interrogé et envoie l'adresse MAC du port F0/0 - et tous les ports ont une adresse MAC différente - à l'ordinateur 10.1.1.10. Maintenant, connaissant l'adresse de la passerelle XXXX:AAAA, qui est dans ce cas l'adresse de destination, l'ordinateur l'ajoute à la fin de la trame adressée au serveur. En même temps, il définit l'en-tête de trame FCS/CRC, qui est un mécanisme de vérification des erreurs de transmission.
Après cela, la trame de l'ordinateur 10.1.1.10 est envoyée via les fils au routeur 10.1.1.1. Après avoir reçu la trame, le routeur supprime le FCS/CRC en utilisant le même algorithme que l'ordinateur pour vérification. Les données ne sont rien d’autre qu’une collection de uns et de zéros. Si les données sont corrompues, c'est-à-dire qu'un 1 devient un 0 ou un 0 devient un, ou qu'il y a une fuite de données, ce qui se produit souvent lors de l'utilisation d'un hub, l'appareil doit renvoyer la trame.
Si la vérification FCS/CRC réussit, le routeur examine les adresses MAC source et de destination et les supprime, puisqu'il s'agit d'informations de couche 2, et passe au corps de la trame, qui contient des informations de couche 3. Il en apprend que les informations contenues dans la trame sont destinées à un appareil avec l'adresse IP 30.1.1.10.
Le routeur sait d'une manière ou d'une autre où se trouve cet appareil. Nous n'avons pas abordé ce problème lorsque nous avons examiné le fonctionnement des commutateurs, nous allons donc l'examiner maintenant. Le routeur dispose de 4 ports, j'y ai donc ajouté quelques connexions supplémentaires. Alors, comment le routeur sait-il que les données de l'appareil avec l'adresse IP 30.1.1.10 doivent être envoyées via le port F0/1 ? Pourquoi ne les envoie-t-il pas via le port F0/3 ou F0/2 ?
Le fait est que le routeur fonctionne avec une table de routage. Chaque routeur dispose d'un tel tableau qui vous permet de décider via quel port transmettre une trame spécifique.
Dans ce cas, le port F0/0 est configuré sur l'adresse IP 10.1.1.1 et cela signifie qu'il est connecté au réseau 10.1.1.10/24. De même, le port F0/1 est configuré à l'adresse 20.1.1.1, c'est-à-dire connecté au réseau 20.1.1.0/24. Le routeur connaît ces deux réseaux car ils sont directement connectés à ses ports. Ainsi, les informations selon lesquelles le trafic du réseau 10.1.10/24 doit passer par le port F0/0 et pour le réseau 20.1.1.0/24 via le port F0/1 sont connues par défaut. Comment le routeur sait-il via quels ports travailler avec d'autres réseaux ?
Nous voyons que le réseau 40.1.1.0/24 est connecté au port F0/2, le réseau 50.1.1.0/24 est connecté au port F0/3 et le réseau 30.1.1.0/24 connecte le deuxième routeur au serveur. Le deuxième routeur dispose également d'une table de routage, qui indique que le réseau 30. est connecté à son port, notons-le 0/1, et il est connecté au premier routeur via le port 0/0. Ce routeur sait que son port 0/0 est connecté au réseau 20. et que le port 0/1 est connecté au réseau 30., et ne sait rien d'autre.
De même, le premier routeur connaît les réseaux 40. et 50. connectés aux ports 0/2 et 0/3, mais ne connaît rien du réseau 30. Le protocole de routage fournit aux routeurs des informations qu'ils n'ont pas par défaut. Le mécanisme par lequel ces routeurs communiquent entre eux constitue la base du routage ; il existe un routage dynamique et statique.
Le routage statique signifie que le premier routeur reçoit des informations : si vous devez contacter le réseau 30.1.1.0/24, alors vous devez utiliser le port F0/1. Cependant, lorsque le deuxième routeur reçoit du trafic d'un serveur destiné à l'ordinateur 10.1.1.10, il ne sait pas quoi en faire, car sa table de routage ne contient que des informations sur les réseaux 30. et 20. Par conséquent, ce routeur a également besoin pour enregistrer le routage statique : s'il reçoit du trafic pour le réseau 10., il doit l'envoyer via le port 0/0.
Le problème avec le routage statique est que je dois configurer manuellement le premier routeur pour qu'il fonctionne avec le réseau 30 et le deuxième routeur pour qu'il fonctionne avec le réseau 10. C'est facile si je n'ai que 2 routeurs, mais quand j'ai 10 routeurs, la configuration le routage statique prend beaucoup de temps. Dans ce cas, il est judicieux d’utiliser le routage dynamique.
Ainsi, après avoir reçu une trame de l'ordinateur, le premier routeur regarde sa table de routage et décide de l'envoyer via le port F0/1. En même temps, il ajoute l'adresse MAC source XXXX.BBBB et l'adresse MAC de destination XXXX.CCSS à la trame.
Ayant reçu cette trame, le deuxième routeur « coupe » les adresses MAC liées à la deuxième couche OSI et passe aux informations de la troisième couche. Il voit que l'adresse IP de destination 3 appartient au même réseau que le port 30.1.1.10/0 du routeur, ajoute l'adresse MAC source et l'adresse MAC de destination à la trame et envoie la trame au serveur.
Comme je l'ai déjà dit, un processus similaire est ensuite répété dans la direction opposée, c'est-à-dire que la deuxième étape de la prise de contact est effectuée, au cours de laquelle le serveur renvoie un message SYN ACK. Avant de faire cela, il supprime toutes les informations inutiles et ne laisse que le paquet SYN.
Après avoir reçu ce paquet, le deuxième routeur examine les informations reçues, les complète et les transmet.
Ainsi, dans les leçons précédentes, nous avons appris comment fonctionne un commutateur, et maintenant nous avons appris comment fonctionnent les routeurs. Répondons à la question de savoir ce qu'est le routage au sens global. Supposons que vous rencontriez un tel panneau routier installé à un rond-point. Vous pouvez voir que la première branche mène à la RAF Fairfax, la deuxième à l'aéroport, la troisième au sud. Si vous prenez la quatrième sortie, vous vous retrouverez dans une impasse, mais à la cinquième, vous pourrez traverser le centre-ville jusqu'au château de Braxby.
En général, le routage est ce qui oblige le routeur à prendre des décisions sur l'endroit où envoyer le trafic. Dans ce cas, c'est vous, en tant que conducteur, qui devez décider quelle sortie de l'intersection prendre. Dans les réseaux, les routeurs doivent décider où envoyer les paquets ou les trames. Vous devez comprendre que le routage vous permet de créer des tables en fonction des routeurs qui prennent ces décisions.
Comme je l'ai dit, il existe un routage statique et dynamique. Regardons le routage statique, pour lequel je dessinerai 3 appareils connectés les uns aux autres, le premier et le troisième étant connectés aux réseaux. Supposons qu'un réseau 10.1.1.0 veuille communiquer avec le réseau 40.1.1.0 et qu'entre les routeurs il existe des réseaux 20.1.1.0 et 30.1.1.0.
Dans ce cas, les ports du routeur doivent appartenir à des sous-réseaux différents. Par défaut, le routeur 1 ne connaît que les réseaux 10. et 20. et ne sait rien des autres réseaux. Le routeur 2 ne connaît que les réseaux 20. et 30. car ils y sont connectés, et le routeur 3 ne connaît que les réseaux 30. et 40. Si le réseau 10. veut contacter le réseau 40., je dois informer le routeur 1 du réseau 30. . . et que s'il veut transférer une trame vers le réseau 40., il doit utiliser l'interface du réseau 20. et envoyer la trame sur le même réseau 20.
Je dois attribuer 2 routes au deuxième routeur : s'il veut transmettre un paquet du réseau 40. vers le réseau 10., alors il doit utiliser le port réseau 20., et transmettre un paquet du réseau 10. vers le réseau 40. - réseau port 30. De même, je dois fournir au routeur 3 des informations sur les réseaux 10. et 20.
Si vous disposez de petits réseaux, la configuration du routage statique est très simple. Cependant, plus le réseau s'étend, plus les problèmes de routage statique surviennent. Imaginons que vous ayez créé une nouvelle connexion qui connecte directement les premier et troisième routeurs. Dans ce cas, le protocole de routage dynamique mettra automatiquement à jour la table de routage du routeur 1 avec ce qui suit : « si vous avez besoin de contacter le routeur 3, utilisez une route directe » !
Il existe deux types de protocoles de routage : Internal Gateway Protocol IGP et External Gateway Protocol EGP. Le premier protocole fonctionne sur un système distinct et autonome appelé domaine de routage. Imaginez que vous ayez une petite organisation avec seulement 5 routeurs. Si nous parlons uniquement de la connexion entre ces routeurs, nous entendons IGP, mais si vous utilisez votre réseau pour communiquer avec Internet, comme le font les fournisseurs d'accès Internet, alors vous utilisez EGP.
IGP utilise 3 protocoles populaires : RIP, OSPF et EIGRP. Le programme CCNA ne mentionne que les deux derniers protocoles car RIP est obsolète. Il s'agit du plus simple des protocoles de routage et il est encore utilisé dans certains cas, mais il n'offre pas la sécurité réseau nécessaire. C'est l'une des raisons pour lesquelles Cisco a exclu RIP de la formation. Cependant, je vais quand même vous en parler car l'apprendre permet de comprendre les bases du routage.
La classification des protocoles EGP utilise deux protocoles : BGP et le protocole EGP lui-même. Dans le cours CCNA, nous couvrirons uniquement BGP, OSPF et EIGRP. L'histoire de RIP peut être considérée comme une information bonus, qui sera reflétée dans l'un des didacticiels vidéo.
Il existe 2 autres types de protocoles de routage : les protocoles Distance Vector et les protocoles de routage Link State.
La première passe examine les vecteurs de distance et de direction. Par exemple, je peux établir une connexion directement entre les routeurs R1 et R4, ou je peux établir une connexion le long du chemin R1-R2-R3-R4. Si nous parlons de protocoles de routage utilisant la méthode du vecteur de distance, alors dans ce cas, la connexion s'effectuera toujours par le chemin le plus court. Peu importe que cette connexion ait une vitesse minimale. Dans notre cas, il s'agit de 128 kbps, ce qui est beaucoup plus lent que la connexion le long de la route R1-R2-R3-R4, où la vitesse est de 100 Mbps.
Considérons le protocole à vecteur de distance RIP. Je vais dessiner le réseau 1 devant le routeur R10 et le réseau 4 derrière le routeur R40. Supposons qu'il y ait de nombreux ordinateurs dans ces réseaux. Si je souhaite communiquer entre le réseau 10. R1 et le réseau 40. R4, alors j'attribuerai un routage statique à R1 comme : « si vous devez vous connecter au réseau 40., utilisez une connexion directe au routeur R4. » En même temps, je dois configurer manuellement RIP sur les 4 routeurs. Ensuite, la table de routage R1 dira automatiquement que si le réseau 10. veut communiquer avec le réseau 40., il doit utiliser une connexion directe R1-R4. Même si le contournement s'avère plus rapide, le protocole Distance Vector choisira toujours le chemin le plus court avec la distance de transmission la plus courte.
OSPF est un protocole de routage à état de liens qui examine toujours l'état des sections du réseau. Dans ce cas, il évalue la vitesse des canaux, et s'il constate que la vitesse de transmission du trafic sur le canal R1-R4 est très faible, il sélectionne le chemin avec la vitesse la plus élevée R1-R2-R3-R4, même si son la longueur dépasse le chemin le plus court. Ainsi, si je configure le protocole OSPF sur tous les routeurs, lorsque j'essaie de connecter le réseau 40. au réseau 10., le trafic sera envoyé le long de la route R1-R2-R3-R4. Ainsi, RIP est un protocole à vecteur de distance et OSPF est un protocole de routage à état de lien.
Il existe un autre protocole : EIGRP, un protocole de routage propriétaire de Cisco. Si nous parlons de périphériques réseau d'autres fabricants, par exemple Juniper, ils ne prennent pas en charge l'EIGRP. Il s'agit d'un excellent protocole de routage, bien plus efficace que RIP et OSPF, mais il ne peut être utilisé que dans les réseaux basés sur des appareils Cisco. Plus tard, je vous expliquerai plus en détail pourquoi ce protocole est si bon. Pour l'instant, je noterai que l'EIGRP combine les fonctionnalités des protocoles à vecteurs de distance et des protocoles de routage à état de lien, représentant un protocole hybride.
Dans la prochaine leçon vidéo, nous aborderons de près l'examen des routeurs Cisco ; je vais vous parler un peu du système d'exploitation Cisco IOS, destiné à la fois aux commutateurs et aux routeurs. J'espère qu'au cours du jour 19 ou du jour 20, nous aborderons plus en détail les protocoles de routage et je montrerai comment configurer les routeurs Cisco en utilisant de petits réseaux comme exemples.
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Source: habr.com