Ch. 6 — Routage

Routage direct : le même réseau

Quand source et destination appartiennent au même réseau local, pas besoin de passerelle : c'est le routage direct. Selon la topologie :

• en bus : le signal est reçu par tous, la communication est multi-point — aucune passerelle n'est nécessaire ;
• en étoile : une passerelle est nécessaire. Avec un commutateur (switch), le signal n'est reçu que par le segment du destinataire (communication point à point) ; avec un répéteur (hub), il est reçu par tous (multi-point).

Dans les deux cas, la communication nécessite une trame portant l'adresse MAC de destination.

Routage indirect : bout en bout par morceaux

Dès que source et destination sont sur des réseaux différents, les messages traversent des réseaux intermédiaires : c'est le routage indirect. La communication de bout en bout devient une chaîne de communications point à point, indépendante des topologies physiques des réseaux locaux traversés. Il faut des passerelles — les routeurs — qui permettent le passage entre réseaux voisins ; chaque routeur sélectionne le prochain intermédiaire (un autre routeur, ou le destinataire final).

La trame change, l'IP persiste

C'est le point capital du chapitre, illustré par l'exemple IP du cours : entre la machine src (réseau 1) et dst (réseau N), chaque trame est réécrite, mais le datagramme reste identique :

Trame 1   Src : MAC src    Dst : MAC R11    ┐
Trame 2   Src : MAC R12    Dst : MAC R21    │  Datagramme IP inchangé :
  ...                                       ├  Src  : IPsrc
Trame N-1 Src : MAC R(n-1)2  Dst : MAC RN1  │  Dst  : IPdst
Trame N   Src : MAC Rn2      Dst : MAC dst  ┘  Data : « mon message »

La table de routage

Chaque machine maintient sa table de routage, locale. Chaque ligne indique au minimum un destinataire à atteindre et la direction pour l'atteindre — avec la nécessité d'une route par défaut pour les destinations inconnues :

• un destinataire, c'est OU une adresse de machine, OU une adresse réseau, OU une adresse de broadcast, OU une adresse de multicast ;
• une direction, c'est ET l'interface réseau à utiliser pour sortir, ET — OU le prochain routeur à atteindre (routage indirect), OU la machine de destination (routage direct) ;
• on y ajoute souvent une métrique (coût, distance…).

Lire sa table de routage

Sous Linux / macOS, deux commandes équivalentes :

root@test:~# ip route show
default via 10.0.2.2 dev enp0s3 proto dhcp metric 100
10.0.2.0/24 dev enp0s3  proto kernel  scope link  src 10.0.2.15  metric 100

root@S203:~# route -n        (ou netstat -rn)
Destination   Passerelle   Genmask         Indic  Metric  Iface
0.0.0.0       10.0.2.2     0.0.0.0         UG     100     enp0s3
10.0.2.0      0.0.0.0      255.255.255.0   U      100     enp0s3

La ligne default (ou 0.0.0.0 avec l'indicateur UG) est la route par défaut ; la ligne 10.0.2.0/24 est le réseau directement connecté (U = up, sans passerelle).

Sous Windows : netsh interface ipv4 show route ou route print -4 — même lecture, avec 0.0.0.0/0 via la passerelle (ex. 192.168.1.254) et le réseau 192.168.1.0/24 « On-link ». Sur un routeur Cisco, show ip route affiche des codes par origine : C connected, S static, R RIP, O OSPF, B BGP… — la route par défaut y apparaît en S* (par exemple S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 195.238.2.22), avec la mention gateway of last resort.

Construire la table : statique ou dynamique

• Statique — construite manuellement :

ip route add default via 10.0.2.2 dev ens3
route add default gw 10.0.2.2 dev ens3

• Dynamique — construite automatiquement : les protocoles de routage découvrent les routes puis les sélectionnent selon un algorithme. Deux familles :
  • les états de liens : une vue « complète » du graphe de connexion — l'algorithme sous-jacent connu est Dijkstra ;
  • les vecteurs de distance : une vue à courte distance du graphe — l'algorithme sous-jacent connu est Bellman-Ford.
  • Il existe aussi des méthodes mixtes, comme le protocole EIGRP (Cisco).

A retenir

• routage direct : même réseau, trame vers la MAC du destinataire (bus multi-point, étoile point à point avec un commutateur) ;
• routage indirect : réseaux différents, routeurs entre voisins, communication bout en bout = chaîne de point à point ;
• la trame change à chaque saut, le datagramme IP persiste — la couche liaison gère la réécriture ;
• la table de routage : destinataire (machine, réseau, broadcast, multicast) → direction (interface ET prochain routeur ou destination), plus métrique et route par défaut ;
• construction statique (à la main) ou dynamique (états de liens — Dijkstra ; vecteurs de distance — Bellman-Ford ; mixte — EIGRP).