Fonctionnement et Configuration des Routeurs Cisco

Le Rôle du Routeur et les Tables de Routage

Le routeur détermine le meilleur chemin. Il utilise les tables de routage pour déterminer le meilleur chemin pour transmettre le paquet.

Les Tables de Routage

Les tables de routage sont des tableaux qui suivent les routes vers les destinations du réseau.

Composants Matériels du Routeur

• CPU: Exécute les instructions du système d'exploitation, telles que l'initialisation du système, le routage et les fonctions de commutation.
• RAM: Stocke les instructions et les données nécessaires au fonctionnement du CPU.
• ROM: Est une forme de stockage permanent.
• NVRAM: Contient les informations de configuration de démarrage (boot config), les protocoles de routage IP et les données connexes.
• Mémoire Flash: Stocke le système d'exploitation (IOS) et d'autres fichiers.
• Interfaces LAN (Int LAN): Comme Ethernet et Fast Ethernet, pour la connexion au réseau local.
• Interfaces WAN (Int WAN): Pour connecter différentes liaisons série (RNIS et DSL).

Fonctions et Opérations du Routeur

Fonctions Importantes du Routeur

1. Déterminer la meilleure façon d'envoyer les paquets.
2. Transmettre les paquets à leur destination.

Le Processus de Démarrage (Boot)

1. Exécution du POST (Power-On Self-Test).
2. Chargement du programme d'amorçage (bootstrap).
3. Localisation et chargement du logiciel Cisco IOS.
4. Localisation et chargement du fichier de configuration de démarrage ou entrée dans le mode de configuration.

Couches de Fonctionnement

Le routeur fonctionne aux couches 1, 2 et 3 du modèle OSI.

Étapes de Configuration de Base d'un Routeur

1. Nommer le routeur.
2. Définir les mots de passe.
3. Configurer les interfaces.
4. Configurer les messages (Msgs).
5. Enregistrer les modifications de configuration.
6. Vérifier les opérations de base.

Commandes de Vérification IOS

R1# show running-config

Affiche les paramètres actuels stockés dans la RAM (configuration en cours d'exécution).

R1# show startup-config

Affiche le fichier de configuration de démarrage stocké dans la NVRAM.

R1# show ip route

Affiche la table de routage utilisée par l'IOS pour sélectionner la meilleure route vers les réseaux de destination.

R1# show interfaces

Affiche tous les paramètres de configuration et les statistiques des interfaces.

Concepts Fondamentaux du Routage

Importance de la Table de Routage

La table de routage fournit au routeur les informations nécessaires pour accomplir sa fonction principale : acheminer les paquets vers le réseau de destination.

Trois Façons d'Apprendre les Réseaux

1. Routes connectées (Directement connectées).
2. Routage statique.
3. Routage dynamique.

Champs Importants de l'En-tête IP (IPv4)

• Version (IPv4).
• TTL (Time To Live): Nombre de routeurs que le paquet peut traverser avant d'être jeté.
• Adresse IP source (32 bits).
• Adresse IP cible (32 bits).

Processus d'Encapsulation et de Décapsulation

1. La source encapsule les données dans un paquet IP avec les adresses IP source et destination.
2. Le paquet est encapsulé dans une trame avec les adresses MAC source et destination.
3. Les bits de la trame sont envoyés via le câble.
4. Le routeur (passerelle) reçoit la trame et la décapsule.
5. Le routeur vérifie sa table de routage pour déterminer le meilleur chemin.
6. Le paquet est encapsulé dans un nouveau format de trame adapté à l'interface de sortie, avec de nouvelles adresses de couche 2 (MAC source et destination).
7. La trame est envoyée via l'interface de sortie.

Routage Statique

Utilisations Primaires du Routage Statique

• Facilite la maintenance de la table de routage dans les réseaux de petite taille qui ne devraient pas croître de manière significative.
• Routage des réseaux à connexion unique (stub networks).
• Utilisation d'une route par défaut pour représenter un chemin vers tout réseau qui n'a pas de correspondance plus spécifique dans la table de routage.

Avantages du Routage Statique

• Le traitement du processeur est minimal.
• Plus facile à comprendre pour l'administrateur.
• Facile à configurer.

Inconvénients du Routage Statique

• La configuration et la maintenance sont longues.
• La configuration est sujette à des erreurs, surtout dans les grands réseaux.
• Nécessite l'intervention de l'administrateur pour modifier l'itinéraire.
• Mal adapté aux réseaux en croissance; la maintenance devient compliquée.
• Nécessite une connaissance approfondie de l'ensemble du réseau pour une mise en œuvre correcte.

Routage Dynamique

Avantages du Routage Dynamique

• L'administrateur a moins de travail de maintenance lors de l'ajout ou de la suppression de réseaux.
• Les protocoles réagissent automatiquement aux changements de topologie.
• La configuration est moins sujette aux erreurs.

Inconvénients du Routage Dynamique

• Utilisation des ressources du routeur (cycles CPU, mémoire et bande passante de la liaison).
• L'administrateur exige plus de connaissances pour la configuration, la vérification et le dépannage.

Classification des Protocoles de Routage Dynamique

Les protocoles de routage sont classés selon leurs caractéristiques. Les plus fréquents sont :

• RIP: Protocole de routage à vecteur de distance intérieur.
• IGRP: Protocole de routage à vecteur de distance intérieur développé par Cisco (Obsolète depuis IOS 12.2).
• OSPF: Protocole de routage à état de liens intérieur.
• IS-IS: Protocole de routage à état de liens intérieur.
• EIGRP: Protocole de routage à vecteur de distance avancé intérieur développé par Cisco.
• BGP: Protocole de routage à vecteur de chemin extérieur.

Convergence

La convergence se produit lorsque toutes les tables de routage des routeurs sont dans un état d'uniformité. Les propriétés de convergence incluent la vitesse de propagation des informations de routage et le calcul des chemins optimaux.

La Métrique

Le meilleur chemin est choisi par un protocole de routage basé sur la valeur ou la métrique utilisée pour déterminer la distance pour atteindre ce réseau.

Fonctions de Transmission de Paquets

Deux Fonctions Impliquées

1. Fonction de Détermination de l'Itinéraire: Processus par lequel le routeur détermine le chemin à utiliser lors de la transmission d'un paquet.
2. Fonction de Commutation: Après avoir déterminé l'interface de sortie, le routeur doit encapsuler le paquet dans la trame de liaison de données de l'interface de sortie.

Traitement d'un Paquet Destiné à un Autre Réseau

Le routeur effectue les trois étapes suivantes :

1. Décapsule l'en-tête de couche 3 du paquet et retire la trame de couche 2.
2. Examine l'adresse IP de destination du paquet pour trouver le meilleur chemin dans la table de routage.
3. Encapsule le paquet de niveau 3 dans une nouvelle trame de couche 2 et transmet la trame via l'interface de sortie.

Outils de Surveillance et de Dépannage

CDP (Cisco Discovery Protocol)

Le CDP est un outil puissant de surveillance et de dépannage des réseaux.

Commandes de Vérification et de Dépannage

Commandes pour Afficher les Informations

• show interfaces
• show ip interface brief
• show running-config

Commandes pour Tester et Dépanner

• ping
• traceroute
• show ip route
• show ip route brief
• show cdp neighbors

Commandes de Configuration et Debug

debug ip routing

Permet à l'IOS d'afficher un message lorsqu'un nouvel itinéraire est ajouté à la table de routage.

Configuration d'une Route Statique

La commande pour configurer une route statique est ip route [réseau] [masque] [next-hop].