Cours CCNA1 V7 Module 8 : Couche Réseau

 

 Module 8 : Couche Réseau

 8.1 Caractéristiques de la couche réseau

 Couche réseau

•Fournit des services qui permettent aux périphériques finaux d'échanger des données

•IP version 4 (IPv4) et IP version 6 (IPv6) sont les principaux protocoles de communication de couche réseau.

•La couche réseau effectue quatre opérations de base :

•Adressage des périphériques finaux

•Encapsulation

•Routage

•Désencapsulation

 

 

 Encapsulation de l'IP

•Le protocole IP encapsule le segment de couche transport.

•IP peut utiliser un paquet IPv4 ou IPv6 et n'affecte pas le segment de couche 4.

•Les paquets IP seront examinés par tous les périphériques de couche 3 lorsqu'ils traversent le réseau.

•L'adresse IP est identique de la source à la destination.

Remarque: le NAT modifiera l'adressage, mais sera abordé dans un module ultérieur.

 Caractéristiques de l'IP

IP est conçu pour avoir de faibles frais généraux et peut être décrit comme :

•Sans connexion

•Acheminement au mieux

•Indépendant vis-à-vis des supports

 Sans connexion

IP est Sans connexion

•L'IP n'établit pas de connexion avec la destination avant d'envoyer le paquet.

•Aucune information de contrôle n'est nécessaire (synchronisations, accusés de réception, etc.).

•La destination recevra le paquet à son arrivée, mais aucune pré-notification n'est envoyée par IP.

•S'il y a un besoin de trafic orienté de connexion, un autre protocole s'en chargera (typiquement TCP au niveau de la couche de transport).

 

 Acheminement au mieux

L'IP est l'acheminement au mieux

•IP ne garantit pas la livraison du paquet.

•IP a réduit les frais généraux car il n'existe aucun mécanisme qui permet de renvoyer des données qui ne sont pas reçues.

•IP ne s'attend pas à des accusés de réception.

•IP ne sait pas si l'autre périphérique est opérationnel ou s'il a reçu le paquet.

 

 Indépendant vis-à-vis des supports

L'IP n'est pas fiable : 

•Il ne peut pas gérer ou réparer les paquets non livrés ou corrompus.

•L'IP ne peut pas être retransmis après une erreur.

•IP ne peut pas se réaligner sur des paquets hors séquence.

•IP doit s'appuyer sur d'autres protocoles grâce à ces caractéristiques.

L'IP est indépendant vis-à-vis des supports.

•IP ne concerne pas le type de trame requis dans la couche de liaison de données ou le type de support dans la couche physique.

•IP peut être envoyé sur n'importe quel type de support: cuivre, fibre ou sans fil.

 

La couche réseau établira l'unité de transmission maximale (MTU).

•La couche réseau reçoit ce message à partir des informations de contrôle envoyées par la couche de liaison de données.

•Le réseau établit ensuite la taille MTU.

La fragmentation est lorsque la couche 3 divise le paquet IPv4 en unités plus petites.

•La fragmentation provoque une latence.

•IPv6 ne fragmente pas les paquets.

•Exemple : Le routeur passe d'Ethernet à un WAN lent avec une MTU est inférieure.

 8.2 Paquet IPv4

 En-tête de paquet IPv4

IPv4 est le protocole de communication principal pour la couche réseau.

L'en-tête réseau a de nombreux objectifs :

•Il garantit que le paquet est envoyé vers la meilleure direction (vers la destination).

•Il contient des informations pour la gestion de couche réseau dans différents domaines.

•Les informations contenues dans l'en-tête sont utilisées par tous les périphériques de couche 3 qui gèrent le paquet

 Champs de l'en-tête du paquet IPv4

Caractéristiques de l'en-tête réseau IPv4 :

•C'est en binaire.

•Contient plusieurs champs d'information

•Le diagramme est lu de gauche à droite, 4 octets par ligne

•Les deux champs les plus importants sont la source et la destination.

Les protocoles peuvent avoir une ou plusieurs fonctions.

 

 Les champs importants de l'en-tête IPv4 sont

 8.3 Paquets IPv6

 Limites du protocole IPv4

l'IPv4 présente trois problèmes majeurs :

•La pénurie des adresses IPv4 — Nous sommes trouvé à court d'adresses IPv4.

•La manque de connectivité de bout en bout — Pour que IPv4 survienne aussi longtemps, l'adressage privé et NAT ont été créés. Cela a mis fin aux communications directes avec l'adressage public.

•Augmentation de la complexité du réseau — NAT a été conçu comme une solution temporaire et crée des problèmes sur le réseau comme un effet secondaire de la manipulation des en-têtes réseau adressant. NAT provoque des problèmes de latence et de dépannage.

Présentation d'IPv6

•IPv6 a été développé par l'Internet Engineering Task Force (IETF)

•IPv6 dépasse les limites des adresses IPv4.

•Améliorations apportées par IPv6 :

•Espace d'adressage plus important — basé sur l'adresse 128 bits et pas sur 32 bits

•Traitement plus efficace des paquet – l'en-tête a été simplifié et comporte moins de champs.

•Traduction d'adresses réseau inutile — grâce au grand nombre d'adressage, il n'est plus nécessaire d'utiliser une adressage privée interne et d'être mappé à une adresse publique partagée.

 Champs d'en-tête de paquet IPv4 dans l'en-tête de paquet IPv6 

•L'en-tête IPv6 est simplifié, mais pas inférieure.

•L'en-tête est fixé à 40 octets ou octets de longueur.

•Plusieurs champs IPv4 ont été supprimés pour améliorer les performances.

•Certains champs IPv4 ont été supprimés pour améliorer les performances:

•Indicateur

•Décalage du fragment

•Somme de contrôle d'en-tête

 En-tête de paquet IPv6

 Les champs importants de l'en-tête IPv4 sont

Le paquet IPv6 peut également contenir des en-têtes d'extension (EH).

Caractéristiques des en-têtes EH :

•fournisse des informations facultatives sur la couche réseau

•sont facultatifs

•sont placés entre l'en-tête IPv6 et la charge utile

•ils sont utilisés pour la fragmentation, la sécurité, la prise en charge de la mobilité, etc.

Remarque: Contrairement à IPv4, les routeurs ne fragmentent pas les paquets IPv6 routés

 8.4 Méthode de routage des hôtes

 Décisions relatives aux transmissions des hôtes

•Les paquets sont toujours créés à la source.

•Chaque unité hôte crée sa propre table de routage.

•Un hôte peut envoyer des paquets aux éléments suivants :

•Lui-même — 127.0.0.1 (IPv4), ::1 (IPv6)

•Hôtes locaux — la destination se trouve sur le même réseau local

•Hôtes distants : les périphériques ne sont pas sur le même réseau local

 

•Le périphérique source détermine si la destination est locale ou distante

•Méthode de détermination :

•IPv4 — La source utilise sa propre adresse IP et masque de sous-réseau, ainsi que l'adresse IP de destination

•IPv6 — La source utilise l'adresse réseau et le préfixe annoncés par le routeur local

•Le trafic local est déchargé de l'interface hôte pour être géré par un périphérique intermédiaire.

•Le trafic distant est transféré directement à la passerelle par défaut sur le réseau local.

 Utilisation de la passerelle par défaut

Un routeur ou un commutateur de couche 3 peut être une passerelle par défaut.

Caractéristiques d'une passerelle par défaut (DGW) :

•Il doit avoir une adresse IP dans la même gamme que le reste du réseau local.

•Il peut accepter les données du réseau local et est capable de transférer le trafic hors du réseau local.

•Il peut acheminer vers d'autres réseaux.

Si un périphérique n'a pas de passerelle par défaut configuré ou une passerelle par défaut est incorrecte, son trafic ne pourra pas quitter le réseau local.

Un hôte achemine vers la passerelle par défaut

•L'hôte connaîtra la passerelle par défaut (DGW) statiquement ou via DHCP dans IPv4.

•IPv6 envoie le DGW via une sollicitation de routeur (RS) ou peut être configuré manuellement.

• Une DGW est une route statique qui sera une route de dernier recours dans la table de routage.

•Tous les périphériques sur le LAN auront besoin de la DGW du routeur s'ils ont l'intention d'envoyer du trafic à distance.

 

 Les tables de routage des routeurs 

•Sous Windows, utilisez les commandes route print ou netstat -r pour afficher la table de routage PC

•Trois sections affichées par ces deux commandes :

•Liste des interfaces - toutes les interfaces potentielles et l'adressage MAC

•Table de routage IPv4

•Table de routage IPv6

 

 8.5 Présentation au routage

 La table de routage du routeur IP

Il existe trois types d'itinéraires dans la table de routage d'un routeur:

•Directement connecté — Ces routes sont automatiquement ajoutées par le routeur, lorsqu'une interface est configurée avec une adresse IP et qu'elle est activée

•Routes distantes — Ce sont les routes que le routeur n'a pas de connexion directe et peuvent être appris:

•Manuellement — avec un itinéraire statique

•Dynamiquement — en utilisant un protocole de routage pour que les routeurs partagent leurs informations entre eux

•Route par défaut - cela transfère tout le trafic vers une direction spécifique s'il n'existe aucune autre route jusqu'au un réseau souhaité dans la table de routage.

 Routage Statique

Caractéristiques de routage statique :

•Doit être configurées manuellement.

•Doit être ajusté manuellement par l'administrateur en cas de modification de la topologie

•Idéal pour les petits réseaux non redondants

•Souvent utilisé conjointement avec un protocole de routage dynamique pour configurer une chemin par défaut

 

 Routage Dynamique

Routes dynamiques automatiquement:

•Découvrir les réseaux distants

•Assurer l'actualisation des informations

•Sélectionner le chemin le plus approprié vers un réseau de destination

•Trouver de nouveaux meilleurs chemins lorsqu'il y a une modification de topologie

Le routage dynamique peut également partager des routes statiques par défaut avec les autres routeurs.

 

 

 

 Présentation au table de routage IPv4

La commande show ip route affiche les sources de route suivantes:

•L - Adresse IP de l'interface locale directement connectée

•C - Réseau connecté directement

•S - La route statique a été configurée manuellement par un administrateur

•O - OSPF

•D - EIGRP

Cette commande affiche les types de routes suivants:

•Directement Connecté – C et L

•Routes Distantes – O, D, etc.

•Routes par défaut – S*

 

 8.6 Module pratique et questionnaire

 Qu'est-ce que j'ai appris dans ce module?

•IP est sans connexion, l'acheminement au mieux et indépendant vis-à-vis des supports.

•IP ne garantie pas la livraison des paquets.

•Un en-tête de paquet IPv4 est constitué de champs contenant des informations importantes sur le paquet.

•IPv6 surmonte le manque de connectivité de bout en bout IPv4 et augmente la complexité du réseau.

•Un périphérique détermine si une destination est elle-même, un autre hôte local et un hôte distant.

•Une passerelle par défaut est un routeur qui fait partie du réseau local et sera utilisé comme une porte vers d'autres réseaux.

•La table de routage contient une liste de toutes les adresses réseau connues (préfixes) et où transférer le paquet.

•Le routeur utilise le masque de sous-réseau le plus long ou la correspondance de préfixe.

•La table de routage comporte trois types d'entrées de routage: les réseaux directement connectés, les réseaux distants et un route par défaut.