Module 8 : Couche Réseau et Routage

🌍 8.1 Aperçu de la couche réseau

🧭 8.1.1 La couche réseau (Couche 3)

La couche réseau (Layer 3) permet la communication entre des appareils sur différents réseaux. Protocoles principaux :

• IPv4 et IPv6 : Assurent l'adressage et la livraison des paquets.

• Protocoles de routage : Tels que OSPF pour le calcul des meilleurs chemins.

• ICMP : Utilisé pour les diagnostics et la gestion des erreurs.

Principales fonctions :

1. Adressage des appareils : Chaque appareil reçoit une adresse IP unique.

2. Encapsulation : Ajout d’un en-tête IP pour inclure des informations d’adresse et de contrôle.

3. Routage : Acheminement des paquets vers des réseaux distants via des routeurs.

4. Désencapsulation : Suppression de l’en-tête IP à la destination pour transmettre les données à la couche supérieure.

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📦 8.1.2 Encapsulation IP

• En-tête IP : Ajouté au segment de la couche transport pour former un paquet.

• Contient les adresses IP source et destination.

• L’en-tête reste inchangé pendant la transmission, sauf en cas de traduction d’adresse (NAT).

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⚙️ 8.1.3 Caractéristiques d'IP

1. Sans connexion : IP n’établit pas de session avant l’envoi des paquets. Les paquets sont envoyés indépendamment.

2. Meilleur effort : IP ne garantit pas la livraison (protocole non fiable).

3. Indépendance du média : Fonctionne sur des supports variés comme le cuivre, la fibre optique et les liaisons sans fil.

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🧱 8.2 Le paquet IPv4

🗂️ 8.2.1 Aperçu de l’en-tête IPv4

L’en-tête IPv4 contient des champs en binaire qui aident au routage et à la livraison des paquets.

📋 8.2.2 Champs de l’en-tête IPv4

Champs principaux :

• Version : Identifie la version d'IP (IPv4 = 0100).

• Services différenciés (DS) : Précise la priorité du paquet.

• TTL (Time to Live) : Limite la durée de vie des paquets pour éviter les boucles infinies.

• Protocole : Indique le protocole de transport (e.g., TCP = 6, UDP = 17).

• Adresses IP source et destination : Spécifient l'origine et la destination du paquet.

• Checksum de l’en-tête : Détecte une éventuelle corruption de l’en-tête.

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🛠️ 8.3 Aperçu d'IPv6

🚦 8.3.1 Limitations d’IPv4

1. Épuisement des adresses : Seulement ~4 milliards d’adresses disponibles.

2. Absence de connectivité de bout en bout : Utilisation de NAT, masquant les adresses des appareils internes.

3. Complexité accrue : Le NAT, bien qu’utile, ajoute de la latence et complique le dépannage.

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✨ 8.3.2 Aperçu d’IPv6

IPv6 a été conçu pour pallier les limitations d’IPv4. Avantages :

1. Espace d’adressage augmenté : Adresses sur 128 bits (contre 32 bits pour IPv4).

2. Meilleure gestion des paquets : En-tête simplifié avec moins de champs.

3. Élimination du NAT : Grâce au grand nombre d’adresses publiques disponibles.

IPv6 offre 340 undecillions d’adresses, contre seulement 4 milliards pour IPv4. Cela équivaut approximativement au nombre de grains de sable sur Terre !

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📦 8.3.3 Différences entre les en-têtes IPv4 et IPv6

IPv6 simplifie l’en-tête :

• En-tête IPv4 : 20 octets (jusqu'à 60 avec options) et 12 champs.

• En-tête IPv6 : 40 octets fixes, moins de champs.

Nouveaux champs IPv6 :

• Label de flux (Flow Label) : Indique un traitement uniforme pour un groupe de paquets.

• Hop Limit : Remplace TTL pour limiter les sauts.

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🚦 8.4 Routage des hôtes

🔄 8.4.1 Décision de routage d’un hôte

Un hôte détermine si la destination est locale ou distante :

1. Destination locale : Partage le même réseau que la source.

2. Destination distante : Nécessite un routeur comme gateway par défaut.

🚪 8.4.2 Gateway par défaut

La gateway par défaut est le routeur connecté au réseau local, permettant d’accéder aux réseaux distants.

📜 8.4.3 Tables de routage des hôtes

Sur un hôte Windows, les commandes route print ou netstat -r affichent la table de routage. Sections principales :

1. Interface List : Affiche les interfaces réseau disponibles.

2. IPv4 Route Table : Liste les routes IPv4, y compris la route par défaut.

3. IPv6 Route Table : Liste les routes IPv6.

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📡 8.5 Routage des paquets par les routeurs

📦 8.5.1 Fonctionnement d’un routeur

Lorsqu’un paquet arrive sur un routeur :

1. Le routeur examine l’adresse IP de destination.

2. Il consulte sa table de routage pour déterminer le meilleur chemin.

3. Il encapsule le paquet dans une nouvelle trame Ethernet et le transmet au prochain saut.

📜 8.5.2 Table de routage d’un routeur

Contient trois types de routes :

1. Réseaux connectés directement : Interfaces actives.

2. Réseaux distants : Connexions via d'autres routeurs.

3. Route par défaut : Chemin utilisé en l’absence de correspondance spécifique.

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🛠️ 8.5.3 Routage statique

Les routes statiques sont configurées manuellement. Avantages :

• Contrôle précis des chemins. Inconvénients :

• Pas de mise à jour automatique en cas de changement de topologie.

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🔄 8.5.4 Routage dynamique

Avec un protocole de routage dynamique (e.g., OSPF, EIGRP), les routeurs :

• Partagent automatiquement les informations de routage.

• S’adaptent automatiquement aux changements de topologie.

Avantages :

• Mise à jour automatique des tables.

• Optimisation des chemins.