Qu’est-ce qu’un routeur ?

Après avoir vu les notions de réseau informatique et de switchs dans les chapitres précédents de ce cours, intéressons-nous à la notion de routeur.

I. La couche 3

Dans le dernier chapitre, nous avons parlé de couche 2 et du matériel correspondant. Il est temps de monter d'un cran, et de parler de la couche 3 (du modèle OSI). Pour faire simple : la couche 3 est aux réseaux informatiques ce qu'est la poste dans la vie humaine.

En effet, le PDU de couche 3 est le paquet, et le rôle de la couche 3 est d'acheminer des paquets sur les différentes portions réseau. Éventuellement, la couche 3 peut aussi disposer de mécanismes pour informer les routeurs de l'indisponibilité d'une route ou du dépassement d'un temps trop long, etc.

Les deux principaux protocoles que nous allons rencontrer en couche 3 sont IP et ICMP. Le premier, IP pour Internet Protocol, est tout simplement celui qui est à la base des réseaux informatiques aujourd'hui, on parle d'ailleurs de réseaux TCP/IP (nous parlerons de TCP une prochaine fois). IP est un protocole d'acheminement « au mieux », c'est-à-dire qu'il n'est pas fiable par nature.

Cela peut paraître étrange, mais il est prévu dans la conception d'IP que le paquet puisse se perdre (je vous l'ai dit, comme à la poste...) et ce n'est pas le problème d'IP. Éventuellement, les protocoles de couches supérieures prendront en charge ce problème, mais au niveau d'IP cela s'arrête ici.

De la même manière, un acheminement « au mieux » signifie aussi que les données initiales, découpées en paquets, arriverons dans l'ordre où elles arriveront. Car il n'est absolument pas garanti qu'elles empruntent le même chemin, ni qu'elles ne rencontrent pas des problèmes d'encombrement ou autre. Enfin, lors de l'envoi, IP ne se préoccupe pas de savoir si le destinataire est en capacité de réponse (ou même s'il existe), IP envoie, point.

C'est là qu'ICMP entre en jeux, ce protocole Internet Control Message Protocol ou protocole de messages de contrôle d'Internet, viens pour donner des informations sur l'état des routes, les disponibilités de l'hôte, etc. Ce protocole est donc tout aussi important que le premier, et les deux vont généralement de pair. D'ailleurs, peut-être certains d'entre vous ont utilisé ICMP à travers son outil le plus répandu : ping.

Ping est en effet, un utilitaire qui utilise ICMP ; lorsque vous faites un ping, vous envoyez une demande d'echo (echo request) à un hôte distant, s'il est présent et capable de répondre, il vous envoie une réponse (echo reply), sinon, vous avez un message d'erreur (réseau inaccessible, temps de vie dépassé, etc.) et vous êtes au courant de l'état du réseau entre vous et la machine distante.

II. Le routage

Le routage est donc un mécanisme de couche 3 qui va utiliser l'entête du protocole IP pour acheminer les paquets. Tout comme Ethernet, IP ajoute son entête lors de l'encapsulation des trames en paquets. Je ne vais pas le détailler, car il contient des champs qui ne vous sont pas utiles pour l'instant, mais extraire dans leur ordre d'apparition les champs importants :

• Version : ce champ contient un code qui indique la version (IPv4 ou IPv6)
• TTL : Time To Live (littéralement "temps de vie") cette valeur est décrémentée à chaque traversée de routeur. Quand vous envoyez un ping vers un serveur distant, le TTL est à son maximum, imaginons 10. Lorsqu'il quitte votre PC, il passe ensuite par la box de votre FAI (qui est un routeur) et ce TTL va être réduit à 9; il va ensuite passer par le routeur de secteur de votre FAI et arriver à 8, etc. S'il atteint 0, le routeur en charge à ce moment-là envoie immédiatement un message pour indiquer que le TTL est expiré. Ceci a été mis en place pour éviter que des paquets IP ne se promène à l'infini sur le net.
• Protocole : équivalent du champ "EtherType" de couche 2, il indique à la couche supérieure le protocole contenu dans les données utiles
• Adresse IP source : cette fois déclarée en premier
• Adresse IP de destination

Les adresses IP sont donc au cœur du mécanisme de routage. Il s'agit d'adresses logiques et non plus physiques comme l'adresse MAC. Cela se constate très facilement : si vous connectez votre PC portable au Wifi chez vous, puis au bureau, vous n'aurez pas la même adresse IP, car vous n'êtes pas sur le même réseau.

Si vous n'êtes pas au fait des adresses IP, je vous invite à lire cet article pour vous familiariser, puis celui-ci pour mieux comprendre leur fonctionnement, sinon, ces notions seront reprises lorsque nous parlerons plus en détail du routage sur les appareils Cisco.

Chaque équipement (hôte ou routeur) achemine un paquet en fonction de l'adresse de destination, pour faire cela, il utilise sa table de routage. Tout équipement connecté à un réseau bénéficie d'une table de routage. Par exemple, sur Windows, on peut l'afficher grâce à la commande suivante :

route print

Grâce à cette table, mon PC sait que pour aller sur Internet (route en "0.0.0.0"), il doit passer par "192.168.1.1" (ma box) et sortir par "192.168.1.9" (ma carte réseau). Le principe est le même sur un routeur, qui peut disposer de beaucoup de routes !

Pour résumer, la table de routage est comme une sorte d'atlas routier où tous les itinéraires connus sont notés dedans. Retenez cela pour l'instant, je ne veux pas alourdir cette partie du cours et toutes les notions seront vues plus tard.

Notre routeur est donc l'appareil qui va se charger d'aiguiller le trafic entre les réseaux. Chez vous, c'est la box qui est votre routeur, qui s'occupe de relier votre réseau privé à Internet. Pour cela - et ça apparaît bien dans l'image ci-dessus - elle fait office de passerelle entre les deux réseaux. Une passerelle dans le monde des réseaux est donc toujours un routeur, ou du moins un appareil capable de faire du routage.

Parce que oui, il n'y a pas que les routeurs dans la vie ! D'autres appareils sont en capacité de faire du routage : des serveurs, des pare-feux et même... des switchs ! En effet, il existe des switchs dit "de niveau 3", autrement dit de couche 3. Ces commutateurs sont, en effet, capables de travailler à la fois au niveau de la couche 2, mais aussi de la couche 3. Vous aurez l'occasion d'en manipuler pendant ce cours.