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Réseaux — Routage et commutation
Cours routage et commutation pour le BTS SIO SISR : VLAN, trunk, routage inter-VLAN, STP, OSPF, ACL, NAT, commandes Cisco et exercices corrigés.
Par Josselyn C., prof de BTS SIO. Mis à jour le .
L'essentiel
La commutation fait circuler les trames à l'intérieur d'un réseau local, d'un port de switch à un autre ; le routage fait passer les paquets d'un réseau IP à un autre, de VLAN en VLAN ou de site en site. Ce cours t'apprend à configurer les deux sur des équipements Cisco, ceux que tu croises en TP, dans Packet Tracer et dans la plupart des entreprises : VLAN et trunks, routage entre VLAN, Spanning Tree, agrégation de liens, passerelle redondante, routes statiques, OSPF, listes de contrôle d'accès, NAT, IPv6, sauvegarde et dépannage. Au BTS SIO, ces savoirs relèvent du bloc 2 de l'option SISR (concevoir et administrer une infrastructure) : ils servent à l'épreuve E6, dans tes réalisations professionnelles, et à l'écrit E7 Cybersécurité des services informatiques, où l'on te demande de lire une configuration, d'écrire une règle sur un commutateur de niveau 3 ou de reconnaître une attaque de couche 2.
À la fin de ce cours, tu sauras :
- configurer un switch et un routeur Cisco de A à Z, et sauvegarder leur configuration ;
- créer des VLAN, des trunks 802.1Q et faire communiquer les VLAN entre eux ;
- expliquer et régler le Spanning Tree, agréger des liens et doubler la passerelle ;
- lire une table de routage, écrire des routes statiques et configurer OSPF ;
- filtrer avec des ACL, traduire les adresses avec le NAT et router en IPv6 ;
- dépanner un réseau commuté et routé avec méthode, commandes
showà l'appui.
Prérequis. Ce cours prolonge Réseaux — Fondamentaux et ne refait pas ses explications : tu dois savoir ce que sont une trame Ethernet, une adresse MAC et la table d'un switch, calculer un masque et une adresse de réseau, lire un plan d'adressage VLSM et suivre le trajet d'un paquet (ARP, passerelle, NAT). En cas de doute, commence par là.
Le matériel du cours. Les commandes sont celles de Cisco IOS et IOS XE, le système des switchs Catalyst et des routeurs Cisco. Elles fonctionnent dans Packet Tracer, le simulateur gratuit de Cisco, à quelques noms d'interfaces près ; un encadré le signale quand Packet Tracer fait autrement. Les notions (VLAN, 802.1Q, STP, LACP, VRRP, OSPF) sont des normes : le dernier chapitre donne leur nom chez les autres constructeurs.
Le fil rouge. Les exemples se passent chez Sorbier Logistique, la PME de transport du cours Réseaux et du cours SQL. Tu reprends son réseau là où le cours Réseaux l'a laissé, découpé en VLAN, et tu le fais grandir : un second switch de cœur, une agence à Marseille, un entrepôt à Saint-Priest, puis le routage dynamique entre les trois sites. Les adresses publiques sont des adresses réservées à la documentation.
Comment travailler. Ouvre Packet Tracer à côté du cours et tape chaque configuration toi-même : c'est en voyant un port rester orange ou un ping échouer que tu comprends. Chaque chapitre se termine par des exercices dont la réponse est masquée : cherche d'abord, ouvre ensuite.
| Ton objectif | Chapitres à travailler en priorité |
|---|---|
| Découvrir la configuration Cisco | 1 à 3, puis 7 |
| Préparer l'E6 SISR (réalisations, heure de réalisation) | 1 à 3, 7, 9, 12 et 13 |
| Préparer l'E7 SISR (lire une configuration, filtrer, couche 2) | 2 à 4, 9, 12 et 14 |
| Rendre un réseau tolérant aux pannes | 4 à 6 et 8 |
| Relier plusieurs sites | 7, 8, 10 et 11 |
| Réviser la veille d'un TP ou d'une épreuve | 13, 14 et 15 |
Ce cours est le deuxième de la série réseau, après Réseaux — Fondamentaux. L'installation des services (DNS, DHCP, web) est dans Services réseau, la sécurité du réseau (pare-feu, DMZ, VPN, sécurité des switchs) dans Cybersécurité des infrastructures.
Sommaire
Switchs et routeurs
0 chapitre sur 15
- Chapitre 1 : Switch, routeur et Cisco IOS : les premiers pas24 min
- Chapitre 2 : VLAN et trunk 802.1Q : configurer un switch Cisco25 min
- Chapitre 3 : Routage inter-VLAN : router-on-a-stick et switch de niveau 322 min
- Chapitre 4 : Spanning Tree : STP, RSTP, PortFast et BPDU Guard22 min
- Chapitre 5 : EtherChannel et LACP : agréger des liens16 min
- Chapitre 6 : HSRP et VRRP : la passerelle redondante15 min
- Chapitre 7 : Table de routage et routes statiques23 min
- Chapitre 8 : OSPF : configurer le routage dynamique25 min
- Chapitre 9 : ACL Cisco : standard, étendue et masque générique17 min
- Chapitre 10 : NAT et PAT sur un routeur Cisco15 min
- Chapitre 11 : IPv6 sur les routeurs et les switchs Cisco16 min
- Chapitre 12 : Sauvegarde, NTP, syslog, SNMPv3 et sécurité des ports19 min
- Chapitre 13 : Dépanner un réseau : méthode et commandes show17 min
- Chapitre 14 : Exercices corrigés de routage et commutation type BTS SIO26 min
- Chapitre 15 : Aide-mémoire : les commandes Cisco et leurs équivalents12 min
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre routage et commutation ?
La commutation fait circuler les trames à l'intérieur d'un même réseau local : le switch lit l'adresse MAC de destination et envoie la trame sur le bon port. Le routage fait passer les paquets d'un réseau IP à un autre : le routeur lit l'adresse IP de destination et consulte sa table de routage. Un switch de niveau 3 sait faire les deux, ce qui en fait l'équipement de cœur des réseaux d'entreprise (switch, routeur et switch de niveau 3).
C'est quoi un VLAN et à quoi ça sert ?
Un VLAN est un réseau local logique créé sur un switch administrable : ses ports communiquent entre eux comme sur un switch à part, sans voir les autres VLAN. Il sert à séparer les usages (postes, serveurs, visiteurs, téléphonie) pour la sécurité et les performances, puisque chaque VLAN est un domaine de diffusion et un réseau IP distinct. Pour passer d'un VLAN à l'autre, il faut un équipement qui route, et qui peut filtrer (VLAN et trunk 802.1Q).
Quelle est la différence entre un port access et un port trunk ?
Un port d'accès (access) appartient à un seul VLAN et transmet des trames ordinaires, sans étiquette : on y branche un poste ou une imprimante. Un port trunk transporte plusieurs VLAN sur un seul lien, en ajoutant à chaque trame une étiquette 802.1Q de 4 octets qui porte le numéro de VLAN ; on l'utilise entre deux switchs ou vers un routeur. Seules les trames du VLAN natif circulent sans étiquette sur un trunk (le trunk et l'étiquette 802.1Q).
Comment faire communiquer deux VLAN ?
Il faut un équipement de niveau 3 qui ait une adresse, la passerelle, dans chaque VLAN. Trois solutions : un routeur relié au switch par un trunk et découpé en sous-interfaces (router-on-a-stick), un switch de niveau 3 avec une interface virtuelle (SVI) par VLAN et la commande ip routing, ou un pare-feu qui route et filtre. Dans tous les cas, pense au relais DHCP (ip helper-address) pour les VLAN dont le serveur DHCP est ailleurs (routage inter-VLAN).
À quoi sert le protocole Spanning Tree ?
Le Spanning Tree (STP) empêche les boucles entre switchs, qui provoqueraient une tempête de diffusion capable de faire tomber tout le réseau en quelques secondes. Il élit un switch racine, garde un seul chemin actif vers lui depuis chaque switch et bloque les liens en surnombre, qu'il réactive si un lien principal tombe. On fixe soi-même la racine (le switch de cœur), on utilise sa version rapide RSTP, et on protège les ports des postes avec PortFast et BPDU Guard (Spanning Tree).
Quelle est la différence entre routage statique et routage dynamique ?
Une route statique est écrite à la main avec ip route : simple et sans surcharge, mais elle ne s'adapte pas aux pannes (sauf si l'interface tombe) et chaque nouveau réseau se déclare sur chaque routeur. Un protocole de routage dynamique comme OSPF fait échanger aux routeurs la description de leurs liens, calcule le meilleur chemin selon le débit et recalcule en quelques secondes après une panne. RIP, plus ancien, compte seulement les sauts et converge lentement : on ne le déploie plus (routes statiques et OSPF).
Quelle est la différence entre HSRP et VRRP ?
Les deux font partager une adresse de passerelle virtuelle à deux équipements, pour que les postes ne perdent pas leur passerelle quand l'un tombe. HSRP est propriétaire de Cisco (actif et attente, préemption désactivée par défaut) ; VRRP est une norme de l'IETF (maître et secours, préemption activée par défaut), qui fonctionne entre constructeurs différents. Packet Tracer ne connaît que HSRP (HSRP et VRRP).
Faut-il connaître les commandes Cisco pour le BTS SIO ?
En option SISR, oui pour les commandes courantes : créer un VLAN, configurer un trunk, une SVI, une route, une ACL, et surtout vérifier avec les commandes show. À l'E6, tu fais évoluer ta propre infrastructure devant le jury ; à l'écrit E7, on te demande plutôt de lire, de justifier ou de compléter une configuration. Comprendre ce que fait chaque commande compte plus que la syntaxe par cœur (aide-mémoire des commandes).
Packet Tracer suffit-il pour préparer l'E6 SISR ?
Packet Tracer est excellent pour apprendre et pour maquetter un réseau avant de le construire. Mais pour l'E6 SISR, une réalisation réduite à une simulation n'est pas acceptée : le jury attend une infrastructure réelle ou virtualisée, avec un vrai switch administrable, un pare-feu (même virtualisé) et de vrais serveurs. Utilise Packet Tracer ou GNS3 comme étape de conception, puis réalise (environnement de l'E6 SISR).