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Switch / Commutateur -  La Clef des Connexions

Switch / Commutateur - La Clef des Connexions

Damien.SO Damien.SO
19 minutes de lecture

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Switch / Commutateur

Dans ce cours, nous allons rentrer réellement dans le vif du sujet ! Nous allons voir ce qu’est un Switch et comment il fonctionne !

Et tout ça sans avoir besoin d’équipement, vous pourrez même commencer à taper votre première commande dans la CLI de Cisco !

Dans le cours précédent, nous avons vu ce qu’était le réseau, en prenant l’exemple d’une partie multijoueur de Call Of Duty !

Nous avons suivi le chemin de la balle, d’un point A vers sa destination.

On a aussi vu, l’utilité d’un switch, routeur, firewall et point d’accès wifi.

Mais nous ne sommes pas allés très loin…

Alors maintenant j’ai une question à vous poser ?

Êtes-vous réellement prêt à rentrer un peu plus en profondeur dans le réseau ?

Je vous pose cette question, car on est dans la même situation que Néo, quand il doit choisir entre la pilule bleue ou rouge !

Alors êtes-vous vraiment prêt à vous lancer dans cette aventure ?

Si vous me suivez, nous allons rentrer profondément dans le terrier du réseautage ! Et il n’y aura aucun retour possible…

Ce que vous risquez, c’est d’y prendre goût, et de continuer à jamais dans ce monde de l’informatique IT !

Alors toujours là ? OK c’est parti !

On va donc parler des switches, qui se traduisent littéralement par commutateur en français.

Le principal rôle du switch est de connecter plusieurs équipements entre eux.

La connexion se fait à l’aide de câble Ethernet.

Tous les équipements raccordés au même switch peuvent donc se parler et jouer ensemble !

Voici en détail à quoi ressemble l’intérieur d’un câble Ethernet.

Votre ordinateur communique avec d’autres ordinateurs, en s’envoyant des signaux électriques.

Et le câble Ethernet est le chemin ou ces signaux circulent.

Pour se rendre compte de l’importance du switch, il faut regarder du côté de son prédécesseur ! le HUB…

Le Hub c’est un équipement qu’on peut dire, de très stupide… C’est un appareil qui ne se prend pas du tout la tête, car il n’a pas l’intelligence d’un switch !

Pour bien comprendre, on va utiliser un petit logiciel qui permet de simuler des équipements réseau.

Cisco Packet Tracer pour mobile ! | Réussir son CCNA

Ça s’appelle « Packet Tracert » et vous le trouverez en téléchargement libre sur le site de « Netacad » après avoir ouvert un compte gratuitement.

Cet outil, très utile, va nous permettre d’analyser les trames et paquets, traversant le réseau.

Do your cisco packet tracer networking projects by Abubakeraftab

Quand vous l’aurez téléchargé et installé sur votre machine Windows, Linux ou mac, vous n’aurez plus qu’à ouvrir le TP du cours, que vous pouvez télécharger ici.

C’est le LAB, ou vous pourrez reproduire ce qu’on va faire dans ce cours.

Une fois ouvert, voici ce que vous aurez.

Alors, ne vous inquiète pas de tous ces boutons, ils vous seront beaucoup plus familiers à force de pratiquer.

Sur ce TP, nous avons 1 topologie avec un Switch, et à droite, une autre, avec un HUB.

Le hub ressemble beaucoup à un switch, car on peut y brancher aussi les mêmes types de câbles Ethernet.

Pour voir à quoi ça ressemble, vous pouvez aller dans l’onglet « Physique » du simulateur Packet Tracer,

Cliquer sur la ville,

Les bureaux,

Et la salle réseau.

Vous aurez une belle représentation de votre armoire réseau, qui représente l’ensemble des équipements que vous utilisez sur votre topologie.

Ici, on y voit notre switch, et le HUB.

Pour comprendre la stupidité du Hub, on va prendre comme analogie, l’envoi de texto !

Imaginer que vous envoyez un texto à l’un de vos amis, et que ce même texto, et bien l’ensemble de votre répertoire le reçoit !

Et quand votre ami répondra à votre message, et bien il sera aussi envoyé à tout le monde, y compris vous !

Le HUB est aussi stupide que ça.

Il est tellement fainéant, qu’il ne prend pas la peine de regarder à qui est destiné le message…

Il va l’envoyer à tout le monde, et comme ça, il est sûr que le destinataire le recevra !

Maintenant on va vérifier ça sur Packet Tracer.

Cliquez sur l’onglet « Simulation », pour mettre le TP au ralenti, et nous permettre d’analyser ce qui se passe.

Car rappelez-vous, dans le réseau ça va aussi vite qu’une balle dans Call Of Duty !

Sur la topologie avec le HUB, cliquez sur le PC de Jessie, puis allez dans « Desktop », et ouvrez l’invite de commande, qui ressemble fortement, à celle utiliser dans « Windows ».

On va essayer de le faire parler avec le « PC SAUL » qui se trouve juste en dessous de lui, en passant par le HUB.

De toute façon, il est obligé, car il n’y a pas d’autre chemin.

Et pour ça on va utiliser la commande « PING » !

Le ping va permettre de voir si Saul est bien à son poste. S’il lui répond avec un « Reply », alors la communication est bonne.

Sur la topologie, vous avez sans doute remarqué, que pour chaque PC, on a une adresse de couche 2 et une, de couche 3 !

L’adressage dans le réseau permet d’identifier les équipements, tout comme l’adresse postale, le fait, pour recevoir du courrier.

Mais bon, ici, nous en avons 2… On y reviendra juste après.

Pour le moment on va s’occuper de notre ping, en utilisant l’adresse de couche 3. Il s’agit de l’adresse IP, qui doit, peut-être, vous sembler familier.

Jessie sait que pour parler à Saul, il doit utiliser son adresse IP qui est la 192.168.0.3.

On peut dire que c’est son numéro de téléphone, ou directement son adresse postale !

Donc en mode « simulation » on va lancer un « ping 192.168.0.3 » à partir du PC de Jessie.

Dès qu’on valide avec la touche « entrée », on a une petite enveloppe qui apparaît comme par magie, sur le PC de Jessie.

Il s’agit du message destiné au PC de SAUL.

Dans le panneau de simulation à droite, on peut avancer les étapes progressivement, à l’aide de la petite flèche de droite.

Ce qui nous permet d’analyser en détail le cheminement du paquet vers sa destination.

En appuyant sur la flèche, on peut voir que l’enveloppe transite sur le câble Ethernet, grâce aux impulsions électriques, et arrive sur le HUB.

Dans un monde normal, on va dire, et bien, voyant que le message est destiné à Saul, le HUB, devrait lui faire parvenir ce message.

Mais comme on a dit plus tôt, le HUB est stupide et n’est doté d’aucune intelligence…

Voyons ce qui se passe à l’étape suivante…

Et voilà, comme vous pouvez le voir, le HUB ne se prend pas la tête, et envoie le message destiné à Saul, sans réfléchir, à tout le monde !!!

Alors que Jessie veut juste parler à Saul !

Et à mon avis ce que Jessie veut lui dire, ne devrait pas arriver aux oreilles de Hank ou Marie…

Bon, continuons le process.

Chaque ping est suivi d’une réponse qu’on appelle le « Reply ».

En gros, Jessie demande à Saul s’il est là, et Saul lui répond, oui je suis bien là !

Donc, passons à l’étape suivante, toujours en appuyant sur la petite flèche de droite.

Là on voit que Saul envoie le « Reply » à Jessie.

On passe l’étape suivante, et encore une fois, la réponse de Saul, est vu par tout le monde présent sur le HUB !

Pour conclure, on peut dire que le HUB n’a pas de cerveau !

Son travail consiste juste à répéter le signal dans tous les sens, à chaque fois qu’un message arrive.

Sur la topologie, on remarque une petite flèche verte sur le PC de jessie, qui veut dire : « Oui le message est bien pour moi ! »

Et sur les autres PC, c’est une croix rouge, pour dire que le message ne leur est pas destiné !

Alors en général, quand un PC reçoit un message qui ne lui est pas destiné, et bien il va simplement l’ignorer.

Mais que se passerait-il si c’est une personne malveillante qui écoute le réseau ?

Et bien, ce serait de lui faciliter la tâche, dans le but d’arriver à ses fins.

Surtout ici, si Hank ou Marie intercepte la conversation entre Jessie et Saul, et bien il pourrait leur arriver pas mal de problèmes…

Ce qu’il faut retenir c’est qu’avec un HUB, nous n’avons pas un environnement sur et sécurisé…

Maintenant, passons au switch !

Qui fonctionne comme un HUB, sauf que lui dispose d’une intelligence !

On va réinitialiser la simulation et tenter de faire parler Walter avec Fring !

On clique sur Walter, on va dans l’onglet « desktop » pour ouvrir une fenêtre d’invite de commande et on fait un ping 192.168.0.4.

On tape « entre » et on voit le message prêt à partir.

On passe donc à l’étape suivante, et on voit bien le message arriver sur le switch.

On continue, pour voir ce que le switch va faire.

Et là, le message ne part que dans la direction du destinataire !

On continue, pour voir la réponse de Fring,

Et là aussi, seul Walter reçoit cette réponse.

Skyler et Steven ne sont donc pas au courant, des échanges entre Walter et Fring… Et c’est bien mieux comme ça !

Maintenant si on analyse l’invite de commande, on voit bien notre ping qui a été envoyé.

Juste en dessous, on peut voir la réponse de Fring, pour confirmer qu’il est bien là, et qui porte l’adresse IP 192.168.0.4.

Si on passe en mode « temps réel » ,

On peut voir la suite des ping !

Ça va donc très vite, et c’est ça qui est bien avec l’outil Packet tracer, c’est qu’il est possible de ralentir le temps, pour analyser et comprendre le fonctionnement du réseau.

Maintenant on va rentrer dans le cerveau du switch, pour voir comment il fait pour envoyer les bons messages à leurs destinations.

Le switch est donc capable de mémoriser que :

• Le PC de Walter habite derrière l’interface « fa0/1 »
• Celui de Skyler, derrière la « fa0/3 »
 Fa0/4 pour Fring
• Et Fa0/2 pour Steven

L’appareil est donc capable de se souvenir où se trouve l’ensemble des équipements qui lui sont raccordés.

Ces informations sont stockées, dans ce qu’on appelle la table CAM « Content Addressable Memory »

Alors il faut savoir que le switch ne connait pas Walter comme Walter !

Il le connaît plutôt en tant que « 0001.6365.1A78 » qui est donc son adresse MAC, une adresse de couche 2 !

Chaque appareil que vous connectez à internet possède obligatoirement une adresse MAC qui lui est unique !

C’est ce qui permet de les identifier.

Comme on a dit, l’adresse MAC fait partie de la couche 2.
On reviendra plus en détail sur les différentes couches, dans un prochain cours, mais il faut savoir que la couche 1 est la couche physique.

Quand vous connectez un appareil sur un switch à l’aide de son câble Ethernet, et bien les brins de fils électriques qui permettent de faire circuler les paquets de données vers le switch, font partie de la couche physique qui est la couche 1.

Et dès que ça arrive dans le switch, et bien on passe à la couche 2, qui est la couche liaison de donnés.

C’est là où on a l’adresse MAC.

Si c’est encore vague pour vous, pas de panique, on reviendra sur les différentes couches dans un prochain cours.

Alors on pourrait se demander, pourquoi le switch n’utilise-t-il pas une adresse de couche 3 qui est l’adresse IP, comme celle qu’on à utiliser pour faire des ping ?

Et bien en fait, le switch n’a aucune connaissance de ce type de nombre, parce que c’est un périphérique de couche 2, et il ne sait rien de la couche 3.

Pour le voir en pratique, on va lancer un ping du PC de Walter vers celui de Fring. On fait donc un « Ping 192.168.0.4 » en mode simulation.

Dès que le message est construit, on va cliquer dessus.

Comme vous pouvez le voir, on a 7 couches en tout !

Alors, ne vous préoccupez pas de ça maintenant, car nous les verrons en détail par la suite…

Ici, on voit bien que le ping, est représenté sur les 3 couches.

Le PC, qui lui, fonctionne sur la couche 3, connaît bien l’adressage IP.

D’ailleurs il sait même où envoyer le message destiné à Fring, car il se souvient de lui.

On va avancer dans le process et cliquer de nouveau sur l’enveloppe, dès qu’il arrive sur le switch.

Et là, la couche 3 est grisée, parce que le switch fonctionne uniquement à la couche 2. Donc tout ce qui s’y trouve au-dessus de la couche 2, et bien il n’en a pas besoin.

On continue le process, et dès que le message arrive sur le PC de Fring, on va de nouveau l’ouvrir.

Et là nous avons retrouvé la partie de l’adressage IP sur la couche 3.

Walter et Fring parlent sur la troisième couche.

Ici, dans la colonne « IN » on retrouve bien l’IP source de Walter, et en destination on a celle de Fring.

Et pour la colonne « Out », l’IP de Fring en source, vers la destination en Walter.

Si on continue le process, le « reply » du « ping » sera envoyé sur le PC de Walter.

On va maintenant rentrer dans la CLI, et tapez peut-être votre première commande !

Pour ça, cliquez sur le switch, allez dans l’onglet « CLI », et vous voilà dans le cerveau du switch !

On appuie sur « entrée » et on va taper le mot « ENABLE »

Vous pouvez voir que le sigle est devenu un « dièze ».

C’est parce que nous sommes désormais dans le mode privilège de la CLI.

Maintenant on va faire un « show mac-address-table ».

Cette commande nous permet d’afficher la correspondance des adresses MAC avec le numéro de port auquel ils se trouvent.

Ici, on retrouve les PC de Walter et Fring, parce qu’il vient de se parler.

Sur le port fa0/1, on retrouve bien la MAC adresse de Walter, et sur le port fa0/4, c’est celle de Fring.

Maintenant on va aller sur Steven, et lancer un ping vers Skyler.

On retourne sur notre switch et on rappelle notre commande précédente, avec la petite flèche du haut.

On peut voir que le switch connait désormais, tout le monde !

Il sait où habite Walter, Fring, Steven et Skyler !

Ces correspondances sont bien enregistrées dans son cerveau, et dès qu’un message sera destiné à l’une de ces personnes, et bien il lui sera envoyé directement !

Chose que le HUB, ne sait pas faire !

L’intelligence du switch, c’est qu’il est capable d’apprendre les adresses MAC, pour les stocker dans son cerveau, qui est la table CAM !

Et comme ça, si un PC souhaite parler à un autre, et bien personne d’autre n’entendra leurs conversations…

Quand on parle de couche 2, les messages de ce type sont ce qu’on appelle des « Frames ». En français, on peut traduire ce mot par « Trame ».

Si on pense Switch, on pense donc à Frame et à : couche 2 !

Et quand le message arrive sur le PC, ce qui rend accessible la couche 3, et bien là, ce type de message devient un « Packet ».

Alors, en général, quand on parle de réseau, on a tendance à appeler tous les messages des packets.

Mais techniquement, les PC envoient et reçoivent des packets, et les switches transfèrent des Trames.

On arrive à la fin de notre cours, dans laquelle nous avons vu énormément de choses, alors n’hésitez pas à revoir le cours, pour bien assimiler le fonctionnement du switch, et de vous entraîner sur le merveilleux outil Packet Tracer, à analyser les trames qui circulent dans le switch.

Dans le prochain cours, nous parlerons de routeur, et d’autres couches du modèle OSI

Nous avons vu aussi la première commande, qui est « show mac-adresse table » permettant d’afficher le cerveau du switch, c’est-à-dire sa table CAM.

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