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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.
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.
Après avoir téléchargé et installé le logiciel sur votre machine Windows, Linux ou Mac, ouvrez le TP du cours, que vous pouvez télécharger ici.
C'est le LAB qui vous permettra de reproduire les manipulations de ce cours.
Une fois ouvert, voici l'interface que vous découvrirez.
Ne vous inquiétez pas de tous ces boutons, ils deviendront familiers avec la pratique.
Dans ce TP, nous avons deux topologies : l'une avec un Switch, l'autre avec un HUB.
Le hub ressemble beaucoup au switch, car on peut y brancher les mêmes câbles Ethernet.
Pour visualiser ces équipements, accédez à l'onglet « Physique » du simulateur Packet Tracer, cliquez sur la ville, puis sur les bureaux, et enfin sur la salle réseau.
Vous obtiendrez une représentation visuelle de votre armoire réseau, montrant l'ensemble des équipements de votre topologie.
On y voit notre switch et le HUB.
Pour comprendre les limites du Hub, prenons l'analogie de l'envoi de SMS !
Imaginez envoyer un texto à un ami, et que TOUT votre répertoire le reçoive également !
Et quand votre ami répond, son message est aussi envoyé à tout le monde, vous y compris !
Le HUB fonctionne exactement ainsi.
Il est si basique qu'il ne vérifie même pas le destinataire du message. Il l'envoie à tout le monde pour être certain qu'il arrive à destination !
Vérifions cela sur Packet Tracer.
Cliquez sur l'onglet « Simulation » pour ralentir le TP et analyser ce qui se passe.
Rappelez-vous, dans le réseau, tout va aussi vite qu'une balle dans Call Of Duty !
Sur la topologie avec le HUB, cliquez sur le PC de Jessie, allez dans « Desktop », et ouvrez l'invite de commande, similaire à celle de Windows.
Nous allons le faire communiquer avec le PC de Saul, situé juste en dessous, en passant par le HUB.
De toute façon, il n'a pas d'autre chemin possible.
Pour cela, utilisons la commande « PING » !
Le ping permet de vérifier si Saul est disponible. S'il répond avec un « Reply », la communication est établie.
Sur la topologie, vous remarquerez que chaque PC possède une adresse de couche 2 et une de couche 3.
L'adressage réseau permet d'identifier les équipements, comme l'adresse postale permet de recevoir du courrier.
Nous avons deux types d'adresses... Nous y reviendrons bientôt.
Pour l'instant, occupons-nous du ping en utilisant l'adresse de couche 3, l'adresse IP, qui vous est peut-être familière.
Jessie sait que pour contacter Saul, il doit utiliser son adresse IP : 192.168.0.3.
C'est comme son numéro de téléphone ou son adresse postale !
En mode « simulation », lançons un « ping 192.168.0.3 » depuis le PC de Jessie.
Dès la validation avec « entrée », une petite enveloppe apparaît sur le PC de Jessie.
C'est le message destiné au PC de Saul.
Dans le panneau de simulation à droite, la petite flèche permet d'avancer progressivement les étapes et d'analyser en détail le cheminement du paquet.
En cliquant sur la flèche, l'enveloppe transite sur le câble Ethernet via des impulsions électriques et arrive sur le HUB.
Normalement, voyant que le message est destiné à Saul, le HUB devrait lui transmettre uniquement.
Mais comme nous l'avons dit, le HUB n'a aucune intelligence...
Voyons l'étape suivante.
Voilà ! Le HUB envoie le message destiné à Saul à TOUT LE MONDE, sans réfléchir !!!
Alors que Jessie veut juste parler à Saul !
Et ce que Jessie veut lui dire ne devrait probablement pas arriver aux oreilles de Hank ou Marie...
Continuons le processus.
Chaque ping est suivi d'une réponse appelée « Reply ».
En résumé, Jessie demande à Saul s'il est là, et Saul confirme sa présence !
Passons à l'étape suivante en cliquant sur la flèche.
Saul envoie le « Reply » à Jessie.
À l'étape suivante, encore une fois, la réponse de Saul est visible par tous les PC connectés au HUB !
En conclusion, le HUB n'a pas de cerveau !
Son rôle consiste simplement à répéter le signal dans toutes les directions à chaque message reçu.
Sur la topologie, une petite flèche verte sur le PC de Jessie indique : « Oui, ce message est pour moi ! »
Sur les autres PC, une croix rouge signifie que le message ne leur est pas destiné.
Généralement, quand un PC reçoit un message qui ne lui est pas destiné, il l'ignore simplement.
Mais que se passerait-il si une personne malveillante écoute le réseau ?
Cela lui faciliterait grandement la tâche pour atteindre ses objectifs.
Surtout ici, si Hank ou Marie interceptent la conversation entre Jessie et Saul, cela pourrait leur causer de sérieux problèmes...
Ce qu'il faut retenir : avec un HUB, l'environnement n'est ni sûr ni sécurisé.
Passons maintenant au switch !
Il fonctionne comme un HUB, mais possède une intelligence !
Réinitialisons la simulation et faisons communiquer Walter avec Fring.
Cliquons sur Walter, allons dans l'onglet « desktop », ouvrons l'invite de commande et tapons « ping 192.168.0.4 ».
Appuyons sur « entrée » et voyons le message prêt à partir.
Étape suivante : le message arrive sur le switch.
Continuons pour observer l'action du switch.
Le message ne part QUE dans la direction du destinataire !
Continuons pour voir la réponse de Fring.
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 ainsi !
En analysant l'invite de commande, on voit notre ping envoyé.
Juste en dessous apparaît la réponse de Fring, confirmant sa présence avec l'adresse IP 192.168.0.4.
En passant en mode « temps réel », on peut voir la suite des pings !
C'est très rapide, et l'avantage de Packet Tracer est justement de pouvoir ralentir le temps pour analyser et comprendre le fonctionnement du réseau.
Entrons maintenant dans le cerveau du switch pour comprendre comment il achemine les messages à destination.
Le switch est capable de mémoriser que :
• Le PC de Walter se trouve derrière l'interface « fa0/1 » • Celui de Skyler derrière « fa0/3 » • Fa0/4 pour Fring • Et Fa0/2 pour Steven
L'appareil mémorise donc l'emplacement de tous les équipements qui lui sont connectés.
Ces informations sont stockées dans la table CAM « Content Addressable Memory ».
Important : le switch ne connaît pas Walter comme « Walter » !
Il le connaît par son adresse MAC : « 0001.6365.1A78 », une adresse de couche 2 !
Chaque appareil connecté à internet possède obligatoirement une adresse MAC unique !
C'est ce qui permet de les identifier.
Comme mentionné, l'adresse MAC appartient à la couche 2.
Nous détaillerons les différentes couches dans un prochain cours, mais sachez que la couche 1 est la couche physique.
Quand vous connectez un appareil sur un switch via câble Ethernet, les fils électriques qui transportent les paquets de données vers le switch font partie de la couche physique (couche 1).
Dès l'arrivée dans le switch, on passe à la couche 2, la couche liaison de données.
C'est là qu'intervient l'adresse MAC.
Si c'est encore flou, pas de panique, nous reviendrons sur les différentes couches prochainement.
On pourrait se demander : pourquoi le switch n'utilise-t-il pas l'adresse de couche 3 (adresse IP), comme celle utilisée pour les pings ?
En fait, le switch n'a aucune connaissance de ce type d'adresse car c'est un périphérique de couche 2, et il n'a aucune notion de la couche 3.
En pratique, lançons un ping du PC de Walter vers celui de Fring : « Ping 192.168.0.4 » en mode simulation.
Dès que le message est construit, cliquons dessus.
On observe 7 couches au total !
Ne vous en préoccupez pas maintenant, nous les étudierons en détail ultérieurement.
Ici, le ping est représenté sur les 3 couches.
Le PC, fonctionnant sur la couche 3, connaît parfaitement l'adressage IP.
Il sait même où envoyer le message destiné à Fring, car il l'a mémorisé.
Avançons et cliquons à nouveau sur l'enveloppe dès son arrivée sur le switch.
La couche 3 est grisée car le switch fonctionne uniquement à la couche 2. Tout ce qui se situe au-dessus de la couche 2 ne le concerne pas.
Continuons, et dès l'arrivée du message sur le PC de Fring, ouvrons-le à nouveau.
Nous retrouvons la partie adressage IP sur la couche 3.
Walter et Fring communiquent sur la troisième couche.
Dans la colonne « IN », on trouve l'IP source de Walter, et en destination celle de Fring.
Dans la colonne « Out », l'IP de Fring en source, vers la destination Walter.
En continuant le processus, le « reply » du « ping » sera envoyé au PC de Walter.
Entrons maintenant dans la CLI pour taper votre première commande !
Cliquez sur le switch, allez dans l'onglet « CLI », vous voilà dans le cerveau du switch !
Appuyez sur « entrée » et tapez le mot « ENABLE ».
Le symbole devient un « dièze ».
Nous sommes désormais en mode privilège de la CLI.
Maintenant, tapons « show mac-address-table ».
Améliorations apportées :
- Phrases plus courtes et directes
- Élimination des répétitions inutiles
- Meilleure fluidité et cohérence
- Conservation du ton pédagogique
- Maintien du nombre de mots approximatif
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.
Retrouver de nombreuses vidéos de cours sur la chaîne Youtube Formip :
FAQs
Qu’est-ce qu’un switch réseau ?
Un switch, ou commutateur, est un équipement réseau qui connecte plusieurs appareils entre eux, en transmettant les données uniquement vers le destinataire prévu, contrairement au HUB qui envoie les données à tous les appareils.
Quelle est la différence entre un switch et un HUB ?
Le HUB envoie les données à tous les appareils connectés, ce qui peut créer des collisions et des problèmes de sécurité. Le switch, lui, analyse les adresses MAC et envoie les données uniquement à l’équipement destinataire.
Comment fonctionne un switch ?
Le switch fonctionne principalement à la couche 2 (liaison de données) et utilise une table CAM pour mémoriser quelles adresses MAC sont associées à chaque port, ce qui lui permet d’acheminer les trames efficacement.
Qu’est-ce qu’une table CAM dans un switch ?
La table CAM (Content Addressable Memory) est la mémoire du switch qui stocke les correspondances entre les adresses MAC des appareils et les ports sur lesquels ils sont connectés.
Qu’est-ce qu’une trame réseau et comment le switch la traite ?
Une trame (Frame) est une unité de données de la couche 2. Le switch lit l’adresse MAC de destination dans la trame et l’envoie uniquement au port correspondant, garantissant une communication efficace et sécurisée.
Quels types de câbles sont utilisés pour connecter un switch ?
Les switches utilisent principalement des câbles Ethernet (CAT5, CAT5e, CAT6) pour connecter les ordinateurs, serveurs, et autres équipements réseau.
Quelle est l’utilité de la commande « show mac-address-table » ?
Cette commande CLI permet d’afficher la table CAM d’un switch, montrant quelles adresses MAC sont associées à quels ports, et permet de vérifier le cheminement des trames sur le réseau.
Peut-on utiliser un switch sans connaissances avancées en réseau ?
Oui, des outils comme Cisco Packet Tracer permettent de simuler et d’expérimenter le fonctionnement d’un switch sans matériel physique, ce qui est idéal pour les débutants et la préparation à la certification CCNA.
Quelle est la différence entre couche 2 et couche 3 pour un switch ?
Le switch fonctionne à la couche 2 (MAC) et ne connaît pas les adresses IP (couche 3). Les adresses IP sont utilisées par les routeurs pour acheminer les paquets entre réseaux différents.
Pourquoi apprendre à utiliser un switch est-il important pour la carrière IT ?
Comprendre le fonctionnement d’un switch est fondamental pour les professionnels réseau, car cela constitue la base de la gestion des réseaux LAN, de la sécurité interne et de la performance des communications entre équipements.
