NSI (Spé) — Architectures matérielles et systèmes d'exploitation
Protocoles de routage et sécurisation des communications
Routage IP, protocoles RIP et OSPF, modèle TCP/IP, chiffrement symétrique et asymétrique, certificats
Résumé synthétiqueFiche en 5 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Quand tu charges une page, tes données traversent des dizaines de routeurs sans que tu choisisses la route : c'est le routage IP. Chaque routeur consulte sa table de routage et transmet le paquet au prochain saut (next hop). Pour construire ces tables automatiquement, deux familles de protocoles : RIP, simple, qui compte les sauts (max 15, convergence lente), et OSPF, qui connaît toute la carte du réseau et applique Dijkstra sur le coût des liens (rapide, adapté aux grands réseaux). Mais acheminer ne suffit pas : il faut sécuriser. Le protocole TLS (le « s » de HTTPS) marie chiffrement asymétrique (pour échanger une clé en sécurité) et symétrique (rapide, pour les données), garantissant confidentialité, intégrité et authentification grâce aux certificats.
Un routeur relie plusieurs réseaux et décide, pour chaque paquet, par où le faire suivre. Sa table de routage associe des réseaux de destination à une interface de sortie et un next hop. Ces routes sont définies à la main (statique) ou calculées automatiquement (dynamique).
- Un routeur interconnecte des réseaux et transfère les paquets vers leur destination via sa table.
- Table de routage : réseau de destination → interface de sortie + next hop (prochain routeur).
- Routage statique : routes saisies manuellement ; simple, mais ne s'adapte pas aux pannes.
- Routage dynamique : les routeurs échangent des informations et recalculent les meilleures routes.
- Plus long préfixe (longest prefix match) : on choisit la route la plus spécifique correspondant à la destination.
- Route par défaut (0.0.0.0/0) : empruntée quand aucune route plus précise ne correspond (passerelle par défaut).
Exemple
Un PC en 192.168.1.10 veut joindre 8.8.8.8. Sa table n'a pas de route précise vers 8.8.8.8 : il applique la route par défaut 0.0.0.0/0 et envoie le paquet à sa passerelle (la box), qui le transmet à son tour vers Internet, routeur après routeur.
Piège à éviter
Le routeur n'a pas besoin de connaître tout le chemin jusqu'à la destination : il décide seulement du prochain saut. Le trajet complet émerge des décisions locales de chaque routeur traversé.
RIP est le protocole de routage dynamique le plus simple. Chaque routeur ne mesure les distances qu'en nombre de sauts et partage périodiquement toute sa table avec ses voisins. Cette simplicité a un prix : une portée limitée et une réaction lente aux pannes.
- RIP (Routing Information Protocol) : protocole à vecteur de distance (distance-vector).
- Métrique : le nombre de sauts (routeurs traversés) ; la meilleure route en compte le moins.
- Limite : 15 sauts maximum ; à 16, le réseau est jugé inaccessible → inadapté aux grands réseaux.
- Fonctionnement : chaque routeur envoie sa table complète à ses voisins toutes les 30 secondes.
- Convergence lente : après une panne, l'information se propage de proche en proche, lentement.
- Comptage à l'infini : deux routeurs s'incrémentent mutuellement ; remède : le split horizon (ne pas renvoyer une route à celui qui l'a apprise).
Exemple
Réseau A joignable via R1 (1 saut) ou via R2 puis R1 (2 sauts). RIP retient la route à 1 saut. Si le lien direct tombe, R1 doit attendre les annonces successives de ses voisins pour découvrir la route de secours : la convergence prend plusieurs cycles de 30 secondes.
Piège à éviter
La limite des 15 sauts n'est pas un détail : RIP est incapable de gérer un réseau dont deux extrémités sont distantes de plus de 15 routeurs. C'est la raison principale qui le réserve aux petits réseaux.
OSPF voit plus grand : chaque routeur reconstruit la carte complète du réseau, puis calcule lui-même les plus courts chemins avec Dijkstra. La métrique n'est plus le nombre de sauts mais le coût, lié à la bande passante des liens.
- OSPF (Open Shortest Path First) : protocole à état de liens (link-state).
- Métrique : le coût, basé sur la bande passante. Formule usuelle : coût = $10^8$ / (débit en bit/s) — un lien 100 Mbps coûte 1.
- Chaque routeur connaît la topologie entière et applique Dijkstra pour ses plus courts chemins.
- Convergence rapide : un changement est signalé immédiatement par des LSA (Link-State Advertisements), pas par des envois périodiques.
- Passage à l'échelle : découpage en zones (areas) pour les grands réseaux.
- Bilan : RIP est simple mais limité ; OSPF est plus complexe mais performant et adapté aux grands réseaux.
Exemple
Entre deux routeurs, un chemin direct en 10 Mbps (coût 10) et un détour par deux liens 1 Gbps (coût 0,1 + 0,1 ≈ 0,2). RIP, qui compte les sauts, choisirait le lien direct (1 saut) ; OSPF, qui compte le coût, préfère le détour bien plus rapide.
Piège à éviter
RIP et OSPF n'optimisent pas la même chose : RIP minimise le nombre de routeurs traversés, OSPF le coût (donc privilégie les liens à haut débit). Un chemin « court » en sauts peut être lent, et inversement.
Acheminer un paquet ne le protège pas des oreilles indiscrètes. TLS chiffre la communication au-dessus de TCP : c'est lui qui transforme HTTP en HTTPS (le cadenas). Son astuce : un handshake qui combine les deux types de chiffrement.
Handshake TLS : la clé de session est échangée en asymétrique (clé publique du serveur), puis les données circulent en symétrique (AES), bien plus rapide.
- TLS (Transport Layer Security) : sécurise les échanges au-dessus de TCP. HTTPS = HTTP + TLS.
- Handshake : 1) le client annonce les algorithmes supportés ; 2) le serveur envoie son certificat (avec sa clé publique) ; 3) le client génère une clé de session et la chiffre avec cette clé publique.
- Ensuite : les données circulent en chiffrement symétrique (AES) avec la clé de session, pour la rapidité.
- Certificat numérique : signé par une autorité de certification (CA), il atteste l'identité du serveur.
- Intégrité : un code d'authentification (type HMAC) détecte toute modification des données en transit.
- Trois garanties : confidentialité (chiffrement), intégrité (HMAC), authentification (certificat).
Exemple
Tu te connectes à ta banque : le navigateur reçoit le certificat de www.mabanque.fr, vérifie qu'une autorité de confiance l'a signé, puis chiffre avec la clé publique du serveur une clé de session. Toute la suite (identifiants, opérations) voyage chiffrée en AES.
Piège à éviter
Le cadenas HTTPS ne garantit pas que le site est honnête : il prouve seulement que la connexion est chiffrée et que le serveur possède un certificat valide pour ce domaine. Un site d'arnaque peut tout à fait être en HTTPS.
Au-delà du routage et de TLS, quelques protocoles et dispositifs reviennent sans cesse en réseau. Les connaître, c'est savoir quel outil pour quel besoin : fiabilité, vitesse, accès distant ou filtrage.
- TCP vs UDP : TCP est fiable (web, e-mail) ; UDP est rapide sans garantie (streaming, jeux). On arbitre fiabilité contre latence.
- HTTP (port 80) vs HTTPS (port 443) : HTTPS chiffre, empêchant l'écoute passive (sniffing).
- SSH (port 22) : accès distant sécurisé à un serveur ; utilise aussi le chiffrement asymétrique pour l'authentification.
- Pare-feu (firewall) : filtre les paquets entrants/sortants selon des règles (port, adresse IP, protocole).
- VPN : crée un tunnel chiffré entre deux réseaux à travers Internet.
- Ces briques se combinent : un VPN peut transporter du HTTPS, lui-même filtré par un pare-feu.
Exemple
Un appel vidéo utilise UDP : mieux vaut une image qui saute qu'un blocage à attendre un paquet perdu. Un virement bancaire utilise TCP + TLS : ici, aucune donnée ne doit être perdue ni lisible. Le besoin (latence ou fiabilité) dicte le protocole.
Piège à éviter
Ne confonds pas chiffrement et fiabilité : TLS chiffre mais ne garantit pas la livraison (c'est le rôle de TCP). Et UDP, choisi pour sa rapidité, n'assure ni l'ordre ni l'arrivée des paquets — à l'application de gérer les pertes.
Quiz - Protocoles de routage et sécurisation
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Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur Protocoles de routage et sécurisation des communications, extraits du quiz de révision.
Quelle est la métrique utilisée par le protocole RIP ?
Réponse :
Le nombre de sauts (hops)
RIP utilise le nombre de sauts (nombre de routeurs traversés) comme métrique. La meilleure route est celle avec le moins de sauts, avec un maximum de 15.
Quel algorithme OSPF utilise-t-il pour calculer les plus courts chemins ?
Réponse :
Dijkstra
OSPF utilise l'algorithme de Dijkstra pour calculer les plus courts chemins en termes de coût (basé sur la bande passante) vers toutes les destinations du réseau.
Quel est le nombre maximum de sauts autorisé par RIP ?
Réponse :
15
RIP limite le nombre de sauts à 15. Un réseau situé à 16 sauts ou plus est considéré inaccessible. Cette limitation rend RIP inadapté aux grands réseaux.
OSPF est un protocole de type :
Réponse :
État de liens
OSPF est un protocole à état de liens (link-state) : chaque routeur connaît la topologie complète du réseau et calcule localement les meilleurs chemins.