Cisco 350-401: Routage unicast et contrôle de route — Guide d'étude
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Vue d’ensemble
Le routage unicast et le contrôle des routes déterminent comment les paquets IPv4 et IPv6 traversent un réseau d’entreprise de manière fiable, efficace et prévisible. Les équipements calculent l’accessibilité dans la Routing Information Base (RIB), puis programment le plan de transfert. Deux faits clés guident les opérations :
- La correspondance du préfixe le plus long (LPM) l’emporte toujours, tant pour IPv4 que pour IPv6. Parmi les routes candidates, le préfixe le plus spécifique est sélectionné en premier, indépendamment de la métrique ou de la distance administrative (AD).
- La RIB peut contenir plusieurs routes vers le même préfixe et appartient au plan de contrôle ; la Forwarding Information Base (FIB) est construite à partir de la RIB et n’installe que les meilleures entrées de transfert avec les informations de sortie dans le plan de données.
Si deux routes ou plus ont une longueur de préfixe identique, l’AD décide quelle route de protocole est préférée (la plus basse est la meilleure). Valeurs par défaut typiques : connectée 0, statique 1, eBGP 20, EIGRP interne 90, OSPF 110, iBGP 200, EIGRP externe 170. Au sein d’un même protocole et pour une même longueur de préfixe, la métrique du protocole et les règles de départage s’appliquent. Rappelez-vous toujours : d’abord LPM, puis AD, puis la métrique.
Sélection de route et routes fondamentales
Les routes statiques et par défaut sont des outils déterministes qui complètent les protocoles dynamiques :
- Routes statiques : Prochains sauts ou interfaces de sortie configurés manuellement pour des préfixes spécifiques. Les cas d’usage incluent les petits réseaux d’extrémité (stubs), le contrôle de la sécurité et les chemins de secours.
- Exemple : ip route 192.0.2.0 255.255.255.0 203.0.113.1
- Routes statiques flottantes : Une route statique avec une AD élevée afin qu’elle « flotte » en dessous d’une route apprise et ne s’active qu’en cas de défaillance de la route principale :
- Exemple : ip route 192.0.2.0 255.255.255.0 203.0.113.2 200
- Routes par défaut : Fournissent une route « fourre-tout » lorsqu’aucune entrée plus spécifique n’existe. En IPv4,
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 <nh>; en IPv6,ipv6 route ::/0 <nh>. Envisagez une propagation contrôlée des routes par défaut (par exemple, uniquement en périphérie du réseau) pour éviter les sorties sous-optimales. - Routes de résumé : Réduisent l’état du plan de contrôle, délimitent les domaines de défaillance et améliorent la convergence. Les résumés doivent pointer vers Null0 pour éviter les boucles si les routes spécifiques disparaissent.
- Exemple : ip route 10.10.0.0 255.255.0.0 Null0
- Exemple : ipv6 route 2001:db8:100::/48 Null0
Compromis et modes de défaillance :
- Des résumés ou des routes par défaut trop larges peuvent créer un trou noir pour le trafic. Protégez-vous avec Null0 et assurez-vous que les routes spécifiques contributives existent.
- Une mauvaise utilisation de l’AD (par exemple, abaisser l’AD pour une route externe) peut masquer de meilleurs chemins et compliquer le dépannage.
- La résolution récursive du prochain saut doit se terminer sur une interface connectée. Un tunnel GRE qui résout sa destination à travers lui-même déclenche un « routage récursif » et la mise hors service de l’interface.
Conception et fonctionnement des IGP : OSPFv2/OSPFv3 et EIGRP
OSPF (à état de liens) :
- Zones et LSA :
- La zone 0 est la zone fédératrice (backbone) ; les ABR connectent les zones ; les ASBR injectent des routes externes.
- Types de LSA : 1 (Router), 2 (Network), 3 (Summary), 4 (ASBR Summary), 5 (External), 7 (NSSA External). OSPFv3 conserve ces concepts pour IPv6 avec une instanciation par lien et une sémantique d’adresse séparée de la topologie.
- États des voisins :
- Down, Init, 2-Way (l’adjacence n’est formée qu’avec le DR/BDR sur un segment broadcast), ExStart, Exchange, Loading, Full.
- Défaillance courante : voisins bloqués en état EXSTART/EXCHANGE en raison d’une incohérence de MTU ; assurez-vous que les MTU correspondent ou utilisez
ip ospf mtu-ignoreen dernier recours.
- DR/BDR :
- Élus sur les segments à accès multiple (broadcast/NBMA) pour réduire l’inondation de LSA. La priorité détermine l’élection ; la préemption n’est pas automatique (il faut réinitialiser l’adjacence pour changer).
- Optimisation :
- Conception des zones pour limiter la portée du SPF ; utilisez des zones stub/totally stubby/NSSA pour réduire les LSA externes.
- Faites des résumés au niveau des ABR/ASBR ; limitez les LSA et le SPF (
timers throttle spf,timers lsa-group-pacing). - Utilisez l’ajustement des coûts, les interfaces passives pour la sécurité/réduction du bruit, et les hellos rapides uniquement là où la qualité du lien est stable.
La configuration d’OSPFv3 est centrée sur l’interface :
- Exemple :
- router ospfv3 10
- address-family ipv6 unicast
- exit-address-family
- interface GigabitEthernet0/0
- ospfv3 10 ipv6 area 0
EIGRP (vecteur de distance avancé avec DUAL) :
- Fonctionnement et tables :
- Table des voisins (adjacences), table de topologie (toutes les routes faisables) et RIB (les meilleures routes gagnantes).
- DUAL calcule des chemins sans boucle en utilisant la condition de faisabilité : un voisin est un successeur faisable (FS) si sa distance annoncée (reported distance) est inférieure à la distance faisable (feasible distance) locale vers la destination.
- Successeurs faisables :
- Fournissent des chemins de secours immédiats sans recalcul ; concevez le réseau pour maintenir plusieurs FS en ajustant les métriques, en évitant des paramètres de bande passante trop faibles sur les secours, et en appliquant des résumés pour limiter les requêtes (queries).
- Résilience de la convergence :
- L’option
EIGRP stubsur les routeurs « spoke » limite les requêtes et prévient le statut SIA (stuck-in-active). Les résumés et les frontières de requêtes améliorent la stabilité.
- L’option
- Répartition de charge à coût inégal :
variance Nautorise le trafic sur des chemins dont la métrique est <= N × la meilleure métrique. Assurez-vous que l’ingénierie de trafic est alignée avec le comportement des applications et les politiques de hachage.
- Mode nommé :
- Consolide IPv4 et IPv6 sous un seul processus avec une configuration hiérarchique et des familles d’adresses.
- Exemple :
- router eigrp EDGE
- address-family ipv4 autonomous-system 100
- af-interface GigabitEthernet0/0
- bandwidth-percent 50
- topology base
- variance 2
- exit-af-topology
- network 10.10.0.0 0.0.255.255
- exit-address-family
Compromis de conception :
- OSPF évolue de manière prévisible avec des hiérarchies de zones soignées ; EIGRP offre une convergence rapide et une répartition de charge à coût inégal, mais exige une attention particulière à la portée des requêtes.
- Les deux protocoles bénéficient du résumé de routes, mais assurez-vous que les résumés reflètent une accessibilité réelle pour éviter les trous noirs.
Principes fondamentaux de BGP et politique de routage
BGP fournit un contrôle inter-domaine riche en politiques :
- Formation de voisinage :
- Utilise le port TCP 179. États : Idle, Connect, Active, OpenSent, OpenConfirm, Established.
- Si un voisin eBGP est à l’état « Active », le routeur local tente d’ouvrir la session TCP ; vérifiez la joignabilité, les ACL, le TTL et l’update-source.
- iBGP nécessite un maillage complet (full mesh) ou des réflecteurs de route (route reflectors) ; eBGP utilise généralement des voisins directement connectés, sauf si ebgp-multihop est configuré.
- Attributs de chemin et sélection du meilleur chemin (bestpath) :
- Attributs clés par ordre de décision (simplifié) : weight le plus élevé (spécifique à Cisco, local), local preference la plus élevée (intra-AS), routes originées localement, AS_PATH le plus court, type d’origine le plus bas, MED le plus bas (si provenant du même AS voisin), eBGP préféré à iBGP, coût IGP le plus bas vers le next-hop, chemin le plus ancien, BGP router ID le plus bas, etc.
- Gestion du next-hop : eBGP réécrit le next-hop par défaut ; iBGP le préserve, il faut donc utiliser next-hop-self sur les routeurs iBGP vers les voisins internes.
- Politique de routage et filtrage :
- Utilisez des route-maps, des prefix-lists, des listes d’accès AS-path et des communities pour façonner le routage.
- Définissez la local preference pour la préférence de transit sortant ; définissez le MED pour influencer le trafic entrant depuis le même AS voisin ; utilisez les communities pour le marquage général (tagging) et la signalisation au fournisseur.
Exemple court de BGP et de politique :
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Compromis et protections :
- Préférez une politique cohérente sur tous les routeurs de périphérie pour éviter les oscillations de routage.
- Envisagez BGP multipath pour l’ECMP lorsque les attributs le permettent ; assurez-vous d’un coût IGP égal vers le next-hop si la plateforme l’exige.
- Évitez le transit accidentel en filtrant les préfixes appris par iBGP pour qu’ils ne soient pas annoncés à eBGP, sauf si c’est intentionnel.
Manipulation, résilience et dépannage
Redistribution de routes :
- La redistribution unidirectionnelle évite les boucles et est idéale lorsqu’un domaine fait autorité. La double redistribution nécessite des balises (tags) pour empêcher la réintroduction.
- Configurez des métriques par défaut pour les protocoles qui en ont besoin (par exemple, les composants de métrique externe EIGRP).
Utilisez le balisage (tagging) aux points d’injection et des filtres pour bloquer la réimportation :
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Routage basé sur des politiques (PBR) :
- Outrepasse les décisions de la RIB pour le trafic correspondant. Appliquez avec précaution pour éviter les flux asymétriques et les problèmes de pare-feu à état (stateful).
Exemple :
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Redondance de premier saut (FHRP) :
- HSRP (Cisco), VRRP (standard ouvert), GLBP (Cisco, partage de charge de l’utilisation de la passerelle par défaut).
- VRRPv3 prend en charge IPv4 et IPv6 ainsi que les déploiements multifournisseurs.
- GLBP utilise une passerelle virtuelle active (AVG) et des redirecteurs virtuels actifs (AVF) pour équilibrer les réponses ARP entre les routeurs.
- La préemption (preempt) permet aux routeurs de priorité supérieure de reprendre le rôle actif/maître lors de leur rétablissement ; ajoutez le suivi d’interface/d’objet pour préférer les appareils les plus sains.
Exemple VRRPv3 :
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- Défaillance courante : adresses IP virtuelles non concordantes entre les pairs (par exemple, mauvaise configuration HSRP). Alignez les adresses virtuelles pour former le même groupe.
ECMP et sélection de chemin résilient :
- ECMP installe plusieurs routes à coût égal dans la RIB/FIB. CEF effectue un hachage par flux pour éviter le désordre des paquets ; le partage de charge par paquet est généralement déconseillé.
- Évitez la polarisation du hachage en assurant des entrées de hachage diverses (par exemple, inclure les ports L4) et en équilibrant les caractéristiques des membres du groupe de liens (bundle).
- EIGRP permet le multichemin à coût inégal via la variance ; BGP et OSPF prennent généralement en charge le multichemin à coût égal avec des contrôles spécifiques à la plateforme.
Vérification et dépannage du plan de contrôle :
- De bout en bout : ping, traceroute (IPv4/IPv6), validez la symétrie des chemins de retour en présence de pare-feu/NAT.
- RIB vs FIB :
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- OSPF :
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; vérifiez l’appartenance à la zone, le type de réseau, les minuteurs (timers), le MTU.
- EIGRP :
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; surveillez les états SIA (Stuck In Active), les stubs manquants et les métriques incorrectes.
- BGP :
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; vérifiez la joignabilité TCP 179 et la manipulation des attributs.
- FHRP :
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; vérifiez l’adresse MAC virtuelle, la priorité, la préemption (preempt), le suivi (tracking).
- Tunnels : diagnostiquez le routage récursif avec les journaux (logs) et
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; corrigez la résolution du prochain saut avec une route statique pointant vers le réseau physique sous-jacent (underlay).
Scénario de problème pratique
Northwind Manufacturing exploite un campus avec deux datacenters, deux FAI WAN, OSPF en interne et des commutateurs d’accès de fournisseurs mixtes. Les utilisateurs signalent des lenteurs intermittentes avec les SaaS et des retards occasionnels lors du basculement de la passerelle par défaut. L’équipe réseau doit renforcer la sélection des chemins, partager l’utilisation de la bande passante WAN et assurer un basculement de passerelle rapide et prévisible pour IPv4 et IPv6.
Approche :
- Normaliser la sélection des routes et les routes par défaut
- Action : Annoncer une seule route par défaut depuis chaque routeur de périphérie WAN dans la zone OSPF 0 via OSPF
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avec des métriques appropriées ; supprimer les autres préfixes externes en interne.
- Justification : Maintient l’IGP de petite taille, utilise LPM + AD de manière cohérente et assure une sélection de sortie déterministe sans propager les routes Internet volatiles.
- Activer ECMP entre les FAI
- Action : Dans BGP vers les deux FAI, accepter la route par défaut (et un petit ensemble de routes plus spécifiques critiques pour l’entreprise si disponibles). Configurer
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et ajuster les coûts IGP pour que les prochains sauts soient égaux. Sur les ABR OSPF, aligner les coûts des interfaces.
- Justification : ECMP permet une utilisation équilibrée et une résilience ; un coût IGP cohérent vers les prochains sauts BGP est requis pour l’installation du multichemin.
- Appliquer une politique de routage pour les applications critiques
- Action : Mettre en œuvre une route-map pour définir une local preference plus élevée sur le BGP entrant pour les préfixes des fournisseurs SaaS provenant du FAI-A ; utiliser optionnellement le PBR en périphérie WAN uniquement pour des sous-réseaux VoIP spécifiques, pointant vers le FAI-B comme chemin protégé.
- Justification : La local preference influence la sortie au sein de l’AS pour des préfixes ciblés sans affecter tout le trafic ; le PBR est réservé à des dérogations étroites et déterministes pour éviter une asymétrie généralisée.
- Renforcer les frontières de redistribution avec des balises (tags)
- Action : S’il existe une redistribution mutuelle (par exemple, OSPF–EIGRP dans des usines distantes), ajouter le balisage des routes à l’injection et des filtres pour bloquer la réimportation des routes balisées.
- Justification : Empêche les boucles et les oscillations de routes lorsque les routes circulent entre les domaines ; les balises permettent une application de politique sans ambiguïté.
- Optimiser les zones et les minuteurs OSPF
- Action : Convertir les zones d’accès à forte volatilité en zones stub ou NSSA selon le cas ; effectuer la sumarisation au niveau des ABR ; activer la limitation (throttling) des LSA et du SPF en fonction de la stabilité des liens.
- Justification : Réduit les inondations de LSA, limite le recalcul du SPF et améliore la convergence lors des instabilités de lien (link flaps), améliorant directement la cohérence de la joignabilité des SaaS.
- Déployer VRRPv3 au niveau de la distribution pour IPv4 et IPv6
- Action : Sur chaque SVI de VLAN, configurer VRRPv3 avec préemption (preempt) et suivi d’interface (interface tracking) ; faire correspondre les IP virtuelles entre les pairs et ajuster les priorités pour que le routeur ayant le meilleur chemin WAN pour ce VLAN soit le maître.
- Justification : Le FHRP basé sur des standards prend en charge les équipements multifournisseurs et le dual-stack ; la préemption avec suivi garantit que le routeur le plus apte répond en tant que passerelle par défaut, réduisant le temps de basculement et les chemins sous-optimaux. Pour les VLAN nécessitant un partage de la bande passante de la passerelle, envisagez GLBP là où il est pris en charge.
- Valider l’alignement du plan de contrôle et du plan de données
- Action : Utiliser
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pour confirmer les entrées ECMP dans la FIB ; vérifier les voisins OSPF et les LSA ; confirmer l’état établi de BGP et le multichemin ; tester le basculement en retirant un FAI et en vérifiant les changements de rôle VRRP et les traceroutes.
- Justification : Garantit que la RIB et la FIB reflètent la conception prévue, que les voisins sont sains et que le comportement opérationnel correspond à la politique en état stable et en cas de défaillance.
- Atténuer la polarisation du hachage
- Action : Activer le hachage CEF par flux avec les ports L4 lorsque c’est possible et répartir les liens membres sur différentes cartes de ligne (line cards) ; valider avec des outils d’échantillonnage.
- Justification : Une meilleure entropie entre les flux produit une utilisation ECMP plus uniforme et réduit les points chauds (hotspots) qui peuvent simuler une lenteur applicative.
Ce plan établit des routes par défaut déterministes, une injection de politique contrôlée, une sortie multichemin résiliente et une redondance de premier saut robuste, tout en contenant les domaines de défaillance et en simplifiant le dépannage.
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