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Cours – Routage statique et service DHCP

BTS SIO SISR 1re année – Bloc 2 – S07 – à lire avant le TP

Ce que tu dois savoir déjà

  • Prérequis : S04, S06 (adressage, VLAN) ; terminal Linux.
  • Matériel : Simulateur réseau ou Packet Tracer, ou matériel réel (au choix de l'enseignant) ; VM Debian.

À la fin de ce cours, tu sauras

  • Lire une table de routage Cisco et distinguer routes connectées et statiques ;
  • Configurer une interface de routeur et des routes statiques (dont la route par défaut) ;
  • Tester la connectivité avec ping et show ip route ;
  • Expliquer les quatre étapes de DHCP (DORA) ;
  • Installer et configurer un serveur DHCP sous Debian : étendue, options, réservation.

I. Routage Statique

A. Le Problème du Routage Inter-Réseaux

Un switch relie des machines dans le même réseau IP. Mais deux réseaux IP distincts (ex. : 192.168.1.0/24 et 192.168.2.0/24) ne peuvent pas communiquer directement — leurs adresses sont incompatibles au sens du masque.

Le routeur est l'équipement de couche 3 chargé d'acheminer les paquets entre réseaux différents, en se basant sur les adresses IP.

Règle : Un PC envoie un paquet à sa passerelle par défaut dès que la destination n'est pas dans son propre réseau.

Exemple : PC-A (192.168.1.10/24) veut joindre PC-B (192.168.2.20/24)

  1. PC-A constate que 192.168.2.20 n'appartient pas à son réseau 192.168.1.0/24.
  2. PC-A envoie le paquet à sa passerelle : 192.168.1.1 (Fa0/0 du routeur).
  3. Le routeur lit l'adresse IP de destination et consulte sa table de routage.
  4. Il trouve la route vers 192.168.2.0/24 et émet le paquet sur Fa0/1.
  5. PC-B reçoit le paquet.

B. La Table de Routage

La table de routage est le cerveau du routeur : une liste de destinations connues avec l'indication de comment y aller (via quelle interface ou quel prochain saut).

Commande : 

Router# show ip route

Exemple de sortie : 

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, O - OSPF, * - candidate default

Gateway of last resort is 10.0.0.2 to network 0.0.0.0

      10.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnets
C        10.0.0.0 is directly connected, Serial0/0/0
C     192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
S     192.168.2.0/24 [1/0] via 10.0.0.2
S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 10.0.0.2

Décryptage des codes :

Code Signification Source
C Connected – Directement connecté Automatique (interface active avec IP)
S Static – Route statique Configurée manuellement par l'admin
R RIP – Route apprise par le protocole RIP Dynamique (vu en deuxième année)
O OSPF – Route apprise par OSPF Dynamique (Année 2)
S* Static candidate default Route par défaut statique

Décryptage de [1/0] : - 1 = Distance administrative (fiabilité de la source ; 1 pour routes statiques) - 0 = Métrique (coût du chemin ; 0 si pas de protocole dynamique)

Décryptage de via 10.0.0.2 : - Next-hop : adresse IP du prochain routeur à qui transmettre le paquet

C. Types de Routes

Routes Directement Connectées (C – Connected)

Ajoutées automatiquement dès qu'une interface est configurée avec une IP et activée (no shutdown).

Router(config)# interface FastEthernet0/0
Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
! → Route C 192.168.1.0/24 ajoutée automatiquement dans la table

Routes Statiques (S – Static)

Configurées manuellement par l'administrateur. Idéales pour les petits réseaux, ou pour des chemins fixes imposés.

Syntaxe : 

Router(config)# ip route <réseau_destination> <masque> <next_hop>

Paramètre Description Exemple
réseau_destination Réseau à atteindre 192.168.2.0
masque Masque de ce réseau 255.255.255.0
next_hop IP du prochain routeur OU interface de sortie 10.0.0.2 ou Serial0/0/0

Exemples : 

! Aller vers 192.168.2.0/24 en passant par le routeur 10.0.0.2
Router(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.2

! Même chose mais via l'interface de sortie (équivalent)
Router(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 Serial0/0/0

! Supprimer une route statique
Router(config)# no ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.2

Route par Défaut (S* – Default Route)

"Attrape-tout" : utilisée quand aucune route spécifique ne correspond à la destination. Indispensable pour accéder à Internet (on ne peut pas avoir une route pour chaque IP publique !).

! Tout ce qui ne correspond à aucune route → aller vers 10.0.0.2
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2

Analogie : C'est le panneau "Toutes directions" à un carrefour — si vous ne savez pas exactement où aller, suivez cette direction générale.

D. Configuration Complète d'un Routeur Cisco (Référence)

Réseau Paris 192.168.1.0/24 Réseau Lyon 192.168.2.0/24 PC-A 192.168.1.10 PC-B 192.168.2.20 R1_PARIS R2_LYON Fa0/0 .1 Fa0/0 .1 Se .1 .2 Liaison WAN 10.0.0.0/30 10.0.0.1 - 10.0.0.2

E. Schéma Topologique de Référence

Réseau Paris 192.168.1.0/24 Réseau Lyon 192.168.2.0/24 PC-A .10 PC-B .20 R1_PARIS R2_LYON Série 10.0.0.0/30 Fa0/0 : .1 Fa0/0 : .1 10.0.0.1 10.0.0.2
Deux réseaux locaux reliés par un lien série 10.0.0.0/30.

Table de routage de R1_PARIS :

Réseau dest. Via Interface Type
192.168.1.0/24 Directement connecté Fa0/0 C
10.0.0.0/30 Directement connecté Se0/0/0 C
192.168.2.0/24 10.0.0.2 Se0/0/0 S

Table de routage de R2_LYON :

Réseau dest. Via Interface Type
192.168.2.0/24 Directement connecté Fa0/0 C
10.0.0.0/30 Directement connecté Se0/0/0 C
192.168.1.0/24 10.0.0.1 Se0/0/0 S

II. Le Service DHCP

A. Pourquoi le DHCP ?

Sans DHCP : Chaque machine doit être configurée manuellement avec une IP, un masque, une passerelle, un DNS. Sur 200 PC, c'est long, fastidieux, et source d'erreurs (conflits d'IP, mauvaises passerelles…).

Avec DHCP : Les machines obtiennent leur configuration réseau automatiquement auprès d'un serveur DHCP, en quelques secondes.

DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol – Protocole de configuration dynamique des hôtes.

B. Le Processus DORA (4 étapes)

DORA est le mnémotechnique des 4 messages échangés entre un client et un serveur DHCP :

Client DHCP (PC) Serveur DHCP 1. DISCOVER (broadcast) « Y a-t-il un serveur DHCP sur le réseau ? » 2. OFFER « Je te propose 192.168.1.50 pour 8 heures. » 3. REQUEST (broadcast) « J'accepte l'offre de 192.168.1.50. » 4. ACK « Confirmé : l'adresse est à toi jusqu'à l'échéance du bail. » Le client configure son adresse IP

Détail des 4 messages :

Étape Nom Type Qui envoie ? Contenu
1 DISCOVER Broadcast Client "Cherche serveur DHCP"
2 OFFER Unicast (ou broadcast) Serveur Propose une IP + config réseau
3 REQUEST Broadcast Client "J'accepte l'offre du serveur X"
4 ACK Unicast Serveur Confirme l'attribution + durée du bail

Pourquoi REQUEST est-il un broadcast ? Il peut y avoir plusieurs serveurs DHCP. Le REQUEST broadcast permet d'informer tous les serveurs que le client a choisi l'un d'eux, afin que les autres reprennent leurs IP proposées.

C. Le Bail DHCP (Lease)

L'IP n'est pas attribuée définitivement — elle est louée pour une durée limitée appelée bail (lease time).

  • Durée typique : 8 heures, 1 jour, 7 jours selon configuration
  • Renouvellement automatique : À la moitié du bail (T/2), le client essaie de renouveler
  • Libération : Quand la machine se déconnecte proprement (ipconfig /release)
  • File des baux actifs : /var/lib/dhcp/dhcpd.leases (Linux)

Intérêt du bail limité : Récupérer automatiquement les IP de machines déconnectées, éviter l'épuisement du pool.

D. Les Composants d'un Serveur DHCP

L'Étendue (Scope)

Plage d'adresses IP que le serveur peut distribuer, associée à un réseau.

Paramètre d'étendue Description Exemple
Réseau Sous-réseau concerné 192.168.1.0/24
Plage d'attribution (range) Adresses distribuables 192.168.1.100 → 192.168.1.200
Masque Masque de sous-réseau 255.255.255.0
Passerelle (routers) Passerelle par défaut 192.168.1.1
DNS Serveurs de noms 8.8.8.8, 8.8.4.4
Durée du bail Durée d'attribution 86400 (24h en secondes)

Adresses à exclure de la plage : - L'adresse du routeur (ex. .1) - Les serveurs à IP fixe (ex. .10, .11, .12) - En pratique : réserver les 10 à 20 premières adresses pour les équipements fixes

Exemple : Réseau 192.168.1.0/24, 50 PC : - Adresses fixes réservées : .1 (routeur), .2 à .19 (serveurs) - Plage DHCP : 192.168.1.20 → 192.168.1.150

La Réservation (Reservation / Static Mapping)

Permet d'attribuer toujours la même IP à une machine identifiée par son adresse MAC.

Cas d'usage : - Serveur d'impression (IP fixe pour les PC mais géré par DHCP) - Caméra IP, NAS - Tout équipement qui doit avoir une IP prévisible sans configuration manuelle

Différence IP fixe vs réservation DHCP :

IP fixe (manuelle) Réservation DHCP
Configuration sur La machine Le serveur DHCP
Risque d'erreur Oui (erreur humaine) Non (centralisé)
Gestion centralisée Non Oui
Déménagement réseau Reconfigurer la machine Modifier le serveur

IV. Vocabulaire Clé

Terme Définition
Routage Processus d'acheminement des paquets IP entre réseaux différents
Table de routage Table interne du routeur listant les réseaux connus et comment les atteindre
Passerelle par défaut Adresse IP du routeur vers lequel envoyer les paquets hors du réseau local
Route statique Route configurée manuellement par l'administrateur (ip route)
Route par défaut Route 0.0.0.0/0 couvrant toutes les destinations non connues explicitement
Route directement connectée Route ajoutée automatiquement quand une interface est active avec une IP
Next-hop Adresse IP du prochain routeur sur le chemin vers une destination
Distance administrative Indice de fiabilité d'une source de routage (1 = statique, 120 = RIP)
no shutdown Commande Cisco activant une interface (désactivée par défaut sur routeurs)
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol – attribution automatique de config réseau
DORA Discover, Offer, Request, Acknowledge – les 4 étapes du processus DHCP
Étendue (Scope) Plage d'adresses IP qu'un serveur DHCP peut distribuer sur un réseau
Bail (Lease) Durée pendant laquelle une adresse IP est attribuée à un client
Réservation Attribution d'une IP fixe à une machine identifiée par son adresse MAC
authoritative Indique que le serveur DHCP fait autorité sur son réseau
range Directive dhcpd.conf définissant la plage d'IP distribuables
option routers Directive dhcpd.conf envoyant la passerelle par défaut aux clients
isc-dhcp-server Implémentation du serveur DHCP sous Debian/Ubuntu
dhcpd.conf Fichier de configuration du serveur isc-dhcp-server
dhcpd.leases Fichier des baux DHCP actifs

V. Exercices d'Entraînement

Exercice 1 : Compléter les Tables de Routage

Topologie :

PC1 R1 R2 PC2 192.168.10.10/24 192.168.20.20/24 Fa0/0 (.1) LAN 192.168.10.0/24 Se0/0/0 : 10.0.0.1 Se0/0/0 : 10.0.0.2 Fa0/0 (.1) LAN 192.168.20.0/24 Liaison WAN 10.0.0.0/30

a) Compléter la table de routage de R1 :

Réseau destination Masque Via (next-hop) Interface Type
192.168.10.0 255.255.255.0 Directement connecté Fa0/0 C
10.0.0.0 255.255.255.252 Directement connecté Se0/0/0 C
192.168.20.0 ? ? ? ?
Correction a) : table de R1
Réseau destination Masque Via (next-hop) Interface Type
192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2 (Se0/0/0 de R2) Se0/0/0 S (statique)

Le réseau 192.168.20.0 n'est pas connecté à R1 : il faut lui indiquer par quelle adresse l'atteindre. Le next-hop est l'adresse de R2 sur le lien commun : 10.0.0.2.

b) Compléter la table de routage de R2 :

Réseau destination Masque Via (next-hop) Interface Type
192.168.20.0 255.255.255.0 Directement connecté Fa0/0 C
10.0.0.0 255.255.255.252 Directement connecté Se0/0/0 C
192.168.10.0 ? ? ? ?
Correction b) : table de R2
Réseau destination Masque Via (next-hop) Interface Type
192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.0.1 (Se0/0/0 de R1) Se0/0/0 S (statique)

c) Écrire les commandes ip route pour R1 et R2.

Correction c) : commandes 
R1(config)# ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2
R2(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.0.1

Il faut une route dans chaque sens : sans la route de R2 vers 192.168.10.0, le ping de PC1 atteint PC2 mais la réponse ne revient jamais. Vérification : show ip route (lignes S).

Exercice 2 : DORA

Remettre dans l'ordre ces événements DHCP et indiquer le type de chaque message (broadcast/unicast) :

  • Le client envoie un message à tous les serveurs DHCP du réseau.
  • Le serveur confirme l'attribution de l'IP et la durée du bail.
  • Le client informe le serveur choisi qu'il accepte l'offre.
  • Le serveur propose une adresse IP disponible au client.
Correction de l'exercice 2
Ordre Message Événement Type
1 DISCOVER Le client envoie un message à tous les serveurs DHCP du réseau Broadcast (le client n'a pas encore d'adresse)
2 OFFER Le serveur propose une adresse IP disponible au client Unicast (ou broadcast selon le client)
3 REQUEST Le client informe le serveur choisi qu'il accepte l'offre Broadcast (les autres serveurs apprennent qu'ils n'ont pas été retenus)
4 ACK Le serveur confirme l'attribution de l'IP et la durée du bail Unicast

Moyen mnémotechnique : DORA (Discover, Offer, Request, Acknowledge).

Exercice 3 : Analyser un fichier dhcpd.conf

subnet 172.16.5.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 172.16.5.50 172.16.5.100;
  option routers 172.16.5.1;
  option domain-name-servers 1.1.1.1;
  default-lease-time 3600;
  max-lease-time 86400;
}

1. Quel est le réseau configuré ?

Correction de la question 1

172.16.5.0/24 (masque 255.255.255.0).

2. Combien d'adresses IP peuvent être distribuées ?

Correction de la question 2

De .50 à .100 inclus : 100 − 50 + 1 = 51 adresses.

3. Quelle est la passerelle envoyée aux clients ?

Correction de la question 3

172.16.5.1 (option routers).

4. Un client obtient un bail à 9h00 et ne renouvelle pas. À quelle heure son IP sera-t-elle libérable ?

Correction de la question 4

Le bail par défaut est de 3600 s = 1 h : l'adresse redevient libérable à 10h00. (Le client peut demander une durée plus longue, au plus max-lease-time = 86400 s soit 24 h.) Un client normal tente de renouveler à la moitié du bail, soit 9h30.

5. Peut-on configurer une réservation avec fixed-address 172.16.5.5 ? Est-ce une bonne pratique (l'IP est-elle dans la plage range) ?

Correction de la question 5

Oui, avec un bloc host qui associe l'adresse MAC du client à fixed-address 172.16.5.5. C'est une bonne pratique ici : 172.16.5.5 est en dehors de la plage dynamique (.50 à .100), donc aucun autre client ne peut recevoir cette adresse par erreur.

Exercice 4 : Diagnostic

Scénario : PC1 (réseau 192.168.1.0/24) ne peut pas pinger PC2 (réseau 192.168.2.0/24). Le routeur est en place.

Donner 5 causes possibles et la commande permettant de vérifier/corriger chacune.

Correction de l'exercice 4

Méthode : tester de proche en proche (ping 127.0.0.1, sa propre adresse, la passerelle, l'autre côté du routeur, puis PC2).

Cause possible Vérification Correction
Passerelle par défaut absente ou fausse sur PC1 (ou PC2) ipconfig / ip route Renseigner la bonne passerelle
Interface du routeur éteinte (shutdown) ou câble débranché show ip interface brief (état up/up ?) no shutdown
Route manquante, dans un sens ou dans l'autre show ip route ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 <next-hop>
Mauvaise adresse ou mauvais masque sur une interface ou un PC show ip interface brief, ipconfig Corriger l'adresse ou le masque
Pare-feu ou ACL qui bloque l'ICMP (ex. pare-feu Windows de PC2) show access-lists, règles du pare-feu du poste Autoriser l'ICMP ou tester avec un autre protocole

VI. Auto-évaluation : Suis-je Prêt ?

  • Expliquer pourquoi un switch ne peut pas relier deux réseaux IP différents
  • Décrire le rôle de la passerelle par défaut côté client
  • Lire une table de routage Cisco et identifier les types C, S, S*
  • Écrire la commande ip route pour une route statique et une route par défaut
  • Configurer une interface routeur Cisco (ip address + no shutdown)
  • Expliquer les 4 étapes DORA du protocole DHCP
  • Distinguer étendue DHCP et réservation DHCP
  • Installer isc-dhcp-server sous Debian
  • Configurer /etc/dhcp/dhcpd.conf avec une étendue et une réservation
  • Démarrer/arrêter/vérifier un service avec systemctl
  • Lire les baux actifs dans /var/lib/dhcp/dhcpd.leases