Commutation de couche 3¶

1. Objectif du cours¶

Comprendre le rôle et le fonctionnement des commutateurs de couche 3, leur intérêt pour le routage inter‑VLANs, et savoir configurer un cas simple de routage inter‑VLANs avec SVI dans Packet Tracer.

2. Notions et définitions essentielles¶

Commutateur (switch) : dispositif réseau principalement de couche 2 qui connecte des périphériques et construit une table d'adresses MAC pour diriger le trafic.
VLAN : réseau logique séparant des périphériques physiquement connectés en plusieurs réseaux qui ne communiquent pas directement entre eux.
Commutateur de couche 3 : appareil capable d'opérer aux couches 2 et 3 ; peut acheminer (router) le trafic entre VLANs si configuré pour cela.
SVI (Switch Virtual Interface) : interface logique sur un commutateur multicouches fournissant un traitement de couche 3 pour un VLAN ; sert de passerelle par défaut pour ce VLAN.
Table d'adresses MAC : association adresses MAC ↔ ports physiques utilisée pour décider du port d'envoi des paquets.

3. Fonctionnement et principes¶

Commutateur couche 2 : à l'arrivée d'un paquet, il inspecte l'en‑tête, consulte sa table MAC et envoie le paquet sur le port physique correspondant, réduisant les domaines de collision.
VLANs segmentent le réseau en domaines de diffusion logiques ; la communication entre VLANs nécessite un traitement de couche 3 (routage).
Commutateur couche 3 : lorsqu'un paquet destiné à un autre VLAN arrive, il est « élevé » vers la couche de routage ; une décision de routage est prise, puis la table MAC est utilisée pour déterminer le port de sortie.
Présence d'une capacité de couche 3 n'implique pas forcément que le routage est actif : l'administrateur doit activer/configurer la fonction si souhaité.

4. Commandes et manipulations¶

Regroupées par procédure (extraits présentés tels qu'indiqués dans le document) :

Activation du routage et vérification :
Switch(config)# ip routing
Switch(config)# exit
Switch# show ip route (permet d'activer le routage sur le switch et d'afficher la table de routage)
Création de VLANs et affectation de ports :
Switch# conf t
Switch(config)# vlan 2
Switch(config)# vlan 3
Switch(config)# int range fa0/1-2
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 2
Switch(config)# int range fa0/3-4
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 3
Création des SVI et attribution d'adresses IP :
Switch# conf t
Switch(config)# int vlan 2
Switch(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# int vlan 3
Switch(config-if)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Adressage des hôtes (exemple du TP) :
PC1 : 192.168.1.10/24
PC2 : 192.168.1.20/24
PC3 : 192.168.2.10/24
PC4 : 192.168.2.20/24
Test de connectivité :
Depuis un PC : ping 192.168.2.20 (pour tester PC1→PC4)

5. Sécurité et bonnes pratiques¶

Choisir la solution de couche 3 appropriée selon les besoins de sécurité : si des contrôles d'accès stricts ou une inspection approfondie des paquets sont requis, un pare‑feu spécialisé peut être plus adapté qu'un commutateur Layer 3.
Tenir compte de la gestion : réduire le nombre d'appareils réseau peut simplifier la maintenance (mises à jour, correctifs, politiques).
Adapter la conception à la taille et la complexité du réseau : éviter d'introduire un commutateur Layer 3 inutilement dans un petit réseau où il ajouterait de la complexité sans bénéfices.

6. Points essentiels à retenir pour le TSSR¶

Les commutateurs traditionnels opèrent en couche 2 et utilisent une table MAC pour diriger les trames.
Les VLANs segmentent un réseau physique en réseaux logiques ; la communication entre VLANs nécessite du routage.
Un commutateur de couche 3 peut effectuer ce routage localement via des SVI, évitant parfois un routeur dédié.
Un SVI est l'interface logique qui sert de passerelle par défaut pour les hôtes d'un VLAN.
La capacité Layer 3 d'un switch doit être activée/configurée par l'administrateur pour router.
Avantage des L3 switches : réduction du nombre d'appareils réseau à gérer; inconvénient : choix limité et coût potentiellement plus élevé pour les budgets serrés.
Pour des besoins de contrôle/inspection approfondis, positionner la fonction L3 sur un pare‑feu peut être préférable.
Vérifier l'état des SVI et la table de routage après configuration pour valider le routage inter‑VLANs.
Dans une topologie grandissante, combiner commutateurs Layer 2 et dispositifs Layer 3 (switch/routeur/pare‑feu) selon les besoins.

7. Tableau récapitulatif¶

Élément	Rôle principal	Utilisation typique	Remarque
Switch L2	Commutation de trames (MAC)	Réseaux sans routage inter‑VLAN	Simplicité
Switch L3	Commutation + routage inter‑VLAN	Sites avec plusieurs VLANs	Doit être configuré pour router
VLAN	Séparation logique	Segmenter broadcast domains	Nécessite L3 pour communiquer entre VLANs
SVI	Passerelle logique pour un VLAN	Fournir IP et routage pour un VLAN	Un SVI par VLAN
Pare‑feu	Contrôle/inspection L3+	Sécurité stricte inter‑réseaux	Peut remplacer le routage du switch

8. Vérifications pratiques¶

Contrôler la table de routage du commutateur pour s'assurer que le routage est actif et que les routes des VLANs sont présentes.
Vérifier que les interfaces VLAN (SVI) sont actives/« up » après leur configuration (état des interfaces).
Tester la connectivité inter‑VLAN depuis un hôte vers une adresse d'un autre VLAN (test de ping).
S'assurer que les hôtes disposent des adresses IP et de la passerelle correctes correspondant aux SVI.

9. Flashcards Anki¶

Qu'est‑ce qu'un commutateur de couche 3 ? :: Un dispositif qui fonctionne à la fois sur les couches 2 et 3 et peut router le trafic entre VLANs si configuré. Que construit un commutateur en inspectant les en‑têtes de paquets ? :: Une table d'adresses MAC et leurs ports physiques correspondants. Que permettent les VLANs ? :: De découper un dispositif physique en plusieurs réseaux logiques séparés qui ne communiquent pas directement. Qu'est‑ce qu'un SVI ? :: Une interface logique sur un commutateur multicouches fournissant un traitement de couche 3 pour un VLAN. Quel rôle joue le SVI pour un VLAN ? :: Il agit comme la passerelle par défaut pour ce VLAN. Pourquoi les périphériques sur deux VLANs distincts doivent‑ils passer par un dispositif de couche 3 ? :: Parce que la communication entre VLANs nécessite du routage de couche 3. Que faut‑il faire sur un commutateur de couche 3 pour qu'il effectue le routage ? :: Activer la fonction de routage sur le commutateur (activation du routage). Que fait un switch quand un paquet est destiné à un autre VLAN ? :: Il élève le paquet vers la couche de routage pour décider de son acheminement. Avantage principal d'un commutateur Layer 3 ? :: Réduire le nombre d'appareils réseau nécessaires en routant localement entre VLANs. Inconvénient d'ajouter un commutateur Layer 3 dans un petit réseau ? :: Augmentation de la complexité sans beaucoup d'avantages supplémentaires.