Fiche de Révision : Commutation Ethernet et VLAN

1. Introduction à la commutation Ethernet

1.1. Collisions et CSMA/CD

• Impact des collisions : Réduisent le débit réel en forçant des retransmissions.
• CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
• Signal "JAM" : Signal diffusé pour avertir qu'une collision a eu lieu.
• Algorithme de Back-off : Délai aléatoire attendu par une station après une collision.

1.2. Domaines de collision et de diffusion

• Domaine de collision : Segment réseau où les collisions peuvent se produire.
• Domaine de diffusion : Ensemble des équipements recevant les broadcasts.
• Microsegmentation : Création d'un circuit dédié entre deux ports sur un switch, réduisant les collisions.

2. Fonctionnement des commutateurs (Switches)

2.1. Ports et domaines

Chaque port d'un switch représente un domaine de collision séparé.

Un switch réduit les collisions et améliore l'utilisation de la bande passante.

2.2. Table d'adresses MAC

• Le switch apprend les adresses MAC des équipements connectés.
• Si l'adresse MAC de destination est inconnue, le switch inonde la trame sur tous les ports (sauf le port source).

2.3. Méthodes de commutation

• Store-and-forward : Vérifie le CRC avant de transmettre la trame.
• Fragment-free : Attend 64 octets avant de transmettre (taille minimale d'une trame Ethernet).
• Fast-forward : Transmet immédiatement après avoir lu l'adresse MAC de destination.

2.4. Mémoire tampon (Buffering)

• Port-based : Chaque port a sa propre mémoire tampon.
• Shared : Tous les ports partagent une mémoire tampon commune, évitant les blocages.

3. VLAN (Virtual Local Area Network)

3.1. Définition et avantages

• Définition : Regroupement logique d'équipements en domaines de diffusion, indépendamment de leur localisation physique.
• Avantages :
  • Segmentation : Réduction des domaines de diffusion.
  • Flexibilité : Regroupement logique des utilisateurs (ex : par service).
  • Sécurité : Isolation des équipements sensibles (ex : serveurs).

3.2. Types de VLAN

• VLAN par port : Affectation statique des ports à un VLAN.
• VLAN par adresse MAC : Affectation basée sur l'adresse MAC de l'équipement.
• VLAN par adresse IP : Affectation basée sur l'adresse IP de l'équipement.

3.3. VLAN multi-switch

• Trunking : Utilisation d'un lien unique pour transporter plusieurs VLAN (tagging 802.1Q).
• Tagging : Ajout d'un identifiant VLAN (4 octets) dans l'en-tête de la trame.

4. Communication inter-VLAN

4.1. Rôle du routeur

Les VLAN ne peuvent pas communiquer entre eux sans un équipement de couche 3 (routeur).

Solutions pour la communication inter-VLAN :

• Routeur externe : Une interface physique par VLAN.
• Router-on-a-stick : Une interface physique avec des sous-interfaces logiques (ex : Fa0/0.1, Fa0/0.2).

4.2. Configuration d'un routeur pour inter-VLAN

Chaque sous-interface est associée à un VLAN et une adresse IP.

5. Sécurité et gestion des VLAN

5.1. Sécurisation des switches

• Mots de passe : Console, VTY, mode enable.
• Chiffrement : Activation du chiffrement des mots de passe (service password-encryption).
• Bannières : Message d'avertissement pour les connexions non autorisées.

5.2. Gestion des VLAN

• Création d'un VLAN :
  Switch(config)# vlan 10
  Switch(config-vlan)# name Faculty
• Affectation d'un port à un VLAN :
  Switch(config)# interface Fa0/1
  Switch(config-if)# switchport mode access
  Switch(config-if)# switchport access vlan 10
• Configuration d'un trunk :
  Switch(config)# interface Fa0/24
  Switch(config-if)# switchport mode trunk
  Switch(config-if)# switchport trunk native vlan 99

6. Résumé des commandes utiles

7. Exemple de topologie VLAN

8. Points clés à retenir