Module 4, Le routage : comment les paquets trouvent leur chemin

Comment votre PC sait-il envoyer un paquet vers GitHub, qui est physiquement à des milliers de kilomètres ? La réponse tient en un mot : routage. Ce module vous explique comment les paquets trouvent leur chemin sur le réseau, comment lire une table de routage, et comment utiliser traceroute pour diagnostiquer les problèmes.

TL;DR, L'essentiel en 30 secondes

Routage = comment un paquet traverse plusieurs réseaux pour atteindre sa destination
Passerelle (gateway) = la "porte de sortie" vers d'autres réseaux
ip route : voir la table de routage de votre machine
traceroute : visualiser le chemin d'un paquet

Je sais que c'est bon si...

ip route | grep default me montre ma passerelle
traceroute google.com affiche des sauts (même avec des * * *)
Je comprends que mon PC envoie à la passerelle, pas directement à la destination

Commandes minimales à retenir

# 1. Voir la table de routage
ip route

# 2. Voir la passerelle par défaut
ip route | grep default

# 3. Tracer le chemin vers une destination
traceroute -n google.com

Prérequis

Pour suivre ce module, vous devez maîtriser :

Module 3 : les adresses IP, les sous-réseaux et la notation CIDR → Revoir les IP et sous-réseaux
Module 2 : les commandes ip addr, ip route → Revoir la boîte à outils

Ce que vous allez apprendre

Le principe du routage : comment un paquet traverse plusieurs réseaux
La passerelle (gateway) : la "porte de sortie" de votre réseau
La table de routage : la "carte routière" de votre machine
Traceroute : visualiser le chemin des paquets
Dépannage : identifier une route manquante ou incorrecte

Qu'est-ce que le routage ?

Le problème à résoudre

Imaginons que vous voulez accéder à GitHub (140.82.121.4) depuis votre PC (192.168.1.45).

Le problème : ces deux machines ne sont pas sur le même réseau !

Votre PC est sur 192.168.1.0/24 (réseau local)
GitHub est sur un réseau complètement différent, à des milliers de kilomètres

Comment le paquet va-t-il arriver à destination ?

La solution : le routage

Le routage est le processus qui permet aux paquets de traverser plusieurs réseaux pour atteindre leur destination.

Analogie : c'est comme le système postal. Quand vous envoyez une lettre à Tokyo, vous ne la déposez pas directement dans la boîte aux lettres du destinataire. Vous la donnez à La Poste, qui la transmet à d'autres centres de tri, jusqu'à ce qu'elle arrive.

Principe du routage : le PC envoie à la passerelle, qui route vers Internet, jusqu'à GitHub

Comment votre PC prend sa décision

Quand votre PC veut envoyer un paquet, il se pose une seule question :

"La destination est-elle sur mon réseau local ?"

Réponse	Action
Oui (même sous-réseau)	Envoyer directement à la machine
Non (réseau différent)	Envoyer à la passerelle par défaut

C'est aussi simple que ça. Votre PC ne connaît pas le chemin vers GitHub, il sait juste que GitHub n'est pas local, donc il confie le paquet à quelqu'un qui saura le router : la passerelle.

La passerelle (gateway) : votre porte de sortie

Qu'est-ce qu'une passerelle ?

La passerelle (ou gateway) est le routeur qui connecte votre réseau local au reste du monde.

Chez vous, c'est votre box Internet (Freebox, Livebox, etc.). Elle a deux rôles :

Côté LAN : elle a une IP sur votre réseau local (ex: 192.168.1.1)
Côté WAN : elle a une IP publique fournie par votre FAI (ex: 86.45.12.78)

Trouver votre passerelle

Pour connaître l'adresse de votre passerelle :

ip route | grep default

Sortie typique :

default via 192.168.1.1 dev eth0

Cette ligne signifie : "Pour toute destination inconnue, envoyer au routeur 192.168.1.1".

Alternative :

ip route show default

Tester que la passerelle répond

Avant de chercher plus loin, vérifiez toujours que votre passerelle est joignable :

ping -c 3 192.168.1.1

Si ça ne répond pas, vous avez un problème local (câble, Wi-Fi, configuration).

La table de routage : la carte de votre machine

Qu'est-ce qu'une table de routage ?

Chaque machine (PC, serveur, routeur) possède une table de routage : une liste de règles qui indiquent où envoyer les paquets selon leur destination.

C'est comme un GPS qui dit : "Pour aller à Paris, prendre l'autoroute A6. Pour le reste, suivre les panneaux."

Afficher votre table de routage

ip route show

Sortie typique sur un PC :

default via 192.168.1.1 dev eth0
192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.45

Lire la table de routage

Décryptons ces deux lignes :

Ligne	Signification
`default via 192.168.1.1 dev eth0`	Route par défaut : tout ce qui n'est pas local va vers `192.168.1.1` via l'interface `eth0`
`192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.45`	Route locale : le réseau `192.168.1.0/24` est accessible directement sur `eth0`

Comment la machine choisit une route

Quand un paquet doit partir, la machine parcourt sa table de routage et cherche la route la plus spécifique qui correspond à la destination :

Chercher une route exacte

Si la table contient une route vers 140.82.121.0/24 et que la destination est 140.82.121.4, c'est match !
Chercher une route qui englobe la destination

Sinon, chercher un réseau plus large qui contient l'IP de destination.
Utiliser la route par défaut

Si aucune route spécifique ne correspond, utiliser default (aussi appelée 0.0.0.0/0).

Exemple de décision de routage

Votre table de routage :

default via 192.168.1.1 dev eth0
192.168.1.0/24 dev eth0 scope link
10.10.0.0/16 via 192.168.1.254 dev eth0

Destination	Route utilisée	Explication
`192.168.1.100`	`192.168.1.0/24`	Même réseau → direct
`10.10.5.67`	`10.10.0.0/16`	Match le réseau 10.10.x.x → via `192.168.1.254`
`8.8.8.8`	`default`	Pas de route spécifique → passerelle par défaut
`140.82.121.4`	`default`	Pas de route spécifique → passerelle par défaut

Traceroute : visualiser le chemin des paquets

Qu'est-ce que traceroute ?

traceroute est un outil qui affiche tous les routeurs traversés par un paquet pour atteindre sa destination. Chaque routeur intermédiaire s'appelle un saut (hop).

Traceroute vers GitHub : visualisation des sauts avec le temps de réponse à chaque étape

Utiliser traceroute

traceroute github.com

Sortie typique :

traceroute to github.com (140.82.121.4), 30 hops max, 60 byte packets
 1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.234 ms  1.123 ms  1.089 ms
 2  10.45.0.1 (10.45.0.1)  8.456 ms  7.890 ms  8.234 ms
 3  * * *
 4  ae1.cr1.par.fr.as12322.net (91.121.131.136)  12.345 ms  11.987 ms  12.123 ms
 ...
12  140.82.121.4 (140.82.121.4)  25.678 ms  24.890 ms  25.123 ms

Interpréter la sortie

Colonne	Signification
`1`, `2`, etc.	Numéro du saut (routeur)
`192.168.1.1`	Adresse IP du routeur
`1.234 ms`	Temps de réponse (3 mesures)
`* * *`	Routeur qui ne répond pas (filtré par pare-feu)

Ce que traceroute révèle

Observation	Diagnostic
Saut 1 lent (> 10 ms)	Problème sur votre réseau local (Wi-Fi ?)
`* * *` sur plusieurs sauts	Routeurs qui filtrent ICMP (normal)
Temps qui augmente brutalement	Goulot d'étranglement à ce saut
Traceroute s'arrête sans atteindre la cible	Route bloquée ou destination injoignable
Boucle (mêmes IP qui reviennent)	Problème de configuration de routage

# Classique (UDP)
traceroute github.com

# Avec ICMP (comme Windows)
traceroute -I github.com

# Avec TCP sur port 443 (passe mieux les pare-feux)
traceroute -T -p 443 github.com

mtr combine ping et traceroute en temps réel :

# Installation
sudo apt install mtr

# Utilisation
mtr github.com

Affiche en continu les statistiques de chaque saut : perte de paquets, latence moyenne, etc.

Manipuler la table de routage

Ajouter une route (temporaire)

Parfois, vous devez ajouter une route manuellement. Par exemple, pour atteindre un réseau 10.20.0.0/16 via un routeur 192.168.1.254 :

sudo ip route add 10.20.0.0/16 via 192.168.1.254

Vérification :

ip route | grep 10.20

Supprimer une route

sudo ip route del 10.20.0.0/16

Changer la passerelle par défaut

Si vous devez changer votre passerelle (rare, mais utile pour des tests) :

# Supprimer l'ancienne
sudo ip route del default

# Ajouter la nouvelle
sudo ip route add default via 192.168.1.254

Problèmes courants et dépannage

Problème 1 : "Network is unreachable"

Symptôme : impossible de joindre une destination, message "Network is unreachable".

Diagnostic :

# Vérifier la route par défaut
ip route | grep default

Cause probable : pas de route par défaut configurée.

Solution :

# Ajouter une passerelle
sudo ip route add default via 192.168.1.1

Problème 2 : "No route to host"

Symptôme : ping échoue avec "No route to host".

Causes possibles :

Vérification	Commande
Passerelle joignable ?	`ping 192.168.1.1`
Interface UP ?	`ip link show eth0`
IP configurée ?	`ip addr show eth0`

Problème 3 : Traceroute s'arrête en chemin

Symptôme : traceroute affiche quelques sauts puis uniquement * * *.

Causes possibles :

Pare-feu : le routeur bloque ICMP (normal, pas un problème)
ACL : une access-list bloque le trafic
Route de retour : le paquet arrive mais la réponse ne peut pas revenir (routage asymétrique)

Test : essayez avec TCP sur le port de destination :

traceroute -T -p 443 github.com

Problème 4 : Conteneur Docker sans accès Internet

Symptôme : un conteneur ne peut pas atteindre Internet.

Diagnostic :

# Dans le conteneur
ip route

Si vous ne voyez pas de route default, le réseau Docker n'est pas configuré correctement.

Vérification depuis l'hôte :

# Vérifier que le forwarding IP est activé
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# Doit afficher : 1

TP : diagnostiquer un chemin réseau

Mettons en pratique ce que nous avons appris.

Affichez votre table de routage
Fenêtre de terminal
```
ip route show
```
Identifiez :
- Votre passerelle par défaut
- Votre réseau local

Testez la connectivité par étapes

# 1. Passerelle locale
ping -c 2 $(ip route | grep default | awk '{print $3}')

# 2. DNS Google (Internet)
ping -c 2 8.8.8.8

# 3. GitHub
ping -c 2 github.com

Si une étape échoue, le problème est entre cette étape et la précédente.

Tracez le chemin vers GitHub
Fenêtre de terminal
```
traceroute github.com
```
Notez :
- Combien de sauts ?
- Temps de réponse du dernier saut ?
- Y a-t-il des * * * ?
Comparez avec un autre site
Fenêtre de terminal
```
traceroute google.com
```
Le chemin est-il différent ? À quel saut diverge-t-il ?
Testez avec mtr (si installé)
Fenêtre de terminal
```
mtr -c 10 github.com
```
Observez la perte de paquets et la latence sur chaque saut.

À retenir

Routage = processus qui permet aux paquets de traverser plusieurs réseaux
Passerelle (gateway) = routeur qui connecte votre réseau local à Internet
Table de routage = liste des "directions" pour atteindre chaque réseau
Route par défaut (default) = où envoyer tout ce qui n'a pas de route spécifique
Règle du plus spécifique : entre plusieurs routes, le masque le plus grand gagne
ip route : afficher et manipuler la table de routage
traceroute : voir tous les routeurs traversés (les "sauts")
mtr : traceroute interactif avec statistiques en temps réel

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FAQ : questions fréquentes sur le routage

Comment voir ma table de routage sous Linux ?

La commande moderne est ip route (ou ip r). Elle liste les réseaux joignables et la passerelle par défaut, repérée par la ligne default via. Elle remplace les anciennes route -n et netstat -r du paquet net-tools, déprécié et souvent absent par défaut.

ip route

ip route
# default via 192.168.1.1 dev eth0
# 192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.42

Lecture :

default via 192.168.1.1 : la passerelle par défaut, sortie vers tout ce qui n'est pas local.
Les lignes avec scope link : les réseaux directement joignables sur une interface.

ip route (alias ip r) remplace les anciennes route -n et netstat -r de net-tools (déprécié, souvent absent par défaut).

Qu'est-ce que la passerelle par défaut ?

La passerelle par défaut (default gateway) est le routeur, en général votre box, par lequel sortent tous les paquets destinés hors du réseau local. Dans ip route, c'est la ligne default via suivie de son adresse. Sans elle, la machine ne peut joindre que son propre sous-réseau.

La porte de sortie

La passerelle par défaut est le routeur (souvent votre box) qui reçoit tous les paquets dont la destination n'est pas sur le réseau local.

ip route | grep default
# default via 192.168.1.1 dev eth0

Le mécanisme :

Destination dans le sous-réseau : livraison directe (via ARP).
Destination ailleurs : envoi à la passerelle, qui route vers le saut suivant.

Sans passerelle par défaut, une machine ne peut joindre que les hôtes de son propre sous-réseau, jamais Internet.

Comment ajouter une route statique ?

Avec ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.1.254 ; on la supprime avec ip route del. Ces routes sont temporaires (perdues au redémarrage) ; pour les rendre persistantes, on les déclare dans la config réseau (netplan, NetworkManager).

ip route add

# Joindre le reseau 10.0.0.0/24 via un routeur precis
sudo ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.1.254

# Supprimer la route
sudo ip route del 10.0.0.0/24

Une route ajoutée ainsi est temporaire : elle disparaît au redémarrage. Pour la rendre persistante, on la déclare dans la configuration réseau de la distribution (netplan sous Ubuntu, NetworkManager, ou /etc/network/interfaces). Vérifiez toujours le résultat avec ip route.

Comment savoir quelle route un paquet va emprunter ?

La commande ip route get suivie d'une IP de destination indique la route exacte qui serait choisie : la passerelle, l'interface de sortie et l'adresse source. Par exemple ip route get 8.8.8.8 affiche via 192.168.1.1 dev eth0 src 192.168.1.42. C'est l'outil idéal pour déboguer un routage.

ip route get

ip route get 8.8.8.8
# 8.8.8.8 via 192.168.1.1 dev eth0 src 192.168.1.42 uid 0

Cette commande applique les règles de routage réelles du noyau et révèle, pour une destination donnée :

la passerelle utilisée (via),
l'interface de sortie (dev),
l'adresse source choisie (src).

C'est l'outil le plus direct pour déboguer un problème de routage : au lieu de lire toute la table, vous voyez immédiatement la décision prise pour une IP précise.

Comment transformer une machine Linux en routeur ?

Il faut activer le forwarding IP : sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1, puis le rendre persistant dans /etc/sysctl.d/. Sans cela, Linux ignore les paquets qui ne lui sont pas destinés. C'est l'oubli numéro un quand on configure une passerelle, un routeur ou un exit node VPN.

Activer le forwarding IP

Par défaut, Linux ne route pas les paquets entre ses interfaces : il ignore ceux qui ne lui sont pas destinés. Pour en faire un routeur/passerelle, on active le forwarding IP :

# Temporaire
sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

# Persistant
echo 'net.ipv4.ip_forward = 1' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-routing.conf
sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/99-routing.conf

C'est l'oubli numéro un quand on configure une passerelle, un partage de connexion, ou un exit node VPN : la machine reçoit les paquets mais ne les relaie pas tant que ip_forward vaut 0.

Que montre exactement traceroute ?

traceroute affiche les routeurs (sauts) traversés par un paquet jusqu'à la destination, avec leur latence. Attention : un saut qui ne répond pas (astérisques) n'est pas forcément en panne, beaucoup de routeurs dépriorisent l'ICMP. Seule une perte persistant jusqu'au dernier saut est significative.

Le chemin saut par saut

traceroute (ou mtr en continu) révèle les routeurs successifs traversés par un paquet jusqu'à sa destination, avec la latence de chacun.

traceroute -n google.com

Le piège d'interprétation

Un saut qui affiche des astérisques (* * *) n'est pas forcément en panne : beaucoup de routeurs dépriorisent ou bloquent l'ICMP par configuration. Seule une perte qui persiste jusqu'au dernier saut est significative. De plus, le routage peut être asymétrique (aller et retour par des chemins différents), donc traceroute ne montre que le chemin aller.

Prochaines étapes

Module 5 : TCP vs UDP Les protocoles de transport : connexion, fiabilité, ports

Module 6 : DNS Comprendre comment les noms de domaine sont résolus en IP

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