Cours B2-03 - Commutation : VLAN, trunk 802.1Q et routage inter-VLAN
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B2-03 - Commutation : VLAN, trunk 802.1Q et routage inter-VLAN

B2-03 Commutation : VLAN, trunk 802.1Q et routage inter-VLAN

🎓 SIO1 · semestre 2 ⏱️ 6 h (cours + TP) 🎯 Bloc 2 – SISR Segmenter un réseau local avec des VLAN, transporter plusieurs VLAN sur un même lien et faire communiquer les VLAN entre eux, sur Cisco et HPE Aruba.

🎯 Objectifs

  • Expliquer ce qu'est un domaine de diffusion et pourquoi on le découpe.
  • Distinguer port access, port trunk et VLAN natif.
  • Lire une trame étiquetée 802.1Q.
  • Configurer VLAN, trunk et routage inter-VLAN (routeur ou commutateur de niveau 3).
  • Vérifier, dépanner et sécuriser la commutation.

📋 Prérequis

🧭 Référentiel

  • B2.1 Maquetter et prototyper une solution d'infrastructure.
  • B2.2 Installer et configurer des éléments d'infrastructure ; tester l'intégration.
  • B2.3 Identifier, qualifier et réagir face à un incident.
  • B3 Sécuriser les équipements : cloisonnement du réseau.
Test express des prérequis 3 questions · 2 minutes · conseillé avant de commencer

1. À quelle couche du modèle OSI travaille un commutateur ?

Le commutateur lit l'adresse MAC de destination de chaque trame (couche 2). À revoir si besoin : B2-01 · Architecture.

2. 172.16.20.15/24 et 172.16.30.8/24 sont-ils dans le même réseau ?

Avec un masque /24, les trois premiers octets forment l'adresse du réseau : 172.16.20 ≠ 172.16.30. Il faut un routeur entre les deux. À revoir : B2-02 · Adressage IPv4.

3. Dans quel mode de l'IOS Cisco tape-t-on la commande vlan 10 ?

On entre en configuration globale avec configure terminal. À revoir : B2-01 · Premiers pas sur IOS.
BUREAUX ENTREPÔT 1 SEUL LAN !

Brocéliande Logistique (entreprise fictive) compte 60 salariés répartis entre les bureaux et l'entrepôt. Tous les postes, les imprimantes, les caméras et les serveurs sont branchés sur le même réseau 172.16.0.0/16, sans aucun découpage.

Résultat : un poste de l'entrepôt peut joindre directement le serveur de comptabilité, une tempête de diffusion a déjà paralysé tout le site, et personne ne sait plus quelle prise correspond à quel service. Le responsable informatique vous demande de segmenter le réseau par service sans racheter de commutateurs, puis de rétablir les échanges utiles entre services.

Le coursComprendre les VLAN, les trunks et le routage inter-VLAN, puis apprendre à dépanner et à sécuriser.

1. Le problème : un seul domaine de diffusion

Un commutateur (switch) travaille en couche 2 : il transmet les trames en fonction de l'adresse MAC de destination. Quand cette adresse est inconnue, ou quand c'est l'adresse de diffusion FF:FF:FF:FF:FF:FF, il envoie la trame sur tous ses ports sauf celui d'arrivée. Les demandes ARP, DHCP Discover ou NetBIOS sont des diffusions : elles atteignent donc tous les équipements reliés, de commutateur en commutateur.

Domaine de diffusion (broadcast domain) : ensemble des équipements qui reçoivent une trame de diffusion émise par l'un d'eux. Sans VLAN, tous les ports de tous les commutateurs reliés forment un seul domaine de diffusion. Seul un équipement de couche 3 (routeur, commutateur de niveau 3, pare-feu) arrête une diffusion.

Clique sur un poste pour lui faire envoyer une diffusion (une requête ARP, par exemple).

Réseau plat : 1 domaine de diffusion Réseau segmenté : 3 domaines VLAN 10VLAN 20VLAN 30

Choisis un poste à gauche, puis un poste à droite, et compare.

Avec des VLAN, un seul commutateur physique se comporte comme plusieurs commutateurs indépendants.

Un réseau « plat » pose trois problèmes :

ProblèmeConséquence concrète
PerformanceChaque diffusion consomme de la bande passante et du temps processeur sur tous les postes ; une boucle ou une carte réseau défaillante peut saturer tout le site (tempête de diffusion).
SécuritéTous les postes se voient en couche 2 : un poste compromis peut scanner, écouter (empoisonnement ARP) ou attaquer n'importe quel serveur. Impossible de filtrer les flux entre services.
AdministrationPas d'organisation logique : impossible d'appliquer une politique (QoS, filtrage, plage DHCP) à un service précis.

2. Le VLAN : un réseau local virtuel

VLAN (Virtual Local Area Network, norme IEEE 802.1Q) : réseau local logique créé sur un ou plusieurs commutateurs. Chaque VLAN est un domaine de diffusion distinct, identifié par un numéro (VLAN ID). Deux postes de VLAN différents ne communiquent pas directement, même s'ils sont branchés sur le même commutateur.

VLAN 10 · DirectionVLAN 20 · ComptabilitéVLAN 30 · Entrepôt TRUNK 802.1Q 10 20 30 CABINE = ROUTEUR Écran de la cabine = étiquette (n° de VLAN)

Pour bien comprendre : l'immeuble

Imagine l'entreprise comme un immeuble : chaque étage est un VLAN. Une annonce au haut-parleur d'un étage (une diffusion) n'est entendue que par les personnes de cet étage.

Pour aller d'un étage à l'autre, il faut prendre l'ascenseur : la cabine, c'est le routeur. Elle s'arrête à chaque étage, comme le routeur a une passerelle dans chaque VLAN.

La cage d'ascenseur, un seul passage qui dessert tous les étages, c'est le trunk : un seul câble pour tous les VLAN. L'écran de la cabine, qui indique l'étage, c'est l'étiquette 802.1Q.

2.1 Une règle d'or : 1 VLAN = 1 sous-réseau IP

Chaque VLAN reçoit son propre sous-réseau. C'est ce qui permet ensuite au routeur de faire passer le trafic d'un VLAN à l'autre (partie 4). Voici le plan retenu pour Brocéliande Logistique :

VLANNomSous-réseauPasserelleUsage
10DIRECTION172.16.10.0/24172.16.10.254Postes de la direction
20COMPTA172.16.20.0/24172.16.20.254Comptabilité, paie
30ENTREPOT172.16.30.0/24172.16.30.254Postes et terminaux de l'entrepôt
50SERVEURS172.16.50.0/24172.16.50.254AD, DHCP (172.16.50.10), fichiers
99GESTION172.16.99.0/24172.16.99.254Administration des commutateurs
998PARKINGaucun–Ports inutilisés (désactivés)
999NATIF-VIDEaucun–VLAN natif des trunks, sans aucun équipement

Faire correspondre le numéro de VLAN et le 3e octet de l'adresse (VLAN 20 → 172.16.20.0/24) et réserver la même adresse pour la passerelle dans chaque VLAN (.254) : le plan devient lisible sans documentation.

2.2 Numéros et types de VLAN

Plage / typeRôle
VLAN 1VLAN par défaut : tous les ports y sont au départ ; il ne peut pas être supprimé. On évite de l'utiliser pour les données et la gestion.
2 – 1001Plage normale, utilisée pour les VLAN de l'entreprise.
1002 – 1005Réservés sur Cisco (anciennes technologies Token Ring et FDDI).
1006 – 4094Plage étendue. Le champ VID fait 12 bits : 0 et 4095 sont réservés, il reste donc 4094 VLAN utilisables.
VLAN de donnéesTransporte le trafic des utilisateurs (VLAN 10, 20, 30).
VLAN de gestionContient l'adresse IP d'administration des commutateurs (VLAN 99).
VLAN voixDédié à la téléphonie IP, souvent avec priorité QoS (le téléphone et le PC partagent la même prise).
VLAN natifVLAN dont les trames circulent sans étiquette sur un trunk (partie 3.3).

2.3 Comment un équipement est-il placé dans un VLAN ?

  • Par port (statique) : on affecte un port du commutateur à un VLAN. C'est la méthode la plus courante et celle attendue à l'examen. Le poste ne sait pas qu'il est dans un VLAN.
  • Dynamique : le VLAN est attribué après authentification du poste ou de l'utilisateur (802.1X avec un serveur RADIUS, ou filtrage par adresse MAC). Plus souple, mais nécessite une infrastructure d'authentification (vu dans le Bloc 3).

3. Ports access, ports trunk et étiquette 802.1Q

3.1 Les deux modes de port

Port accessPort trunk
Nombre de VLANUn seulPlusieurs (liste autorisée)
Équipement reliéPoste, imprimante, serveur, caméraAutre commutateur, routeur, hyperviseur, borne Wi-Fi multi-SSID
TramesSans étiquetteÉtiquetées 802.1Q, sauf celles du VLAN natif
Vocabulaire HPE Arubauntaggedtagged
PC-COMPTAVLAN 20 PC-DIRVLAN 10 SW1SW2 PC-PAIEVLAN 20 SRV-FICHIERSVLAN 10 Ports accesssans étiquette Trunk 802.1Qétiquette = n° de VLAN Ports accessétiquette retirée trame trame trame 20 trame 10 SW1 ajoute l'étiquette du VLAN un seul câble, deux VLAN trame trame SW2 retire l'étiquette et livre
Un seul câble entre SW1 et SW2 transporte les deux VLAN : l'étiquette indique à SW2 où livrer chaque trame.

3.2 L'étiquette 802.1Q

Sur un trunk, le commutateur doit indiquer à quel VLAN appartient chaque trame. Il insère pour cela une étiquette de 4 octets entre l'adresse MAC source et le champ Type, puis recalcule le champ de contrôle FCS. Le commutateur qui reçoit la trame lit l'étiquette, la retire et envoie la trame vers les ports du bon VLAN.

Trame Ethernet classique MAC dest. (6) MAC src. (6) Type (2) Données (46 à 1500) FCS (4) Trame étiquetée 802.1Q MAC dest. (6) MAC src. (6) Étiquette (4) Type (2) Données (46 à 1500) FCS (4) recalculé TPID = 0x8100 (16 bits) PCP (3) DEI (1) VID (12 bits) « cette trame est étiquetée » priorité QoS0 à 7 éligibleau rejet numéro de VLAN1 à 4094
L'étiquette 802.1Q ajoute 4 octets : une trame étiquetée peut atteindre 1522 octets au lieu de 1518.
  • MAC dest. / MAC src.Adresses physiques du destinataire et de l'émetteur sur le réseau local (6 octets chacune).
  • Type (EtherType)Indique ce que transportent les données, pour que le récepteur sache à qui les confier : 0x0800 = IPv4, 0x86DD = IPv6, 0x0806 = ARP.
  • Étiquette 802.1QInsérée par le commutateur à l'entrée du trunk. Son premier champ, le TPID 0x8100, se trouve à l'endroit où l'on attendait le Type : il signale « trame étiquetée ».
  • FCS (Frame Check Sequence)Code de contrôle calculé sur toute la trame. Le récepteur refait le calcul : s'il ne trouve pas la même valeur, la trame a été abîmée et elle est jetée. Comme l'étiquette modifie la trame, le FCS doit être recalculé.

3.3 Le VLAN natif

Sur un trunk 802.1Q, les trames du VLAN natif circulent sans étiquette. Inversement, une trame reçue sans étiquette sur un trunk est rangée dans le VLAN natif. Par défaut, le VLAN natif est le VLAN 1 sur Cisco.

Le VLAN natif doit être identique aux deux extrémités du trunk. Sinon, les trames non étiquetées changent de VLAN en traversant le lien : deux réseaux se mélangent sans que rien ne le signale à l'utilisateur. Sur Cisco, CDP affiche un message %CDP-4-NATIVE_VLAN_MISMATCH dans les journaux.

3.4 DTP : la négociation automatique à désactiver

Les commutateurs Cisco utilisent DTP (Dynamic Trunking Protocol) pour négocier automatiquement le mode trunk. Les modes dynamic auto et dynamic desirable facilitent la vie en laboratoire, mais un attaquant peut se faire passer pour un commutateur et obtenir un trunk (accès à tous les VLAN). En production, on fixe le mode à la main (switchport mode access ou trunk) et on coupe DTP avec switchport nonegotiate.

Côté A \ Côté Bdynamic autodynamic desirabletrunkaccess
dynamic autoaccesstrunktrunkaccess
dynamic desirabletrunktrunktrunkaccess
trunktrunktrunktrunk⚠️ incohérent
accessaccessaccess⚠️ incohérentaccess

3.5 Cisco et HPE Aruba : même logique, vocabulaire différent

Les deux grandes familles de commutateurs que tu rencontreras appliquent la même norme 802.1Q. Seul le vocabulaire change : Cisco raisonne par port (« ce port est en access dans le VLAN 10 »), Aruba raisonne par VLAN (« le VLAN 10 contient les ports 1 à 8 sans étiquette, untagged, et le port 25 avec étiquette, tagged »).

NotionCisco IOSHPE Aruba
Port d'un seul VLANswitchport mode access + switchport access vlan 10vlan 10 → untagged 1-8
Port multi-VLANswitchport mode trunktagged 25 dans chaque VLAN
VLAN natifswitchport trunk native vlan 999le VLAN où le port est untagged
Voir les VLANshow vlan briefshow vlans
Sauvegardercopy running-config startup-configwrite memory

4. Faire communiquer les VLAN : le routage inter-VLAN

Les VLAN isolent, mais la comptabilité doit tout de même joindre le serveur de fichiers du VLAN 50, et tout le monde doit obtenir une adresse DHCP. Comme chaque VLAN est un sous-réseau, il faut un équipement de couche 3 qui possède une adresse (la passerelle) dans chaque VLAN. Trois solutions existent :

MéthodePrincipeAvantagesLimites
Routeur, une interface par VLANChaque VLAN arrive sur une interface physique du routeur.Simple à comprendre.Un port par VLAN : ne passe pas à l'échelle. Méthode historique.
Router-on-a-stick (ROAS)Un seul lien trunk vers le routeur, découpé en sous-interfaces (une par VLAN).Économique, un seul port, permet le filtrage sur le routeur.Tout le trafic inter-VLAN passe deux fois dans le même câble : goulot d'étranglement.
Commutateur de niveau 3 (SVI)Le commutateur route lui-même grâce à une interface VLAN (SVI) par VLAN.Routage matériel très rapide, pas de goulot, solution des entreprises.Matériel plus cher ; filtrage par ACL plus limité qu'un pare-feu.

Dans une PME, on rencontre souvent un commutateur de niveau 3 au cœur du réseau pour le routage entre VLAN internes, et un pare-feu (pfSense, OPNsense, Stormshield…) qui porte les VLAN sensibles (serveurs, DMZ, invités) pour filtrer finement les flux. Le pare-feu en router-on-a-stick est exactement le même principe que R1 ci-dessous.

① Une interface par VLAN② Router-on-a-stick③ Commutateur de niveau 3 102030 g0/0.10 g0/0.20 g0/0.30 trunk SW-L3 · ip routing interface vlan 10 interface vlan 20 interface vlan 30 routage dans le commutateur Historique · 1 port par VLAN Économique · 1 seul lien Rapide · solution d'entreprise ne passe pas à l'échellegoulot d'étranglement possiblematériel plus coûteux
Dans les trois cas, le principe est le même : une adresse de passerelle par VLAN, portée par un équipement de couche 3.

4.1 Le router-on-a-stick

C'est la méthode du fil rouge : R1 est relié à SW1 par un seul lien trunk, et on la configure en quatre temps.

  1. Activer l'interface physique, sans adresse IP : elle ne sert que de support aux sous-interfaces.
  2. Créer une sous-interface par VLAN (g0/0.10) ; le numéro après le point est libre, on prend le numéro de VLAN par lisibilité.
  3. Associer la sous-interface au VLAN avec encapsulation dot1Q : c'est cette commande, et non le numéro de sous-interface, qui fixe le VLAN.
  4. Donner l'adresse de passerelle du VLAN, et ajouter le relais DHCP si le serveur DHCP est dans un autre VLAN.

Une demande DHCP Discover est une diffusion : elle ne sort pas de son VLAN. La commande ip helper-address transforme cette diffusion en message unicast vers le serveur DHCP, en indiquant le réseau d'origine (champ giaddr) pour que le serveur choisisse la bonne étendue. Sans elle, les postes des VLAN 10, 20 et 30 obtiennent une adresse en 169.254.x.x (APIPA).

4.2 Le commutateur de niveau 3

Même plan d'adressage, mais la passerelle de chaque VLAN est portée par le commutateur de cœur SW-L3 (Catalyst 3750 au labo, 3560 dans Packet Tracer). Le lien vers le routeur Internet devient un port routé. Trois commandes résument la méthode : ip routing active le routage, interface vlan 20 crée la passerelle du VLAN 20, et no switchport transforme un port en port routé.

Une SVI n'est up/up que si trois conditions sont réunies : le VLAN existe sur le commutateur, au moins un port actif (access ou trunk) transporte ce VLAN, et l'interface n'est pas en shutdown. Une SVI down est presque toujours due à l'une de ces trois causes.

5. Vérifier et dépanner

5.1 Les commandes de vérification

CommandeCe qu'elle montreCe qu'on y cherche
show vlan briefLes VLAN et leurs ports accessLe port est-il dans le bon VLAN ? (les trunks n'y apparaissent pas)
show interfaces trunkLes trunks actifs, le VLAN natif, les VLAN autorisés et transmisLe trunk est-il monté ? Le VLAN est-il dans la liste ? Natif identique ?
show interfaces fa0/1 switchportMode administratif / opérationnel d'un portMode réellement appliqué, VLAN d'accès (« Inactive » si le VLAN a été supprimé)
show ip interface briefÉtat des interfaces et SVI / sous-interfacesInterfaces up/up avec la bonne adresse
show ip routeTable de routageUne route C (connectée) par VLAN
show vlans (routeur)Sous-interfaces 802.1Q du routeurBon numéro de VLAN derrière chaque sous-interface
Cisco IOS SW1 · lecture de show interfaces trunk
SW1# show interfaces trunk

Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Gi0/1       on           802.1q         trunking      999
Gi0/2       on           802.1q         trunking      999

Port        Vlans allowed on trunk
Gi0/1       10,20,30,50,99,999
Gi0/2       10,20,30,50,99,999

Port        Vlans allowed and active in management domain
Gi0/1       10,20,30,50,99,999

Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Gi0/1       10,20,30,50,99,999

Méthode : on vérifie couche par couche, du poste vers la passerelle. Le poste a-t-il la bonne adresse et la bonne passerelle (ipconfig / ip a) ? Son port est-il dans le bon VLAN ? Le VLAN traverse-t-il chaque trunk jusqu'au routeur ? La passerelle répond-elle (ping 172.16.20.254) ? Puis seulement : le poste joint-il un autre VLAN (tracert / traceroute) ?

5.2 La démarche de dépannage

Un poste ne joint pas un autre VLAN 1. Ping de sa propre passerelle ?ping 172.16.20.254 2. Adresse, masque, passerelle corrects ?ipconfig /all · ip a · ip route 3. Le port est-il dans le bon VLAN ?show vlan brief 4. Le VLAN passe-t-il sur chaque trunk ?show interfaces trunk (des deux côtés) 5. Vérifier la passerelle du VLANencapsulation dot1Q N, adresse IP, no shutdownshow vlans · show ip interface brief nonouiouioui ouinonnonnon Le problème est au-delà de la passerelleroutage, ACL, pare-feu du poste distant Corriger la configuration IP169.254.x.x → relais DHCP (ip helper-address) Affecter le port au bon VLANswitchport access vlan N Ajouter le VLAN au trunkswitchport trunk allowed vlan add N
On part toujours du poste et on remonte vers la passerelle : chaque question élimine une couche du problème.

5.3 Pannes fréquentes

SymptômeCause probableCorrection
Un poste ne joint aucun poste de son servicePort dans le mauvais VLANswitchport access vlan 20 après contrôle avec show vlan brief
Deux postes du même VLAN, sur deux switchs, ne se voient pasVLAN absent d'un switch ou retiré de la liste autorisée du trunkCréer le VLAN ; switchport trunk allowed vlan add 20
Le trunk ne monte pasLes deux côtés en dynamic auto, ou un côté en accessForcer switchport mode trunk des deux côtés
Message NATIVE_VLAN_MISMATCHVLAN natif différent aux deux extrémitésMême native vlan des deux côtés
Aucun VLAN ne joint sa passerelle (ROAS)Interface physique du routeur en shutdownno shutdown sur g0/0
Un seul VLAN ne joint pas sa passerelleMauvais numéro dans encapsulation dot1Q ou mauvais masqueCorriger la sous-interface ; vérifier avec show vlans
Les postes ont une adresse 169.254.x.xPas de relais DHCP vers le VLAN du serveurip helper-address sur la passerelle du VLAN
Ping entre VLAN OK dans un sens seulementPasserelle absente ou erronée sur un poste, ou pare-feu Windows qui bloque ICMPVérifier la passerelle ; tester avec un autre protocole

5.4 Entraîne-toi : les tickets du support

Tu es de permanence au support de Brocéliande Logistique. Six tickets arrivent les uns après les autres : lis le message, observe l'extrait de commande, puis choisis la cause. Applique la démarche de la partie 5.2.

File d'attente du support6 tickets · un à la fois · l'explication s'affiche après ta réponse
Ticket n° 1De : service paiePriorité haute
« PC-PAIE n'a plus de réseau depuis ce matin. Mon collègue de la comptabilité, sur PC-COMPTA, travaille normalement. »
Cisco IOS SW2 · relevé par le technicien
SW2# show interfaces trunk
Port        Mode   Encapsulation  Status     Native vlan
Gi0/1       on     802.1q         trunking   999

Port        Vlans allowed on trunk
Gi0/1       30,50,99,999

Quelle est la cause la plus probable ?

Cause : le VLAN 20 a disparu de la liste des VLAN autorisés. Quelqu'un a sans doute tapé switchport trunk allowed vlan 30,50,99,999 en oubliant add. PC-COMPTA fonctionne car il est sur SW1, comme le routeur. Correction sur SW2 g0/1 (et SW1 g0/2 si besoin) : switchport trunk allowed vlan add 20.

Ticket n° 2De : directionPriorité moyenne
« Le nouveau poste du directeur adjoint, branché sur la prise B-03, reçoit une adresse en 172.16.20.x au lieu de 172.16.10.x. Il voit les dossiers de la compta, pas ceux de la direction. »
Cisco IOS SW1 · relevé par le technicien
SW1# show vlan brief
VLAN Name        Status    Ports
---- ----------- --------- ------------------------------
10   DIRECTION   active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/4, Fa0/5
                           Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
20   COMPTA      active    Fa0/3, Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11 …

Quelle est la cause la plus probable ?

Cause : show vlan brief montre Fa0/3 dans le VLAN 20 : le poste est donc dans le réseau de la comptabilité, avec ses adresses et ses droits. Correction : interface fa0/3 puis switchport access vlan 10. Un port dans le mauvais VLAN est aussi un risque de sécurité.

Ticket n° 3De : chef d'équipe de l'entrepôtPriorité haute
« Depuis la mise en place des VLAN, aucun terminal de l'entrepôt n'obtient d'adresse : ils affichent 169.254.x.x. Le poste fixe du bureau d'expédition, en adresse fixe, joint pourtant sa passerelle. »
Cisco IOS R1 · relevé par le technicien
R1# show running-config interface g0/0.30
interface GigabitEthernet0/0.30
 description Passerelle VLAN 30 ENTREPOT
 encapsulation dot1Q 30
 ip address 172.16.30.254 255.255.255.0
end

Quelle est la cause la plus probable ?

Cause : la passerelle répond (le poste fixe la joint), donc le VLAN et le trunk sont bons. Mais la demande DHCP est une diffusion : sans ip helper-address 172.16.50.10, elle ne sort jamais du VLAN 30 et n'atteint pas SRV-01 (VLAN 50). L'adresse 169.254.x.x est celle qu'un poste se donne quand aucun serveur DHCP ne répond.

Ticket n° 4De : comptabilitéPriorité haute
« Plus personne ne joint le serveur ni Internet, dans aucun service. Par contre, je peux toujours envoyer des fichiers à ma collègue de la compta. »
Cisco IOS R1 · relevé par le technicien
R1# show ip interface brief
Interface              IP-Address      Status                Protocol
GigabitEthernet0/0   unassigned      administratively down down
Gi0/0.10             172.16.10.254   administratively down down
Gi0/0.20             172.16.20.254   administratively down down
Gi0/0.30             172.16.30.254   administratively down down

Quelle est la cause la plus probable ?

Cause : « administratively down » signifie qu'un shutdown a été tapé. Les sous-interfaces dépendent de l'interface physique : si elle est éteinte, toutes les passerelles disparaissent. Le trafic à l'intérieur d'un même VLAN passe encore, car il ne traverse pas le routeur. Correction : interface g0/0 puis no shutdown.

Ticket n° 5Alerte de la supervisionPriorité basse
« Ce message revient toutes les minutes dans les journaux de SW1 depuis l'intervention d'hier sur SW2. »
Cisco IOS SW1 · journal
%CDP-4-NATIVE_VLAN_MISMATCH: Native VLAN mismatch discovered
on GigabitEthernet0/2 (999), with SW2 GigabitEthernet0/1 (1).

Quelle est la cause ?

Cause : SW1 utilise le VLAN natif 999, SW2 le VLAN 1 (valeur par défaut) : la commande a été oubliée sur SW2. Les trames non étiquetées changent de VLAN en traversant le lien. Correction sur SW2 : interface g0/1 puis switchport trunk native vlan 999. Ne laisse pas traîner une alerte « basse » : c'est aussi une faille (VLAN hopping, partie 6).

Ticket n° 6De : responsable informatiqueSécurité
« Un stagiaire a branché son propre petit commutateur sur la prise libre de la salle de réunion. D'après la supervision, ce port est passé en trunk et l'appareil voit le trafic de plusieurs VLAN. »
Cisco IOS SW1 · relevé par le technicien
SW1# show interfaces fa0/20 switchport
Name: Fa0/20
Switchport: Enabled
Administrative Mode: dynamic desirable
Operational Mode: trunk

Quelle est la cause ?

Cause : en dynamic desirable, le port négocie un trunk avec n'importe quel commutateur qui le lui propose. Correction : switchport mode access, switchport nonegotiate, switchport access vlan 998 (VLAN parking) et shutdown pour tout port inutilisé. C'est la règle de durcissement de la partie 6.

6. Sécuriser la commutation

Les VLAN cloisonnent, mais un VLAN n'est pas un pare-feu : dès qu'on route entre VLAN, tout passe, sauf si l'on filtre avec des ACL (fiche B2-07) ou un pare-feu (fiche B3-09). Bonnes pratiques à appliquer systématiquement (elles reprennent les recommandations de l'ANSSI sur la sécurisation des réseaux) :

  • Ne pas utiliser le VLAN 1 pour les données ni pour la gestion.
  • VLAN natif dédié et vide (999) sur tous les trunks : protège contre l'attaque par double étiquetage (VLAN hopping).
  • Modes fixés et DTP coupé : switchport mode access|trunk + switchport nonegotiate.
  • Liste autorisée minimale sur chaque trunk.
  • Ports inutilisés : VLAN parking + shutdown.
  • VLAN de gestion accessible seulement depuis les postes d'administration (ACL), avec SSH plutôt que Telnet (fiches B3-05 et B3-10).
  • Pour aller plus loin : port-security, DHCP snooping, Dynamic ARP Inspection et authentification 802.1X (fiches du Bloc 3).

L'attaquant, branché sur un port dont le VLAN est aussi le VLAN natif du trunk, envoie une trame portant deux étiquettes : l'extérieure (VLAN natif) et l'intérieure (VLAN visé). Le premier commutateur retire l'étiquette extérieure et transmet la trame sans étiquette sur le trunk ; le second commutateur lit alors l'étiquette intérieure et dépose la trame dans le VLAN visé. L'attaque fonctionne dans un seul sens, mais suffit à envoyer du trafic malveillant. Un VLAN natif vide la rend impossible.

Attaquantport en VLAN 1 SW1SW2 Serveur VLAN 20 trunk · natif = VLAN 1 1 20 attaque ① deux étiquettes : 1 (extérieure) puis 20 20 attaque ② SW1 retire « 1 » (VLAN natif) et envoie la trame non étiquetée attaque ③ SW2 lit « 20 » et livre dans le VLAN 20 Parade : VLAN natif dédié et vide (999), aucun poste dedans
L'attaque ne marche que si le port de l'attaquant est dans le VLAN natif du trunk, et dans un seul sens.

7. À l'examen et en entreprise

  • Documentation attendue : schéma logique avec les VLAN, tableau du plan de VLAN et d'adressage (comme en 2.1), tableau d'affectation des ports par commutateur, configuration sauvegardée.
  • Cahier de recette : pour chaque VLAN, test « poste → passerelle », « poste → serveur », « poste → Internet » et un test qui doit échouer si un filtrage est prévu. Notez la commande et le résultat attendu.
  • Justifier ses choix : pourquoi ROAS ou niveau 3, pourquoi tel VLAN natif, pourquoi telle liste autorisée. Le jury interroge souvent sur le VLAN natif et le relais DHCP.
  • Sauvegarde : les configurations des équipements font partie des éléments à sauvegarder et à versionner (texte dans un dépôt Git, par exemple).

8. L'essentiel

  1. Un VLAN est un domaine de diffusion logique ; seul un équipement de couche 3 fait communiquer deux VLAN.
  2. 1 VLAN = 1 sous-réseau IP, avec sa passerelle.
  3. Port access = un VLAN, trames sans étiquette. Port trunk = plusieurs VLAN, trames étiquetées 802.1Q.
  4. L'étiquette 802.1Q fait 4 octets ; le VID sur 12 bits donne 4094 VLAN utilisables.
  5. Le VLAN natif n'est pas étiqueté sur un trunk : identique des deux côtés, dédié et vide.
  6. allowed vlan add pour ajouter un VLAN à un trunk, jamais allowed vlan seul.
  7. ROAS : sous-interfaces + encapsulation dot1Q ; niveau 3 : ip routing + SVI.
  8. ip helper-address relaie le DHCP d'un VLAN vers le serveur d'un autre VLAN.
  9. Dépanner du poste vers la passerelle : VLAN du port, trunk, sous-interface/SVI, routage.
  10. Un VLAN n'est pas un pare-feu : filtrer avec ACL ou pare-feu, couper DTP, ne pas utiliser le VLAN 1.
VLAN802.1Q Pourquoi ?1 VLAN = 1 domaine de diffusionperformance · sécurité · gestion Portsaccess : 1 VLAN, sans étiquettetrunk : n VLAN, étiquetés Étiquette4 octets après la MAC sourceVID 12 bits → 4094 VLAN Inter-VLANROAS : sous-interfaces dot1Qniveau 3 : ip routing + SVI Vérifiershow vlan briefshow interfaces trunk Sécuriserpas de VLAN 1 · natif videDTP coupé · ports libres coupés
La fiche en une image : à refaire de mémoire, sur une feuille, avant de passer aux exercices.

Les commandes clés

Pour…Commandes (Cisco IOS)
Créer un VLANvlan 20 · name COMPTA
Port accessswitchport mode access · switchport access vlan 20
Port trunkswitchport mode trunk · switchport trunk native vlan 999 · switchport trunk allowed vlan 10,20,30,50,99
Ajouter un VLAN au trunkswitchport trunk allowed vlan add 40
Router-on-a-stickinterface g0/0.20 · encapsulation dot1Q 20 · ip address 172.16.20.254 255.255.255.0
Relais DHCPip helper-address 172.16.50.10 (sur la passerelle du VLAN)
Niveau 3 (SVI)ip routing · interface vlan 20 · ip address …
Vérifiershow vlan brief · show interfaces trunk · show ip interface brief

Tout cela tient sur une page : utilise le bouton Mémo à imprimer en haut de la fiche.

La pratiqueLe quiz noté pour vérifier tes acquis, les exercices à rendre à ton professeur, puis le fil rouge Packet Tracer pour mettre en pratique.

9. Quiz noté

8 questions · 10 minutesRéponds à toutes les questions, puis valide. Seule ta première tentative est enregistrée : elle compte dans ton suivi. Ensuite, tu peux t'entraîner autant que tu veux.

1. Combien de domaines de diffusion sur un commutateur portant les VLAN 10, 20 et 30 (VLAN 1 sans port actif) ?

2. Où l'étiquette 802.1Q est-elle insérée ?

3. Sur un trunk, quelles trames circulent sans étiquette ?

4. Le trunk transporte les VLAN 10 et 20. Quelle commande ajoute le VLAN 30 sans couper les autres ?

5. En router-on-a-stick, quelle commande associe la sous-interface g0/0.20 au VLAN 20 ?

6. Les postes du VLAN 30 obtiennent une adresse en 169.254.x.x ; le serveur DHCP est dans le VLAN 50. Que manque-t-il sans doute ?

7. Une SVI interface vlan 20 reste down. Quelle cause est possible ?

8. Quelle mesure protège contre le VLAN hopping par double étiquette ?

10. Exercices : à toi de répondre

Écris ta réponse sous chaque énoncé et envoie-la à ton professeur. Quand il l'a validée, le corrigé s'affiche à la place du cadenas ; s'il te la renvoie « à revoir », lis son commentaire et corrige.

Exercice 1 – Comprendre (SIO1)

Un commutateur de 24 ports comporte trois VLAN. Combien de domaines de diffusion compte-t-il ? Le poste A (VLAN 20, port fa0/3) envoie une requête ARP : quels ports la reçoivent ? Enfin, la même requête traverse un trunk : sera-t-elle étiquetée si le VLAN natif du trunk est le VLAN 20 ?

Le corrigé s'affichera ici dès que ton professeur aura validé ta réponse. Cherche d'abord par toi-même : c'est en se trompant qu'on retient.

Exercice 2 – Configurer (SIO1)

Écrivez la configuration de SW2 (Cisco 2960) : ports fa0/1 à fa0/10 dans le VLAN 30, ports fa0/11 et fa0/12 dans le VLAN 20, uplink g0/1 vers SW1 en trunk selon les bonnes pratiques, adresse de gestion 172.16.99.12/24, ports fa0/13 à fa0/24 neutralisés.

Le corrigé s'affichera ici dès que ton professeur aura validé ta réponse. Cherche d'abord par toi-même : c'est en se trompant qu'on retient.

Exercice 3 – Dépanner (SIO1)

Un technicien vient de préparer l'arrivée d'un VLAN 40 sur SW2. Depuis, PC-ENTREPOT et PC-PAIE (tous deux sur SW2) n'obtiennent plus d'adresse IP, alors que tous les postes de SW1 fonctionnent. Sur SW2, show interfaces trunk affiche pour g0/1 : Vlans allowed on trunk : 40. Expliquez ce qui s'est passé et corrigez.

Le corrigé s'affichera ici dès que ton professeur aura validé ta réponse. Cherche d'abord par toi-même : c'est en se trompant qu'on retient.

Exercice 4 – Concevoir (SIO2)

Brocéliande Logistique ouvre un second entrepôt et passe à 250 postes, avec de gros transferts entre le VLAN ENTREPOT et un nouveau serveur de stockage. Le responsable hésite à garder le router-on-a-stick. Rédigez une recommandation argumentée en 5 lignes.

Le corrigé s'affichera ici dès que ton professeur aura validé ta réponse. Cherche d'abord par toi-même : c'est en se trompant qu'on retient.

11. Fil rouge : segmenter le réseau de Brocéliande Logistique

Étape 4sur 17
Fil rouge Packet Tracer · VLAN, trunk et routage inter-VLANTu construis le réseau de Brocéliande Logistique fiche après fiche : chaque étape repart de la précédente.
  1. 1
  2. 2
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Tu pars de ta maquette de l'étape 3 (B2-32) : FR-03-NOM-Prenom.pkt.

Tu enregistres FR-04-NOM-Prenom.pkt, point de départ de l'étape 5 (B2-04 · Redondance : STP et EtherChannel).

Où tu en es, où tu vas

Le tableau donne l'état de chaque équipement à l'entrée de l'étape (fin de l'étape 3) et ce que tu dois obtenir à la sortie. Tu n'as pas ta maquette FR-03 ? Reconstruis-la d'abord : place les huit équipements, câble-les selon le second tableau et saisis les adresses de la colonne « À l'entrée ». Compte 20 minutes.

ÉquipementModèleÀ l'entréeÀ la sortie
R1Routeur 1941Nom configuré, G0/0 sans adresseSous-interfaces G0/0.10 à G0/0.99 : passerelle .254 de chaque VLAN, relais DHCP
SW12960-24TTNom configuré, aucun VLANVLAN créés, ports access, trunks vers R1 et SW2, gestion 172.16.99.11/24
SW22960-24TTNom configuré, aucun VLANVLAN créés, ports access, trunk vers SW1, gestion 172.16.99.12/24
SRV-01Server-PT172.16.50.10/24Passerelle 172.16.50.254, service DHCP avec un pool par VLAN client
PC-DIRPC-PT172.16.10.1/24VLAN 10, passerelle 172.16.10.254
PC-COMPTAPC-PT172.16.20.1/24VLAN 20, passerelle 172.16.20.254
PC-PAIEPC-PT172.16.20.2/24VLAN 20, adresse obtenue par DHCP
PC-ENTREPOTPC-PT172.16.30.1/24VLAN 30, adresse obtenue par DHCP

Câblage, inchangé depuis l'étape 1 :

DePortVersPortCâble
R1G0/0SW1G0/1Cuivre droit
SW1G0/2SW2G0/1Cuivre croisé
PC-DIRFa0SW1Fa0/1Cuivre droit
PC-COMPTAFa0SW1Fa0/9Cuivre droit
SRV-01Fa0SW1Fa0/17Cuivre droit
PC-ENTREPOTFa0SW2Fa0/1Cuivre droit
PC-PAIEFa0SW2Fa0/11Cuivre droit

Au labo, tu disposes des mêmes modèles en vrai : routeurs Cisco 1941, commutateurs Cisco 2960 et, pour le routage de niveau 3, commutateurs Cisco 3750. Dans Packet Tracer, choisis le 1941 et le 2960-24TT ; le 3750 n'y existe pas, on le remplace par le 3560-24PS, qui se configure de la même façon.

Internet g0/1 trunk 802.1QR1 g0/0 ↔ SW1 g0/1 trunkSW1 g0/2 ↔ SW2 g0/1 R1 · routeur SW1 · 2960 SW2 · 2960 PC-DIRVLAN 10 · fa0/1172.16.10.1 PC-COMPTAVLAN 20 · fa0/9172.16.20.1 SRV-01VLAN 50 · fa0/17172.16.50.10 PC-ENTREPOTVLAN 30 · fa0/1DHCP PC-PAIEVLAN 20 · fa0/11DHCP Gestion : SW1 = 172.16.99.11 · SW2 = 172.16.99.12 · passerelle 172.16.99.254 (R1)
Les deux postes de comptabilité sont sur deux commutateurs différents mais dans le même VLAN : le trunk les relie.

Ce que tu ajoutes à cette étape

  • Les VLAN 10, 20, 30, 50, 99, 998 et 999 sur SW1 et SW2, chaque port dans le bon VLAN.
  • Deux trunks 802.1Q : SW1 ↔ R1 et SW1 ↔ SW2, avec le VLAN natif 999.
  • Le routage inter-VLAN : R1 en router-on-a-stick.
  • Le DHCP sur SRV-01, joint grâce au relais ip helper-address.

1 Repartir de l'étape précédente

Ouvre FR-03-NOM-Prenom.pkt et enregistre-la tout de suite sous FR-04-NOM-Prenom.pkt (File → Save As) : ton travail de l'étape précédente reste intact.

2 Créer et nommer les VLAN sur SW1, puis sur SW2

Tu peux taper les formes courtes vues en B2-01 : conf t, int ra f0/1-8, sw mo acc, sw acc vl 20, sh vl br, wr, et do sh int trunk depuis le mode configuration. Les commandes à compléter les acceptent aussi.

Les VLAN doivent exister sur chaque commutateur qui les transporte, y compris un commutateur qui ne fait que les faire transiter sur ses trunks.

Cisco IOS SW1 · mode configuration globaleà refaire sur SW2
SW1# configure terminal
SW1(config)# vlan 10
SW1(config-vlan)# name DIRECTION
SW1(config-vlan)# vlan 20
SW1(config-vlan)# name COMPTA
SW1(config-vlan)# vlan 30
SW1(config-vlan)# name ENTREPOT
SW1(config-vlan)# vlan 50
SW1(config-vlan)# name SERVEURS
SW1(config-vlan)# vlan 99
SW1(config-vlan)# name GESTION
SW1(config-vlan)# vlan 998
SW1(config-vlan)# name PARKING
SW1(config-vlan)# vlan 999
SW1(config-vlan)# name NATIF-VIDE
! les VLAN sont enregistrés dans vlan.dat (mémoire flash), pas dans la running-config
SW1(config-vlan)# exit

Sur un Cisco 2960, les VLAN 1 à 1005 sont stockés dans le fichier flash:vlan.dat. Pour remettre un commutateur à zéro, il faut donc effacer la configuration et ce fichier : write erase, puis delete flash:vlan.dat, puis reload.

3 Placer les ports des postes dans leur VLAN (SW1)

Cisco IOS SW1 · ports des postesinterface range = plusieurs ports d'un coup
SW1(config)# interface range fa0/1 - 8
SW1(config-if-range)# description Postes DIRECTION
SW1(config-if-range)# switchport mode access ! mode fixé : plus de négociation trunk
SW1(config-if-range)# switchport access vlan 10
SW1(config-if-range)# switchport nonegotiate ! coupe DTP
! port actif tout de suite (poste final uniquement)
SW1(config-if-range)# spanning-tree portfast
SW1(config-if-range)# interface range fa0/9 - 16
SW1(config-if-range)# switchport mode access
SW1(config-if-range)# switchport access vlan 20
SW1(config-if-range)# interface fa0/17
SW1(config-if)# description SRV-01
SW1(config-if)# switchport mode access
SW1(config-if)# switchport access vlan 50

4 Monter les trunks vers R1 et vers SW2 (SW1)

Cisco IOS SW1 · liens vers R1 (g0/1) et vers SW2 (g0/2)
SW1(config)# interface range g0/1 - 2
SW1(config-if-range)# switchport mode trunk
! natif = VLAN vide, identique en face
SW1(config-if-range)# switchport trunk native vlan 999
! uniquement les VLAN utiles
SW1(config-if-range)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30,50,99,999
SW1(config-if-range)# switchport nonegotiate
SW1(config-if-range)# no shutdown

switchport trunk allowed vlan 40 remplace toute la liste : le trunk ne transporte plus que le VLAN 40 et tous les autres services sont coupés. Pour ajouter un VLAN à la liste existante, il faut écrire switchport trunk allowed vlan add 40 (et remove pour en retirer un).

5 Adresse de gestion, ports inutilisés et sauvegarde (SW1)

Cisco IOS SW1 · SVI de gestion et ports libres
! SVI : interface virtuelle du switch dans le VLAN 99
SW1(config)# interface vlan 99
SW1(config-if)# ip address 172.16.99.11 255.255.255.0
SW1(config-if)# no shutdown
SW1(config-if)# exit
! pour être administrable depuis un autre VLAN
SW1(config)# ip default-gateway 172.16.99.254
SW1(config)# interface range fa0/18 - 24
SW1(config-if-range)# switchport mode access
SW1(config-if-range)# switchport access vlan 998
SW1(config-if-range)# shutdown ! prise libre = prise coupée
SW1(config-if-range)# end
SW1# copy running-config startup-config

6 À toi : configure SW2

Fais seul la même configuration sur SW2 (VLAN, ports access de PC-ENTREPOT et PC-PAIE, trunk vers SW1, gestion 172.16.99.12). Pour t'échauffer, complète d'abord ces cinq commandes.

Sur SW2, le port fa0/5 doit accueillir un poste de la comptabilité, et le VLAN 20 doit passer sur l'uplink g0/1, sans couper les autres VLAN. Complète les commandes : vérifie chaque ligne avec ✓, ou tout d'un coup avec Vérifier.

SW2(config)#
SW2(config-if)#
SW2(config-if)#
SW2(config-if)#
SW2(config-if)#

7 Router-on-a-stick et relais DHCP sur R1, puis DHCP sur SRV-01

Applique les quatre temps vus en partie 4.1 : interface physique activée, une sous-interface par VLAN, encapsulation dot1Q, adresse de passerelle et relais DHCP.

Cisco IOS R1 · routeur 1941, trunk sur g0/0
R1(config)# interface g0/0
! indispensable : les sous-interfaces dépendent de l'interface physique
R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)# interface g0/0.10
R1(config-subif)# description Passerelle VLAN 10 DIRECTION
R1(config-subif)# encapsulation dot1Q 10
R1(config-subif)# ip address 172.16.10.254 255.255.255.0
R1(config-subif)# ip helper-address 172.16.50.10 ! relais DHCP vers SRV-01
R1(config-subif)# interface g0/0.20
R1(config-subif)# encapsulation dot1Q 20
R1(config-subif)# ip address 172.16.20.254 255.255.255.0
R1(config-subif)# ip helper-address 172.16.50.10
! … même chose pour les VLAN 30, 50 (sans helper-address : le serveur est dans ce VLAN) et 99
R1(config-subif)# interface g0/0.999
! même VLAN natif que les switchs, sans adresse IP
R1(config-subif)# encapsulation dot1Q 999 native
R1(config-subif)# end
R1# copy running-config startup-config
  1. Configurer SRV-01 : ajouter la passerelle 172.16.50.254, puis activer le service DHCP avec un pool par VLAN client (VLAN 20 : départ 172.16.20.100, passerelle 172.16.20.254 ; VLAN 30 : départ 172.16.30.100, passerelle 172.16.30.254).
  2. Passer PC-PAIE et PC-ENTREPOT en DHCP (onglet Desktop → IP Configuration) et vérifier l'adresse reçue.
  3. Observer l'étiquette : en mode Simulation, envoie un ping de PC-COMPTA vers PC-PAIE et ouvre le paquet sur le lien SW1 – SW2. L'en-tête 802.1Q avec le VLAN 20 apparaît dans les détails de la couche 2.

8 Valider l'étape : le cahier de recette

N°TestCommandeRésultat attenduOK
1Un poste joint sa passerelleping 172.16.20.254 depuis PC-COMPTA4 réponses
2Même VLAN, commutateurs différentsping 172.16.20.100 depuis PC-COMPTA (vers PC-PAIE)4 réponses, sans passer par R1
3Deux VLAN différentstracert 172.16.30.100 depuis PC-DIRPremier saut : 172.16.10.254, puis PC-ENTREPOT
4Le relais DHCP fonctionneipconfig sur PC-ENTREPOTAdresse 172.16.30.100 ou suivante, passerelle .254
5Les trunks sont actifsshow interfaces trunk sur SW1Gi0/1 et Gi0/2 en trunking, natif 999
6Les commutateurs sont administrablesping 172.16.99.12 depuis PC-DIR4 réponses
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