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R.4 · Les fondamentaux

Du câble au navigateur : ARP, DHCP, DNS et passerelle

Leçon théorique · questionnaire de validation · gratuit, dans le navigateur

Vous tapez exemple.fr dans un navigateur et la page s'affiche en une fraction de seconde. Entre les deux, quatre mécanismes ont travaillé, et chacun peut tomber en panne : le DHCP a donné une adresse au poste, le DNS a traduit le nom, la passerelle par défaut a fait sortir le paquet du réseau local, et ARP a trouvé à chaque étape l'adresse MAC du voisin. Cette leçon suit ce trajet de bout en bout.

Ce que vous saurez à la fin : expliquer les quatre étapes du DHCP, le rôle de la passerelle par défaut et d'ARP, la résolution DNS, et suivre un paquet saut par saut en sachant ce qui change (adresses MAC) et ce qui reste (adresses IP).

1. DHCP : obtenir une configuration

Un poste qui démarre n'a ni adresse, ni masque, ni passerelle, ni serveur DNS. Il les demande en quatre messages, DORA :

  1. Discover : le client crie en broadcast « y a-t-il un serveur DHCP ? » (UDP 68 vers 67) ;
  2. Offer : un serveur propose une adresse et ses options ;
  3. Request : le client demande officiellement cette offre (toujours en broadcast, pour que les autres serveurs sachent qu'ils ne sont pas retenus) ;
  4. Acknowledge : le serveur confirme ; le bail commence, renouvelé à mi-durée.

Le broadcast ne franchit pas un routeur. Quand le serveur DHCP est sur un autre réseau, le routeur sert de relais et transmet la demande en unicast :

! Cisco IOS, sur l'interface côté clients
interface Gi0/1
 ip helper-address 10.0.0.53

Symptôme à reconnaître : un poste en 169.254.x.x n'a reçu aucune réponse DHCP.

2. La passerelle par défaut et ARP

Avant d'envoyer un paquet, le poste compare l'adresse de destination à son propre réseau :

  • même réseau : il l'envoie directement à la machine ;
  • autre réseau : il l'envoie à sa passerelle par défaut, le routeur du réseau local.

Dans les deux cas, il lui faut l'adresse MAC du prochain équipement. C'est le rôle d'ARP : un broadcast « qui a 192.168.1.1 ? », et la réponse en unicast « c'est moi, 00:1a:2b:3c:4d:5e ». La réponse est gardée en cache quelques minutes.

ip route                     # default via 192.168.1.1 dev eth0 : la passerelle
ip neigh                     # le cache ARP : 192.168.1.1 lladdr 00:1a:2b:3c:4d:5e REACHABLE
# Cisco IOS : show arp ;  show ip route   (Gateway of last resort)

Erreur classique : une passerelle dans un autre sous-réseau que le poste (masque erroné). Le poste ne peut alors même pas lui envoyer une trame.

3. DNS : traduire un nom

Le poste demande à son serveur DNS (UDP 53) l'adresse de exemple.fr. Si le serveur ne la connaît pas, il remonte la hiérarchie : les serveurs racine, puis ceux de .fr, puis le serveur qui fait autorité pour exemple.fr. La réponse est mise en cache pour la durée indiquée (TTL).

Enregistrement Contenu
A Une adresse IPv4
AAAA Une adresse IPv6
CNAME Un alias vers un autre nom
MX Le serveur de messagerie du domaine
PTR Le nom d'une adresse (résolution inverse)
dig exemple.fr A +short      # interroger le DNS
dig -x 192.0.2.10            # résolution inverse
resolvectl status            # les serveurs DNS utilisés par la machine

« Ça marche avec l'adresse IP mais pas avec le nom » : c'est le DNS, pas le réseau.

4. Le trajet complet, saut par saut

trame 1trame 2Poste192.168.1.20R1passerelle 192.168.1.1Internetexemple.fr203.0.113.80
À chaque saut, la trame est reconstruite : les MAC changent, les IP restent
Trame 1 (poste → R1) Trame 2 (R1 → Internet)
MAC source Poste R1, interface de sortie
MAC destination R1 (trouvée par ARP) Prochain routeur
IP source 192.168.1.20 Adresse publique de R1 (après NAT)
IP destination 203.0.113.80 203.0.113.80
TTL 64 63 : chaque routeur le diminue de 1

Sans NAT, l'adresse IP source resterait elle aussi identique de bout en bout. Ici, le poste a une adresse privée : R1 la remplace par son adresse publique en sortie et garde la correspondance pour la réponse. Le TTL protège des boucles : à zéro, le paquet est détruit et un message ICMP Time Exceeded revient, ce qu'exploite traceroute pour lister les routeurs du chemin.

5. Dépanner dans l'ordre

Étape Vérification Si ça échoue
Adresse ip addr : une adresse dans le bon réseau ? 169.254 : DHCP, VLAN, câble
Passerelle ping 192.168.1.1 ARP, VLAN, adresse de la passerelle
Routage ping 203.0.113.80, traceroute Routes, NAT, pare-feu
Nom dig exemple.fr Serveur DNS, configuration du poste
Service curl -v https://exemple.fr Port, certificat, application

C'est le même raisonnement, couche par couche, que dans la leçon 1, appliqué au trajet réel d'un paquet.

Contenu aligné sur les programmes publiés par la CNCF (KCNA, CKAD, CKA, CKS), par le Linux Professional Institute (LPIC-1) et par Cisco (CCNA 200-301). KubeNow n'est ni affilié ni approuvé par la CNCF, la Linux Foundation, le LPI ou Cisco ; CKA, CKAD, CKS et KCNA sont des marques de la Linux Foundation, LPIC-1 est une marque du Linux Professional Institute, Cisco et CCNA sont des marques de Cisco Systems.