Comment les paquets trouvent leur chemin

Chaque routeur diminue de un le TTL d'un paquet. Quand il atteint 0, le paquet est jeté, donc un paquet pris dans une boucle ne peut pas tourner indéfiniment.

Essaie le simulateur avant de lire quoi que ce soit d'autre. Règle le TTL sur 2 et appuie sur Envoyer, puis règle-le sur 64 et envoie de nouveau. Regarde où les paquets s'arrêtent la première fois.

Ce que tu viens de voir : un compte à rebours dans chaque paquet

Avec un TTL de 2, chaque paquet mourait au deuxième routeur rencontré et un message rouge revenait. Avec 64, les paquets atteignaient le serveur avec 60 restants après quatre routeurs. L'en-tête IPv4 contient un champ de 8 bits appelé Time to Live (TTL, « durée de vie »), donc sa valeur maximale est 255. La RFC 791 impose à chaque routeur de le diminuer d'au moins un, et beaucoup d'ordinateurs le font partir de 64. Quand il atteint 0, le routeur jette le paquet et renvoie à l'expéditeur un message ICMP « Time Exceeded » (RFC 792). C'était le message rouge.

Pourquoi un compte à rebours ? Une erreur dans les tables de routage pourrait faire tourner un paquet en rond, et sans limite il occuperait les liaisons indéfiniment. Le nom parle de « temps », et sur le papier la RFC 791 le mesure en secondes. Mais chaque routeur retire au moins un, donc en pratique il compte des sauts. IPv6 a donné au même champ un nom plus clair : Hop Limit.

Le bouton traceroute se sert de cette règle pour dessiner une carte. Il envoie une sonde avec un TTL de 1 : le premier routeur la jette et répond, ce qui révèle son adresse. Un TTL de 2 révèle le deuxième routeur, et ainsi de suite jusqu'à ce que la destination réponde. Appuie dessus et lis la liste qu'il construit. Puis coupe R1–R3 et envoie de nouveau pour voir les paquets prendre un autre chemin.

Chaque routeur consulte une seule ligne d'une table

Aucun routeur ne connaît tout le trajet entre ton ordinateur portable et un serveur sur un autre continent. Chacun prend une seule décision : pour cette adresse de destination, quel voisin reçoit le paquet ensuite ? Le paquet avance d'un saut, puis le routeur suivant décide à son tour. Un itinéraire est une chaîne de ces choix locaux.

La décision vient d'une table de transmission, une liste de préfixes associés chacun au voisin à utiliser. Le routeur choisit l'entrée qui correspond à la destination avec le préfixe le plus long, car un préfixe plus long est une correspondance plus précise. Imaginons que la table envoie 203.0.0.0/16 au voisin B et 203.0.113.0/24 au voisin A. Un paquet pour 203.0.113.9 correspond aux deux, le /24 l'emporte et il part vers A. Un paquet pour 203.0.7.1 ne correspond qu'au /16, donc il part vers B. La plupart des tables ont aussi une entrée par défaut pour tout le reste ; dans une box, elle pointe vers le FAI.

Qui écrit les tables

À l'intérieur d'une entreprise, les routeurs partagent ce qu'ils peuvent atteindre grâce à des protocoles de routage et calculent de nouveaux chemins quand une liaison tombe. Entre les dizaines de milliers de réseaux distincts qui forment Internet, le Border Gateway Protocol (BGP, RFC 4271) transporte des annonces comme « je peux atteindre 198.51.100.0/24 ». Quand un câble est coupé, les routes qui passent par lui sont retirées et le trafic bascule sur le chemin qui reste. Dans le simulateur, c'est ce qui s'est passé quand tu as coupé R1–R3.

La plupart des paquets perdus tombent d'une file pleine

Les routeurs font aussi attendre les paquets. Aux moments chargés, les paquets arrivent plus vite qu'une liaison de sortie ne peut les transporter, alors chaque routeur garde une file d'attente en mémoire. Quand la file est pleine, le paquet suivant est tout simplement jeté. Personne n'est prévenu ; l'expéditeur ne peut s'en rendre compte que plus tard. C'est la façon la plus courante dont les paquets disparaissent sur Internet, bien plus qu'un câble coupé. Un signal Wi-Fi faible peut aussi abîmer une trame, qui doit alors être jetée. IP lui-même ne promet rien. La RFC 791 précise qu'il ne fournit pas de moyen de communication fiable, sans accusés de réception ni retransmissions. Récupérer les données perdues est laissé aux ordinateurs des deux extrémités, et c'est l'objet de l'unité suivante.

Une photo de 3 000 000 octets fait 2055 paquets

Les liaisons limitent la taille d'un paquet. Sur Ethernet, une trame transporte au plus 1500 octets de données utiles (RFC 894). Retire 20 octets d'en-tête IPv4 et 20 octets d'en-tête TCP, et environ 1460 octets de tes données tiennent dans chaque paquet. Une photo de 3 000 000 octets demande donc 3 000 000 ÷ 1460 ≈ 2054.8 paquets, arrondi à 2055, et chacun est acheminé séparément.