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Chaput Emmanuel
Les protocoles de routage del’Internet
2016-2017
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 1 / 114
1 Presentation generale
2 Les machines d’extremite
3 Le protocole RIP
4 Le protocole OSPF
5 Le protocole IS-IS
6 Le protocole BGP
7 References bibliographiques
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 2 / 114
Presentation generale
1 Presentation generaleIntroductionPourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles de routage ?Les principales etapesNotion de table de routageMise a jour des tables de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 3 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Qu’est-ce que le routage ?
Recherche d’un chemin (une route)Besoin d’une connaissance minimale du reseauApplication d’un algorithmePrise en compte de contraintes eventuelles
Permettant d’acheminer les donnees au sein d’un reseauQuelle que soit la structure du reseau
Reseau paquet en mode circuit virtuel ou en mode datagrammeReseau circuit
Quelle que soit la nature des donneesAssocie a la commutation des donnees
Pas de commutation sans routagePas de routage sans commutation
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 4 / 114
Les objectifs du routage
Choix d’un chemin “optimal” : selon quel critere ?FiabiliteEconomieBande passante
Adaptation a la dynamique du reseauReconfigurationPannesMobilite ?Charge ?
Une contrainte a ne pas oublier : implantation realisteTraitement algorithmiqueCharge de communication
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Le routage dans la pile IP
Routage en mode datagramme (non connecte)A l’oppose de X.25
Mise en œuvre dans le plan de gestionC’est la que la coherence est assureeTravail “residuel” de IP minime (mais taille des tables de routageeventuellement importante)
Notion de table de routageParfois appelee (a tort) table de commutation
Routage IP de proche en procheMais construction des tables generalement coordonnee
Commutation realisee par IP
Apres consultation de la table de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 6 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Pourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles deroutage ?
1 Presentation generaleIntroductionPourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles de routage ?
Notion de systeme autonomeLes principales etapesNotion de table de routageMise a jour des tables de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 7 / 114
Pourquoi plusieurs protocoles de routage ?
Notion de systeme autonomeAutonomie en termes de routage
Reseaux nombreux et variesEn taille et en besoinsRelations economiques complexes
Routage interne et routage externeNatures tres differentes
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Notion de systeme autonome
AS 1
AS 2
AS 3
AS 4
IGP
EGP
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Notes :
Notes :
Notes :
Differents types d’AS
Systeme autonome de transitAchemine du trafic entre d’autres systemes autonomesFournisseurs d’acces
Systeme autonome multi-domicilieDispose de plusieurs acces InternetVia plusieurs FAIs
Systeme autonome d’extremiteUn acces Internet unique
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Protocoles de routage interieur et exterieur
IGP (Interior Gateway Protocol)Routage au sein d’un ASRIP, OSPF, EIGRP, IS-IS, . . .
EGP (Exterior Gateway Protocol)Routage entre plusieurs ASBGP-4
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Les principales etapes
1 Presentation generaleIntroductionPourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles de routage ?Les principales etapes
La collecte d’informationLes differentes etapesLe calcul des routesL’utilisation des routes
Notion de table de routageMise a jour des tables de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 12 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Les principales etapes
Collecte d’informationConnaıtre le reseauTopologie stoquee dans la Topology Information Base
Calcul des routesTrouver des cheminsListe des chemins stoquee dans la Routing Information Base
Utilisation des routesCommuter les paquetsRoutage (simplifie) dans le cas de IPListe des routes stoquee dans la Forwarding Information Base
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Les differentes etapes
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La collecte d’information
Connaıtre l’informationPour calculer les routesTheoriquementindependant del’algorithme
Pas dans la pratique
Administration manuelleRapidement fastidieux
Realisee par un protocoleA vecteur de distances
Algorithme BellmanFord
A etats des liaisonsAlgorithme de Dijkstra
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Notes :
Notes :
Notes :
Le calcul des routes centralise
Une entite calcule pour tousCentralisation de l’informationDistribution des resultatsDisponibilite du calculateur central
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Le calcul des routes decentralise
Chacun calcule toutDistribution de l’informationRedondanceBesoin de coherence
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Le calcul des routes distribue
Chacun calcule un peuDistribution de l’information (au moins parcellaire)Difficulte de coherence
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Notes :
Notes :
Notes :
L’utilisation des routes
Commutation apres consultation de la FIB
Possibilite plusieurs routesOu plusieurs FIBs (cf Linux)
Second critereChamp TOS. . .
Partage de chargeFonction du reseauImpact sur ordre
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 19 / 114
Notion de table de routage
1 Presentation generaleIntroductionPourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles de routage ?Les principales etapesNotion de table de routageMise a jour des tables de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 20 / 114
Notion de table de routage
Couche réseau
Plan
de g
estio
n
Couche application
Plan
usag
er
routageTable de
commutation
routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 21 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Notion de table de routage
Une route IP c’est essentiellementUne destination
Designee par l’adresse d’un reseauOu par l’adresse d’une machine unique
Une interfaceLien par lequel transmettre le paquet
Eventuellement un prochain routeurSi la destination n’est pas accessible directement
Une table de routage estUn ensemble de routes
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 22 / 114
Exemple de table de routage
Destination Passerelle Genmask Indic Metric Ref Use Iface192.168.19.192 * 255.255.255.224 U 0 0 0 eth1147.127.16.0 * 255.255.240.0 U 0 0 0 eth0default 147.127.18.200 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
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Mise a jour des tables de routage
1 Presentation generaleIntroductionPourquoi doit-il y avoir plusieurs protocoles de routage ?Les principales etapesNotion de table de routageMise a jour des tables de routage
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 24 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Mise a jour de la table de routage
Differentes origines
Ajout d’une interfaceConfiguration manuelleConfiguration automatique
Pour prendre en compte
L’evolution du reseauLes pannes et dysfonctionnenemtsLa taille du reseau
Gestion specifique pour les machines d’extremite.
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Les machines d’extremite
2 Les machines d’extremiteLe protocole ICMP
Le protocole DHCP
Le protocole IPCP/PPP
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Les machines d’extremite
L’entite IP des machines d’extremite route aussiUniquement les paquets sortants (pas de “forwarding”)Meme algorithme (dans le principe) qu’un routeur
Besoin d’une table de routageContenu bien plus limite qu’un routeurReduit a sa plus simple expression
Une route “directe”Une route “par defaut”
Pas besoin de protocole/algorithme de routageRoutes directes inferees des adressesRoute par defaut reduite a l’adresse d’un routeur
Utilite d’un outil de configurationDecouverte du routeur par defautPontentiellement associe a d’autres mecanismes
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Notes :
Notes :
Notes :
2 Les machines d’extremiteLe protocole ICMP
Le protocole DHCP
Le protocole IPCP/PPP
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 28 / 114
Le protocole ICMP
Pour la configuration des machines d’extremiteConfiguration du routeur par defaut
Message Router Advertisement
Correction d’une route erroneeMessage Redirect
On utilise de preference des outils comme DHCP ou le ICP de PPP
Hors du cadre de ce coursOn s’interesse ici au dialogue entre routeursLes machines d’extremite ont cependant une table de routage
Generalement minimalisteAucune dynamique
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 29 / 114
Le protocole DHCP
2 Les machines d’extremiteLe protocole ICMP
Le protocole DHCP
Le protocole IPCP/PPP
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Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol [9, 10]Extension de BOOTP [8]Permet la configuration de divers parametres de la pile IP
Adresse, masqueAdresse du routeur par defaut, du serveur de noms, . . .Parametres de TCP (TTL, . . . )Parametres applicatifs (du plan de gestion). . .
Largement utilise pour la configuration des stations d’un reseaulocal
Gestion centralisee des adressesReutilisation potentielle d’adresses
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 31 / 114
Le protocole IPCP/PPP
2 Les machines d’extremiteLe protocole ICMP
Le protocole DHCP
Le protocole IPCP/PPP
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 32 / 114
Le protocole IPCP/PPP
Le protocole PPP (Point to Point Protocol) est largement utilise surdes liens point a point
Acces internet au travers liaisons longue distance (typemodem/RTC)
Il integre un protocole de configuration de reseauNetwork Control Protocol (NCP)Protocole instancie pour chaque protocole de niveau 3 utilise
Version dediee a IPv4IP Control Protocol (IPCP [13])Permet la configuration des adresses des deux extremitesLe routeur est donc l’entite situee a l’autre bout
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 33 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole RIP
3 Le protocole RIP
PrincipesFormat d’un message RIP
Le comptage a l’infiniBilan
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 34 / 114
Le protocole RIP
Le protocole RIP (Routing Information Protocol) est decrit dans[11] puis [12] (v2)IGP a vecteur de distances
Information de baseDestination atteignableDistance (en nombre de reseaux vers la destination)Adresse du prochain routeur (voisin)
Constitue la TIB (et donc la RIB et la FIB)Meilleure route = plus courte
Distance exprimee en “sauts” (ou hops), c’est-a-dire en nombre dereseaux a traverser
Implante sur UDP, port 520Messages courtsRecherche d’efficacite
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Principes
3 Le protocole RIP
PrincipesFormat d’un message RIP
Le comptage a l’infiniBilan
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Notes :
Notes :
Notes :
Les principes de RIP
Topology Information BaseDestinations caracterisees par une distance
Par exemple, vision de R6 :
C’est egalement la Routing Information BaseEt la Forwarding Information Base !
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 37 / 114
Les principes de RIP
Emission periodique du contenu de la Topology Information Basevers ses voisinsLors de la reception d’une information, application de l’algorithmede calcul de route pour mettre a jour la Routing Information Base
si destination inconnue alorsroute ajoutee (avec distance incrementee)
sinon si nouvelle route (avec distance incrementee) meilleure alorsroute remplacee
si route connue de longueur differente (de la distance incrementee)route modifiee
Mise a jour de la Forwarding Information Base
Destinations devenues inateignables caracterisees par unedistance “infinie”
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Format d’un message RIP
3 Le protocole RIP
PrincipesFormat d’un message RIP
Le comptage a l’infiniBilan
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Notes :
Notes :
Notes :
Format d’un message RIP
...métrique
adresse
famille d’adresse
versioncommande
0 7 8 15 16 31
zéro/adresse du routeur
zéro/masque
zéro/tag
zéro/domaine
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Le comptage a l’infini
3 Le protocole RIP
PrincipesFormat d’un message RIP
Le comptage a l’infiniBilan
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 41 / 114
Le comptage a l’infini
A
B
C D
réseau cible1
1
15
1
1
A B 3B D 2C B 3D - 1
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Notes :
Notes :
Notes :
Reponses au comptage a l’infini
Reponses a un cycle impliquant deux routeursSimple split horizon
On ne mentionne pas a R une route passant par RSplit horizon with poison reverse
Une route passant par R lui est annoncee avec une route infinie
Reponses a un cycle impliquant plus de routeursTriggered updates
Pour aller plus vite vers l’infini !L’infini = 16
Pour s’arreter un peu plus tot que l’infini
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 43 / 114
Bilan
3 Le protocole RIP
PrincipesFormat d’un message RIP
Le comptage a l’infiniBilan
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 44 / 114
Le bilan de RIP
Un protocole particulierement simplePeu de messages, de longueur tres modesteAlgorithmique absolument trivialeAucune configuration necessaireGestion elementaire des risques d’incoherence
Un protocole adaptatifIl sait reagir aux changements de topologiePermet de basculer vers/depuis un “lien de secours”Service minimum
Un protocole offrant peu de souplessePossibilite de parametrer le cout d’un lienPas de hierarchie possiblePas d’aggregation de route
Particulierement adapte aux petits systemes autonomesPlutot efficace sur des petits reseaux peu dynamiques
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 45 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole OSPF : plan
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 46 / 114
Introduction
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 47 / 114
Le protocole OSPF
Open Shortest Path First [15] [19][18] (v2)IGP a etat des liaisons
Calcul distribue du plus court chemin dans un grapheApplication de l’algorithme de Dijkstra
Adapte aux gros systemes autonomesPlus riche que RIPPlus complexe et plus lourd a administrer !Sait relayer (et differencier) les routes externes
Routage multi-critere, multi-routeSait calculer des routes par TOSSait calculer plusieurs routes equivalentes
Multiples evolutionsSupport des prefixes a longueur variable, du multicast, . . .Integre des mecanismes d’authentification
Implante au dessus d’IPUtilise le multicast pour le dialogue entre routeurs
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 48 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Quels outils de passage a l’echelle ?
OSPF pose un double probleme de passage a l’echelleLe calcul du plus court chemin necessite une connaissancecomplete du graphe
Volume total dependant de la taille du reseau (routeurs + liens)Peut se reveler extremement gourmand en communication
L’algorithme de Dijkstra est assez lourdRedhibitoire si le graphe (reseau) est trop vasteImpact sur la puissance des routeurs
Plusieurs outils permettent d’en limiter les consequencesDecoupe du reseau en zones
Hierarchie minimale : deux niveauxVision totale a l’echelle d’une zoneVision d’ensemble a la granularite d’une zone
Tous les routeurs ne dialoguent pas ensembleIntroduction d’une relation de voisinage (adjacency)
Les routeurs n’echangent pas systematiquement toute leur TIBUtilisation d’informations resumees
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La decoupe en zones
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 50 / 114
La decoupe en zones d’OSPF
Decoupe hierarchique du reseau en zonesOutil de base pour la gestion des gros ASEnsemble connexe de reseaux et routeursCoherence de l’adressage dans une zoneIdentifiees par un numero sur quatre octets
Routage interne a une zoneIndependament du reste du reseauCalcul du plus court chemin (SPF)Zone de taille “raisonable”
Topologie en etoileAutour d’une zone dite de backbone
Routage entre zonesVia la zone de backboneEchange d’informations synthetisees
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 51 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Decoupe du reseau en zones
zone 0
zone 1
zone 2
zone 3
zone 4
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 52 / 114
Differents types de zones
Backbone area unique et obligatoireRealise l’interconnexion des autres zonesEgalement appelee zone 0
Area “classique”L’essentiel des zonesRoutage interne par SPF
Stub area ne recoit pas les routes externesRoutage externe reduit a une route par defautEconomie parfois importante
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 53 / 114
Les differents routeurs OSPF
Routeur interneRoutage interieur d’une zoneExecutent un SPF
Routeur frontalier de zone (ou area border router)Routage entre zonesExecutent un SPF par zone
Routeur frontalier d’AS (ou AS boundary router)Routage entre systemes autonomes
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 54 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
La backbone area
Zone 0Role central
Echange inter zoneInclus tous les routeurs de frontiere
ie inclus dans deux plusieurs zonesPeut contenir des routeurs internes
Comme toute zoneNecessairement connexe
Eventuellement virtuellement
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 55 / 114
Notion d’adjacency
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 56 / 114
Notion d’adjacency
ObjectifMinimiser les echanges sur un reseau
Les mises a jour de la Topology Information Base ne se fontqu’entre deux routeurs voisins, c’est-a-dire
Qui sont relies par un lien point a pointOu dont l’un est le routeur designe (Designated Router ou DR) ouson backup
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 57 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Les principales etapes
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 58 / 114
Les principales etapes
Un routeur OSPF passe par les etapes suivantesDecouverte de son voisinage direct
Information remontee des couches inferieuresConnaissance de lui-meme ( !) et des reseaux auxquels il est relie
Decouverte de ses voisinsPar le (sous-)protocole HelloElection du DR responsable des LSA sur un reseau multipoint
Echange d’informations decrivant la topologieAu travers du protocole OSPFSynchronisation des bases de donnees de description de latopologie
Calcul des routesApplication du SPF (algoritme de Dijkstra)Construction de la RoutingInformation Base
Mise a jour de la Topology Information BaseAu travers du protocole OSPFTenir compte des evolutions
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 59 / 114
Description de la topologie
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 60 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Description de la topologie
La Topology Information Base est consituee de differents types deliens
Router linksLiens (interfaces) d’un routeurType de routeur (interne, frontalier, . . . )
Network linksListe des routeurs attachesAnnonce par le DR du reseau
Summary linksReseaux de l’ASRouteurs de frontiere de l’AS
External linksDestinations exterieures
Decrits dans des Link State Advertisements (LSAs)
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Les differents LSAs
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 62 / 114
Entete d’un LSA
Age exprime en seconde depuis sa creationEvolue dans la base de donnees, lors d’un transertUtilise essentiellement pour forcer une mise a jour
Options decrites plus loinType de LS voir plus loinIdentifiant permettant de designer le LSA) (eg ADRESSE)Routeur identifiant du routeur qui a construit ce LSA
Numero de sequence permet de differencier deux versionsLongueur totale incluant cet en-tete
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 63 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Le champ Options
RC pour gerer un lien necessitant l’etablissment d’un circuit(eventuellement virtuel) [17]EA definit la capcite a gerer des LSA opaques [6, 2]
Utilises par exemple pour l’ingenierir de trafic [1]NP definit la gestion des LSAs de type 7
La definition de NSSA permet de lever certaines limites des StubAreas [7]
MC valide l’extension multicast [16]E diffusion ou non des routes externes
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 64 / 114
Les router LSAs (LS type = 1)
Virtual link si le routeur est au bout d’un lien virtuelExternal si le routeur est un routeur de frontiere d’AS
Border si le routeur est un routeur de frontiere de zoneNb liens nombre de liens auxquels est attache le routeurType de lien
Point-a-pointVers un reseau de transitReseau feuilleVirtuel
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 65 / 114
Les router LSAs (LS type = 1)
Indentifiant du lienCaracteristiques du lien dependent du lien (masque pour unreseau feuille, adresse IP du routeur, . . . )Nb TOS nombre de metriques supplementairesMetrique cout de ce lien pour la metrique par defaut
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 66 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Les network LSAs (LS type = 2)
Masque utilise sur le reseauIdentifiant de routeur pour tous les routeurs relies aureseau
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 67 / 114
Les summary LSAs (LS type = 3/4)
Masque utilise sur le reseauAdresse fournie par l’identifiant
Metrique par defautTOS/Metrique pour les autres TOS (optionnel)
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 68 / 114
Les AS-external LSAs (LS type = 5)
Masque utilise sur le reseauAdresse fournie par l’identifiant
E si positionne, seule la metrique externe est utiliseeOn n’additionne pas a la metrique interne pour trouver le meilleurcheminSeul le routage extern compte
Tag transparent pour OSPF, achemineMetrique par defautTOS/Metrique pour les autres TOS (optionnel)
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 69 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Les unites de protocole
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocole
Entete communLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 70 / 114
Les unites de protocole
Hello pour decouvrir le voisinageEt election du DR et du BDR
Database Description pour decrire le reseauInformations resumees (entete de 20octets de chaque LSAs)
Link State Request demande d’info sur un lienMise a jour des bases
Link State Update mise a jour d’une infoReponse a LSR
SpontanementVolumineux
Link State Ack accuse de reception d’un LSU
Fiabilisation de la coherence des bases
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 71 / 114
Entete commun
area ID
version type packet length
router ID
autypechecksum
authentication
authentication
version numero de version d’OSPF
type sous-protocole utilisepacket length taille totale en octets, entete compris
router ID identificateur du routeur emetteurarea ID identificateur de la zone concerneechecksum sur le paquet complet, hors authentication
autype type d’authentification mise en œuvreauthentication clef d’authentification
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 72 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole hello
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole hello
Format des messages helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
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Le protocole hello
Election du DR et d’un BDR
Sur des reseaux multipoint
Etablir et maintenir des relations de voisinageAdjacency avec DR, BDR ou point a point
Emission periodique de messages helloPour detecter defaillances
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Message Hello
neighbor
backup designated router
designated router
dead interval
options priointerval
network mask
...
network mask masque du reseau concerneinterval en secondes entre 2 emissionsoptions extensions supportees
prio priorite du routeur pour l’electiondead interval intervalle avant hors-service
designated router identite du routeur designebackup designated router identite du BDR
neighbor identite des voisins
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Notes :
Notes :
Notes :
La synchronisation des bases de donnees
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
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La synchronisation des bases de donnees
Entre certains couplesAdjacences
Protocole maıtre-esclaveLe maıtre annonce ses donneesL’esclave en fait autant
Echange des donnees voulues plus tardSur demandesAccuses de reception
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Le calcul des chemins
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
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Notes :
Notes :
Notes :
Le calcul des chemins
Pour chaque routeur, pour chaque zoneApplication de l’algorithme de DijkstraA chaque destination
Dans la zoneAutres zones (chacune est une destination)
Routeurs de frontieresDeterminent ainsi routes inter-zonesEchangent des LSAs resumes
Qui decrivent des reseaux atteignables
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Bilan
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
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Bilan de OSPF
Protocole extremement riche et puissantCapacite de gerer plusieurs routesPossibilite d’utiliser plusieurs metriquesAdapte a de gros systemes autonomesInteraction avec le routage externe
Configuration tres lourdeDefinition des zonesConfiguration des routeursCorrespondance avec l’adressageInteraction avec le routage externe
Protocole evolutifPassage a IPv6Integration de la gesstion de trafic. . .
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Notes :
Notes :
Notes :
Configuration des equipements
4 Le protocole OSPF
IntroductionLa decoupe en zonesNotion d’adjacencyLes principales etapesDescription de la topologieLes differents LSAsLes unites de protocoleLe protocole helloLa synchronisation des bases de donneesLe calcul des cheminsBilanAnnexe : configuration des equipements
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Cisco et quagga
Activation d’OSPFrt1(config)# router ospf 1rt1(config-router)#
Ajout d’un reseau a une zonert1(config-router)# network 192.168.1.0 255.255.255.0 area 0
Observation des voisinsrt1# show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface192.168.2.2 1 FULL/BDR 00:00:39 192.168.1.2 FastEthernet0/1
Observation des routesrt1# show ip route ospfO 192.168.4.0/24 [110/40] via 192.168.1.2, 00:00:01, FastEthernet0/1O 192.168.2.0/24 [110/20] via 192.168.1.2, 00:00:01, FastEthernet0/1O 192.168.3.0/24 [110/30] via 192.168.1.2, 00:00:01, FastEthernet0/1
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Le protocole IS-IS
5 Le protocole IS-IS
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Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole IS-IS
Intermediate System-to-Intermediate SystemStandard OSIOriente CLNPDeveloppe par DEC
Tres similaire a OSPF
IGP a etat des liaisonsDecoupe du systeme en zonesPlus court chemin (Dijkstra) dans chaque zoneDeux niveaux de hierarchie
Version adaptee a IP
Integrated IS-IS [4]Plus utilise chez les operateurs
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Le protocole BGP : plan
6 Le protocole BGP
IntroductionFonctionnement generalLe protocoleLes attributs de chemin
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 86 / 114
Introduction
6 Le protocole BGP
IntroductionFonctionnement generalLe protocoleLes attributs de chemin
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Notes :
Notes :
Notes :
Quels besoins de routage dans l’Internet ?
L’Internet est une interconnexion de systemes autonomesIndependance du routage interneRoutage externe d’un AS assure par son (ses) FAI(s)
Routage externe fonde sur des considerations non techniquesRelations commerciales
Client/fournisseurPair a pair
Potentiellement trivialCas de tous les ASs qui ne sont pas des FAIs
Parfois extremement complexesASs multidomiciliesASs de transit
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Le protocole BGP
Border Gateway ProtocolEGP a vecteur de cheminsGranularite des chemins : systeme autonomeImplante au dessus de TCP
Permettant l’agregation de routes et le deploiement de CIDR
Autorisant la definition de politiques de routageVersion 4 decrite par [23], [21], [26], [24], [22], [25]Fonde sur l’experience d’EGP et de son utilisation dans NSFNET
[14], [20], [3]
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Un exemple
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 90 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Fonctionnement general
6 Le protocole BGP
IntroductionFonctionnement general
L’agregation de routeLe protocoleLes attributs de chemin
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 91 / 114
Fonctionnement general
Echange d’informations avec les routeurs externesAu travers de E-BGPPour decouvrir le reseau
Echange d’informations avec les routeurs internesAu travers de I-BGPPour acheminer l’information en internePas de propagation I-BGP vers I-BGPMaillage total
Application de la politique de routage entre les deux
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 92 / 114
Fonctionnement general
Etablissement de connexion avec pairsConnexions de longue duree
Apprentissage de cheminsDepuis pairs exterieurs ou interieurs
Choix des chemins en fonction de la politique definieModification de la table de routageInteraction avec les IGP
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 93 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Informations echangees par BGP
Chaque information echangee (participant a la Topology InformationBase) est constituee
D’une description de la destinationNetwork Layer Reachability Information (NLRI)Par exemple une adresse/masque pout IPv4
D’attributsCaracterisant la routePar exemple la liste des AS traverses
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 94 / 114
Les Routing Information Bases
Bases de donnees hebergeant les informations de routage
Adj-RIBs-In stoque les informations obtenues par des messagesUPDATE recus de l’exterieur
Loc-RIB contient les informations selectionnees par l’applicationde la politique de routage sur la base Adj-RIBs-In
Adj-RIBs-Out definit les donnees qui seront emises vers les pairs BGP
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 95 / 114
L’agregation de route
PrincipeCombiner plusieurs routes de sorte a n’en annoncer qu’une plusgeneralePermet de participer a la “reduction” des tables de routagePermet la mise en œuvre de CIDRY compris sur des destinations qui impliquent plusieurs AS
Gestion des AS PATH
Divers algorithmes possiblesUn algorithme simple
Maintenir en tete la sequence la plus longue communeTerminer par un AS SET qui englobe les fins de sequencesFusionner des parties de chemin de meme nature (SEQUENCE ouSET)
Ne pas oublier les autres attributsTout n’est pas possible
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 96 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Le protocole
6 Le protocole BGP
IntroductionFonctionnement generalLe protocole
Format des messagesEtablissement de la connexionMise a jour de la baseErreur sur la connexionSonde de la connexion
Les attributs de chemin
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 97 / 114
En-tete BGP
TypeLength
marker
Marker sur 16 octets doit pouvoir etre predit par le recepteur par lesmecanismes d’identification negocies
Length exprime la taille totale du message, inferieure a 4096 octetsType permet de definir l’operation souhaitee
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Type des messages BGP
Quatre types de messages predefinis
OPEN (Type = 1) pour etablir la communicationUPDATE (Type = 2) pour modifier la table
NOTIFICATION (Type = 3) pour signaler une erreurKEEPALIVE (Type = 4) pour verifier la communication
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 99 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Message BGP OPEN
Echange de parametresIdentifiant d’ASIdentifiant BGPHold Time
Negociation de parametres optionnelsType d’authentificationExtensions protocolaires
Capabilities (Parameter type 2) [5]
. . .Marker a 1
Les mecanismes d’authentification n’ont pas encore ete negocies
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 100 / 114
Message BGP UPDATE
Liste de destinations non atteignablesAdresse IP et longueur de prefixe
Annonce de routeAttributsDestination (sous forme de NLRI)
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 101 / 114
Message BGP NOTIFICATION
Erreur de versionPair inconnuErreur de messageHold Time timeoutParametre inconnuAttribut manquant. . .
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 102 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
Message BGP KEEPALIVE
Message constitue d’un en-tete seulPermet de s’assurer de la liaisonPas de donnees vehiculeesAu rythme donne par le Hold Time
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 103 / 114
Les attributs des chemins
Ce sont eux qui apportent toutes la puissance de BGP. Ils peuvent etre
Connus et obligatoiresDoivent etre positionnes
Connus et optionnelsDoivent etre reconnusPeuvent etre utilises
Optionnels transitifsDoivent etre acheminesMeme si inconnus
Optionnels non transitifsDoivent etre detruits
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 104 / 114
Attributs BGP
Ceux definis par la RFC-4271 [25] peuvent etre
Obligatoires
AS PATH sequence des AS traversesORIGIN emetteur du chemin
NEXT HOP adresse du prochain routeur
Optionnels
LOCAL PREF degre de preference (interne)MULTI EXIT DISC indication du degre de preference
ATOMIC AGGREGATE pour interdire la “de-agregation”AGGREGATOR pour identifier l’auteur d’une agregation
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 105 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
L’attribut ORIGIN
Attribut connu et obligatoireDefinit l’origine de la routeTrois valeurs definies
0 : IGP si l’information provient de l’interieur de l’AS emetteur1 : EGP si l’information provient d’un autre AS2 : ICOMPLETE si l’information a ete obtenue par un autre moyen
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 106 / 114
L’attribut AS PATH
Attribut connu et obligatoireDonne la liste des AS traversesSequence de segmentsSegment = (type, longueur, valeur)
typeAS SET liste desordonnee d’ASAS SEQUENCE liste ordonnee d’AS
longueur : de la liste, en nombre d’ASvaleur : liste d’ASN sur deux octets
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 107 / 114
L’attribut AS PATH
Construction avant la premiere emissionVers un routeur du meme AS
Construire un AS PATH videVers un routeur d’un AS voisin
Construire un AS PATH contenant uniquement l’ASN
Mise a jour avant re-emissionVers un routeur du meme AS
Pas de modificationVers un routeur d’un AS VOISIN
Ajouter son numero d’AS en tete du premier segment, qui doit etre detype AS SEQUENCE, cree si necessaire
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 108 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
L’attribut NEXT HOP
Attribut connu et obligatoireAdresse du prochain routeur sur le cheminDoit etre atteignable par le pair BPG
Peut etre externe ou interneNe doit pas etre modifie lors de la transmission au sein de l’AS
(par I-BGP)
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 109 / 114
Un exemple
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 110 / 114
L’attribut MULTI EXIT DISC
Attribut optionnel non transitifDonne une indication au pair de l’interface prefereeMetrique sur 4 octetsPreferer la valeur la plus faibleDoit etre propage dans l’AS mais pas aux voisins (non transitif)
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 111 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
L’attribut LOCAL PREF
Attribut connu a usage internePositionne par un routeur pour definir le degre de preferenced’une route externeIntegre dans les politiques de routagePreferer les valeurs eleveesNe doit pas etre present dans un message entre ASs
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 112 / 114
Besoin de definir une politique de routage
Preference d’un lien a un autreChoix economiquesChoix techniques
Paquets en transitVers ou depuis un clientVers ou depuis un pair
Paquets sortantsPaquets entrants
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 113 / 114
Mise en œuvre de la politique de routage
Choix des routes exporteesPour le trafic entrantNotion de Multi-Exit Discriminator. . .
Choix des routes importeesPour le trafic sortantNotion de preference (locale). . .
Mais ceci est une autre histoire . . .
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
[1] R. Aggarwal and K. Kompella.Advertising a Router’s Local Addresses in OSPF TrafficEngineering (TE) Extensions.Technical Report 5786, March 2010.
[2] L. Berger, I. Bryskin, A. Zinin, and R. Coltun.The OSPF Opaque LSA Option.Technical Report 5250, July 2008.
[3] H.W. Braun.NSFNET routing architecture.Technical Report 1093, IETF, February 1989.
[4] R.W. Callon.Use of OSI IS-IS for routing in TCP/IP and dual environments.Technical Report 1195, December 1990.Updated by RFC 1349.
[5] R. Chandra and J. Scudder.Capabilities Advertisement with BGP-4.
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Technical Report 2842, Internet Engineering Task Force, May2000.Obsoleted by RFC 3392.
[6] R. Coltun.The OSPF Opaque LSA Option.Technical Report 2370, July 1998.Obsoleted by RFC 5250, updated by RFC 3630.
[7] R. Coltun and V. Fuller.The OSPF NSSA Option.Technical Report 1587, March 1994.Obsoleted by RFC 3101.
[8] W.J. Croft and J. Gilmore.Bootstrap Protocol.RFC 951 (Draft Standard), September 1985.Updated by RFCs 1395, 1497, 1532, 1542, 5494.
[9] R. Droms.Dynamic Host Configuration Protocol.Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Technical Report 1541, October 1993.Obsoleted by RFC 2131.
[10] R. Droms.Dynamic Host Configuration Protocol.Technical Report 2131, March 1997.Updated by RFCs 3396, 4361, 5494.
[11] C. Hedrick.RFC 1058 : Routing information protocol.Technical report, Rutgers University, June 1988.
[12] G. Malkin.RFC 1388 : Rip version 2, carrying additional information.Technical report, Xylogics, Inc., January 1993.
[13] G. McGregor.The PPP Internet Protocol Control Protocol (IPCP).Technical Report 1332, May 1992.Updated by RFC 3241.
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Notes :
Notes :
Notes :
[14] D.L. Mills.Exterior Gateway Protocol formal specification.Technical Report 904, IETF, April 1984.
[15] J. Moy.RFC 1131 : The OSPF specification.Technical report, IETF, October 1989.
[16] J. Moy.Multicast Extensions to OSPF.Technical Report 1584, March 1994.
[17] J. Moy.Extending OSPF to Support Demand Circuits.Technical Report 1793, April 1995.Updated by RFC 3883.
[18] J. Moy.OSPF Standardization Report.Technical Report 2329, IETF, April 1998.
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
[19] J. Moy.OSPF Version 2.Technical Report 2328, IETF, April 1998.
[20] J. Rekhter.EGP and policy based routing in the new NSFNET backbone.Technical Report 1092, IETF, February 1989.
[21] Y. Rekhter and P. Gross.Application of the Border Gateway Protocol in the Internet.Technical Report 1655, July 1994.Obsoleted by RFC 1772.
[22] Y. Rekhter and P. Gross.Application of the Border Gateway Protocol in the Internet.Technical Report 1772, Internet Engineering Task Force, March1995.
[23] Y. Rekhter and T. Li.A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4).Technical Report 1654, July 1994.Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Obsoleted by RFC 1771.
[24] Y. Rekhter and T. Li.A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4).Technical Report 1771, Internet Engineering Task Force, March1995.Obsoleted by RFC 4271.
[25] Y. Rekhter, T. Li, and S. Hares.A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4).Technical Report 4271, January 2006.Updated by RFCs 6286, 6608, 6793, 7606, 7607, 7705.
[26] P. Traina.BGP-4 Protocol Document Roadmap and ImplementationExperience.Technical Report 1656, July 1994.Obsoleted by RFC 1773.
Chaput Emmanuel Les protocoles de routage de l’Internet 2016-2017 114 / 114
Notes :
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Recommended