1 TCP/IP - Le routage dynamique. 2 Plan F INTRODUCTION F Les techniques de routage F Lévolution du routage F Autonomous Systems F Les algorithmes de routage

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TCP/IP - Le routage dynamiqueTCP/IP - Le routage dynamique

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Plan INTRODUCTION

Les techniques de routage L’évolution du routage Autonomous Systems Les algorithmes de routage Vector-Distance Link-state EGP RIP OSPF

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Introduction La technologie TCP-IP est de type «bout en bout» en opposition aux

technologies «point à point» (Cf X25), L’acheminement des paquets est réalisé par routage plutôt que par

commutation : IP est dit «sans états» X25/X75 maitiennent des états associés au circuit virtuel (adresse du

prochain relais, nombre de paquets restant à transmettre, contrôle de flux, etc.); si un de ces états est perdu, la communication est rompue.

Les éléments de l’interconnexion ne doivent fournir qu’un service minimum: router du mieux qu’ils peuvent (best efford);

IP over everything les services nécessaires à la communication (Contrôle de flux, gestion

des d’erreurs, congestion, etc.) sont réalisés de bout en bout à un autre niveau (Cf TCP).

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Introduction (suite) Paradoxalement le mode «bout en bout» est le plus robuste que le

mode point à point connecté; si un relais tombe en panne : les voisins du relais IP recalculent les tables de routage, et acheminent les

paquets suivants par une nouvelle route. dans la technologie «point à point», le circuit est rompu et la connexion

avortée. Conséquence : le routage IP doit être dynamiquement adaptatif

==> cohérence des tables de routage en permanence. Afin de limiter la taille des tables de routage et le traitement associé:

Le routage IP est effectué de saut en saut («next hop») depuis la source jusqu’à la destination,

A chaque saut, il y a prise de décision autonome afin de sélectionner la route qui acheminera le datagramme (VS technologies point à point),

A chaque étape, un relais n’a qu’une connaissance partielle du routage Le concept de route par défaut est au cœur du routage IP.

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Les techniques de routage Routage statique

convient uniquement pour des sites de taille modeste généralement le routage est modifié après découverte du problème ne peut gérer les changements de topologie non triviaux.

Routage dynamique indispensable dès que la topologie devient complexe, ==> protocoles de routage dont :

le but est de maintenir des informations associées aux routes de manière cohérente

le rôle n’est pas de router. les protocoles de routage sont de natures différentes selon qu’ils :

traitent des informations de routage à l’intérieur d’un domaine de routage ,

relient plusieurs domaines de routage.

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L’évolution du routage

ARPANETBACKBONE

P1 P2 P3

Réseau local 1

Réseau local 2

Réseau local 3

Core Gateways Pi = route défaut( Rli )

Arpanet : interconnexion de réseaux locaux -> Routage circulaire pour mettre en œuvre le routage par défaut.

R.L 2 vers R.L 1 ==> P2->P3->P1

Inefficacité du routage par défaut

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Le Core System : système centralisé évitant le routage par défaut les passerelles internes au Core system connaissent la route pour atteindre n’importe

quelle station (pas de route par défaut) Les passerelles externes routent par défaut vers le Core. Devient impossible à gérer quand le système est de taille importante

CORE SYSTEM

L7

L1

L3

L5

L6L4

L2 Ln

Passerelles du coreinterconnectées

Passerellesexternes

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La conception de «core» ne convient pas à l’interconnexion de backbones: il y plusieurs choix de routes possibles entre 2 stations

exemples : M1->P1-M4 ou bien M1->P1->P2->P3->M4 il faut maintenir la cohérence entre toutes les machines des 2 backbones les routes par défaut peuvent introduire des boucles

ARPANETBACKBONE

NFSNETBACKBONE

P1 P2 P3

M1

M3

M2

M4

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Autonomous System Les limites imposées par le «Core»

impossibilité de connecter un nombre arbitraire de réseaux, le core ne connaît qu’un seul réseau (local) par passerelle connectée les tables de routage et le trafic associé deviennent gigantesques quasi impossibilité de modifier les algorithmes de routage (base installée)

amenèrent le concept de «Système Autonome» (AS) : Domaine de routage (réseaux + routeurs) sous la responsabilité d’une

autorité unique. Architecture de routage indépendante des autres systèmes autonomes Exemple : réseau R3T2; un réseau de société multinationale, un provider correspond à un découpage de l’Internet. Un AS est identifié par un numéro unique (16 Bits) attibué par le NIC.

A l’origine, les AS étaient connectés sur le noyau ARPANET qui constituait également un AS, aujourd’hui, il existe seulement des AS interconnectés.

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Autonomous System (suite) La connexité d’un AS implique que tous les routeurs de celui-ci soient

interconnectés: 2 réseaux locaux d’une même société nécessitant un autre AS pour communiquer ne peuvent constituer un AS unique.

La connexité implique que les routeurs d’un AS échangent les informations de routage: un routeur dans un AS est dit «internal gateway» le protocole de routage entre «internal gateways» est appelé «Exterior

Gateway Protocol» Exemple : EGP. Le protocole de routage à l’intérieur d’une «interior gateway» est appelé

«Interior gateway Protocol»; Exemple de IGP’s: RIP, OSPF, IGRP. Les IGP’s n’échangent que les tables de routage internes à l’AS, mais

certains routeurs doivent d’autre part, dialoguer avec les «exterior gateways» pour découvrir les réseaux externes à l’AS.

EGP (External Gateway Protocol) a pour fonction l’échange d’information sur la connectivité entre AS’s. Cette information exprime un ensemble de réseaux connectés.

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Autonomous System (suite)

AS 1 AS 2

EGP

IGPs

IGPs

12

Les algorithmes de routageDeux classes d’algorithmes existent : les algorithmes Vector-Distance

et les algorithmes Link-State.

Algorithmes Vector-Distance Algorithme de Belman-Ford, calcul de routes distribué. Un routeur diffuse régulièrement à ses voisins les routes qu’il connaît. Une route est composée d’une adresse destination, d’une adresse de

passerelle et d’une métrique indiquant le nombre de sauts nécessaires pour atteindre la destination.

Une passerelle qui reçoit ces informations compare les routes reçues avec ses propres routes connues et met à jour sa propre table de routage :

si une route reçue comprend un plus court chemin (nombre de prochains sauts +1 inférieur),

si une route reçue est inconnue.

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Algorithme Vector-distance

Destination Distance Route Destination Distance

Net1 0 Direct Net1 0

Net2 0 Direct Net4 3

Net4 8 Gate L Net17 6

Net17 5 Gate M Net21 4

Net24 6 Gate J Net24 5

Net30 2 Gate K Net30 10

Net42 4 Gate J Net42 3

Mise à jour des entrées dans la table de routage

Table actuelle informations reçues

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Vector-Distance : contruction des tables

A B C

D E

1 2

6 5

3

A L 0

4

B L 0

D L 0 E L 0

C L 0

A L 0

A

L

0

A 1 1

A 3 1

B L 0A 1 1

D L 0A 3 1

B L 0A 1 1

B L 0A 1 1

D L 0A 3 1

B 2 1A 2 2

D 6 1A 6 2B 4 1

D 3 1B 1 1

C L 0B 2 1A 2 2

C L 0B 2 1A 2 2

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1 C 5 1

C 2 1

E 5 1D 5 2

E 4 1D 4 2

E 6 1A 1 1B 6 2

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A B C

D E

1 2

6 5

3

A L 0

4

B L 0

D L 0 E L 0

C L 0A 1 1

A 3 1

B 2 1A 2 2

D 6 1A 6 2B 4 1

D 3 1B 1 1

C 5 1

C 2 1

E 5 1D 5 2

E 4 1D 4 2

E 6 1A 1 1B 6 2

B L 0A 1 1C 2 1

E 4 1D 4 2

B L 0A 1 1C 2 1

E 4 1D 4 2

B L 0A 1 1C 2 1

E 4 1D 4 2

C 1 2E 1 2

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

A L 0

D 3 1B 1 1

C 1 2E 1 2

C

ED

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

C

ED

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

C 6 2

Vector-Distance : la convergence

Convergence !

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A B C

D E

1 2

6 5

3

A L 0

4

B L 0

D L 0 E L 0

C L 0A 1

A 3 1

B 2A 2

D 6 1A 6 2B 4 1

D 3 1B 1

C 5 1

C 2 1

E 5 1D 5 2

E 4 1D 4 2

E 6 1A 1 1B 6 2

C 1E 1

C 6 2

Vector-Distance : la rupture

inf

infinf

inf 12

B L 0A 1C 2 1

E 4 1D 4 2

inf A 2 inf

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

E L 0D 6 1A 6 2B 4 1C 5 1

A 4 3A 5 3

D L 0A 3 1E 6 1A 1 1B 6 2C 6 2

B

CE

33

3 3

32

Reconstruction terminée

17

coût liaison 5 = 10

A B C

D E

1 2

6 5

3

A L 0

4

B L 0

D L 0 E L 0

C L 0A 1 1

A 3 1

B 2 1A 2 inf

D 6 1A 6 2B 4 1

D 3 1B 1 1

C 4 2

C 2 1

E 2 infD 2 inf

E 4 1D 4 2

E 6 1A 1 1B 6 2

C 1 2E 1 2

C 3 3

Vector-Distance : L’effet rebond

C 2 infB 2 inf

C 1 2

C 1 2

C 2C 2C 1 3

C 1 3

C 1 3

C 1 2C 1 4

C 4 4

Vers C : Rebond entre A et B jusqu’au TTL

C L 0sans effet

C 4 4

C 4 2C 1 4

C 4 2C 1 4

C 3 5

C 1 5

C 1 5

C 1 5

C 1 6

C 4 6

Et le temps passajusqu’à ... 12

C 1 12C 1 11

C 3 12 C 4 11

C L 0

CC 5 10

C 5 10

C 5 10C 5 10

B+A+D+E

E 5 10D 5 11A 5 12B 5 11

C 3 12

C 4 11

C 6 11

C 4 11C 1 12

Convergence !!

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Algorithme V-D : Inconvénients

La taille des informations de routage est proportionnelle au nombre de routeurs du domaine,

Métrique difficilement utilisable : lenteur de convergence, Bouclage, éventuellement à l’infini, Pas de chemins multiples Coût des routes externes arbitraire.

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Algorithme Link State Basés sur la technique Shortest Path First (SPF) :

les passerelles maintiennent une carte complète du réseau et calculent les meilleurs chemins localement en utilisant cette topologie.

les passerelles ne communiquent pas la liste de toutes les destinations connues (cf Vector-Distance),

une passerelle basée sur l’algorithme SPF, teste périodiquement l’état des liens qui la relient à ses routeurs voisins, puis diffuse périodiquement ces états (Link-State) à toutes les autres passerelles du domaine.

Les messages diffusés ne spécifient pas des routes mais simplement l’état (up, down) entre deux passerelles.

Lorsque un message parvient à une passerelle, celle-ci met à jour la carte de liens et recalcule localement pour chaque lien modifié, la nouvelle route selon l’algorithme de Dijkstra shortest path algorithm qui détermine le plus court chemin pour toutes les destinations à partir d’une même source.

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Algorithme Link State: principesA B

D E

1 2

6 5

3 4

C

De à L D

A B 1 1A D 3 1B A 1 1 B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1C E 5 1 D A 3 1 D E 6 1 E B 4 1 E C 5 1 E D 6 1

Tous les noeuds ont la même base de donnée==> pas de boucle.

Paquet de A vers C ==> calcule le + court chemin et sélectionne B, qui calcule à son tour le + court chemin vers C.

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A B

D E

1 2

6 5

3 4

C

Algorithme Link State: la rupture

Etat A-B down : inondation sur tous les interfaces sauf l’interface émetteur.

A B inf

B A inf

B A inf

A B inf

B A inf

Lorsqu’un message correspond à un étatdéja connu, le message n’est pas retransmis==> fin de l’inondation

B A infB A inf

A B inf

A B inf

B A inf

A B inf

De à L D

A B 1 infA D 3 1B A 1 inf B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1C E 5 1 D A 3 1 D E 6 1 E B 4 1 E C 5 1 E D 6 1

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Algorithme Link State: incohérencesA B

D E

1 2

6 5

3 4

C

D E inf

E D inf

E D inf

E D infTables de B, C,E De à L D

A B inf 1A D 3 1B A inf 1 B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1C E 5 1 D A 3 1 D E 6 1 E B 4 1 E C 5 1 E D 6 inf

Tables de A et D De à L D

A B inf 1A D 3 1B A inf 1 B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1C E 5 1 D A 3 1 D E 6 inf E B 4 1 E C 5 1 E D 6 1

Le calcul SPF corrige les incohérences : A et D noteront que B, C, E sont inaccessibles;B,C,E noteront que A et D sont inaccessibles.

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Algorithme link state Cohérence des bases

les copies de chaque noeud doivent être identiques aux périodes de transition près.

on améliore le processus en protégeant les bases contre les erreurs : procédure d’inondation avec acquittement, transmission des paquets sécurisés, enregistrements de la base protégés par cheksum, enregistrements de la base soumis à temporisation et supprimés si non

rafraîchis à temps. messages pouvant être authentifiés.

Métriques multiples plus haut débit, plus bas délai, plus bas coût, meilleure fiabilité.

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Algorithme Link State (suite) Avantage des algorithmes Link State :

convergence rapide sans boucle, possibilités de chemins multiples, métriques précises et couvrant plusieurs besoins, traitement séparé des routes externes. chaque passerelle calcule ses routes indépendamment des autres. Les messages diffusés sont inchangés d’une passerelle à l’autre et

permettent un contrôle (debug) aisé en cas de dysfonctionnement. les messages ne concernent que les liens directs entre passerelles et ne sont

donc pas proportionnels au nombre de réseaux dans le domaine (VS V-D).

En conclusion, les algorithmes SPF sont mieux adaptés au facteur d’échelle que les algorithmes Vector-Distance.

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EGP : Protocole de routage extérieur EGP (Exterior Gateway Protocol): utilisé pour échanger les

informations de routage relatives au systèmes autonomes. EGP: essentiel dans la connectivité Internet (Core, inter-provider , ...) EGP : RFC827

EGP a trois fonctions principales : support d’un mécanisme d’acquisition permettant à une passerelles de

requérir, auprès d’une autre passerelles, qu’elles échangent leurs informations de routage,

test continu de l’accessibilité des passerelles EGP voisines, échange de messages d’information de routage avec les passerelles EGP

voisines.

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EGP : les messages Acquisition Request : Requête d’acquisition auprès d’une passerelle, Acquisition Confirm : Réponse positive à la requête d’acquisition, Acquisition Refuse : Réponse négative à la requête d’acquisition, Cease Request : Requête de terminaison auprès de la passerelle, Cease Confirm : Réponse positive à la requête de terminaison, Hello : Requête de réponse “alive” I heard you : Réponse à la requête Hello, Poll Request : Requête de mise à jour de routage Routing Update : Information d’accessibilité, Error : réponse à un message incorrect.

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EGP : format des messages

VERSION : version du protocole EGP pour contrôle de cohérence, TYPE : identifie le type de message CODE : sous-type des différents messages STATUS : erreurs propres aux messages CHECKSUM : résultat du calcul de contrôle effectué comme IP Numéro d’AS : numéro de système autonome de passerelle émettrice, SEQUENCE NUMBER : numéro que l’émetteur utilise afin de

synchroniser les messages et les réponses.

0 8 16 24 31

Version Type Code Status

Checksum Numéro d’AS

Numéro de séquence Données ...

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EGP : Messages d’acquisition Avant d’échanger des informations de routage, les routeurs adjacents,

doivent devenir «voisins». Devenir «voisins» ==> procédure d’acquisition (synchronis. bilatérale) La passerelle adressée est spécifiée (configurée) par les organisations

responsables des systèmes autonomes correspondant. En plus de l’en-tête commune, les messages d’acquisitions

comprennent deux champs de 16 bits chacun : HELLO INTERVAL : intervalle de temps à utiliser pour tester

l’accessibilité de la passerelle, POLL INTERVAL : fréquence maximale (N/s) de mise à jour du routage;

Valeur du champs CODE : 0 : Acquisition Request, 1 : Acquisition Confirm, 2 : Acquisition Refuse (exemple: manque de mémoire, interdiction

adm.), 3 : Cease Request (exemple : arrêt en cours) 4 : Cease Confirm.

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EGP : messages d’accessibilité EGP met en oeuvre des mécanismes d’accessibilté des réseaux ==>

échanger les listes de réseaux accessibles via chacun des voisins. La procédure consiste en des interrogations à intervalle régulier de

liste auprés de son voisin. Les messages échangés dans ce processus :

HELLO et I-HEARD-YOU (I-H-U) pour le contrôle d’accessibilité des passerelles voisines,

POLL Request sollicitant des réponses (Routing Update) sur les informations de routage.

Les messages HELLO et I-H-U sont composées uniquement de l’en-tête commune, CODE = 0 pour le message HELLO et 1 pour le message I-H-U.

POLL Request et Routing Update comprennent, en plus de l’en-tête commune, le champ IP SOURCE NETWORK (32 bits) qui spécifie un réseau commun aux deux systèmes autonomes sur lesquelles sont reliées les deux passerelles. (Prefixe IP de classe A, B, C).

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EGP : message d’accessibilité Les réponses (Routing Update ) contiennent des routes dont les

distances sont mesurées par rapport aux passerelles reliées au réseau IP SOURCE NETWORK; les raisons pour lesquelles l’émetteur de l’interrogation, indique l’adresse IP source sont les suivantes :

un routeur EGP peut être connecté à plusieurs interfaces et si l’adresse IP était absente, il ne saurait pas à quel réseau s’adresse la requête

La passerelle souvent rassemble l'ensemble des informations de routage de tout le système autonome : une suite de paires (adresse réseau, passerelle); la passerelle spécifiée pour atteindre le réseau dépend de l'entrée dans le système autonome c'est à dire du champ IP SOURCE NETWORK.

31

EGP : messages d’accessibilité

P1 P3 P2

P4

IP Source Network

réseau 1

réseau 4

réseau 3

réseau 2

(P2, réseau 2)(P1, réseau 1)(P3, réseau 3)(P3, réseau 4)

EGP

IGP

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EGP : messages «Routing Update» Une passerelle extérieure émet des requêtes de mise à jour

d'information de routage (routing update),afin d'informer les passerelles voisines appartenant à d'autres systèmes autonomes.

Les messages de mises à jour sont composés de deux types de listes:

une liste interne contenant tout ou une partie des passerelles du système autonome et les réseaux accessibles à travers elles,

une liste externe structurée de la même manière mais identifiant des destinations extérieures au sytème autonome. Seules les passerelles appartenant à l’interconnexion (Core, Provider, BB) peuvent propager ces informations.

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Version Type

Code StatusChecksum Numéro

d’ASNuméro de séquence

Non utiliséRéseau IP Source

Adresse IP du routeur 1 (host id: 1,2,3 octets)# distancesdistance 1 # réseaux

Réseau 1,1,1Réseau 1,1,2

distance 2 # réseauxRéseau 1,2,1

Réseau 1,2,2

. . .

. . .

Adresse IP du routeur n# distancesdistance 1 # réseaux

Réseau n,1,1Réseau n,1,2

distance 2 # réseauxRéseau n,2,1

Réseau n,2,2

. . .. . .

. . .

EGP : Messages «Routing update»

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EGP : annonces des routes EGP peut ne pas annoncer les routes auxquelles il est relié.

AS «X»

AS «Y»

AS Provider

EGPBackdoor

By

Ax

N’annonce pas la route vers Ax

N’annonce pas la route vers By

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EGP : les métriques EGP annonce des métriques comprises entre 0 et 255 (inaccessible) Le mécanisme permet de couvrir les besoins inhérents aux IGPs et les

liaisons multiples entre AS

AS «X» AS «Y»

Liaison PrincipaleMétrique annoncée: Mp

Liaison BackupMétrique annoncée: Mb

Mp < Mb AS «X»

AS «Y»

Liaison BackdoorMétrique annoncée: Mb

Liaison ProviderMétrique annoncée: Mp

Métrique annoncée par le provider généralement assez grande (128) pour laisser fonctionner le backdoor

Mp >Mb ASProvider

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EGP : les contraintes Conçu pour un réseau hierachique de type BackBone (exemple

Arpanet/Nsfnet -> Réseaux régionnaux ->campus). Ajourd’hui le réseau est maillé et des boucles apparaissent Les routes multiples ne sont pas prises en compte

La distance est utlisée uniquement comme évaluation d’accessibilité (car la métrique est propre à un AS vs mesure universelle)

Taille des messages importante ==> fragmentation de datagrammes

Successeur d’EGP : BGP développé fin des années 80 qui permet : des mises à jour incrémentales ( vs tailles des messages), la conversion avec IGP’s des informations de routage (==>cohérence

entre métriques de routeurs interieurs et extérieurs) évite les boucles dans une topologie maillée

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RIP : Routing Information Protocol Protocole intérieur (Cf AS), RFC 1058. Berkeley made (BSD/routed) Conçu à l’origine pour les réseaux locaux, étendu aux réseaux

distants Peu performant, mais le plus employé au monde De type Vector/Distance Deux Version 1.0 et 2.0 Fonctionne au dessus d’UDP/IP ; port 520 (Cf <1024) Si une route n’est pas rafraichie dans les 3 Mns la distance=infini Mode Actif : Routeurs, Mode passif : machines (Historique :

Espionnage d’hôtes passifs dans les réseaux locaux). Les informations de routage sont émises toutes les 30 secondes et

indiquent pour un routeur donné, la liste des réseaux accessibles avec leur distance (next hop).

Les routes diffusées sont les routes propres + les routes acquises

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RIP Format des messages0 8 16 24 31

Commande Version Zéro

ID. Famille d’adresse

Adresse IP Réseau 1

Zéro

Zéro

Zéro

Métrique (Distance vers Réseau 1)

Adresse IP Réseau 2

Zéro

Zéro

Métrique (Distance vers Réseau 2)

. . .

1 : Request2 : Response

Version =1

Structure d’adresse

Socket / unix

Valeur 1 à 16 !

and so on !

39

RIP : traitement des messagesVérification des champs du message

Si (entrée n’existe pas dans la table)

{ si (Mm < infini)

{ /* ajouter entrée dans la table */

Ea=Ma; Em=Mm; En=Mn;

Et=f(t); init(Eaj);

}

} sinon /* Entrée existante */

{ si (Em >Mm)

{ Em=Mm; En=Mn; Et=f(t); init(Eaj);

}

sinon si (En=sa) /* émetteur=NH */

{ Em=Mm; Et = f(t); init(Eaj);

}

}

Ea: Adresse destination

Em: Métrique associée

En: Adresse Next hop

Eaj: MAJ récente

Et:Temporisations

Entrée de la table de routage

Ma: Adresse destination

Mm : Métrique associée

Mn : Adresse Next hop

Message reçu

Sa

Algorithme de MAJ de la Base de routage

40

RIP : les contraintes RIP 1 : Pas de routage par sous réseaux (masque non transmis) .

RIP 1 annoncent le réseau et non pas le sous-réseau

10.1.0.0(255.255.0.0)

10.2.0.0(255.255.0.0)

10.0.0.0(255.0.0.0)

10.0.0.0(255.0.0.0)

10.2.0.110.2.0.0 unreachable

Solution: liaison point à point dédiée au routage des 2 sous-réseaux

10.2.0.1

41

RIP : les contraintes inconvénients des techniques Vector-Distance :

taille des informations de routage (proportionnelle au nombre de routeurs) Métrique difficilement utilisable, limitée à 16, pas de cohérence entre

domaine de routage (pas d’universalité entre AS), Bouclage, éventuellement à l’infini, Pas de chemins multiples

Amélioration apportée par RIP Version 2 Gestion de sous-réseaux et super-réseaux (Cf CIDR) utilisation de Multicast IP (224.0.0.9) au lieu de Broadcast IP Suppression de pics de transmission de messages : supprimer les

synchronisations involontaires des émissions de messages : introduction de gestion aléatoire du déclenchement des émissions (14 à 45 secondes).

Problèmes residuels importants Boucles, Métriques non appropriées aux réseaux modernes (Cf commerciaux ) Pas de chemins multiples

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OSPF : Open Shortest Path First Protocole link state (RFC 1247) destiné à remplacer les protocoles

intérieurs propriétaires et RIP. OSPF utilise la fonctionnalité “type de service” offerte par IP

permet d’installer plusieurs routes pour une même destination, selon des critères différents (ex : délai court, débit important). si plusieurs routes vers une même destination sont de coût équivalents,

OSPF répartit la charge équitablement parmi ces routes.

OSPF supporte l’adressage en sous-réseaux (subnets); Découpe d’un système autonome en aréas

isolement des informations de routage à l’intérieur de ces aréas ==> limitation des informations de routage dans le système autonome .

Des liens virtuels peuvent être établis dans la topologie de l’AS afin de cacher les connexions physiques d’une partie du réseau.

Les liens extérieurs avec d’autres systèmes autonomes (via EGP par exemple) sont pris en compte.

Echanges entre routeurs authentifiés ==> l’intégrité des messages.

43

OSPF : les concepts, areas Le problème : dans les sytèmes de routage, si le réseau est trop grand

overhead du traffic dans le réseau, calculs trop longs, dimensionnement mémoire trop grand

La solution : routage hiérachique découpage du réseau en parties indépendantes (Areas) reliées par un BackBone (Area BackBone)

La fonctionnalité chaque area constitue un réseau indépendant

la table des liaisons ne contient de les liaisons de l’Area, le protocole d’inondation s’arrête aux frontières de l’Area, les routeurs ne calculent que des routes internes à l’Area

certains routeurs (area border routers) appartiennent à plusieurs Areas (en général une Area inférieure et une Area BB) et transmettent les informations récapitulatives des Areas qu’ils relient.

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OSPF: Concepts: Areas

A1 AB1

A2 AB4

a1

a2

b3

a3

BC1

BC3

b5

c1

c2

c3

C2

C4b4

BB0 BB2

b2 b6

b1

Area A Area C

BB

Routeurs externes

Routeurs inter-areas

AS

45

OSPF, concepts : le routeur désigné Le problème: Sur un réseau où il y N

routeurs il y a N*(N-1)/2 adjacences. Chaque routeur doit annoncer N-1 liaisons

vers les autres routeurs Chaque routeur doit annoncer ses routes

vers un «réseau terminal» (Cf sous-réseaux). soit N² annonces (problème du carré de N)

A B

C D

N(N-1)/2 adjacences

La solution: Un routeur est désigné plus «égal que les autres» Les autres routeurs établissent une

adjacence avec ce routeur uniquement Le routeur désigné annonce vers le réseau

terminal soit N annonces

A B

C D

A est le routeur désigné

46

OSPF, Fonctionnement Chaque routeur du système autonome où d’une area construit sa

propre base d’information décrivant la topologie de l’AS complet ou bien de l’area.

Au départ les routeurs utilisent des message "Hello" pour découvrir leurs voisins; une "adjacence" est formée lorsque deux routeurs communiquent pour échanger des informations de routage.

L’information élémentaire échangée entre routeurs décrit l’état (link state) des adjacences; cette information est fournie par un routeur donné puis propagée dans l'area ou l’AS.

A partir de sa base d’information (collection d’états des routeurs), chaque routeur construit un arbre du plus court chemin (SPF tree) dont il est la racine.

Cet arbre indique toutes les routes pour toutes les destinations du système autonome, plus les destinations extérieures.

47

OSPF, la Base topologique La base d’information topologique d’un système autonome décrit un

graphe orienté. Les noeuds du graphe sont des routeurs ou bien des réseaux tandis que les liens représentent les connexions physiques.

Les réseaux sont dits de transit si plusieurs routeurs y sont connectés ou terminaux dans le cas contraire.

A chaque réseau est associé une adresse IP et un masque réseau. Une machine seule (host) est considérée comme un réseau terminal

avec un masque égal à 0xFFFFFFFF.

48

RT1

RT2

N3

N1

N2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

7

68

131

1

N4

N9

1

H1

slip

10RT12

N10

2

RT9

N11

1

RT11 N8

1 2N6

1

RT8

RT7

1

N7

4

RT103 1

N12

N16

5lb

7

la

6

6AS border Router

2

9

OSPF : exemple

2

3

3

49

RT1

RT2

N3

N1

N2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

7

68

131

3

N4

N9

1

H110

RT12N10

2

RT9

N11

1

RT11 N8

12

N6

1

RT8

RT7

1

N7

4

RT103

1

N12

N16

5

7

6

6

* *

*

*

*1

*

* *

**2

3*

*

** *

* * * *

*

*

*

*1

2

9

6

*7

6

annonces réseau

OSPF: Le graphe orienté

annonces routeur

50

RT1

RT2

N3

N1

N2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

76

8

13

1

3

N4

N9

1

H110RT12

N10

2

RT9

N11

1

RT11 N8

12

N6

1

RT8

RT7

N74

RT103

1

N12

N16

5

7

6

1

62

3

8

1

7

88

5

1

6

2

1

11

1

1

2

9

OSPF : Le plus court chemin

51

RT1

RT2

N3N1

N2

RT4RT5

RT3

N12 N13 N148 8 8

RT6

6

3

3

N4

N9

H110

RT12

N10

2

RT9

N11

RT11

N8

1

N6

RT8

RT7

4

RT10

3

1 N12

N157

1

62

3

2

9

7

La table de routage de R6

Dest. Next hop Distance

N1 RT3 10N2 RT3 10N3 RT3 7N4 RT3 8N6 RT10 8N7 RT10 12N8 RT10 10N9 RT10 11N10 RT10 13N11 RT10 14H1 RT10 21RT5 RT5 6RT7 RT10 8N12 RT10 10N13 RT5 14N14 RT5 14N15 RT10 17

N7

52

Area 1

Area 2

RT1

RT2

N3

N1

N2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

7

68

131

1

N4

N9

1

H110

RT12

N10 2

RT9N11 1

RT11 N8

1 2N6

1

RT8

RT7

1

N7

4

RT103 1

N12

N16

5lb

7

la

6

6AS border Router

2

9OSPF : Configuration en areas

2

3

3 Area 3

internes

Area border

AS border

53

Area 1

RT1

RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3

131

1

N4

OSPF : Annonces de l’area 1 vers le BackBone

2

3

N1 4

N2 4

N3 1

N4 3

N1 4

N2 4

N3 1

N4 2

1

54

Area 2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

7

6

N9

1

H110

RT12

N10 2

RT9N11 1

RT11 N8

1 2N6

1

RT8

RT7

1

N7

4

RT103 1

N12

N16

5

7

6

6

2

9

OSPF : les annonces du Backbone vers l’area 1

3 Area 3

8

14

15 11918

26 =min (N9, N10, N11) par RT5>RT6->RT10

1

14

20

16

20

1819

Destinations annoncées dans l’area 1 par RT3, RT4Dest RT3 RT4

N6 16 15N7 20 19N8 18 18N9-11,H1 19 26

RT5 14 8RT7 20 14

8

55

Area 2

RT4 RT5

RT3

N12 N13 N14

88

8 8 8

RT6

7

6

N9

1

H110

RT12

N10 2

RT9N11 1

RT11 N8

1 2N6

1

RT8

RT7

1

N7

4

RT103 1

N12

N16

5

7

6

6

2

9

OSPF : les annonces du Backbone vers l’area 1

3 Area 3

8

14

15 11918

26 =min (N9, N10, N11) par RT5>RT6->RT10

1

14

20

16

20

1819

Distances Backbonecalculées par RT3, RT4vers depuis depuisABR RT3 RT4

86

RT3 * 21RT4 22 *RT7 20 14RT10 15 22RT11 18 25R6 8 15R5 14 8R7 20 14

56

OSPF : La base de données Les états des liaisons sont enregistrés selon 5 types :

routeur, réseau, récapitulation de réseau IP, récapitulation de réseau externe, externe

L’identifiant de la liaison est choisi par le routeur annonçant Format d’un enregistrement :

Age de l’EL options Type d’EL

Identifieur d’état de liaison

Routeur annonçant (IP)

No de séquence d’EL

Checksum d’El longueur

. . .Depend du type d’enregistrement

à la IP

sur 32 bits, identifie l’antériorité

valeur TOS

Adresse IP généralement

57

OSPF : La base de données Les liaisons de routeurs (type EL = 1)

récapitulent les liaisons attachées à ce routeur concernent soit un routeur inter-area, soit un point d’accès externe type de la liaison :

point à point vers un autre routeur reliant le routeur vers un réseau de transit reliant le routeur à un réseau terminal

E B 0 nombre de liaisons

Identifieur de liaison

Données de liaison

TOS defaut métrique, TOS défaut# TOS

TOS 1 métrique, TOS=10

TOS n métrique, TOS=n0

. . .

Routeur inter area ou externe

LIAISON point à point vers un autre routeur

Identifieur OSPFAdresse IP de l’interface routeur

LIAISON routeur ->réseau de transit

Adresse IP du routeur désignéAdresse IP de l’interface locale

LIAISON routeur ->réseau terminal

Adresse IP du réseau ou sous-réseauMasque réseau ou sous réseau

58

OSPF : La base de données Les liaisons de réseau (type EL = 2)

annoncées par les routeurs désignés sur les réseaux de transit L’Identifieur de liaison correspond à l’adresse IP du routeur désigné vers

ce réseau

Masque de réseau ou sous-réseau

Routeur connecté

Routeur connecté

. . .

Routeur connecté

59

OSPF : La base de données Les liaisons récapitulatives de réseaux IP (type EL=3)

annoncées par les routeurs inter-area un message par annonce (pas de groupage) Identifieur de liaison = adresse IP de réseau ou sous-réseau

TOS defaut métrique, TOS défaut0



. . .

Masque de sous - réseau

60

OSPF : La base de données Les liaisons récapitulatives de routeurs externes (type EL=4)

annoncées par les routeurs externes un message par annonce (pas de groupage) Identifieur de liaison = adresse IP du routeur externe

TOS defaut métrique, TOS défaut0



. . .

Masque = FFFFFFFF

61

OSPF : La base de données Les liaisons externes (type EL=5)

annoncées par les routeurs externes (Cf EGP, BGP) un message par annonce (pas de groupage) Identifieur de liaison = adresse IP du réseau ou sous-réseau destinataire

E, TOS defaut métrique, TOS défaut0

E, TOS 1 métrique, TOS=10

E, TOS n métrique, TOS=n0

. . .

Masque de réseau ou sous-réseau

Identifiant de route externe (defaut)

Identifiant de route externe (1)

Identifiant de route externe (n)

E=extern

62

OSPF : Le calcul des routes La base de données permet de calculer les tables de routages Le calcul est effectué après tout changement de topologie Selon l’algorithme «link state» qui détermine

les chemins les plus courts les chemins aussi courts

OSPF transmet la table de routage à IP en transcodant les valeurs de TOS selon la RFC 1349

63

OSPF : les sous-protocoles Le protocole Hello

vérifie que les liaisons sont opérationnelles permet l’élection du routeur désigné ainsi que le routeur back-up établit une connexion bilatérale entre 2 routeurs

En-tête OSPF : hello

Masque de reseau ou sous-réseau

Intervalle Hello Options Priorité

Intervalle de Mort (tempo.)

Routeur désigné (IP)

Back-up (IP)

Voisin

Voisin

. . .

Intervalle entrepaquets

O si processusnon terminé

O si processusnon terminé

bit T : routeur gérant le TOS BIT E : émet ou reçoit des routes externes

permet la sélection du «désigné» et «backup»

64

OSPF : les sous-protocoles Le protocole d’échange

consiste en l’échange des tables «link state» entre 2 routeurs activé si la connexion bilatérale a réussit se situe entre routeur désigné et les autres routeurs sur les liaisons

réseaux et entre backup et autres routeurs initie les premiers échanges suppléé ensuite par le protocole d’inondation Fonctionne en Maitre/Esclave Echanges avec acquittements

options

Type d’EL




Checksum d’El age d’EL

. . .

0 0

En tete OSPF Type = 2

No Seq dans la base

Informations de synchronisation de protocole

65

OSPF : les sous-protocoles Le protocole d’inondation

Activé lorsque l’etat d’une liaison change et que cet état était préalablement enregistré.

Peut aussi être activé sur demande d’état apres connexion bilatérale protocole avec acquittement Pour chaque annonce

si nouvelle valeur : l’annonce est réémises sur tous les interfaces

Acquittement vers l’émetteur

initial

Type d’EL




Checksum d’El age d’EL

. . .

En tete OSPF Type = 4

Nombre d’annonce1

66

LS age = 0 ; valeur à l'init

LS type = 1 ; signifie router link

LS ID = 192.1.1.3 ; Router ID de RT3

Advertising router = 192.1.1.3 ; annonceur

bit E = 0 ; pas un ASBR

bit B = 1 ; RT3 = ABR

#links=2

link ID = 192.1.1.4 ; adr. IP du Des. Rout. RT4

Link Data = 192.1.1.3 ; RT3 interface

Type = 2 ; connecté a un réseau transit

metric = 1 ; coût

link ID = 192.1.4.0 ; adresse IP du réseau N4

Link Data = 0Xffffff00 ; masque du réseau

Type = 3 ; connecté a un réseau term.

metric = 2 ; coût

RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

1

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

618.10.0.6

1

Annonces de RT3 vers le BB

67


LS type = 1 ; signifie router link



bit E = 0 ; pas un ASBR

bit B = 1 ; RT3 = ABR

#links=1

link ID = 18.10.0.6 ; adr. IP du voisin RT6

Link Data = 0.0.0.0 ; interface SL

Type = 1 ; connecté a un routeur

metric = 8 ; coût

RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

1

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

6

118.10.0.6

Annonces de RT3 vers Area 1

68


LS type = 4 ; sign. summary link to ASBR

LS ID = w.x.y.z ; Router ID de RT7


metric = 14 ; coût

RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

1

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

6

118.10.0.6

Annonces de RT4 vers area1pour l’ASBR RT7

69


LS type = 2 ; signifie network link



Network mask = 0Xffffff00 ; masque réseau

Attached Router = 191.1.1.4; Routeur RT4




RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

1

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

618.10.0.6

1

Annonces de RT4 (DR) pour N3

un network link par l’intermediaire du DR annonce tous les routeurs attachés à ce réseau

70


LS type = 4 ; sign. summary link to ASBR

LS ID = w.x.y.z ; Router ID de RT7


metric = 14 ; coût

RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

1

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

6

118.10.0.6

Annonces synthèses de RT4 vers area1 pour l’ASBR RT7

71


LS type = 3 ; sign. summary link to Net

LS ID = 192.1.2.0 ; Adr. IP de N1

Advertising router=192.1.1.4 ; annonceur

metric = 4 ; coût

RT1RT2

N3

N1

N2

RT4

RT3 RT68

3

1

N4

72

3

11

192.1.4

192.1.2.

192.1.3

192.1.1

192.1.3.

6

118.10.0.6

Annonces (syntèses) de RT4 vers le BB pour le réseau N1

Documents

1 TCP/IP - Le routage dynamique. 2 Plan F INTRODUCTION F Les techniques de routage F Lévolution du routage F Autonomous Systems F Les algorithmes de routage