TCP/IP - Le routage dynamique

1
TCP/IP - Le routage dynamique
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2
Plan

• INTRODUCTION
• Les techniques de routage
• Lévolution du routage
• Autonomous Systems
• Les algorithmes de routage
• Vector-Distance
• Link-state
• EGP
• RIP
• OSPF

3
Introduction

• La technologie TCP-IP est de type bout en bout
  en opposition aux technologies point à point
  (Cf X25),
• Lacheminement 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 linterconnexion ne doivent
  fournir quun service minimum router du mieux
  quils peuvent (best efford)
• IP over everything
• les services nécessaires à la communication
  (Contrôle de flux, gestion des derreurs,
  congestion, etc.) sont réalisés de bout en bout à
  un autre niveau (Cf TCP).

4
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
• gt 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 jusquà 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 na quune
  connaissance partielle du routage
• Le concept de route par défaut est au cœur du
  routage IP.

5
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,
• gt protocoles de routage dont
• le but est de maintenir des informations
  associées aux routes de manière cohérente
• le rôle nest pas de router.
• les protocoles de routage sont de natures
  différentes selon quils
• traitent des informations de routage à
  lintérieur dun domaine de routage ,
• relient plusieurs domaines de routage.

6
Lévolution du routage
ARPANET BACKBONE
P1
P2
P3
Réseau local 1
Réseau local 2
Réseau local 3
Core Gateways Pi route défaut( Rli )
Arpanet interconnexion de réseaux locaux -gt
Routage circulaire
pour mettre en œuvre le routage par défaut.
R.L 2 vers R.L 1 gt P2-gtP3-gtP1
Inefficacité du routage par défaut
7
Lévolution du routage
L1
Passerelles externes
L2
Ln
CORE SYSTEM
L7
L3
L6
L4
Passerelles du core interconnectées
L5

• Le Core System système centralisé évitant
  le routage par défaut
• les passerelles internes au Core system
  connaissent la route pour atteindre nimporte
  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

8
Lévolution du routage
ARPANET BACKBONE
M2
M1
P1
P2
P3
M3
NFSNET BACKBONE
M4

• La conception de core ne convient pas à
  linterconnexion de backbones
• il y plusieurs choix de routes possibles entre 2
  stations
• exemples M1-gtP1-M4 ou bien
  M1-gtP1-gtP2-gtP3-gtM4
• il faut maintenir la cohérence entre toutes les
  machines des 2 backbones
• les routes par défaut peuvent introduire des
  boucles

9
Autonomous System

• Les limites imposées par le Core
• impossibilité de connecter un nombre arbitraire
  de réseaux,
• le core ne connaît quun 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 dune 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 lInternet.
• Un AS est identifié par un numéro unique (16
  Bits) attibué par le NIC.
• A lorigine, les AS étaient connectés sur le
  noyau ARPANET qui constituait également un AS,
  aujourdhui, il existe seulement des AS
  interconnectés.

10
Autonomous System (suite)

• La connexité dun AS implique que tous les
  routeurs de celui-ci soient interconnectés 2
  réseaux locaux dune même société nécessitant un
  autre AS pour communiquer ne peuvent constituer
  un AS unique.
• La connexité implique que les routeurs dun 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 lintérieur dune
  interior gateway est appelé Interior gateway
  Protocol Exemple de IGPs RIP, OSPF, IGRP.
• Les IGPs néchangent que les tables de routage
  internes à lAS, mais certains routeurs doivent
  dautre part, dialoguer avec les exterior
  gateways pour découvrir les réseaux externes à
  lAS.
• EGP (External Gateway Protocol) a pour fonction
  léchange dinformation sur la connectivité entre
  ASs. Cette information exprime un ensemble de
  réseaux connectés.

11
Autonomous System (suite)
IGPs
EGP
IGPs
AS 1
AS 2
12
Les algorithmes de routage

• Deux classes dalgorithmes 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 quil connaît.
• Une route est composée dune adresse destination,
  dune adresse de passerelle et dune 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.

13
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

informations reçues
Table actuelle
Mise à jour des entrées dans la table de routage
14
Vector-Distance contruction des tables
A
L
0
B
L
0
C
L
0
A
1
1
B
2
1
B
1
1
A
2
2
D
3
1
C
2
1
C
L
0
D
5
2
D
4
2
B
L
0
B
2
1
B
L
0
E
5
1
E
4
1
A
L
0
A
1
1
A
2
2
A
1
1
C
1
2
A
B
C
L
0
B
2
1
B
4
1
A
A
2
2
A
3
1
A
6
2
B
L
0
L
3
4
A
1
1
D
L
0
D
6
1
0
E
L
0
B
4
1
A
6
2
6
5
D
E
D
6
1
4
A
3
1
B
1
C
5
1
E
L
0
A
6
2
A
1
1
D
L
0
B
4
1
B
6
2
A
6
2
D
6
1
E
6
1
A
3
1
D
6
1
E
L
0
D
L
0
E
L
0
15
Vector-Distance la convergence
A
L
0
B
L
0
C
L
0
B
L
0
A
1
1
B
2
1
B
1
1
A
1
1
A
2
2
D
3
1
C
2
1
C
2
1
D
5
2
D
4
2
C
1
2
D
4
2
E
5
1
E
4
1
E
1
2
E
4
1
C
1
2
A
B
B
L
0
A
1
1
C
5
1
Convergence !
A
L
0
B
L
0
C
C
2
1
B
4
1
B
1
1
A
1
1
C
5
1
D
A
6
2
D
4
2
D
3
1
3
4
C
2
1
C
5
1
B
4
1
E
E
4
1
D
6
1
C
1
2
C
D
4
2
B
4
1
A
6
2
E
L
0
E
1
2
D
A
6
2
E
4
1
D
6
1
E
D
6
1
E
L
0
E
L
0
6
5
D
E
C
5
1
C
6
2
A
1
1
B
4
1
B
6
2
A
6
2
E
6
1
A
3
1
D
6
1
D
L
0
E
L
0
16
Vector-Distance la rupture
A
L
0
B
L
0
C
L
0
B
L
0
A
4
3
A
1
B
2
B
1
inf
inf
1
B
3
3
A
1
inf
A
5
3
A
2
D
3
1
C
2
1
2
A
2
inf
C
2
1
D
5
2
D
4
2
C
1
inf
C
3
3
D
4
2
E
5
1
E
4
1
E
1
inf
E
3
2
E
4
1
C
1
2
A
B
Reconstruction terminée
C
5
1
C
6
2
A
1
1
B
4
1
B
6
2
C
5
1
C
5
1
A
6
2
3
4
E
6
1
B
4
1
B
4
1
A
3
1
D
6
1
A
6
2
A
6
2
E
L
0
D
L
0
D
6
1
D
6
1
E
L
0
E
L
0
6
5
D
E
C
5
1
C
6
2
A
1
1
B
4
1
B
6
2
A
6
2
E
6
1
A
3
1
D
6
1
D
L
0
E
L
0
17
coût liaison 5 10
A
L
0
B
L
0
C
L
0
A
1
1
B
2
1
B
1
1
B
2
inf
B
5
11
A
2
inf
D
3
1
C
2
1
C
2
inf
C
2
C
2
C
1
3
C
1
5
C
1
12
A
5
12
C
4
11
D
2
inf
D
4
2
C
1
2
C
1
2
C
1
4
C
1
6
C
1
11
D
5
11
C
4
11
C
1
12
E
2
inf
E
4
1
E
1
2
E
5
10
C
1
2
C
1
3
C
4
2
C
1
4
C
1
5
C
1
2
A
B
Vers C Rebond entre A et B jusquau TTL
C
5
10
Convergence !!
C
1
3
3
4
C
1
2
C
L
0
C
4
2
C
1
4
Et le temps passa jusquà ... 12
sans effet
C
1
5
C
L
0
C
5
10
C
4
4
C
5
10
BADE
6
5
D
E
C
4
2
C
3
3
C
4
4
C
3
5
C
4
6
C
3
12
C
4
11
C
C
5
10
C
3
12
C
6
11
A
1
1
B
4
1
B
6
2
Vector-Distance Leffet rebond
A
6
2
E
6
1
A
3
1
D
6
1
D
L
0
E
L
0
18
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 linfini,
• Pas de chemins multiples
• Coût des routes externes arbitraire.

19
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 lalgorithme SPF, teste
  périodiquement létat 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 létat (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 lalgorithme de Dijkstra
  shortest path algorithm qui détermine le plus
  court chemin pour toutes les destinations à
  partir dune même source.

20
Algorithme Link State principes
1
2
C
A
B
De à L D A B 1 1 A D 3 1 B A 1 1
B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1 C
E 5 1 D A 3 1 D E 6 1 E B 4 1
E C 5 1 E D 6 1
3
4
6
5
D
E
Tous les noeuds ont la même base de donnée gt
pas de boucle.
Paquet de A vers C gt calcule le court chemin
et sélectionne B, qui calcule à son tour le
court chemin vers C.
21
Algorithme Link State la rupture
A
B
inf
1
2
C
A
B
B
A
inf
B
A
inf
B
A
inf
B
A
inf
De à L D A B 1 inf A D 3 1 B A 1
inf B C 2 1 B E 4 1 C B 2 1 C
E 5 1 D A 3 1 D E 6 1 E B 4
1 E C 5 1 E D 6 1
Lorsquun message correspond à un état déja
connu, le message nest pas retransmis gt fin de
linondation
3
4
A
B
inf
B
A
inf
A
B
inf
B
A
inf
6
5
D
E
A
B
inf
A
B
inf
Etat A-B down inondation sur tous les
interfaces sauf linterface émetteur.
22
Algorithme Link State incohérences
1
2
C
A
B
E
D
inf
Tables de B, C,E De à L D A B inf 1 A
D 3 1 B A inf 1 B C 2 1 B E 4
1 C B 2 1 C 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 1 A
D 3 1 B A inf 1 B C 2 1 B E 4
1 C B 2 1 C E 5 1 D A 3 1 D
E 6 inf E B 4 1 E C 5 1 E D 6
1
E
D
inf
3
4
D
E
inf
E
D
inf
6
5
D
E
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.
23
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 dinondation 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.

24
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 dune
  passerelle à lautre 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 déchelle que les algorithmes
  Vector-Distance.

25
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 dun mécanisme dacquisition permettant à
  une passerelles de requérir, auprès dune autre
  passerelles, quelles échangent leurs
  informations de routage,
• test continu de laccessibilité des passerelles
  EGP voisines,
• échange de messages dinformation de routage avec
  les passerelles EGP voisines.

26
EGP les messages

• Acquisition Request Requête dacquisition
  auprès dune passerelle,
• Acquisition Confirm Réponse positive à la
  requête dacquisition,
• Acquisition Refuse Réponse négative à la
  requête dacquisition,
• 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 daccessibilité,
• Error réponse à un message incorrect.

27
EGP format des messages
0 8 16
24 31
Version
Type
Code
Status
Checksum
Numéro dAS
Numéro de séquence
Données ...

• 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 dAS numéro de système autonome de
  passerelle émettrice,
• SEQUENCE NUMBER numéro que lémetteur utilise
  afin de synchroniser les messages et les réponses.

28
EGP Messages dacquisition

• Avant déchanger des informations de routage, les
  routeurs adjacents, doivent devenir voisins.
• Devenir voisins gt procédure dacquisition
  (synchronis. bilatérale)
• La passerelle adressée est spécifiée (configurée)
  par les organisations responsables des systèmes
  autonomes correspondant.
• En plus de len-tête commune, les messages
  dacquisitions comprennent deux champs de 16 bits
  chacun
• HELLO INTERVAL intervalle de temps à utiliser
  pour tester laccessibilité 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.

29
EGP messages daccessibilité

• EGP met en oeuvre des mécanismes daccessibilté
  des réseaux gt 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
  daccessibilité 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 len-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 len-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).

30
EGP message daccessibilité

• 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
  lémetteur de linterrogation, indique ladresse
  IP source sont les suivantes
• un routeur EGP peut être connecté à plusieurs
  interfaces et si ladresse IP était absente, il
  ne saurait pas à quel réseau sadresse 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 daccessibilité
(P2, réseau 2) (P1, réseau 1) (P3, réseau 3) (P3,
réseau 4)
IP Source Network
EGP
P1
P3
P2
réseau 2
réseau 1
réseau 3
P4
IGP
réseau 4
32
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 linterconnexion (Core, Provider,
  BB) peuvent propager ces informations.

33
EGP Messages Routing update
Version
Type
Code
Status
Checksum
Numéro dAS
Numéro de séquence
Non utilisé
Réseau IP Source
Adresse IP du routeur 1 (host id 1,2,3 octets)
distances
distance 1
réseaux
Réseau 1,1,1
Réseau 1,1,2
. . .
distance 2
réseaux
Réseau 1,2,1
Réseau 1,2,2
. . .
Adresse IP du routeur n
distances
distance 1
réseaux
Réseau n,1,1
Réseau n,1,2
. . .
. . .
distance 2
réseaux
Réseau n,2,1
Réseau n,2,2
. . .
34
EGP annonces des routes

• EGP peut ne pas annoncer les routes auxquelles il
  est relié.

Nannonce pas la route vers By
AS X
Ax
AS Provider
EGP
Backdoor
By
AS Y
Nannonce pas la route vers Ax
35
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

Liaison Provider Métrique annoncée Mp
Liaison Principale Métrique annoncée Mp
AS X
AS Y
Mp lt Mb
AS X
Liaison Backdoor Métrique annoncée Mb
Mp gtMb
AS Provider
Liaison Backup Métrique annoncée Mb
AS Y
Métrique annoncée par le provider généralement
assez grande (128) pour laisser fonctionner le
backdoor
36
EGP les contraintes

• Conçu pour un réseau hierachique de type BackBone
  (exemple Arpanet/Nsfnet -gt Réseaux régionnaux
  -gtcampus).
• Ajourdhui le réseau est maillé et des boucles
  apparaissent
• Les routes multiples ne sont pas prises en compte
• La distance est utlisée uniquement comme
  évaluation daccessibilité (car la métrique est
  propre à un AS vs mesure universelle)
• Taille des messages importante gt fragmentation
  de datagrammes
• Successeur dEGP BGP développé fin des années
  80 qui permet
• des mises à jour incrémentales ( vs tailles des
  messages),
• la conversion avec IGPs des informations de
  routage (gtcohérence entre métriques de routeurs
  interieurs et extérieurs)
• évite les boucles dans une topologie maillée

37
RIP Routing Information Protocol

• Protocole intérieur (Cf AS), RFC 1058.
• Berkeley made (BSD/routed)
• Conçu à lorigine 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 dUDP/IP port 520 (Cf
  lt1024)
• Si une route nest pas rafraichie dans les 3 Mns
  la distanceinfini
• Mode Actif Routeurs, Mode passif machines
  (Historique Espionnage dhôtes 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

38
RIP Format des messages
0 8 16
24 31
1 Request 2 Response
Commande
Version
Zéro
Version 1
ID. Famille dadresse
Zéro
Structure dadresse Socket / unix
Adresse IP Réseau 1
Zéro
Zéro
Métrique (Distance vers Réseau 1)
Valeur 1 à 16 !
Adresse IP Réseau 2
Zéro
and so on !
Zéro
Métrique (Distance vers Réseau 2)
. . .
39
RIP traitement des messages
Sa

• Vérification des champs du message
• Si (entrée nexiste pas dans la table)
• si (Mm lt infini)
• / ajouter entrée dans la table /
• EaMa EmMm EnMn
• Etf(t) init(Eaj)
• sinon / Entrée existante /
• si (Em gtMm)
• EmMm EnMn Etf(t) init(Eaj)
• sinon si (Ensa) / émetteurNH /
• EmMm Et f(t) init(Eaj)

Ma Adresse destination
Mm Métrique associée
Mn Adresse Next hop
Message reçu
Ea Adresse destination
Em Métrique associée
En Adresse Next hop
Eaj MAJ récente
EtTemporisations
Entrée de la table de routage
Algorithme de MAJ de la Base de routage
40
RIP les contraintes

• RIP 1 Pas de routage par sous réseaux (masque
  non transmis) .

10.2.0.0 unreachable
10.2.0.1
10.1.0.0 (255.255.0.0)
10.0.0.0 (255.0.0.0)
10 .2 .0 .1
Solution liaison point à point dédiée au routage
des 2 sous-réseaux
RIP 1
annoncent le réseau et non pas le sous-réseau
10.0.0.0 (255.0.0.0)
10.2.0.0 (255.255.0.0)
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
  duniversalité entre AS),
• Bouclage, éventuellement à linfini,
• 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

42
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 dinstaller 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 ladressage en sous-réseaux
  (subnets)
• Découpe dun système autonome en aréas
• isolement des informations de routage à
  lintérieur de ces aréas
• gt limitation des informations de routage dans
  le système autonome .
• Des liens virtuels peuvent être établis dans la
  topologie de lAS afin de cacher les connexions
  physiques dune partie du réseau.
• Les liens extérieurs avec dautres systèmes
  autonomes (via EGP par exemple) sont pris en
  compte.
• Echanges entre routeurs authentifiés gt
  lintégrité 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 lArea,
• le protocole dinondation sarrête aux frontières
  de lArea,
• les routeurs ne calculent que des routes internes
  à lArea
• 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 quils
  relient.

44
OSPF Concepts Areas
b1
BB0
BB2
Routeurs inter-areas
b2
b6
Routeurs externes
A1
a2
c1
C2
AB1
BC1
Area A
Area C
a1
b3
b5
c2
A2
a3
c3
b4
BC3
C4
AB4
BB
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 dune area
  construit sa propre base dinformation décrivant
  la topologie de lAS complet ou bien de larea.
• 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.
• Linformation élémentaire échangée entre routeurs
  décrit létat (link state) des adjacences cette
  information est fournie par un routeur donné puis
  propagée dans l'area ou lAS.
• A partir de sa base dinformation (collection
  détats 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 dinformation topologique dun 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
N12
N13
N14
N 1
8
8
8
3
1
RT1
8
8
1
N3
RT4
RT5
7
6
AS border Router
1
N 2
6
8
3
la
RT3
RT6
RT2
7
2
N12
2
N4
N 1 1
6
3
N16
9
RT9
RT7
lb
1
1
5
1
2
3
1
N 8
N9
N6
RT11
RT10
slip
1
1
N 1 0
4
N 7
H1
RT12
RT8
10
2
OSPF exemple
49
N12
N13
N14
N 1
8
8
8
3
1

RT1
8
1


N3
RT4
RT5

8
6
7
7



6
1
1
6

N 2
8

3
RT3
RT6

RT2
2
7
6

N12
2
N 1 1
6
N4

N16
3
9

RT9
RT7
OSPF Le graphe orienté

1
1

5
1
3
N 8




N9
N6
RT11
RT10
2
1
1

1

N 1 0
N 7

annonces routeur
RT12

H1

10
2
RT8
4
annonces réseau
50
N12
N13
N14
N 1
8
8
8
3
1
1
RT1
8
1
1
8
N3
RT4
RT5
8
8
7
7
6
1
1
1
N 2
8
8
3
RT3
RT6
RT2
6
2
N12
2
N 1 1
7
N4
N16
3
9
RT9
RT7
6
6
1
1
5
5
1
3
N 8
N9
N6
RT11
RT10
2
2
1
1
1
1
1
N 1 0
RT12
OSPF Le plus court chemin
H1
N 7
10
2
RT8
4
51
N12
N13
N14
Dest. Next hop Distance N1 RT3
10 N2 RT3 10 N3 RT3 7 N4
RT3 8 N6 RT10 8 N7 RT10 12 N8
RT10 10 N9 RT10 11 N10 RT10 13 N11
RT10 14 H1 RT10 21 RT5 RT5
6 RT7 RT10 8 N12 RT10 10 N13
RT5 14 N14 RT5 14 N15 RT10 17
N 1
8
8
8
3
RT1
N3
RT4
RT5
1
6
RT6
RT3
3
RT2
N 2
2
6
N 1 1
N4
3
RT9
7
1
RT11
N9
3
N 8
RT10
1
N12
2
RT12
H1
N6
7
10
N 1 0
2
N15
9
RT7
La table de routage de R6
RT8
4
N7
52
Area 1
N12
N13
N14
N 1
8
8
8
3
1
RT1
8
8
1
N3
RT4
RT5
7
6
AS border Router
1
N 2
6
8
la
3
RT3
RT6
RT2
7
2
N4
N12
2
6
N16
OSPF Configuration en areas
9
3
Area 3
RT7
N 1 1
RT9
lb
1
5
1
1
2
3
1
N 8
N9
N6
RT11
RT10
1
N 1 0
1
internes
4
N 7
H1
Area border
RT12
RT8
10
2
Area 2
AS border
53
Area 1
N1
4
N 1
3
1
RT1
1
N3
N2
4
RT4
N3
1
1
1
N 2
N4
3
3
RT3
RT2
2
N1
4
N4
N2
4
N3
1
N4
2
OSPF Annonces de larea 1 vers le BackBone
54
N12
N13
N14
OSPF les annonces du Backbone vers larea 1
8
8
8
Destinations annoncées dans larea 1 par RT3,
RT4 Dest RT3 RT4 N6 16 15 N7 20 19 N8 18 18 N9-11
,H1 19 26 RT5 14 8 RT7 20 14
8
8
8
RT4
RT5
7
6
14
6
8
RT3
RT6
7
N12
14
2
20
6
N16
9
3
Area 3
RT7
N 1 1
RT9
18
18
15
1
19
1
1
19
5
16
1
1
2
3
1
N 8
N9
N6
RT11
RT10
20
26 min (N9, N10, N11) par RT5gtRT6-gtRT10
1
N 1 0
1
4
N 7
H1
RT12
RT8
10
2
Area 2
55
OSPF les annonces du Backbone vers larea 1
N12
N13
N14
8
8
8
Distances Backbone calculées par RT3,
RT4 vers depuis depuis ABR RT3 RT4
8
8
8
RT4
RT5
7
6
14
RT3 21 RT4 22 RT7 20 14 RT10 15 22 RT11 18 25
R6 8 15 R5 14 8 R7 20 14
6
8
RT3
RT6
6
7
N12
14
2
20
6
N16
9
3
Area 3
RT7
N 1 1
RT9
18
18
15
1
19
1
1
19
5
16
1
1
2
3
1
N 8
N9
N6
RT11
RT10
20
26 min (N9, N10, N11) par RT5gtRT6-gtRT10
1
N 1 0
1
4
N 7
H1
RT12
RT8
10
2
Area 2
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
• Lidentifiant de la liaison est choisi par le
  routeur annonçant
• Format dun enregistrement

Age de lEL
options
Type dEL
valeur TOS
Identifieur détat de liaison
Adresse IP généralement
Routeur annonçant (IP)
sur 32 bits, identifie lantériorité
No de séquence dEL
à la IP
Checksum dEl
longueur
Depend du type denregistrement
. . .
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 daccès 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

Routeur inter area ou externe
E B
0
nombre de liaisons
Identifieur de liaison
Données de liaison
LIAISON point à point vers un autre routeur
Identifieur OSPF Adresse IP de linterface
routeur
LIAISON routeur -gt réseau de transit Adresse IP
du routeur désigné Adresse IP de linterface
locale
LIAISON routeur -gt réseau terminal Adresse IP du
réseau ou sous-réseau Masque réseau ou sous réseau
TOS defaut
métrique, TOS défaut
TOS
TOS 1
métrique, TOS1
0
. . .
0
TOS n
métrique, TOSn
58
OSPF La base de données

• Les liaisons de réseau (type EL 2)
• annoncées par les routeurs désignés sur les
  réseaux de transit
• LIdentifieur de liaison correspond à ladresse
  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
  EL3)
• annoncées par les routeurs inter-area
• un message par annonce (pas de groupage)
• Identifieur de liaison adresse IP de réseau ou
  sous-réseau

Masque de sous - réseau
TOS defaut
métrique, TOS défaut
0
TOS 1
métrique, TOS1
0
. . .
0
TOS n
métrique, TOSn
60
OSPF La base de données

• Les liaisons récapitulatives de routeurs externes
  (type EL4)
• annoncées par les routeurs externes
• un message par annonce (pas de groupage)
• Identifieur de liaison adresse IP du routeur
  externe

Masque FFFFFFFF
TOS defaut
métrique, TOS défaut
0
TOS 1
métrique, TOS1
0
. . .
0
TOS n
métrique, TOSn
61
OSPF La base de données

• Les liaisons externes (type EL5)
• 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

Masque de réseau ou sous-réseau
E, TOS defaut
métrique, TOS défaut
0
Identifiant de route externe (defaut)
Eextern
E, TOS 1
métrique, TOS1
0
Identifiant de route externe (1)
. . .
0
E, TOS n
métrique, TOSn
Identifiant de route externe (n)
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 lalgorithme 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 lélection du routeur désigné ainsi que le
  routeur back-up
• établit une connexion bilatérale entre 2 routeurs

En-tête OSPF hello
bit T routeur gérant le TOS BIT E émet ou
reçoit des routes externes
Masque de reseau ou sous-réseau
Intervalle entre paquets
Intervalle Hello
Options
Priorité
Intervalle de Mort (tempo.)
O si processus non terminé
Routeur désigné (IP)
O si processus non terminé
Back-up (IP)
Voisin
permet la sélection du désigné et backup
. . .
Voisin
64
OSPF les sous-protocoles

• Le protocole déchange
• consiste en léchange 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 dinondation
• Fonctionne en Maitre/Esclave
• Echanges avec acquittements

En tete OSPF Type 2
0
options
0
No Seq dans la base
Type dEL
Identifieur détat de liaison
Routeur annonçant (IP)
No de séquence dEL
Informations de synchronisation de protocole
Checksum dEl
age dEL
. . .
65
OSPF les sous-protocoles

• Le protocole dinondation
• Activé lorsque letat dune liaison change et que
  cet état était préalablement enregistré.
• Peut aussi être activé sur demande détat apres
  connexion bilatérale
• protocole avec acquittement
• Pour chaque annonce
• si nouvelle valeur lannonce est
• réémises sur tous les interfaces
• Acquittement vers lémetteur
• initial

En tete OSPF Type 4
Nombre dannonce1
Type dEL
Identifieur détat de liaison
Routeur annonçant (IP)
No de séquence dEL
Checksum dEl
age dEL
. . .
66
192.1.2.

• 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
• links2
• 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

N 1
192.1.3
192.1.3.
1
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
N3
RT4
192.1.1
1
18.10.0.6
8
6
RT3
RT6
7
2
N4
192.1.4
Annonces de RT3 vers le BB
67
192.1.2.
N 1

• 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
• links1
• 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

192.1.3
192.1.3.
1
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
N3
RT4
192.1.1
1
18.10.0.6
8
6
RT3
RT6
7
Annonces de RT3 vers Area 1
2
N4
192.1.4
68

• LS age 0 valeur à l'init
• LS type 4 sign. summary link to ASBR
• LS ID w.x.y.z Router ID de RT7
• Advertising router 192.1.1.4 annonceur
• metric 14 coût

192.1.2.
N 1
192.1.3
192.1.3.
1
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
Annonces de RT4 vers area1 pour lASBR RT7
N3
RT4
192.1.1
1
18.10.0.6
8
6
RT3
RT6
7
2
N4
192.1.4
69
192.1.2.
Annonces de RT4 (DR) pour N3
N 1
192.1.3
192.1.3.

• LS age 0 valeur à l'init
• LS type 2 signifie network link
• LS ID 192.1.1.4 Router ID de RT4
• Advertising router 192.1.1.4 annonceur
• Network mask 0Xffffff00 masque réseau
• Attached Router 191.1.1.4 Routeur RT4
• Attached Router 191.1.1.1 Routeur RT1
• Attached Router 191.1.1.2 Routeur RT2
• Attached Router 191.1.1.3 Routeur RT3

1
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
N3
RT4
192.1.1
1
18.10.0.6
8
6
RT3
RT6
7
2
N4
un network link par lintermediaire du DR
annonce tous les routeurs attachés à ce réseau
192.1.4
70
192.1.2.

• LS age 0 valeur à l'init
• LS type 4 sign. summary link to ASBR
• LS ID w.x.y.z Router ID de RT7
• Advertising router 192.1.1.4 annonceur
• metric 14 coût

N 1
192.1.3
192.1.3.
1
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
N3
RT4
192.1.1
1
18.10.0.6
Annonces synthèses de RT4 vers area1 pour lASBR
RT7
8
6
RT3
RT6
7
2
N4
192.1.4
71
192.1.2.
N 1

• LS age 0 valeur à l'init
• LS type 3 sign. summary link to Net
• LS ID 192.1.2.0 Adr. IP de N1
• Advertising router192.1.1.4 annonceur
• metric 4 coût

192.1.3
192.1.3.
3
N 2
3
RT1
RT2
1
1
1
N3
RT4
192.1.1
Annonces (syntèses) de RT4 vers le BB pour le
réseau N1
1
18.10.0.6
8
6
RT3
RT6
7
2
N4
192.1.4