Le Routage - BTS Iris
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Le Routage Router: Acheminer un paquet de données à travers le réseau.(couche 3 modèle OSI) 1) Table de routage Les algorithmes de routage IP utilisent une table de routage: - elle contient des informations relatives aux réseaux destinataires - seuls les routeurs accessibles directement (voisins) figurent dans la table de routage. 2) Types de routage et Domaines 2.1) Types - Routage statique : réalisé par un administrateur - Routage dynamique: réalisé par un protocole qui permet aux routeurs d'échanger des informations (30 s à 30 mn selon les protocoles) afin de prendre des décisions de routage . 2.2) Domaines - Intra-Domaine IGP: Interior Gateway Protocol - Inter-Domaines EGP: Exterior Gateway Protocol Un domaine dit aussi système autonome dépend d'une autorité d'administration unique. 3) Algorithmes de routage 3.1) Algorithmes à vecteur de distance Ils sont basés sur les algorithmes de calcul du plus court chemin. Bellmann 1957 et Ford/Fulkerson 1962 Exemple :Le RIP Principe: Chaque noeud maintient une table de routage mise à jour par des diffusions régulières d'informations entre les différents noeuds. 3.1.1)Initialisation et évolution de A vers A de D vers Liaison n° Coût locale 0 Liaison n° Coût D locale 0 A 3 1 de B vers Liaison n° Coût B locale 0 A 1 1 3.1.2)Convergence de A vers Liaison n° Coût A locale 0 B 1 1 1 2 D C E BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 1/8 3.1.3)Effet de rebond: Inadapté aux ruptures de liaisons Avant rupture de Liaison n° Coût A vers C 1 2 B vers C 2 1 C vers C locale 0 D vers C 6 2 E vers C 5 1 Rupture de la liaison 2 A diffuse son vecteur A=0, B=1, D=1, C=2, E=2 Après rupture de Liaison n° Coût de Liaison n° Coût A vers C 1 2 B vers C 2 ~ A vers C 1 2 0 B vers C 1 3 0 C vers C locale D vers C 6 2 C vers C locale E vers C 5 1 D vers C 6 2 E vers C 5 1 Pour éviter ce défaut lors de la défaillance d'un lien, l'information "rupture" doit être transmise le plus rapidement possible. 3.1.4)Bilan des routages à vecteur de distance Avantages: - simple à mettre en oeuvre - messages simples à construire - peu de gestion pour les tables de routage Inconvénients: - risque de boucles dans le réseau - la convergence peut être lente - inadapté aux ruptures de liaisons. BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 2/8 3.2) Algorithmes à état de liaison Principe: - Les noeuds possèdent une carte identique du réseau. - Les mises à jour sont diffusées rapidement - Chacun effectue le même calcul avec les mêmes données: les décisions sont donc cohérentes - Utilisation de l'algorithme de Dijsktra(1959) Shortest Path First : d'abord le plus court chemin. 3.2.1 Carte du réseau de à A B A D B A B C B E C B C E D A D E E B E C E D liaison coût 3.2.2 Protocole d'inondation (Flooding) pour signaler une défaillance De B à C liaison 2, distance=~ Réception d'un message d'inondation si enregistrement non présent ajouter enregistrement rediffuser le message sinon si date< date enregistrement remplacer enregistrement rediffuser le message De B à C liaison 2, distance=~ 3.2.3 Etablissement de voisinage Quand le réseau est scindé les bases de données évoluent de manière autonome. Lors de la reconnexion il faut remettre les bases en phase. 3.2.4 Support de métriques multiples Il est possible de définir des métriques multiples: plus haut débit, plus bas délai, meilleure fiabilité... Il est alors nécessaire de transmettre plusieurs métriques par liaison, de calculer autant de tables que de métriques. 3.2.5 Bilan Avantages: - convergence rapide et sans boucles - métriques précises et au besoin multiples - possibilité de chemins multiples - traitement séparé des routes externes BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 3/8 4) Le routage RIP : Routing Information Protocol Ce protocole est un protocole à vecteur de distance. La table ne contient que les meilleures routes exprimées en nombre de sauts. Le nombre de sauts maximal est de 15; 16 signifiant infini Evolution: RIP2 - routage par sous-réseaux à l'extérieur du réseau - possibilité de définir plusieurs domaines sur le même médium. - sécurisation par authentification Un ordinateur ou routeur ne connaît pas le chemin que va emprunter un datagramme mais seulement le routeur suivant à qui il va transmettre ce datagramme. Chaque routeur contient sa propre table et la consulte pour chacun des datagrammes reçus. Les messages envoyés entre routeur pour la mise à jour des tables sont transmis en UDP sur le port 520 toutes les 30 secondes en fonctionnement normal. La table de routage contient 4 informations: la destination, le masque, le routeur de saut suivant, l'adresse de l'interface correspondante, le vecteur de distance: le nombre de sauts à effectuer avant d'atteindre le réseau destinataire. La table contient également des temporisateurs. Exemple de contenu de la table du routeur 1 à un instant donné @dresse Destination masque passerelle interface vecteur 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 172.10.10.0 255.255.0.0 172.10.10.101 172.10.10.101 1 195.0.0.0 255.255.255.0 212.100.100.0 255.255.255.0 195.0.0.102 Default/0.0.0.0 Default/0.0.0.0 192.10.10.103 1 192.10.10.101 2 192.10.10.0 Messages RIP envoyés à partir de la table @dresse Destination vecteur 127.0.0.0 1 172.10.10.0 1 195.0.0.0 1 212.100.100.0 Default/0.0.0.0 2 BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 4/8 5)Routage:OSPF (Open Shortest Path First) OSPF est un protocole à état de liaison et non à vecteur de distance comme RIP. Caractéristiques: – Pondération des routes en fonction du nombre de sauts, du débit, des coûts de liaison... – Implantation de l’algorithme SPF de Dijkstra. – Utilisation simultanée de plusieurs routes afin de répartir sur plusieurs liaisons la charge du réseau ou d'avoir une route de secours. – Possibilité de métriques multiples. – Le routage est hiérarchisé pour simplifier le calcul des routes :le réseau Système Autonome (AS) est découpé en AREA( aires) ce qui donne un ensemble de réseaux contigüs. En pratique, un AS est un système où une seule personne ou bien une seule équipe peut décider et que cette décision soit ensuite appliquée dans tout l'AS. 5.1) Les différents types de zones OSPF Chaque area, constituée d’un ensemble de routeurs, forme un domaine logique. Sur le schéma on voit des area standards et la Backbone area0. Cette dernière assure l’interconnexion des autres area. Chaque area doit impérativement être reliée à la Backbone area. La Backbone area, en plus de transmettre les paquets d’une area à l’autre doit également faire parvenir à chaque area les informations concernant les autres area, comme par exemple le coût pour atteindre chacune de celles-ci. Les LSA par contre ne sont diffusés qu’à l’intérieur de l’area concernée par la mise à jour. Les routeurs OSPF envoient un LSA (Link state Announcement ou Advertisment) – quand l'état d'une ligne change – ou toutes les 30 minutes. BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 5/8 5.2) Les différents types de routeurs OSPF OSPF distingue différents types de routeurs en fonction de leur situation dans les différentes area. Chaque routeur doit appartenir au moins à une area. S’il appartient à plusieurs area, il doit obligatoirement appartenir à la Backbone area. Il doit maintenir à jour la topologie de chaque area dont il fait partie ainsi que la table de routage associée à celle-ci. Les routeurs appartenant à plusieurs areas auront donc plusieurs topologies et tables de routage en mémoire. Les différents types de routeurs sont représentés ci-dessous. On y distingue les routeurs internes (IR) qui n’appartiennent qu’à une area qui n’est pas la Backbone area ; les Backbone routeurs (BR) qui ne sont connectés qu’à la Backbone area, ce sont donc les routeurs internes à l’area 0. On y voit également les Area Border Router (ABR) qui sont connectés à plusieurs area (dont l’area 0), ce sont eux qui effectuent l’agrégation de routes pour l’area. Il peut y en avoir plusieurs pour une même area. Enfin les Autonomous System Border Router (ASBR) assurent l’interconnexion avec un autre système autonome qui utilise éventuellement un protocole différent d’OSPF. OSPF fait également une distinction entre les routeurs voisins et les routeurs adjacents. Deux routeurs sont voisins s’ils appartiennent à une même zone et sont reliés par un même média. Deux routeurs sont adjacents s’ils sont voisins et synchronisés, c’est-à-dire s’ils échangent des informations sur la topologie du réseau pour s’assurer du bon fonctionnement l’un de l’autre. Deux routeurs adjacents s’envoient donc des paquets de mises à jour supplémentaires afin de veiller à toujours disposer d’une même base de données topologique. Dans un LAN, par exemple, on désignera un routeur pour maintenir à jour la topologie et tous les autres routeurs se synhroniseront avec celui-ci afin d’eux aussi disposer d’une base de données topologique complète. Seul le routeur désigné échangera des mises à jour avec la partie du réseau située à l’extérieur du LAN. On diminue ainsi la charge sur le réseau. Dans le cas d’un LAN, tous les routeurs sont donc adjacents au routeur désigné. Par contre, ils ne sont pas adjacents entre eux mais peuvent être voisins. Afin de prévenir toute défaillance du routeur désigné, un routeur de secours maintiendra également la base de donnée et prendra le relais en cas du panne du routeur désigné. BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 6/8 5.3) Métrique Quand un routeur OSPF est initialisé, il tente de se faire connaître aux autres routeurs en envoyant un message Hello à l'adresse multicast 224.0.0.5. Si le réseau ne gère pas la diffusion, une configuration manuelle avec l'adresse du routeur voisin s'impose. La métrique utilisée associe un coût à chaque lien sur base de sa bande passante (BW) de la façon suivante: Cout =108 BW 108 est la bande passante de référence et BW est la valeur nominale, en bits/s, pour l’interface considérée. Par défaut toutes les interfaces ont la même bande passante et la métrique est donc équivalente au nombre de sauts utilisé par RIP. Il faut donc configurer chaque interface pour tenir compte des spécificités de chaque lien. Le coût d’un lien est donc uniquement lié à son type. Le coût associé à un chemin est la somme des coûts des interfaces traversées. La métrique utilisée est déjà meilleure que celle de RIP mais elle ne prend en compte aucun critère lié au caractère dynamique du réseau comme par exemple la charge sur les liens ou le délai de transfert des paquets. OSPF permet lui aussi le partage de charge entre routes de même coût. Il est possible de définir des métriques multiples mais il faudra calculer autant de tables que de métriques. Tous les noeuds doivent utiliser les mêmes métriques. 5.4) Autre Routage: IGRP Interior Gateway Routing Protocol Propriétaire Cisco, Broadcast de mise à jour toutes les 90 secondes, protection contre les boucles, multichemins(plus d'un chemin pour atteindre une destination). Métrique: B bande passante, D délai de propagation, C charge de la liaison, F fiabilité. 5.5)Comparatif Routage à vecteur de distance et routage à état de liens BTS IRIS Informatique et Réseaux Routage Roubaix 7/8 6)Commandes sur certains OS: show ip ospf database show ip ospf database router D'une manière générale, le routage dynamique est : Nécessaire, si vous avez plusieurs chemins entre deux points et si vous voulez de la redondance automatique en cas de défaillance d'un lien. Utile si vous avez plus de quatre ou cinq routeurs et qu'ils sont de marque différente, rendant difficile une gestion centralisée de leur configuration. Pour transmettre un paquet, une machine IP suit sa table de routage. On peut l'afficher sur quasiment tous les OS avec netstat -rn, ou bien avec route -n sur Linux, route print sur Windows, etc. La table de routage est une série d'entrées, et elle fait correspondre à un préfixe, l'adresse IP du routeur où envoyer le paquet. Par exemple, si un routeur a la table de routage suivante : 147.94.0.4 213.223.128.0 192.54.202.64 194.6.149.64 194.6.145.0 213.56.168.160 195.141.72.128 194.68.129.102 194.68.129.244 194.68.129.102 194.68.129.244 194.68.129.244 194.68.129.224 194.68.129.213 255.255.255.252 255.255.255.248 255.255.255.240 255.255.255.224 255.255.255.224 255.255.255.224 255.255.255.224 UG UG UG UG UG UG UG 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 eth1 eth1 eth1 eth1 eth1 eth1 eth1 Les paquets à destination de 192.54.202.66 (netmask 192.54.202.66/255.255.255.240 donne192.54.202.64) seront envoyés à 194.68.129.102. traceroute permet de vérifier cela : traceroute to 192.54.202.66 (192.54.202.66), 30 hops max, 40 byte packets 1 194.68.129.102 1 ms 0 ms 0 ms 2 193.51.179.158 1 ms 1 ms 1 ms C:\Documents and Settings\sergio>route print =========================================================================== Liste d'Interfaces 0x1 ........................... MS TCP Loopback interface 0x10003 ...00 12 f0 56 cf 2d ...... Intel(R) PRO/Wireless 2200BG Network Connection Connection Agent Miniport Itinéraires actifs: Destination réseau Masque réseau Adr. passerelle Adr. interface Métrique 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.0.254 192.168.0.2 25 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.0.2 192.168.0.2 25 192.168.0.2 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 25 192.168.0.255 255.255.255.255 192.168.0.2 192.168.0.2 25 224.0.0.0 240.0.0.0 192.168.0.2 192.168.0.2 25 255.255.255.255 255.255.255.255 192.168.0.2 192.168.0.2 1 Passerelle par défaut: 192.168.0.254 =========================================================================== C:\Documents and Settings\sergio>tracert btsirisinfo.free.fr Détermination de l'itinéraire vers perso137-g5.free.fr [212.27.63.137] avec un maximum de 30 sauts : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 50 50 * * * 43 57 58 ms ms ms ms ms ms 1 35 34 51 51 58 43 42 42 ms ms ms ms ms ms ms ms ms 1 34 35 35 36 * 43 42 42 ms ms ms ms ms ms ms ms 192.168.0.254 hellemes-2-82-66-140-254.fbx.proxad.net [82.66.140.254] lille-6k-1-a5.routers.proxad.net [213.228.12.190] boisgrenier-6k-1-po2.intf.routers.proxad.net [212.27.51.46] gravelines-4k-1-v804.intf.routers.proxad.net [212.27.56.190] londres-6k-1-po102.intf.routers.proxad.net [212.27.58.118] bzn-crs16-1-be1103.intf.routers.proxad.net [212.27.57.153] bzn-6k-sys-po20.intf.routers.proxad.net [212.27.51.70] perso137-g5.free.fr [212.27.63.137] Itinéraire déterminé. 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