Le Routage - BTS Iris

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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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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