OSPF : Les deux types de protocoles de routage sont ceux à vecteur de distance et ceux à état de liaison.

Protocole de routage à état de lien

Les deux types de protocoles de routage sont ceux à vecteur de distance et ceux à état de liaison.

Lorsqu'une défaillance se produit dans un réseau, les protocoles de routage doivent détecter qu'il y a un problème le plus vite possible et trouver un autre chemin à travers le réseau. Seuls les protocoles à état de lien supportent une convergence rapide.

Ils ont la particularité de présenter plusieurs avantages par rapport à des protocoles à vecteur de distance.

• Tout d'abord ils sont plus évolutifs : car ils utilisent une conception hiérarchique et peuvent être étendus à de plus gros réseaux, s'ils sont correctement conçus.
• Chaque routeur a une image complète de la topologie : ce qui leur permet d'avoir des informations complètes sur l'ensemble des routeurs et des liens dans le réseau. Ils sont capables de sélectionner efficacement le meilleur chemin vers tous les routeurs du réseau.
• Les protocoles à état de lien envoient des mises à jour lorsqu'un changement de topologie se produit. Sinon des mises à jour régulières interviennent toutes les 30 secondes.
• Ils répondent aussi rapidement aux changements de topologie : car ils établissent des relations de voisinage avec les routeurs adjacents. Lorsqu'un routeur tombe, ses voisins le détectent rapidement et communiquent immédiatement la panne à tous les autres routeurs du réseau. Ce qui permet une convergence très rapide.
• Le dernier point avantageux de ce type de protocole est que les routeurs ont une vue commune sur l'ensemble réseau. Chaque routeur dispose d'informations complètes sur les autres routeurs et les différents liens du réseau, y compris la métrique sur chaque lien.

Structure du protocole de routage à état de lien

Un routeur qui exécute un protocole de routage à l'état de liaison doit d'abord reconnaître les autres routeurs et établir une proximité adjacente avec ses voisins. Il réalise cette contiguïté voisine en échangeant des paquets de types HELLO avec ses routeurs voisins, et remplisse leurs bases de ces données.

Dans l'exemple, le routeur A reconnaît les routeurs B et D comme voisins.

Une fois que la relation de voisinage est établie entre les routeurs. Ils synchronisent l'ensemble des informations reçues par les messages de type LSA pour construire leurs bases des états de privilèges, plus connus sous les initiales de LSDB.

Un LSA décrit un routeur et les réseaux qui sont connectés à ce routeur. Ils sont stockés dans la LSDB. En échangeant des messages de type LSA, les routeurs apprennent la topologie complète du réseau. Chaque routeur aura la même base de données de la topologie d'une même zone.

Une fois cette base de données complète, chaque routeur applique l’algorithme SPF plus connu sous le nom de Dijkstra. Pour calculer le chemin le plus court vers chaque destination.

Et ces données sont ensuite placées dans la table de routage de chaque routeur. Dans l’exemple, le tableau de routage du routeur a indiqué qu’un paquet doit être envoyé au routeur D pour atteindre le réseau X.

Chaque fois qu’il y a un changement dans une topologie, de nouveaux messages de type LSA sont créés et envoyés dans tout le réseau pour que l’ensemble des routeurs modifie leurs bases LSDB. Et ensuite l’algorithme de Dijkstra s’exécute dans la LSDB pour vérifier s’il y a des nouveaux chemins vers les destinations.

Présentation de OSPF

OSPF est donc un protocole de routage à état de lien. Quand on dit « état de lien », il faut plutôt penser à la description de l’interface d’un routeur. Cela comprend, par exemple :

• L’adresse IP de l’interface,
• Le masque de sous-réseau,
• Le type de réseau auquel il est connecté,
• Les routeurs connectés à ce réseau et ainsi de suite.

La collecte de tous ces états de liaison forme une base de données d’état de liaison qu’on surnomme LSDB.

OSPF, contrairement à EIGRP qui est propriétaire Cisco, peut être pris en charge par plusieurs fabricants de routeurs. Il est largement utilisé dans des environnements réseau étendus. Il a été développé pour remplacer le protocole à vecteur de distance RIP. Ces principaux avantages par rapport à ce dernier sont sa convergence rapide et sa capacité à étendre à de plus grands réseaux.

Un routeur envoie des paquets LSA pour annoncer son état lorsqu’il y a des changements. Sinon il les envoie tout de même périodiquement toutes les 30 minutes par défaut. OSPF traite ces informations et utilise l’algorithme Dijkstra pour calculer le chemin le plus court vers chaque nœud. Les routeurs d’une même zone OSPF partagent les mêmes informations, c’est-à-dire qu’ils disposent de la même base de données.

Exemple

L’image montre un exemple de hiérarchie OSPF.

Un AS peut être logiquement subdivisé en plusieurs zones, comme représenté par le nom de Area.

OSPF utilise une hiérarchie de réseau à deux couches qui comporte deux éléments principaux :

Il y a L’AS et l’Area

• Un AS consiste en une collection de réseaux sous une administration commune qui partage la même stratégie de routage. On peut voir ça comme un domaine. Un AS peut être logiquement subdivisé en plusieurs zones.
• Area : Et une zone est un regroupement de réseaux. Les zones sont des subdivisions logiques de l’AS.

Dans chaque AS, une zone doit être définie.

Une conception multizone est plus efficace, car le réseau est segmenté pour limiter la propagation des messages LSA dans une zone. Cela est surtout utile pour les grands réseaux.

Types de paquets OSPF

Le protocole OSPF utilise des paquets LSP pour Link-State Packet, afin d'établir et de maintenir une relation de voisinage, ainsi que pour partager des mises à jour de routage.

Dans le tableau on y voit les cinq types de paquets LSP utilisés par le protocole OSPF. Chacun d'eux a un objectif spécifique dans le processus de routage OSPF :

Le Type 1 sont les paquets Bonjour. Il permet d'établir et de maintenir la relation avec d'autres routeurs OSPF.

Le Type 2 sont les paquets DBD qui signifie Database Description – ils contiennent une liste abrégée de la LSDB du routeur expéditeur et sont utilisés par les routeurs destinataires pour comparer leur LSDB locale. La LSDB doit être identique sur tous les routeurs à état de liens au sein d'une même zone pour créer une arborescence SPF précise. L'algorithme SPF permet de calculer les chemins les plus courts vers d'autres réseaux.

Le Type 3 sont les paquets LSR – qui permettent au routeur destinataire de demander plus d'informations sur la base de données.

Le Type 4 : sont les paquets LSU – ils sont utilisés pour répondre aux paquets LSR et pour annoncer de nouvelles informations.

Et le Type 5, sont les paquets LSAck – lorsqu'un paquet LSU est reçu, le routeur envoie un paquet LSAck pour confirmer la réception du paquet LSU.

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