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1. Chapitre 4
Protocole OSPF point-à-point
Module IP Networks Routing
3ème
Année
2021/2022
1

2. 2
Objectifs
 Définir le routage à état de liens .
 Expliquer le fonctionnement du protocole OSPF à zone unique point-à-point.
 Différencier les différents types de paquets OSPF (Hello, LSP, LSDB, etc) .
 Décrire les caractéristiques et les paramètres du protocole OSPF.
 Appliquer la configuration de base du protocole OSPF.
 Appliquer des modifications pour changer le fonctionnement du protocole OSPF (modification
de la métrique)

3. 3
Plan
1. Présentation du protocole OSPF à zone unique
2. Les caractéristiques du protocole de routage OSPF à zone unique
3. Les messages OSPF
4. Les tables OSPF
5. Le mode de fonctionnement du protocole OSPF à zone unique
6. Configuration du protocole de routage OSPF à zone unique

4. Partie 1
Présentation du protocole OSPF
4

5. 5
Classification des protocoles de routage

6. 6
Présentation du protocole OSPF
 Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) est un protocole de routage à état de
liens qui a été développé comme alternative au protocole de routage à vecteur de
distance, ou RIP.
 Le protocole OSPF présente des avantages considérables par rapport au protocole
RIP car il offre une convergence plus rapide et s'adapte mieux aux réseaux de plus
grande taille.
 OSPF est un protocole de routage à état de liens qui prend en charge le concept de
zones pour assurer l'évolutivité.

7. 7
Caractéristiques du protocole OSPF (1/3)
OSPFv2 est sans classe par conception :
il prend en charge VLSM et CIDR pour IPv4.
Les changements de routage déclenchent des mises à jour de
routage (pas de mises à jour régulières).
Il diffuse rapidement les modifications apportées au
réseau.
Il fonctionne bien sur les petits et grands réseaux. Les routeurs peuvent
être regroupés en zones pour prendre en charge un système
hiérarchique.
l'OSPFv2 prend en charge
l'authentification (MD5) et (SHA).

8. 8
Caractéristiques du protocole OSPF (2/3)
 Pour une efficacité et une évolutivité supérieures, le protocole OSPF prend en charge le routage
hiérarchique à l'aide de zones.
 Une zone OSPF est un groupe de routeurs qui partagent les mêmes informations d'état de liens
dans leurs bases. Le protocole OSPF peut être implémenté de deux manières différentes:
• OSPF à zone unique - Tous les routeurs sont dans une même zone. La meilleure pratique consiste
à utiliser la zone 0.
• OSPF à zones multiples - le protocole OSPF est mis en œuvre à l'aide de plusieurs zones, de
façon hiérarchique. Toutes les zones doivent se connecter à la zone de réseau fédérateur (zone 0).
Les routeurs qui relient les zones entre elles sont des routeurs ABR (Area Border Router).

9. 9
Caractéristiques du protocole OSPF (3/3)
 Les options de conception d'une topologie hiérarchique avec le protocole OSPF à
zones multiples présentent les avantages suivants:
• Tables de routage plus petites - Cela est dû au fait que les adresses réseau peuvent être
résumées entre les zones.
• Réduction de la charge de mise à jour des états de liens - OSPF à zones multiples avec des
zones de petite taille permet de minimiser la puissance de calcul et la mémoire requises.
• Réduction de la fréquence des calculs - OSPF à zone multiple localise l'impact d'une
modification topologique au sein d'une zone. Par exemple, l'impact des mises à jour de
routage est limité parce que l'inondation des paquets s'arrête à la limite de zone.

10. Partie 2
Composants du protocole OSPF
10

11. 11
Composants du protocole OSPF
 Tous les protocoles de routage partagent des composants similaires :
• Les messages de protocole de routage pour échanger les informations de
routage.
• Les structures de données.
• L’algorithme de routage.

12. 12
Types des messages OSPF
 Les routeurs qui exécutent OSPF échangent des messages pour transmettre les
informations de routage via cinq types de paquets :
Type Nom du paquet Description
1 Hello Découvre les voisins et crée des contiguïtés entre eux
2 DBD (Database Description)
Vérifie la synchronisation de la base de données entre les
routeurs
3 LSR (Link-State Request)
Demande des enregistrements d'état de liens spécifiques d'un
routeur à un autre
4 LSU (Link-State Update)
Envoie les enregistrements d'état de liens spécifiquement
demandés
5 LSAck (Link-State Acknowledgment) Reconnaît les autres types de paquet

13. 13
Encapsulation des messages OSPF

14. 14
Structures des données du protocole OSPF
 Chaque routeur OSPF stocke les informations de routage et de topologie dans
trois tables :
Base de
données
Tableau Description
Base de
données de
contiguïté
Table de
voisinage
• Répertorie tous les routeurs voisins avec lesquels un routeur a établi une
communication bidirectionnelle.
• Cette table est unique pour chaque routeur
• Accessible via la commande show ip ospf neighbor .
Base de
données
d'états de
liens
(LSDB)
Table
topologique
• Liste des informations relatives à tous les autres routeurs du réseau
• La base de données représente le réseau LSDB.
• Tous les routeurs au sein d'une zone possèdent des LSDB identiques
• Accessible via la commande show ip ospf database .
Base de
données de
réachemine
ment
Table de
routage
• Liste de routes générée lors de l'exécution d'un algorithme sur la base de
données d'états de liens.
• La table de routage de chaque routeur est unique et contient des informations sur
les modalités (la façon et l'endroit) d'envoi des paquets aux autres routeurs
• Accessible via la commande show ip route .

15. 15
Algorithme SPF
▪ Le routeur crée la table topologique à l'aide des
résultats des calculs basés sur l'algorithme SPF de
Dijkstra.
▪ L'algorithme SPF est basé sur le coût cumulé
permettant d'atteindre une destination.
▪ Il crée une arborescence SPF en plaçant chaque
routeur à la racine de l'arborescence et en calculant
le plus court chemin vers chaque nœud.
▪ L'arborescence SPF est ensuite utilisée pour
calculer les meilleures routes.
▪ Le protocole OSPF insère les meilleures routes
dans la base de données de réacheminement, qui
est utilisée pour créer la table de routage.

16. Partie 3
Messages du protocole OSPF
16

17. 17
Paquet Hello (1/2)
 Les paquets Hello sont utilisés pour effectuer
les opérations suivantes:
• Découvrir des voisins OSPF et établir des
contiguïtés.
• Annoncer les paramètres sur lesquels les deux
routeurs doivent s'accorder pour devenir voisins.
• Choisir le routeur désigné (DR) et le routeur
désigné de secours (BDR) sur les réseaux à accès
multiple, de type Ethernet. Les liens point-à-point
ne nécessitent pas de routeur DR ou BDR.
 Paquet Hello est un message OSPF de type 1.

18. 18
Paquet Hello (2/2)
 Les paquets Hello OSPF sont transmis :
• À l'adresse 224.0.0.5 dans un environnement IPv4 et à l'adresse FF02::5 dans un
environnement IPv6 (tous les routeurs OSPF)
• Toutes les 10 secondes (valeur par défaut dans les réseaux à accès multiple et point à
point)
• Toutes les 30 secondes (valeur par défaut dans les réseaux à accès multiple sans diffusion
[NBMA])
• L'intervalle Dead (par défaut, 4 x Hello) correspond au laps de temps pendant lequel le
routeur attend de recevoir un paquet Hello avant de déclarer le voisin hors service
Lorsque l’intervalle Dead expire
1. Le routeur OSPF retire le voisin de sa base de données d’état des liens
2. Diffuse l’information d’état des liens concernant la « perte » d’un voisin

19. 19
Paquet DBD
 Database Description (DBDs) :
• Le paquet de la description de base de données
également spécifié dans RFC 2328, décrit le
contenu de la base des données à état de liens du
protocole OSPF de chaque routeur dans les détails.
• La base de données doit être identique sur tous les
routeurs à état de liens au sein d’un domaine pour
créer une arborescence SPF précise.
 Paquet DBD est un message OSPF de type 2.

20. 20
Paquet LSR
 Les routeurs destinataires peuvent alors
demander plus d'informations sur une entrée
quelconque dans la description de base de
données en envoyant un paquet LSR.
 Paquet LSR est un message OSPF de type 3.

21. 21
Paquet LSU
 Un Link State Advertisement (LSA) est
l’information de routage échangée par les
routeurs dans des messages Link State
Update (LSU).
 Les Link-State Updates (LSU) sont les
paquets utilisés pour les mises à jour des
routes OSPF ,il Peut contenir 11 types
différents de LSA.
 Paquet LSU est un message OSPF de type 4.

22. 22
Paquet LSAck
 Link State Acknowledgement - Accusé de
réception d’état des liaisons (LSAck) : lors de la
réception d’une LSU, le routeur envoie un LSAck
pour confirmer la bonne réception de cette LSU
aux routeurs.
 Paquet LSAck est un message OSPF de type 5.

23. Partie 4
Fonctionnement du protocole OSPF
23

24. Étape 1 : Découverte des voisins
▪ Un routeur compatible OSPF
envoie des paquets Hello à partir
des interfaces compatibles OSPF
pour déterminer si des voisins se
trouvent sur ces liens.
▪ Si un voisin est présent, le routeur
compatible OSPF tente d'établir
une contiguïté de voisinage avec
celui-ci.
Fonctionnement du protocole OSPF (1/5)

25. Étape 2 : Inondations et mises à jour
▪ Les LSA contiennent l'état et le coût
de chaque lien connecté directement.
▪ Les routeurs transmettent leurs LSA
aux voisins contigus.
▪ Les voisins contigus recevant des
LSA les diffusent immédiatement aux
autres voisins connectés directement,
jusqu'à ce que tous les routeurs de la
zone aient tous les LSA.
Fonctionnement du protocole OSPF (2/5)

26. Étape 3 : Création de LSDB
▪ Chaque routeur va créer la table
topologique à partir des LSA
reçues.
▪ Cette base de données se retrouve
alors à stocker toutes les
informations relatives à la
topologie du réseau.
Fonctionnement du protocole OSPF (3/5)

27. Étape 4 : Calcul des routes
▪ Les routeurs exécutent
ensuite l'algorithme SPF.
▪ L'algorithme SPF crée
l'arborescence SPF.
Fonctionnement du protocole OSPF (4/5)

28. Étape 5 : Création de Table de routage
Les meilleurs chemins sont insérés dans
la table de routage à partir de
l'arborescence SPF.
Fonctionnement du protocole OSPF (5/5)

29. 29
La Métrique du protocole OSPF (1/2)
 Le protocole OSPF utilise le coût comme métrique. Un coût plus faible
indique un meilleur chemin.
 Le coût d'une interface Cisco est inversement proportionnel à la largeur de
bande de l'interface. Par conséquent, une bande passante plus élevée indique
un coût plus faible.
 La formule utilisée pour calculer le coût OSPF est la suivante:
 Coût=bande passante de référence/ bande passante de
l'interface
 La bande passante de référence par défaut correspond à 108
(100,000,000);
par conséquent, la formule est la suivante:
 Coût = 100,000,000 bps/bande passante de l'interface en bps
 Comme la valeur du coût OSPF doit être un nombre entier, les interfaces
FastEthernet, Gigabit Ethernet et 10 GigE partagent le même coût.
 Pour corriger cette situation, vous pouvez:
• Régler la bande passante de référence avec la commande auto-cost
reference-bandwidth sur chaque routeur OSPF.
• Définir manuellement la valeur de coût OSPF avec la commande ip
ospf cost sur les interfaces nécessaires.

30. 30
 Exemple :
Le coût d'une route OSPF correspond à la valeur cumulée
Le coût cumulé de R1 vers R2 = 64 + 1 = 65
La Métrique du protocole OSPF (2/2)

31. Partie 5
Etats opérationnels OSPF
31

32. États opérationnels OSPF (1/5)
Lorsqu'un routeur OSPF est initialement
connecté à un réseau, il tente de :
• Créer des contiguïtés avec ses voisins
• Procéder à l'échange des informations de
routage
• Calculer les meilleures routes
• Converger
• OSPF passe par plusieurs états en tentant
d'atteindre la convergence.

33. États opérationnels OSPF (2/5)

34.  Etablissement des contiguïtés
de voisinage
34
États opérationnels OSPF (3/5)
1
2
3

35. 35
États opérationnels OSPF (4/5)
 Synchronisation de la base des données – Etape 1 :

36.  Synchronisation de la base
des données – Etape 2 :
36
États opérationnels OSPF (5/5)

37. Partie 6
Configuration du protocole OSPF
37

38. Activation du protocole de routage OSPF
 OSPF est activé à l’aide de la commande
de configuration globale:
Router(config)# router ospf process-id
 Le process-id (id de processus) est un
nombre compris entre 1 et 65535 choisi
par l’administrateur réseau.
38

39. Annonce des réseaux
 Pour annoncer les réseaux, la commande utilisée est la
commande network en mode de configuration global du
routeur :
network adresse_réseau masque_générique area area-id
Ou bien
network @IP _interface 0.0.0.0 area area-id
 Le masque générique peut être configuré comme l’inverse
d’un masque de sous-réseau.
 area area-id fait référence à la zone OSPF.
 Une zone OSPF est un groupe de routeurs qui partagent les
informations d’état des liaisons.
39

40. Configuration des interfaces passives
 Par défaut, les messages OSPF sont acheminés à partir de toutes les interfaces
compatibles OSPF. Cependant, ces messages ne doivent être envoyés que par des
interfaces qui se connectent à d'autres routeurs compatibles OSPF.
 On utilise la commande du mode de configuration du routeur passive-interface pour
empêcher la transmission de messages de routage via une interface de routeur, mais
permettre que le réseau soit annoncé aux autres routeurs.
40
FastEthernet 0/1

41. ID de routeur OSPF
 L’ID de routeur OSPF permet d’identifier de façon unique chaque routeur du
domaine de routage OSPF.
 Un ID de routeur est tout simplement une adresse IP.
 Les routeurs Cisco définissent leur ID de routeur en utilisant trois critères :
• Critère 1 : L’adresse IP configurée à l’aide de la commande router-id du
protocole OSPF.
• Critère 2 : Si router-id n’est pas configuré, le routeur choisit l’adresse IP la
plus élevée parmi ses interfaces de bouclage IP.
• Critère 3 : Si aucune interface de bouclage n’est configurée, le routeur choisit
l’adresse IP active la plus élevée parmi ses interfaces physiques.
41

42. ID de routeur OSPF : Critère 1
 Configuration de l’identifiant du routeur en utilisant la commande router-id :
 Dans ce cas, l'ID de routeur du processus OSPF est 11.11.11.11
 Pour vérifier on utilise la commande :
#show ip protocols
42

43. ID de routeur OSPF :Critère 2
 Définition de l’ID de routeur en utilisant les
adresses de bouclage :
Si la commande router-id OSPF n’est pas utilisée et
que vous avez configuré des interfaces de bouclage,
OSPF choisit l’adresse IP d’interface de bouclage la
plus élevée.
 Configuration d’une interface de bouclage :
Router(config)# interface loopback number
Router(config-if)# ip address ip-address masque
 Pour vérifier on utilise la commande :
#show ip protocols
43

44. ID de routeur OSPF : Critère 3
44
 Définition de l’ID de routeur en utilisant les adresses IP la plus élevée parmi les
interfaces physiques
 Pour vérifier on utilise la commande :
#show ip protocols

45. ID de routeur OSPF : Critère 3
45
 Définition de l’ID de routeur en utilisant les adresses IP la plus élevée parmi les
interfaces physiques
 Pour vérifier on utilise la commande :
#show ip protocols

46. Modification de la métrique OSPF (1/3)
 Pour tenir compte des connexions à très haute vitesse (1 Gbit/s et plus), on peut
manuellement
1- Modifier la valeur de la bande passante d’une interface avec la commande :
(config-if)# bandwidth valeur_bande_passante
46

47. Modification de la métrique OSPF (2/3)
47
 Pour tenir compte des connexions à très haute vitesse (1 Gbit/s et plus), on peut
manuellement
2- Modifier la valeur du coût d’une interface OSPF avec la commande :
(config-if)# ip ospf cost valeur_coût

48. Modification de la métrique OSPF (3/3)
48
 Commandes équivalentes :

49. Configurer et redistribuer une route statique par défaut
49
 Pour propager une route par défaut, le routeur
périphérie doit être configuré avec:
• Une route statique par défaut en utilisant la commande
(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [next-hop-address | exit-intf]
• La commande default-information originate pour
annoncer la route statique par défaut aux autres
routeurs de la zone :
(config-router)#default-information originate
 Dans l'exemple, R2 devient donc la source des
informations de la route par défaut et la route statique
par défaut est propagée dans les mises à jour OSPF.

50. Vérification des paramètres de protocole OSPF (1/2)
 Pour Consulter la table de routage d’un routeur et
vérifier que la route statique par défaut est redistribuée
via OSPF , la commande est:
# show ip route
 Pour vérifier les valeurs par défaut des deux intervalles
Hello-Timer et Dead-Timer , la commande est :
# show ip ospf interface interface_name
 Pour vérifier qu’une contiguïté est bien établie entre le
routeur et ses routeurs voisins, la commande est :
# show ip ospf neighbor
50

51. 51
Vérification des paramètres de protocole OSPF (2/2)
Pour vérifier les informations de configuration OSPF
essentielles. Cela comprend l'ID de processus OSPF,
l'ID du routeur, les réseaux annoncés par le routeur, les
voisins dont le routeur reçoit les mises à jour et la
distance administrative par défaut , la commande est :
# show ip protocols
Pour examiner l'ID de processus et l'ID de
routeur du protocole OSPF. La commande qui
affiche les informations de zone OSPF, ainsi
que la dernière fois où l'algorithme SPF a été
calculé est:
# show ip ospf

52. 52
Fin Chapitre 4