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Routage IP: Protocoles
r 1994: création Bernard Tuy
r Modifications
• 1995 Bernard Tuy
• 1997 Bernard Tuy
• 1998 Bernard Tuy
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Plan
r Les protocoles de Routage IP
• Généralités
• RIP (2)
• IGRP
• OSPF
• EGP (2)
• BGP
• CIDR
r Evolutions
• IPv6 et les protocoles de routage
Rappels
r Equipement de routage :
• équipement connecté à 2 réseaux au moins (ou 2 sous-réseaux)
r Routage basé sur l'@IP du destinataire
• Un routeur ne connait que l’@IP du prochain routeur (next hop)
• remise directe (stations sur le même segment physique) : ARP
– ARP @IP_destination
• ou par l'intermédiaire d'un (plusieurs routeurs) : proxy ARP
– ARP @IP_NextHop
r La Table de routage
• chaque équipement de routage possède une table de routage
– unicast (et éventuellement multicast)
Page 3
Rappels (2)
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• route add | delete @IP_destination @IP_router metric
• route default @IP_destination metric
• ip route @IP_destination netmask @IP_routeur
r Routage dynamique :
• échange périodique des tables de routage
• mise à jour automatique de la table de routage
Les Protocoles de Routage IP
r Pourquoi utiliser un protocole de routage ?
= pallier les inconvénients du routage statique :
• boucles de routage, routages asymétriques
• trous noirs, routages aberrants ...
r Routage au sein d’un Autonomous System (AS)
• Interior Protocol
= RIP, OSPF, IGRP ...
r Routage entre deux AS
• Exterior Protocol
= EGP, BGP ...
Page 4
Classification des Protocoles
de Routage
r Interior / Exterior
r Distance Vector / Link State
Distance Vector Protocols
r Algorithm de Bellman-Ford :
• Chaque routeur diffuse à tous ses voisins :
– la liste des réseaux (destinations) qu'il sait atteindre,
– le nombre de sauts à effectuer
– l'@IP du routeur à utiliser,
• A réception de ces informations :
– chaque routeur met à jour sa table de routage
Page 5
Distance Vector Protocols (2)
r Avantage :
• C’est simple !
• et interopérable
r Inconvénients :
• Convergence peut être longue dans un réseau de grande
dimension
– calcul des routes réparti entre tous les routeurs
• la notion de distance ne peut rendre compte de tout ...
• le volume des informations échangées est directement
proportionnel aux nombres de réseaux
Link State Protocols
Chaque routeur :
r Surveille activement l'état de toutes ses liaisons
r diffuse cet état à tous les autres routeurs
r Construit à partir de ces informations une carte topologique
complète du réseau
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• Algorithme de Dijkstra
Page 6
Link State Protocols (2)
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nombre de réseaux
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R.I.P et ses évolutionsR.I.P et ses évolutions
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• RFC 1058
• a servi de base pour de nombreux autres protocoles
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• interopère raisonnablement avec RIP v 1
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• authentification
Page 7
Distance Vector Interior Protocols (2)
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r Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
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• routage multi-chemins (secours + load balancing)
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même destination
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– avantages :
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Distance Vector Interior Protocols (2)
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Page 8
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O.S.P.FO.S.P.F
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r On distingue 3 classes d’Aires :
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– Tous les noeuds de routage ont une vue complète de la carte du
réseau
– ils calculent localement la meilleure route entre une source et
une destination.
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externes
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défaut
Page 9
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AREA 0
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AREA 2
AREA 3
AREA 4
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Page 10
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• Echange des informations de routage par une connexion TCP
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Page 11
B.G.P. et le chemin d’A.S
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• version 4 : RFC 1654 et RFC 1655
Page 12
C.I.D.R
r Classless Inter Domain Routing (CIDR)
pourquoi faire ?
r 2 problèmes à résoudre :
= épuisement des adresses réseau de classe B (16.384)
(# 50% alloués dès 1992, l'épuisement était planifié pour 1994)
• pallié par allocation de réseaux de classe C
 2 millions de réseaux de classe C
= explosion de la taille des tables de routage ...
NSFnet, janvier 1993 : 9000 réseaux connectés
janvier 1994 : 21400
... et de la mémoire des routeurs
C.I.D.R (2)
r Solutions à court terme :
• découper les réseaux de classe A
– en utilisant la technique des masques (subnet mask) .
– 1 réseau de classe A permet d'adresser  16 millions de hosts
= allocation de réseaux sans classe (classless)
• agréger les tables de routage :
= allouer aux utilisateurs des réseaux de classe C contigus
des réseaux contigus ont les mêmes bits de poids fort :
ils ont même préfixe
= grouper les préfixes par région, prestataires ...
= router les préfixes des supernets (ou agrégats)
une seule entrée par agrégat dans la table de routage suffit
Page 13
C.I.D.R (3) : exemple
• 193.127.32.0 = 193.127.32.0 255.255.255.0
= 193.127.32.0 / 24
• 193.127.33.0 = 193.127.33.0 255.255.255.0
= 193.127.33.0 / 24
• les 2 réseaux explicites 193.127.32.0 et 193.127.33.0
sont agrégés en 193.127.32.0 255.255.254.0
• l’ agrégat est noté : 193.127.32.0 / 23
il désigne le couple préfixe / nb bits masque
dans la table de routage, il représente les 2 réseaux
193.127.32.0 et 193.127.33.0
CIDR : exemple (suite)
• 32 = 0010 0000 netmask 254 = 1111 1110 (7 bits)
• 33 = 0010 0001 le dernier bit peut donc être 0 ou 1
= la suite de 1 du netmask doit être continue
ainsi 253 (1111 1101) et 250 (1111 1010) ne sont pas adéquats,
mais 252 (1111 1100) et 248 (1111 1000) conviennent
Page 14
C.I.D.R (4)
r Correspondance Netmask / nombre de réseaux de l'agrégat :
• 255 = / 24 R = 1
• 254 = / 23 R = 2
• 252 = / 22 R = 4
• 248 = / 21 R = 8
• 240 = / 20 R = 16
• ...
R = (255 - netmask) + 1
CIDR et BGP-4
• Implantation de CIDR :
Ce nouveau découpage -sans classe, classless- des réseaux
et l'agrégation des tables de routage
= une nouvelle version de Border Gateway Protocol
BGP-4 (RFC 1654 et RFC 1655)
Page 15
CIDR et BGP-4 (2)
r Quelques remarques en guise de conclusion :
• pour que l'agrégation des tables de routage soit efficace
= il faut qu'elle soit utilisée par tous les prestataires de connectivité IP
qui échangent des informations de routage entre eux.
• dès qu'un prestataire utilise l'option d'agrégation de BGP4
= tous ceux qui échangent des informations de routage avec lui vont
devoir faire de même
• ... et inversement
• l'agrégation sans trou versus l'agrégation de gros blocs
• Que se passe t-il quand un utilisateur change de prestataire de
service (renumérotation ...?)
• la technique d'agrégation des réseaux dans les tables de routage a
permis de gagner une année, dans le processus d'inflation ...
I.P version 6
r Solution à long terme :
IPv6 ou IP Next Generation
– permet un adressage hiérarchique sur 16 octets (128 bits)
= une meilleure agrégation des tables de routage
– de nombreuses fonctionnalités seront ajoutées aux protocoles de
routage (sécurité, multicast ...)
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notions de routage IP

  • 1. Page 1 1RWLRQV GH 5RXWDJH ,3 /HV 3URWRFROHV FRXUV#XUHFFQUVIU Routage IP: Protocoles r 1994: création Bernard Tuy r Modifications • 1995 Bernard Tuy • 1997 Bernard Tuy • 1998 Bernard Tuy
  • 2. Page 2 Plan r Les protocoles de Routage IP • Généralités • RIP (2) • IGRP • OSPF • EGP (2) • BGP • CIDR r Evolutions • IPv6 et les protocoles de routage Rappels r Equipement de routage : • équipement connecté à 2 réseaux au moins (ou 2 sous-réseaux) r Routage basé sur l'@IP du destinataire • Un routeur ne connait que l’@IP du prochain routeur (next hop) • remise directe (stations sur le même segment physique) : ARP – ARP @IP_destination • ou par l'intermédiaire d'un (plusieurs routeurs) : proxy ARP – ARP @IP_NextHop r La Table de routage • chaque équipement de routage possède une table de routage – unicast (et éventuellement multicast)
  • 3. Page 3 Rappels (2) r Routage statique : • route add | delete @IP_destination @IP_router metric • route default @IP_destination metric • ip route @IP_destination netmask @IP_routeur r Routage dynamique : • échange périodique des tables de routage • mise à jour automatique de la table de routage Les Protocoles de Routage IP r Pourquoi utiliser un protocole de routage ? = pallier les inconvénients du routage statique : • boucles de routage, routages asymétriques • trous noirs, routages aberrants ... r Routage au sein d’un Autonomous System (AS) • Interior Protocol = RIP, OSPF, IGRP ... r Routage entre deux AS • Exterior Protocol = EGP, BGP ...
  • 4. Page 4 Classification des Protocoles de Routage r Interior / Exterior r Distance Vector / Link State Distance Vector Protocols r Algorithm de Bellman-Ford : • Chaque routeur diffuse à tous ses voisins : – la liste des réseaux (destinations) qu'il sait atteindre, – le nombre de sauts à effectuer – l'@IP du routeur à utiliser, • A réception de ces informations : – chaque routeur met à jour sa table de routage
  • 5. Page 5 Distance Vector Protocols (2) r Avantage : • C’est simple ! • et interopérable r Inconvénients : • Convergence peut être longue dans un réseau de grande dimension – calcul des routes réparti entre tous les routeurs • la notion de distance ne peut rendre compte de tout ... • le volume des informations échangées est directement proportionnel aux nombres de réseaux Link State Protocols Chaque routeur : r Surveille activement l'état de toutes ses liaisons r diffuse cet état à tous les autres routeurs r Construit à partir de ces informations une carte topologique complète du réseau r Calcule les routes de plus court chemin • Algorithme de Dijkstra
  • 6. Page 6 Link State Protocols (2) r Avantages : • Chaque routeur calcule indépendamment la carte du réseau • le volume des informations échangées ne dépend pas du nombre de réseaux r Inconvénients : • Le calcul peut être très complexe. Distance Vector Interior Protocols R.I.P et ses évolutionsR.I.P et ses évolutions r Routing Information Protocol (RIP) • cf le cours de la première partie • RFC 1058 • a servi de base pour de nombreux autres protocoles – AppleTalk, Novel / IPX, Banyan Vines ... • messages UDP sur le port 520 • broadcasts toutes les 30 secondes r RIP v 2 • RFC 1387 et RFC 1388 • permet le routage des sous-réseaux (véhicule le netmask) • identifie les routes externes utlisées par un EGP • interopère raisonnablement avec RIP v 1 • diffusion multicast (224.0.0.9) plutôt que broadcast • authentification
  • 7. Page 7 Distance Vector Interior Protocols (2) I.G.R.PI.G.R.P r Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) • Propriétaire Cisco • Broadcasts de mise à jour toutes les 90 secondes • mesures de protection contre les boucles de routage • routage des sous-réseaux • routage multi-chemins (secours + load balancing) – la table de routage peut avoir plus d'un chemin pour atteindre une même destination – chaque chemin = @_prochain_routeur, N°_interface – avantages : • secours automatique si un chemin devient indisponible • partage du trafic entre les chemins de métriques voisines • gestion des routes par défaut (candidates) Distance Vector Interior Protocols (2) I.G.R.PI.G.R.P r La métrique composite d'IGRP • la métrique tient compte de : – la bande passante (B) – le délai de propagation (D) – la charge de la liaison (C) – et sa fiabilité (F) = B et D sont des caractéristiques statiques de la liaison = C et F sont des variables dynamiques calculées par le routeur. r avantages : • affiner le routage en fonction des besoins, des côuts des ressources , de la redondance ... • en faisant varier les composantes de la métrique. r Evolution : • Extended IGRP (E-IGRP)
  • 8. Page 8 Link State Interior Protocols O.S.P.FO.S.P.F r Open Shortest Path First (OSPF) • RFC 1583 • Implante l’algorithme SPF de Dijkstra • Le routage est hiérarchisé pour simplifier le calcul des routes : – le Système Autonome (AS) est découpé en AREA • une Area est un ensemble de réseaux contigüs • chaque AREA se comporte comme un réseau indépendant • elle ne connait que l'état des liaisons internes à l'AREA • Deux niveaux de routage : – intra Area – inter Area O.S.P.F : les Aires (Area) r On distingue 3 classes d’Aires : • l’Aire backbone (Area 0) – chemin obligatoire pour passer d'une aire à l'autre • les Aires secondaires – Tous les noeuds de routage ont une vue complète de la carte du réseau – ils calculent localement la meilleure route entre une source et une destination. • les Aires terminales (stub area) – même comportement que les aires secondaires – sauf : ne mémorisent pas les informations sur les routes externes – Toutes les routes externes sont récapitulées dans une route par défaut
  • 9. Page 9 O.S.P.FO.S.P.F : les Aires AREA 0 AREA 1 AREA 2 AREA 3 AREA 4 AREA 5 Area Border Router Système Autonome XYZ Aires secondaires Aires terminales O.S.P.F (2)O.S.P.F (2) r OSPF • Calcule des coûts en guise de métriques • Sait router les sous-réseaux, • par types de service, • permet le load balancing • Inclut un système d'authentification des messages échangés • Envoie un LSA (Link state Announcement) – quand l'état d'une ligne change – ou toutes les 30 minutes.
  • 10. Page 10 Exterior Protocols E.G.PE.G.P (RFC 9O4 et 911) r Exterior Gateway Protocol (EGP) • cf cours 1 ère partie • échanges entre routeurs déclarés comme pairs (peers) • situés sur un même réseau : réseau source = tout le trafic entre 2 AS passe par le même chemin physique EGP ne doit pas donner d'information sur des réseaux situés en dehors de son AS Exterior Protocols (2) B.G.P (RFC 1105 ...)B.G.P (RFC 1105 ...) r Border Gateway Protocol (BGP) • RFC 1105, BGP-1 • RFC 1163, BGP-2 • RFC 1267, BGP-3 Ni vraiment distance vector ni vraiment link state • transmet le chemin d’AS entre la source et la destination – détection simple et efficace des boucles r Adapté à des topologie complexes (maillées) • Echange des informations de routage par une connexion TCP (port 179) • inclut un système d'authentification des messages échangés • Peut aussi être utilisé comme protocole de routage interne (I- BGP)
  • 11. Page 11 B.G.P. et le chemin d’A.S AS-Campus AS Entreprise AS Res. Régional S D Chemin d'AS = AS-Campus / AS-RR / AS-Entr. B.G.P (2) r Avantages : – Convergence rapide – Mises à jour incrémentales = gain de BW et de CPU – Cohérence des métriques entre routages interne et externe r BGG est LE protocole de routage externe moderne • version 4 : RFC 1654 et RFC 1655
  • 12. Page 12 C.I.D.R r Classless Inter Domain Routing (CIDR) pourquoi faire ? r 2 problèmes à résoudre : = épuisement des adresses réseau de classe B (16.384) (# 50% alloués dès 1992, l'épuisement était planifié pour 1994) • pallié par allocation de réseaux de classe C 2 millions de réseaux de classe C = explosion de la taille des tables de routage ... NSFnet, janvier 1993 : 9000 réseaux connectés janvier 1994 : 21400 ... et de la mémoire des routeurs C.I.D.R (2) r Solutions à court terme : • découper les réseaux de classe A – en utilisant la technique des masques (subnet mask) . – 1 réseau de classe A permet d'adresser 16 millions de hosts = allocation de réseaux sans classe (classless) • agréger les tables de routage : = allouer aux utilisateurs des réseaux de classe C contigus des réseaux contigus ont les mêmes bits de poids fort : ils ont même préfixe = grouper les préfixes par région, prestataires ... = router les préfixes des supernets (ou agrégats) une seule entrée par agrégat dans la table de routage suffit
  • 13. Page 13 C.I.D.R (3) : exemple • 193.127.32.0 = 193.127.32.0 255.255.255.0 = 193.127.32.0 / 24 • 193.127.33.0 = 193.127.33.0 255.255.255.0 = 193.127.33.0 / 24 • les 2 réseaux explicites 193.127.32.0 et 193.127.33.0 sont agrégés en 193.127.32.0 255.255.254.0 • l’ agrégat est noté : 193.127.32.0 / 23 il désigne le couple préfixe / nb bits masque dans la table de routage, il représente les 2 réseaux 193.127.32.0 et 193.127.33.0 CIDR : exemple (suite) • 32 = 0010 0000 netmask 254 = 1111 1110 (7 bits) • 33 = 0010 0001 le dernier bit peut donc être 0 ou 1 = la suite de 1 du netmask doit être continue ainsi 253 (1111 1101) et 250 (1111 1010) ne sont pas adéquats, mais 252 (1111 1100) et 248 (1111 1000) conviennent
  • 14. Page 14 C.I.D.R (4) r Correspondance Netmask / nombre de réseaux de l'agrégat : • 255 = / 24 R = 1 • 254 = / 23 R = 2 • 252 = / 22 R = 4 • 248 = / 21 R = 8 • 240 = / 20 R = 16 • ... R = (255 - netmask) + 1 CIDR et BGP-4 • Implantation de CIDR : Ce nouveau découpage -sans classe, classless- des réseaux et l'agrégation des tables de routage = une nouvelle version de Border Gateway Protocol BGP-4 (RFC 1654 et RFC 1655)
  • 15. Page 15 CIDR et BGP-4 (2) r Quelques remarques en guise de conclusion : • pour que l'agrégation des tables de routage soit efficace = il faut qu'elle soit utilisée par tous les prestataires de connectivité IP qui échangent des informations de routage entre eux. • dès qu'un prestataire utilise l'option d'agrégation de BGP4 = tous ceux qui échangent des informations de routage avec lui vont devoir faire de même • ... et inversement • l'agrégation sans trou versus l'agrégation de gros blocs • Que se passe t-il quand un utilisateur change de prestataire de service (renumérotation ...?) • la technique d'agrégation des réseaux dans les tables de routage a permis de gagner une année, dans le processus d'inflation ... I.P version 6 r Solution à long terme : IPv6 ou IP Next Generation – permet un adressage hiérarchique sur 16 octets (128 bits) = une meilleure agrégation des tables de routage – de nombreuses fonctionnalités seront ajoutées aux protocoles de routage (sécurité, multicast ...) • les protocoles en cours de développement / tests : – RIPv6, (RIPng) – OSPFv6 – BGP 4+ (ou BGP 5?)