Algorithmes de routage GTR – 2 ème année Sonia Haddad

(Nom du fichier) - D1 - 01/03/2000France Télécom R&D

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Algorithmes de routage

GTR – 2ème année

Sonia Haddad

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(Nom du fichier) - D2 - 01/03/2000

France Télécom R&D

PLAN

I. IntroductionII. Routage non adaptatifIII. Principe d ’optimalitéIV. Routage du plus court cheminV. Routage localVI. Routage aléatoireVII. Acheminement par inondationVIII.Routage répartiIX. Routage hiérarchique


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La fonction principale de la couche réseau est de router les paquets de la machine source à la machine destinataire.

L’algorithme de routage est la partie du logiciel de la couche réseau qui décide sur quelle ligne de sortie un paquet entrant doit être retransmis.

Le sous réseau utilise le mode datagrammes en interne

Le sous réseau utilise en interne les circuits virtuels

Le routage


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Caractéristiques d’un algorithme de routage

Exacte et simple au niveau de l’implémentation, Robuste pour tenir compte des modifications dans le

réseau ( pannes ou ajout d’équipements), Rapide, Juste, Optimal.


(Nom du fichier) - D5 - 01/03/2000


A B C

X

A’ B’ C’

X’

Justice

Trouver un compromis entre efficacité globale et justice


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Le but d’un algorithme de routage est de calculer la table de routage de façon à :

Minimiser le délai moyen de traversée des paquets, Acheminer le plus de paquets possible.

Compromis : Minimiser le nombre de sauts


(Nom du fichier) - D7 - 01/03/2000


Les algorithmes de routage peuvent être regroupés en deux classes :

Les algorithmes non adaptatifs : ne fondent pas leurs décisions de routage sur des estimations du trafic et de la topologie. Les routes sont calculées à l’avance ( Paramètres fixés).Les algorithmes adaptatifs : modifient leurs décisions de routage pour tenir compte des variations du trafic et de la topologie (paramètres calculés).


(Nom du fichier) - D8 - 01/03/2000


Un algorithme de routage peut être :

•Centralisé : l’algorithme est calculé par un seul nœud central pour tous les autres nœuds.

•Réparti : Chaque nœud calcule une partie de l’algorithme


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La route à emprunter pour aller du nœud I à J (pour tout I et J) est calculée hors ligne puis téléchargée dans le routeur ( routage statique).Au niveau de chaque nœud on a une table de routage qui détermine la voie de sortie du paquet.

Méthode de routage non adaptatif


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Avantages :L’algorithme est mis en œuvre à la conception du réseau. Simplicité au niveau des nœuds : gestion des files d’attente et consultation de la table de routage.

Inconvenients :La topologie du réseau change (panne ou ajout de routeurs, panne de liaisons) : il faut une technique de mise à jour des tables au niveau de chaque nœud.Contrairement au routage adaptatif où la table de routage est mise à jour régulièrement.


(Nom du fichier) - D11 - 01/03/2000


Principe d’optimalité :

•Un chemin optimum est constitué de segments optimumConséquence : l’ensemble des routes optimales de toutes les sources vers une destination donnée est un arbre dont la racine est la destination.

•Un arbre collecteur n’est pas unique•Pas de boucle nombre fini de sauts


(Nom du fichier) - D12 - 01/03/2000


Exemple : Arbre des chemins minimaux à destination de B

B

L

H

K

F G

ED CA

N

J

M

I

O


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B

L

H

K

F G

ED CA

N

J

M

I

O


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B

L

H

K

F G

ED CA

N

J

M

I

O


(Nom du fichier) - D15 - 01/03/2000


Le réseau est représenté par un graphe •chaque nœud du graphe représente un routeur les arcs du graphe représentent les lignes de communication.

Dans la réalité les liaisons ont : •des coûts (temps de traversée, prix etc …)•des débits maximum (capacité).

Les arcs du graphe sont pondérés

Routage du plus court chemin


(Nom du fichier) - D16 - 01/03/2000


La valeur d’un arc peut être considérée comme le résultat d’une fonction pondérée de :

•la distance•la capacité de transport•le trafic moyen•le coût des communications•la longueur moyenne des files d’attente•les délais mesurés …

Routage du plus court chemin


(Nom du fichier) - D17 - 01/03/2000


Pour choisir une route entre deux routeurs l’algorithme se contente de trouver le chemin de coût minimum entre les nœuds correspondants sur le graphe

Algorithme de plus court chemin


(Nom du fichier) - D18 - 01/03/2000


Algorithme de Djikstra (1959)Le principe de cet algorithme est de calculer de

proche en proche les plus courtes distances issues du nœud source.


(Nom du fichier) - D19 - 01/03/2000


Exemple

AA

B

F

C

H

G

D

I

E

47

21

3

5

2

8

9

1 1

21


(Nom du fichier) - D20 - 01/03/2000


Exemple

AA

B

F

C

H

G

D

I

E

47

21

3

5

2

8

9

11

2

(A,7)

(A,2)(A,8)

(B,16)

(H,12)

1

(D,8)

(B,7)

(F,8)

(E,9)

(B,5)

(F,11)

(G,11)

(E,13)


(Nom du fichier) - D21 - 01/03/2000


Algorithme de Djikstra

InconvénientsSaturation du chemin optimal

SolutionFaire varier les coûts des liaisons et recalculer le chemin optimumUn nœud particulier calcule le chemin optimum et doit le diffuser aux

autres nœuds (pour mettre à jour les tables de routage routage centralisé qui génère un trafic auxiliaire autour de ce nœud perte de paquets, augmentation du temps de mise à jour des tables.


(Nom du fichier) - D22 - 01/03/2000


Routage Local

Chaque nœud a sa propre table établie à partir d’informations locales ( pas centralisé).

Algorithme de la patate chaude ( Hot Potato Algorithm )

Principe : se débarrasser le plus vite possible des paquets entrants diriger le paquet vers la file d’attente de sortie la plus courte


(Nom du fichier) - D23 - 01/03/2000


Routage LocalOn peut combiner:Routage fixe jusqu ’à une certaine taille de file d ’attentePuis faire du routage local (hot potato)

On peut fairede l ’apprentissage par retour (Backward learning)

On apprend rapidement les bonnes nouvelles mais on réagit lentement aux mauvaises

Avantage

Simplicité

Inconvénients Temps de transfert pas optimal


(Nom du fichier) - D24 - 01/03/2000


Routage aléatoire (Random routing)

Principe Les nœuds émettent les paquets sur les lignes de sortie choisies

au hasard.

Avantages

SimplicitéEvite la saturation causée par la duplication de paquetsUn nœud ne doit pas connaître la structure du réseau


(Nom du fichier) - D25 - 01/03/2000


Routage par inondationPrincipe : Chaque paquet entrant est émis sur chaque ligne de sortie.

Avantages

Arrivée au destinataire par le meilleur chemin ( tous les chemins sont testés).

Robustesse (domaine militaire)Supporte les changements de topologieSimple à implémenterAdapté au réseaux locaux maillés à grand débit.


(Nom du fichier) - D26 - 01/03/2000


Inconvénients

Génération d’un très grand nombre de paquets dupliqués mauvaise utilisation du réseau

Délai d’acheminement plus longTendance à la congestion


(Nom du fichier) - D27 - 01/03/2000


Améliorations

Placer un compteur de sauts dans l’entête du paquet.Le destinataire retourne par inondation un message

demandant aux nœuds de détruire les messages superflus trafic supplémentaire

Utilisation du numéro de séquence des paquets jamais reçus traitement complexe dans les nœuds élimination rapide des paquets en excèdent


(Nom du fichier) - D28 - 01/03/2000


Routage réparti

Un nœud échange des informations avec ses voisins et met à jour sa table de routage.

A intervalle régulier, un nœud transmet un extrait de sa table de routage.

InconvénientsRisque de bouclage dans l’échange d’informationsDélais pour que toutes les informations soient diffusées.


(Nom du fichier) - D29 - 01/03/2000


Routage hiérarchique

A partir d’une certaine dimension, il n’est plus possible que chaque routeur ait une entrée pour chacun des autres routeurs le routage doit être hierarchique.

Principe : le réseau est réparti en sous réseaux qui communiquent par des nœuds de transition.


(Nom du fichier) - D30 - 01/03/2000


Avantages

Réduction du nombre d’entrées de la table de routage.Trafic auxiliaire (publication de la table ) réduit.

Inconvénients

Obligation de passer par des nœuds de transition augmentation de la longueur du chemin


(Nom du fichier) - D31 - 01/03/2000


Exemple

Algorithmes de routage GTR – 2 ème année Sonia Haddad

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