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Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons Page 1 sur 16 CCNA 2 Version 4.0 By NSK CCNA Exploration - Protocoles et Concepts de Routage Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons 10.0-Présentation du Chapitre Dans le Chapitre 3, « Présentation des protocoles de routage dynamique », nous avons illustré par une analogie la différence entre un routage d’état des liaisons et un routage à vecteur de distance. L’analogie établissait que les protocoles de routage à vecteur de distance revenaient à utiliser des panneaux de signalisation routière pour nous guider vers la destination, en ne donnant que des informations sur la distance et la direction. Les protocoles de routage d’état des liaisons reviennent à utiliser une carte. Avec une carte, vous pouvez voir toutes les routes potentielles et déterminer le chemin que vous préférez. Les protocoles de routage à vecteur de distance sont comme des panneaux de signalisation routière, car les routeurs déterminent leurs chemins préférés vers un réseau en fonction de la distance ou de la mesure. Comme les voyageurs font confiance aux panneaux de signalisation pour leur indiquer la distance exacte jusqu’à la ville suivante, un routeur à vecteur de distance fait confiance à un autre routeur pour lui indiquer la distance réelle jusqu’au réseau de destination. Les protocoles de routage d’état des liaisons ont une autre approche. Ils ressemblent plutôt à une carte routière, car ils créent une carte topologique du réseau et chaque routeur utilise cette carte pour déterminer le chemin le plus court vers chaque réseau. Comme vous vous reportez à une carte pour trouver la route vers une autre ville, les routeurs d’état des liaisons utilisent une carte pour déterminer leur chemin préféré vers une autre destination. Les routeurs qui exécutent un protocole de routage d’état des liaisons envoient des informations sur l’état de leurs liaisons vers d’autres routeurs du domaine de routage. L’état de ces liaisons concerne les réseaux qui lui sont directement connectés et contiennent des informations sur le type de réseau et tous les routeurs de voisinage, d’où le nom protocole de routage d’état des liaisons. L’objectif ultime est que chaque routeur reçoive les informations sur l’état des liaisons de tous les autres routeurs de la zone de routage. Avec ces informations, chaque routeur peut créer sa propre carte topologique du réseau et calculer de façon indépendante le chemin vers chacun des réseaux. Ce chapitre présente les concepts des protocoles de routage d’état des liaisons. Dans le chapitre 11, nous appliquerons ces concepts à OSPF.

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CCNA Exploration - Protocoles et Concepts de Routage

Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons

10.0-Présentation du Chapitre

Dans le Chapitre 3, « Présentation des protocoles de routage dynamique », nous avons illustré par une analogie la différence entre un routage d’état des liaisons et un routage à vecteur de distance. L’analogie établissait que les protocoles de routage à vecteur de distance revenaient à utiliser des panneaux de signalisation routière pour nous guider vers la destination, en ne donnant que des informations sur la distance et la direction. Les protocoles de routage d’état des liaisons reviennent à utiliser une carte. Avec une carte, vous pouvez voir toutes les routes potentielles et déterminer le chemin que vous préférez.

Les protocoles de routage à vecteur de distance sont comme des panneaux de signalisation routière, car les routeurs déterminent leurs chemins préférés vers un réseau en fonction de la distance ou de la mesure. Comme les voyageurs font confiance aux panneaux de signalisation pour leur indiquer la distance exacte jusqu’à la ville suivante, un routeur à vecteur de distance fait confiance à un autre routeur pour lui indiquer la distance réelle jusqu’au réseau de destination.

Les protocoles de routage d’état des liaisons ont une autre approche. Ils ressemblent plutôt à une carte routière, car ils créent une carte topologique du réseau et chaque routeur utilise cette carte pour déterminer le chemin le plus court vers chaque réseau. Comme vous vous reportez à une carte pour trouver la route vers une autre ville, les routeurs d’état des liaisons utilisent une carte pour déterminer leur chemin préféré vers une autre destination.

Les routeurs qui exécutent un protocole de routage d’état des liaisons envoient des informations sur l’état de leurs liaisons vers d’autres routeurs du domaine de routage. L’état de ces liaisons concerne les réseaux qui lui sont directement connectés et contiennent des informations sur le type de réseau et tous les routeurs de voisinage, d’où le nom protocole de routage d’état des liaisons.

L’objectif ultime est que chaque routeur reçoive les informations sur l’état des liaisons de tous les autres routeurs de la zone de routage. Avec ces informations, chaque routeur peut créer sa propre carte topologique du réseau et calculer de façon indépendante le chemin vers chacun des réseaux.

Ce chapitre présente les concepts des protocoles de routage d’état des liaisons. Dans le chapitre 11, nous appliquerons ces concepts à OSPF.

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Chapitre

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10.1-Routage d’état des Liaisons

10.1.1- Protocoles de routage à d’état des Liaisons

Les protocoles de routage d’état des liaisons sont également appelés base de l’algorithme SPF d’Edsger Dijkstra. L’algorithme SPF sera expliqué plus en détail dans une section ultérieure.

Les protocoles de routage d’état de liaisons IP sont présentés dans la f

• protocole OSPF (Open Shortest Path First)

• protocole de routage IS-IS.

Les protocoles de routage d’état de liaisons ont la réputation d’être beaucoup plus complexes que leurs équivalents à vecteur de distance. Cependant, la fonctionnalité et la configuration de base de ces protocoles de routage ne sont pas complexes du tout.

Même l’algorithme lui-même est parfaitement compréhensible, comme vous le verrez dans la rubrique qui suit. Les opérations OSPF de base peuvent être configurées à l’aide d’une commande router ospf process-id et d’une instruction network, comme pour les autres protocoles de routage de type RIP et EIGRP.

Remarque : OSPF est traité dans le chapitre 11, et ISliaisons pour les réseaux autres que IP. Parmi ces protocoles, DNA Phase V de DEC et le NetWare Link Services Protocol de Nov(NLSP - Protocole des services de liaisons NetWare) qui ne font pas l’objet des cours CCNA ou CCNP.

10.1.2-Présentation de l’Algorithme SPF

Page 1 :

L’algorithme de Dijkstra est en général désigné sous le nom d’algorithme SPF (shortest path first - chemin le plus court d’abord). Cet algorithme cumule les coûts de chaque chemin, depuis leur source jusqu’à leur destinationl’algorithme de Dijkstra soit connu sous le nom de l’algorithme du chemin le plus court, c’est en fait le but de chaque algorithme de routage.

Dans le schéma, chaque chemin est étiqueté avec une valeur de coût arbitraire. Le coût du plus court chemin pour que R2 envoie un paquet au réseau local rattaché à R3 est de 27. Notez que ce coût de 27 pour atteindre le réseau local rattaché à R3 n’est pas le même pour tous les routeurs. Chacun d’eux détermipropre coût vers chaque destination de la topologie. En d’autres termes, chaque routeur exécute l’algorithme SPF et détermine le coût depuis sa propre perspective. Cela deviendra plus évident ultérieurement dans ce chapitre.

Page 2 :

Dans le schéma, cliquez sur R1.

Pour R1, le chemin le plus court vers chaque réseau local, ainsi que son coût, s’affiche dans la table. Le chemin le plus court n’est pas nécessairement celui qui comporte le moins de sauts. Par exemple, regardez le chemin vers le réseau local R5. Vous pouvez penser que R1 enverrait directement vers R4 en non vers R3. Cependant, le coût permettant d’atteindre R4 directement (32) est plus élevé que le coût qui permet d’atteindre R4 via R3 (27).

Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons

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Protocoles de routage à d’état des Liaisons

Les protocoles de routage d’état des liaisons sont également appelés protocoles SPF (Shortest Path First), car ils sont conçus sur la base de l’algorithme SPF d’Edsger Dijkstra. L’algorithme SPF sera expliqué plus en détail dans une section ultérieure.

Les protocoles de routage d’état de liaisons IP sont présentés dans la figure :

protocole OSPF (Open Shortest Path First) ;

Les protocoles de routage d’état de liaisons ont la réputation d’être beaucoup plus complexes que leurs équivalents à vecteur de distance. Cependant, la

configuration de base de ces protocoles de routage ne sont pas complexes du tout.

même est parfaitement compréhensible, comme vous le verrez dans la rubrique qui suit. Les opérations OSPF de base peuvent être

e commande router ospf id et d’une instruction network, comme pour les

autres protocoles de routage de type RIP et EIGRP.

OSPF est traité dans le chapitre 11, et IS-IS, dans le cours CCNP. Il existe également des protocoles de routage d’liaisons pour les réseaux autres que IP. Parmi ces protocoles, DNA Phase V de DEC et le NetWare Link Services Protocol de Nov

Protocole des services de liaisons NetWare) qui ne font pas l’objet des cours CCNA ou CCNP.

L’algorithme de Dijkstra est en général désigné sous le nom chemin le plus court

d’abord). Cet algorithme cumule les coûts de chaque chemin, depuis leur source jusqu’à leur destination. Bien que l’algorithme de Dijkstra soit connu sous le nom de l’algorithme du chemin le plus court, c’est en fait le but de chaque algorithme

Dans le schéma, chaque chemin est étiqueté avec une valeur de chemin pour que R2

envoie un paquet au réseau local rattaché à R3 est de 27. Notez que ce coût de 27 pour atteindre le réseau local rattaché à R3 n’est pas le même pour tous les routeurs. Chacun d’eux détermi

topologie. En d’autres termes, chaque routeur exécute l’algorithme SPF et détermine le coût depuis sa propre perspective. Cela deviendra plus évident ultérieurement dans ce chapitre.

court vers chaque réseau local, ainsi que son coût, s’affiche dans la table. Le chemin le plus court n’est pas nécessairement celui qui comporte le moins de sauts. Par exemple, regardez le chemin vers le réseau local R5. Vous pouvez penser que R1

directement vers R4 en non vers R3. Cependant, le coût permettant d’atteindre R4 directement (32) est plus élevé que le coût qui

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protocoles SPF (Shortest Path First), car ils sont conçus sur la base de l’algorithme SPF d’Edsger Dijkstra. L’algorithme SPF sera expliqué plus en détail dans une section ultérieure.

IS, dans le cours CCNP. Il existe également des protocoles de routage d’état des liaisons pour les réseaux autres que IP. Parmi ces protocoles, DNA Phase V de DEC et le NetWare Link Services Protocol de Novell

que ce coût de 27 pour atteindre le réseau local rattaché à R3 n’est pas le même pour tous les routeurs. Chacun d’eux détermine son topologie. En d’autres termes, chaque routeur exécute l’algorithme SPF et détermine le

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Dans le schéma, cliquez sur R2 jusqu'à R5.

Observez le chemin le plus court de chaque routeur pour atteindre chaque réseau local, comme indiqué dans les tables.

10.1.3-Processus de Routage d’état des Liaisons

Comment fonctionne exactement un protocole de routage d’état des liaisons ? Tous les routeurs de notre topologie vont effectuer le processus de routage d’état des liaisons générique qui suit pour atteindre un état de convergence :

1. Chaque routeur prend connaissance de ses propres liaisons, de ses propres réseaux directement connectés. Il le fait en détectant qu’une interface est à l’état actif.

2. Chaque routeur est responsable de la détection de ses voisins sur les réseaux connectés directement. Comme avec le protocole EIGRP, les routeurs d’état de liaisons effectuent cette détection en échangeant des paquets Hello avec d’autres routeurs d’état de liaisons situés sur des réseaux directement connectés.

3. Chaque routeur crée un LSP (Link-State Packet) contenant l’état de chaque liaison directement connectée. Il procède en enregistrant toutes les informations pertinentes sur chaque voisin, notamment l’ID du voisin, le type de liaison et la bande passante.

4. Chaque routeur diffuse son LSP à l’ensemble de ses voisins, qui stockent tous les LSP qu’ils reçoivent dans une base de

données. Les voisins diffusent ensuite le LSP à leurs voisins, jusqu’à ce que tous les routeurs de la zone aient reçu le LSP. Chaque routeur stocke une copie de chaque LSP reçu de ses voisins dans une base de données locale.

5. Chaque routeur utilise la base de données pour élaborer une carte complète de la topologie et calcule le meilleur chemin

vers chaque réseau de destination. Le routeur possède ainsi une carte complète s’apparentant à une carte routière de l’ensemble

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des destinations de la topologie et des routes pour les atteindre. L’algorithme SPF sert à construire la carte de la topologie et à déterminer le meilleur chemin vers chaque réseau.

Nous aborderons ce processus plus en détail dans les rubriques suivantes.

10.1.4-Etude des Réseaux Directement Connectés

Page 1 :

Dans le schéma, cliquez sur Processus de routage d’état des liaisons.

La topologie affiche maintenant les adresses réseau de chaque liaison. Chaque routeur prend connaissance de ses propres liaisons et de ses réseaux directement connectés comme indiqué dans le Chapitre 1, « Présentation du routage et du transfert de paquets ». Lorsqu’une interface de routeur est configurée avec une adresse IP et un masque de sous-réseau, l’interface en question devient un élément de ce réseau.

Dans le schéma, cliquez sur R1.

Lorsque vous configurez et activez correctement les interfaces, le routeur reçoit des informations de la part des réseaux qui lui sont directement connectés. Quel que soit le protocole utilisé, les réseaux directement connectés font partie de la table de routage. Pour les besoins de notre discussion, nous allons nous concentrer sur le processus de protocole de routage en prenant en compte R1.

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Page 2 :

Liaison

Dans les protocoles de routage d’état des liaisons, une liaison désigne une interface de routeur. Comme pour les protocoles à vecteur de distance et les routes statiques, l’interface doit être correctement configurée avec une adresse IP et un masque de sous-réseau, et la liaison doit être à l’état actif avant que le protocole de routage d’état des liaisons puisse la détecter. Comme avec les protocoles à vecteur de distance, l’interface doit être incluse dans une des instructions network avant de pouvoir participer au processus d’état des liaisons.

La figure montre R1 lié à quatre réseaux connectés directement :

• interface FastEthernet 0/0 sur le réseau 10.1.0.0/16 ;

• réseau Serial 0/0/0 sur le réseau 10.2.0.0/16 ;

• réseau Serial 0/0/1 sur le réseau 10.3.0.0/16 ;

• réseau Serial 0/0/2 sur le réseau 10.4.0.0/16.

État des liaisons

Les informations relatives à l’état de ces liaisons sont appelées état des liaisons. Comme vous pouvez le voir dans la figure, ces informations incluent :

• adresse IP et masque de sous-réseau de l’interface ;

• type de réseau, par exemple Ethernet (diffusion) ou liaison série point-à-point ;

• coût de la liaison ;

• éventuels routeurs voisins sur cette liaison.

Remarque : Nous verrons que la mise en œuvre de OSPF par Cisco précise le coût de la liaison, la mesure de routage OSPF, comme étant la bande passante de l’interface de sortie. Mais pour les besoins de ce chapitre, nous emploierons des valeurs de coût arbitraires pour simplifier la démonstration.

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10.1.5-Envoi de Paquet HELLO aux Voisins

Page 1 :

La deuxième étape du processus de routage d’état des liaisons est la suivante :

Chaque routeur est responsable de la détection de ses

voisins sur les réseaux directement connectés.

Les routeurs avec protocoles de routage d’états des liaisons utilisent le protocole Hello pour détecter les voisins sur ses liaisons. Un voisin est un routeur qui prend en charge le même protocole d’état des liaisons.

Page 2 :

Cliquez sur Lire pour afficher l’animation.

R1 envoie les paquets Hello à travers ses liaisons (interfaces) pour détecter s’il existe des voisins. R2, R3 et R4 répondent au paquet Hello de R1 avec leurs propres paquets Hello, les routeurs étant configurés avec le même protocole de routage d’état des liaisons. Il n’y a pas de voisin sur l’interface FastEthernet 0/0. Comme R1 ne reçoit pas de paquet Hello sur cette interface, il ne poursuivra pas les étapes de processus de routage d’état des liaisons sur la liaison FastEthernet 0/0.

Comme avec le protocole EIGRP, lorsque deux routeurs d’états des liaisons apprennent qu’ils sont voisins, ils forment une contiguïté. Ces petits paquets Hello continuent de s’échanger entre deux voisins contigus, et assurent une fonction de « veille » pour surveiller l’état du voisin. Si un routeur cesse de recevoir des paquets Hello d’un voisin, ce dernier est considéré comme injoignable et la contiguïté est interrompue. Dans le schéma, R1 forme une contiguïté avec les trois routeurs.

10.1.6-Création du LSP (Paquets d’état des Liaisons)

Dans le schéma, cliquez sur le processus de routage d’état des

liaisons.

Nous sommes maintenant à la troisième étape du processus de routage d’état des liaisons :

Chaque routeur crée un paquet d’état des liaisons (LSP) contenant

l’état de chacune des liaisons directement connectées.

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Dans le schéma, cliquez sur R1.

Une fois qu’un routeur a établi des contiguïtés, il est en mesure de créer des paquets d’état des liaisons (LSP) relatifs à ses propres liaisons. Voici une version simplifiée des LSP de R1 :

1. R1 ; réseau Ethernet 10.1.0.0/16 ; Coût 2

2. R1 -> R2 ; réseau série point-à-point ; 10.2.0.0/16 ; Coût 20

3. R1 -> R3 ; réseau série point-à-point ; 10.3.0.0/16 ; Coût 5

4. R1 -> R4 ; réseau série point-à-point ; 10.4.0.0/16 ; Coût 20

10.1.7-Diffusion des LSP aux Voisins

Page 1 :

Comme indiqué dans le schéma, la quatrième étape est la suivante :

Chaque routeur diffuse le LSP à tous ses voisins, qui stockent l’ensemble des LSP qu’ils ont reçus dans une base de données.

Chaque routeur diffuse ses informations d’états des liaisons à l’ensemble des routeurs d’état des liaisons dans la zone de routage. Lorsqu’un routeur reçoit un LSP d’un routeur du voisinage, il l’envoie immédiatement à toutes les autres interfaces, à part à celle par laquelle qui l’a reçu. Ce processus crée un effet de diffusion de LSP à partir de tous les routeurs de la zone de routage.

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Page 2 :

Cliquez sur Lire pour voir l’animation.

Comme vous pouvez le voir dans l’animation, les LSP sont diffusés presque immédiatement après leur réception, sans calcul intermédiaire. Contrairement aux protocoles de routage à vecteur de distance, qui doivent d’abord exécuter l’algorithme Bellman-Ford pour traiter les mises à jour de routage avant de les envoyer aux autres routeurs, les protocoles de routage d’état des liaisons calculent l’algorithme SPF après que la diffusion soit complète. Résultat, les protocoles de routage d’état des liaisons atteignent la convergence plus rapidement que les protocoles de routage à vecteur de distance.

Souvenez-vous que les LSP n’ont pas besoin d’être envoyés de façon périodique. Un LSP doit être envoyé uniquement :

• lors du démarrage initial du routeur ou du lancement du processus de protocole de routage sur ce routeur ;

• lorsque la topologie a été modifiée, notamment en cas d’activation ou de désactivation d’une liaison ou d’établissement ou de rupture d’une contiguïté entre voisins

Outre les données d’état des liaisons, un LSP contient également d’autres informations, par exemple les numéros de séquence et les données chronologiques, afin d’aider à gérer le processus d’inondation. Ces informations sont utilisées par chaque routeur pour déterminer si celui-ci a déjà reçu le LSP provenant d’un autre routeur ou si le LSP contient de nouvelles informations, par rapport à la base de données d’état des liaisons. Ce processus permet à un routeur de conserver uniquement les informations à jour dans sa base de données d’état des liaisons.

Remarque : la façon dont les numéros de séquence et les données chronologiques sont utilisées ne sont pas traitées dans ce cursus. Vous trouverez d’autres informations dans Routing TCP/IP, par Jeff Doyle.

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10.1.8-Création d’une Base de Données d’état des Liaisons

Page 1 :

L’étape finale du processus de routage d’état des liaisons est la suivante :

Chaque routeur utilise la base de données

pour créer une carte topologique complète

et calcule le meilleur chemin vers chaque

réseau de destination.

Une fois qu’il a diffusé ses propres LSP via le processus d’inondation d’état de liaisons, chaque routeur reçoit un LSP provenant de tous les routeurs d’état de liaisons de la zone de routage. Les LSP sont stockés dans la base de données d’état des liaisons. Chaque routeur de la zone de routage peut maintenant utiliser l’algorithme SPF pour construire l’arborescence SPF que vous avez déjà examinée.

Page 2 :

Voyons la base de données d’état des liaisons pour R1, ainsi que l’arborescence SPF issue du calcul de l’algorithme SPF.

Dans le schéma, cliquez sur Base de données d’état des liaisons de R1.

Après le processus de diffusion, le routeur R1 a recueilli les informations d’état des liaisons relatives à chaque routeur de sa zone routage. Le schéma montre les informations d’état des liaisons que R1 a reçues et stockées dans sa base de données d’état des liaisons. Notez que R1 inclut également ses propres informations d’état des liaisons dans sa base de données d’état des liaisons.

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Dans le schéma, cliquez sur Arborescence SPF de R1.

Lorsque la base de données d’état des liaisons est complète, R1 peut utiliser cette dernière ainsi que l’algorithme short path first (SPF) pour calculer le chemin préféré ou le plus court de chaque réseau. Dans le schéma, notez que R1 n’utilise pas le chemin qui existe entre lui-même et R4 pour atteindre n’importe quel réseau local de la topologie, y compris pour le réseau local rattaché à R4. Le chemin qui passe par R3 a un coût plus faible. De même, R1 n’utilise pas le chemin existant entre R2 et R5 pour atteindre R5. Le chemin qui passe par R3 a un coût plus faible. Chaque routeur de la topologie détermine le chemin le plus court depuis sa propre perspective.

Remarque : La base de données d’état des liaisons et l’arborescence SPF incluent toujours les réseaux directement connectés, les liaisons mises en évidence dans le schéma.

10.1.9-Arborescence SPF

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Élaboration de l’arborescence SPF

Examinons plus en détail la façon dont R1 construit son arborescence SPF. La topologie actuelle de R1 n’inclut que ses voisins. Toutefois, grâce aux informations d’état des liaisons des autres routeurs, R1 est en mesure de construire son arborescence SPF, en se plaçant à la racine de cette dernière.

Remarque : le processus décrit dans cette section n’est que la forme conceptuelle de l’algorithme SPF et de l’arborescence SPF visant à une meilleure compréhension.

Dans le schéma, cliquez sur LSP de R2.

L’algorithme SPF commence par traiter les informations d’état des liaisons suivantes de R2 :

1. Connecté au voisin R1 sur le réseau 10.2.0.0/16, coût de 20

2. Connecté au voisin R5 sur le réseau 10.9.0.0/16, coût de 10

3. A un réseau 10.5.0.0/16, coût de 2

R1 peut ignorer le premier LSP, car R1 sait déjà qu’il est connecté à R2, sur le réseau 10.2.0.0/16 avec un coût de 20. R1 peut utiliser le deuxième LSP et créer un lien depuis R2 vers un autre routeur, R5, avec le réseau 10.9.0.0/16 et un coût de 10. Cette information est ajoutée à l’arborescence SPF. En utilisant la troisième LSP, R1 a appris que R2 possède un réseau 10.5.0.0/16, avec un coût de 2, sans voisin. Cette liaison est ajoutée à l’arborescence SPF de R1.

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Dans le schéma, cliquez sur les LSP de R3.

L’algorithme SPF traite maintenant les LSP fournies par R3 :

1. Connecté à un voisin R1 sur le réseau 10.3.0.0/16, coût de 5

2. Connecté à un voisin R4 sur le réseau 10.7.0.0/16, coût de 10

3. Possède un réseau 10.6.0.0/16, coût de 2

R1 peut ignorer le premier LSP, parce que R1 sait déjà qu’il est connecté à R3 sur le réseau 10.3.0.0/16 avec un coût de 5. R1 peut utiliser le deuxième LSP et créer une liaison depuis R2 vers le routeur R4, avec le réseau 10.7.0.0/16 et un coût de 10. Cette information est ajoutée à l’arborescence SPF. En utilisant la troisième LSP, R1 a appris que R3 possède un réseau 10.6.0.0/16, avec un coût de 2, sans voisin. Cette liaison est ajoutée à l’arborescence SPF de R1.

Dans le schéma, cliquez sur les LSP de R4.

L’algorithme SPF traite maintenant les LSP fournis par R4 :

1. Connecté à un voisin R1 sur le réseau 10.4.0.0/16, coût de 20

2. Connecté à un voisin R3 sur le réseau 10.7.0.0/16, coût de 10

3. Connecté à un voisin R5 sur le réseau 10.10.0.0/16, coût de 10

4. Possède un réseau 10.8.0.0/16, coût de 2

R1 peut ignorer le premier LSP, parce que R1 sait déjà qu’il est connecté à R4 sur le réseau 10.4.0.0/16 avec un coût de 20. R1 peut aussi ignorer le deuxième LSP, car SPF connaît déjà le réseau 10.6.0.0.0/16 avec un coût, par R3.

Toutefois R1 peut utiliser le troisième LSP pour créer une liaison depuis R4 vers le routeur R5, avec le réseau 10.10.0.0/16 et un coût de 10. Cette information est ajoutée à l’arborescence SPF. En utilisant la quatrième LSP, R1 a appris que R4 possède un réseau 10.8.0.0/16, avec un coût de 2, sans voisin. Cette liaison est ajoutée à l’arborescence SPF de R1.

Dans le schéma, cliquez sur les LSP de R5.

L’algorithme traite maintenant les derniers LSP en provenance de R5

1. Connecté à un voisin R2 sur le réseau 10.9.0.0/16, coût de 10

2. Connecté à un voisin R4 sur le réseau 10.10.0.0/16, coût de 10

3. Possède un réseau 10.11.0.0/16, coût de 2

R1 peut ignorer les deux premiers LSP (qui concernent les réseaux 10.9.0.0/16 et 10.10.0.0/16), car SPF a déjà connaissance de ces liaisons et les a ajoutées à l’arborescence SPF. R1 peut traiter le troisième LSP disant que R5 possède un réseau 10.11.0.0/16, avec un coût de 2, sans voisin. Cette liaison est ajoutée à l’arborescence SPF de R1.

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Page 2 :

Définition du chemin le plus court

Étant donné que tous les LSP ont été traités à l’aide de l’algorithme SPF, R1 possède à présent une arborescence SPF complète. Les liaisons 10.4.0.0/16 et 10.9.0.0/16 ne sont pas utilisées pour joindre d’autres réseaux, car il existe des chemins plus courts ou moins coûteux. Toutefois, ces réseaux existent toujours, font partie de l’arborescence SPF, et sont utilisés pour atteindre des périphériques présents sur ces réseaux.

Remarque : l’algorithme SPF actuel détermine le chemin le plus court au fur et à mesure qu’il construit l’arborescence SPF. Nous avons procédé en deux étapes pour simplifier la compréhension de l’algorithme.

Le schéma montre l’arborescence SPF pour R1. Avec cette arborescence, les résultats de l’algorithme SPF indiquent le chemin le plus court vers chacun des réseaux. Seuls les réseaux locaux figurent dans la table, mais on peut utiliser SPF pour déterminer le chemin le plus court vers chaque réseau WAN. Dans ce cas, R1 détermine que le chemin le plus court vers chaque réseau est :

le réseau 10.5.0.0/16 via R2 série 0/0/0, pour un coût de 22

le réseau 10.6.0.0/16 via R3 série 0/0/1 pour un coût de 7

le réseau 10.7.0.0/16 via R3 série 0/0/1 pour un coût de 15

le réseau 10.8.0.0/16 via R3 série 0/0/1 pour un coût de 17

le réseau 10.9.0.0/16 via R2 série 0/0/0 pour un coût de 30

le réseau 10.10.0.0/16 via R3 série 0/0/1 pour un coût de 25

le réseau 10.11.0.0/16 via R3 série 0/0/1 pour un coût de 27

Chaque routeur construit sa propre arborescence SPF indépendamment des autres routeurs. Pour garantir un routage approprié, les bases de données d’état des liaisons utilisées pour élaborer ces arborescences restent identiques sur tous les routeurs. Dans le chapitre 11, « OSFP », nous examinerons ceci plus en détail.

Page 3 :

Création de la table de routage à partir de l’arborescence SPF

Grâce aux informations de plus court chemin déterminées par l’algorithme SPF, les chemins peuvent maintenant être ajoutés à la table de routage. Vous pouvez désormais voir sur la figure les routes suivantes, qui ont été ajoutées à la table de routage de R1 :

• 10.5.0.0/16 via R2 Serial 0/0/0, coût = 22

• 10.6.0.0/16 via R3 Serial 0/0/1, coût = 7

• 10.7.0.0/16 via R3 Serial 0/0/1, coût = 15

• 10.8.0.0/16 via R3 Serial 0/0/1, coût = 17

• 10.9.0.0/16 via R2 Serial 0/0/0, coût = 30

• 10.10.0.0/16 via R3 Serial 0/0/1, coût = 25

• 10.11.0.0/16 via R3 Serial 0/0/1, coût = 27

La table de routage contiendra également toutes les routes et tous les réseaux en connexion directe provenant d’autres sources, par exemple les routes statiques. Les paquets seront désormais acheminés en fonction des entrées de cette table de routage.

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Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons Page 13 sur 16

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10.2-Mise en œuvre des Protocoles de Routage d’état de Liaisons :

10.2.1-Avantage des Protocoles de Routage d’état de Liaisons :

Les protocoles de routage d’état des liaisons présentent plusieurs avantages sur les protocoles de routage à vecteur de distance.

Élaboration d’une carte topologique

Les protocoles de routage d’état des liaisons créent une carte topologique, ou arborescence SPF de la topologie de réseau. Les protocoles de routage à vecteur de distance ne possèdent pas de carte topologique du réseau. Les routeurs qui mettent en œuvre le protocole de routage à vecteur de distance disposent uniquement d’une liste de réseaux indiquant le coût (distance) et les routeurs de tronçon suivant (direction) menant à ces réseaux. Les protocoles de routage d’état des liaisons échangeant des états de liaisons, l’algorithme SPF peut construire une arborescence SPF du réseau. En utilisant l’arborescence SPF, chaque routeur peut déterminer le plus court chemin vers chaque réseau de façon indépendante.

Convergence rapide

À la réception d’un paquet d’état des liaisons (LSP), les protocoles de routage d’état des liaisons diffusent immédiatement le LSP sur toutes les interfaces, à l’exception de celle sur laquelle il a reçu le LSP. Un routeur qui utilise un protocole de routage à vecteur de distance doit traiter toutes les mises à jour de routage dans sa table de routage avant de les diffuser vers les autres interfaces, même lorsqu’il s’agit de mises à jour déclenchées. Les protocoles de routage d’état des liaisons obtiennent des temps de convergence plus rapides. Exception remarquable : EIGRP.

Mises à jour pilotées par événement

Après la diffusion initiale des LSP, les protocoles de routage d’état des liaisons n’envoient un LSP que lorsqu’un changement de topologie intervient. Ce dernier ne contient que les informations relatives à la liaison concernée. Contrairement à certains protocoles de routage à vecteur de distance, les protocoles de routage d’état des liaisons n’envoient pas des mises à jour périodiques.

Remarque : les routeurs OSPF diffusent leur propre état des liaisons toutes les 30 minutes. Cette opération est également connue sous le nom de mise à jour paranoïde et est traitée dans le chapitre suivant. Toutefois, tous les protocoles de routage à vecteur de distance n’envoient pas des mises à jour périodiques. RIP et IGRP le font, mais pas EIGRP.

Conception hiérarchique Les protocoles de routage d’état des liaisons tels que OSPF et IS-IS utilisent le concept de zones. Plusieurs zones créent un schéma hiérarchique des réseaux, ce qui permet un meilleur groupement (résumé) des routes et l’isolement des problèmes de routage dans une zone. Les protocoles OSPF et IS-IS à zones multiples sont traités plus en détail dans CCNP.

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Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons Page 14 sur 16

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10.2.2-Eléments requis pour un protocole de Routage d’état des Liaisons

Page 1 :

Les protocoles de routage d’état des liaisons modernes sont conçus pour minimiser les effets sur la mémoire, l’unité centrale et la bande passante. L’utilisation et la configuration de plusieurs zones permet de réduire la taille des bases de données d’états des liaisons. Plusieurs zones permettent également de limiter la quantité de données d’état des liaisons diffusées sur un domaine et l’envoi des LSP uniquement aux routeurs qui en ont besoin.

Par exemple, lorsqu’il y a une modification de topologie, seuls les routeurs de la zone concernée reçoivent le LSP et exécutent l’algorithme SPF. Cela peut permettre d’isoler une liaison instable dans une zone spécifique du domaine de routage. Dans le schéma, il existe trois domaines de routage différents : Zone 1, Zone 0 et Zone 51. Si un réseau de la Zone 51 est interrompu, le LSP contenant l’information sur la liaison interrompue n’est diffusée que vers les autres routeurs de cette zone. Seuls les routeurs de la Zone 51 devront mettre à jour leurs bases de données d’états des liaisons, exécuter l’algorithme SPF, créer une nouvelle arborescence SPF et mettre à jour leurs tables de routage. Les routeurs présents dans d’autres zones apprendront que cette route est interrompue, mais par un type de paquet d’état des liaisons ne nécessitant pas l’exécution de l’algorithme SPF. Les routeurs des autres zones peuvent mettre à jour leurs tables de routage directement.

Remarque : les zones multiples des protocoles OSPF et IS-IS sont traitées dans le CCNP.

Page 2 :

Mémoire requise

Les protocoles de routage d’état des liaisons nécessitent plus de mémoire, de temps processeur et parfois, davantage de bande passante que les protocoles de routage à vecteur de distance. La mémoire requise sert principalement à l’utilisation des bases de données d’état des liaisons et à la création de l’arborescence SPF.

Temps processeur requis

Les protocoles d’état de liaisons peuvent également nécessiter davantage de temps processeur que leurs homologues à vecteur de distance. L’algorithme SPF a besoin de davantage de temps processeur que les algorithmes à vecteur de distance tels que Bellman-Ford, car les protocoles d’état des liaisons construisent une carte topologique complète.

Bande passante requise

La diffusion des paquets d’état des liaisons peut affecter la bande passante disponible sur le réseau de plusieurs façons. Il se peut que cela ne se produise que pendant le démarrage initial des routeurs, mais peut s’avérer problématique sur les réseaux instables.

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Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons Page 15 sur 16

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10.2.3-Comparaison des Protocoles de Routage d’état des Liaisons

Aujourd’hui, deux protocoles de routage d’état des liaisons sont utilisés pour le routage du trafic IP :

• le protocole OSPF ;

• et le protocole de routage IS-IS.

Protocole OSPF

Le protocole OSPF a été conçu par le groupe de travail OSPF de l’IETF, qui existe encore aujourd’hui. Le développement du protocole OSPF a commencé en 1987 ; il en existe aujourd’hui deux versions :

• OSPFv2 : OSPF pour les réseaux IPv4 (RFC 1247 et RFC 2328)

• OSPFv3 : OSPF pour les réseaux IPv6 (RFC 2740)

Le plus gros du travail sur le protocole OSPF a été effectué par John Moy, auteur de la plupart des documents RFC concernant OSPF. Son livre, OSPF, Anatomy of an Internet Routing Protocol, fournit un approfondissement intéressant sur le développement d’OSPF.

Remarque : OSPF est étudié dans le chapitre suivant. Les protocoles OSPF et OSPFv3 à zones multiples sont étudiés dans le cours CCNP.

IS-IS

IS-IS a été conçu par ISO (International Organization for Standardization - Organisme international de normalisation) et est décrit dans la norme ISO 10589. La première application pratique de ce protocole de routage fut développé chez DEC (Digital Equipment Corporation) et est également connu sous le nom de DECnet Phase V. Radia Perlman a été le principal concepteur du protocole de routage IS-IS.

Il était à l’origine conçu pour l’ensemble de protocoles OSI et non pour TCP/IP. Par la suite Integrated IS-IS ou Dual IS-IS a intégré la prise en charge des réseaux IP. Bien qu’IS-IS soit connu comme le protocole de routage de la plupart des FAI et opérateurs télécom, un nombre croissant de sociétés commencent à l’utiliser.

Les protocoles OSPF et IS-IS ont beaucoup de points communs, mais présentent également de nombreuses différences. OSPF et IS-SF ont chacun leurs partisans, qui discutent et débattent des avantages respectifs d’un protocole de routage sur l’autre. Les deux fournissent les fonctions de routage nécessaires. Vous pouvez en apprendre plus sur les protocoles IS-IS et OSPF dans CCNP, et commencer à vous faire votre propre opinion quant à celui qui présente le plus d’avantages.

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Chapitre 10- Protocoles de routage d’état des Liaisons Page 16 sur 16

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10.3-Résumé

Résumé

Les protocoles de routage d’état des liaisons sont également connus sous le nom de protocoles du plus court chemin et sont élaborés à partir de l’algorithme du plus court chemin (SPF) d’Edsger Dijkstra. Il existe deux protocoles de routage d’état des liaisons pour IP : OSPF (Open Shortest Path First) et IS-IS (Intermediate-System-to-Intermediate-System).

Le processus d’état des liaisons peut être résumé comme suit :

1. Chaque routeur reçoit des informations sur les réseaux auxquels il est directement connecté.

2. Chaque routeur est chargé de « se présenter » à ses voisins sur les réseaux directement connectés.

3. Chaque routeur construit un paquet d’état des liaisons (Link-State Packet - LSP) contenant l’état de chacune des liaisons directement connectées.

4. Chaque routeur diffuse le LSP à tous ses voisins, qui stockent l’ensemble des LSP reçus dans une base de données.

5. Chaque routeur utilise la base de données pour élaborer une carte complète de la topologie et calcule le meilleur chemin vers chaque réseau de destination.

Une liaison est une interface sur le routeur. Un état des liaisons correspond aux données relatives à cette interface, notamment son adresse IP et son masque de sous-réseau, le type de réseau, le coût associé à la liaison et tous les routeur voisins présents sur cette liaison.

Chaque routeur détermine son propre état des liaisons et diffuse les informations vers les autres routeurs de la zone. Chaque routeur construit ainsi une base de données d’état des liaisons (LSDB) contenant les informations d’état des liaisons de tous les autres routeurs. Chaque routeur doit avoir une LSDB identique. En utilisant les informations présentes sur la LSDB, chaque routeur exécute l’algorithme SPF. Ce dernier crée une arborescence SPF, le routeur exécutant l’algorithme figurant à la racine de l’arborescence. Chaque liaison étant connectée à d’autres, l’arborescence SPF est créée. Une fois cette dernière terminée, le routeur est en mesure de déterminer seul le meilleur chemin vers chacun des réseaux de l’arborescence. Ces informations de meilleur chemin sont ensuite stockées dans la table de routage du routeur.

Le protocole de routage d’état des liaisons élabore une carte du réseau permettant à chaque routeur de déterminer le meilleur chemin vers un réseau donné. Un nouveau LSP est envoyé uniquement en cas de modification de la topologie. Lorsqu’une liaison est ajoutée, supprimée ou modifiée, le routeur diffuse un nouveau LSP vers tous les autres routeurs. Lorsqu’un routeur reçoit ce dernier, il met à jour la LSDB, réexécute l’algorithme SPF, crée une nouvelle arborescence SPF, et met à jour sa table de routage.

Les protocoles de routage d’état de liaisons ont tendance à avoir de meilleurs délais de convergence que les protocoles de routage à vecteur de distance. Il existe cependant une exception remarquable, le protocole EIGRP. Toutefois, les protocoles de routage d’état des liaisons nécessitent plus de mémoire et une puissance de traitement plus importante. Cela ne représente plus un problème pour les routeurs actuels.

Dans le chapitre suivant, le dernier de ce cours, vous ferez connaissance avec le protocole de routage d’état des liaisons OSPF.