Routage statique ou dynamique

Routage statique ou dynamique 
1. Routage statique
2. Routage dynamique
3. La table de routage

    a. Notion de système autonome
    b. Protocoles de routage internes, externes 

    c. Vecteur de distance
    d. État de liens
    e. Métrique associée à une route
    f. Notion de distance administrative

5. Le routage, synthèse très partielle





1. Routage statique
Les notions découvertes pendant la séance de travaux pratiques sont suffisantes. En résumé, une route statique est le fait de l’administrateur, il faut l’inscrire manuellement dans la table de routage.
Parmi les inconvénients :
- toute modification de topologie requiert l’intervention de l’administrateur ce qui peut rapidement devenir pesat
; 
- la panne d
un équipement ou dune interface est une modification de topologie accidentelle, non planifie. Le temps dindisponibilité est fonction du délai de prise en compte du défaut par l’administrateur. Parmi les avantages :
- Le routeur n’a pas à consacrer une partie de ses ressources à l’entretien d’un protocole de routage (CPU, mémoire).
Les domaines d’emploi du routage statique sont :
- les petits réseaux
;
- les réseaux privés connectés à l’Internet via un seul fournisseur d’accès.

2. Routage dynamique 


À l’aide d’un protocole de routage, un routeur partage des informations concernant les réseaux qu’il connaît avec d’autres routeurs qui utilisent le même protocole. Chaque correspondance @réseau distant ­ @prochain saut (chaque route) mentionne le mode d’apprentissage de la route (S pour statique, C pour directement connectée, R pour RIP…). 
Les correspondances sont maintenues à jour au fur et à mesure de la vie du réseau. C’est même l’une des performances attendues d’un protocole de routage que de diminuer autant que faire ce peut le temps qui s’écoule entre une modification de topologie, planifiée ou accidentelle, et sa prise en compte dans les tables de routages. Ce délai est appelé «temps de convergence». 

3. La table de routage 

Routage statique et dynamique peuvent être utilisés conjointement, la table de routage comporte alors:
- des routes directement connectées
; 
- les premi
ères à apparaître dans la table; 
- leur pr
ésence est obligatoire (un routeur sans interfaces na pas de sens); 
- une route directement connectée n’apparaît que lorsque l’interface correspondante est active
; 
- des routes statiques
; 
- des routes dynamiques. 

Seules les routes statiques et dynamiques concernent les réseaux distants (non directement connectés). La table de routage est stockée en mémoire RAM et doit donc être reconstruite à chaque initialisation de l’équipement. 

4. Les protocoles de routage 

a. Notion de système autonome 

Vouloir propager l’information de topologie de chaque routeur sur l’ensemble de la planète est hors de portée (consommation de bande passante, difficultés de maintenance, sécurité). Le réseau mondial résulte d’un assemblage de systèmes autonomes. Un système autonome («AS», Autonomous System ) est un ensemble de réseaux et de routeurs partageant le même protocole de routage et géré par une même autorité administrative. 

b. Protocoles de routage internes, externes 

Les protocoles mis en œuvre dans un système autonome appartiennent à la famille des IGP ( Interior Gateway Protocol ). Entre systèmes autonomes interviennent les procoles EGP ( Exterior Gateway Protocol) mais cette famille se résume au seul protocole actuellement viable BGP ( Border Gateway Protocol ). 


Les protocoles IGP fondent leurs décisions sur des critères de performances, débit, fiabilité, nombre de sauts… Le protocole BGP intègre en plus des critères politiques. Imaginons que vous ayez à établir un plan de vol de Compiègne au nord de Paris à Etampes au sud de Paris, un protocole IGP trace une route directe qui vous fait survoler Paris. Le protocole BGP vous fera contourner Paris parce que le survol de la capitale est interdit.

La famille des protocoles IGP est une famille nombreuse mais essentiellement fondée sur deux technologies: le routage à vecteur de distance et le routage à état de liens. 

c. Vecteur de distance 

Ce sont les chercheurs pères fondateurs de cette technologie qui ont baptisé ainsi leur idée, très simple au demeurant. Au démarrage, chaque routeur ne connaît que les routes auxquelles il est directement connecté. L’ensemble des routes est contenu dans la table de routage. Chaque correspondance est associée à une distance exprimée en nombre de sauts qui sépare le routeur du réseau de destination. Ainsi, la distance associée à une route directement connectée est 0.

Chaque routeur diffuse périodiquement le contenu de sa table de routage à tout routeur directement connecté. Chaque routeur qui reçoit des informations de route, met à jour une entrée de la table dans les trois cas suivants: 

 - la destination était connue mais la route reçue vers cette destination est à distance plus courte
;
- la destination était inconnue
; 
- la route vers une destination passe par le routeur R qui informe que la distance a chang
é. 
Dans l’exemple de la figure ci­dessus, quelques diffusions seront nécessaires avant d’atteindre l’état stable suivant(le réseau a convergé): 

Observez les valeurs de distance: le routeur R2 annonce à R1 qu’il connaît le réseau Y avec une distance de 0. R1 place dans sa table le réseau Y mais avec une distance de 1 c’est­à­dire augmentée de la distance qui permet d’atteindre R2. R2 annonce à R1 qu’il connaît le réseau Z avec une distance de 1. À nouveau R1 place le réseau Z dans sa table mais avec une distance de 2. Etc.

Les protocoles type «Vecteur de distance», abordés dans le second semestre du cursus CCNA, sont:
- RIP (Routing Information Protocol ):
- La version 1 de ce protocole est définie dans le RFC 1058. Cette version ne supporte pas les masques de sous­réseau, les informations de routes sont envoyées vers l’adresse de diffusion limitée 255.255.255.255.
- La version 2 de RIP est définie dans le RFC 2453. Chaque route est annoncée avec son masque, les annonces sont diffusées vers l’adresse de multidiffusion 224.0.0.9.
- IGRP (Interior Gateway Routing Protocol ): protocole propriétaire CISCO, remplacé par EIGRP
;
- EIGRP (Enhanced IGRP ): protocole propriétaire CISCO qui élimine certains défauts de RIP et qui dispose d’un calcul de distance beaucoup plus élaboré que le simple nombre de sauts, intégrant délai, bande passante, fiabilité et charge des liens. 

d. État de liens 

Les protocoles à vecteur de distance souffrent d’un certain nombre de défauts qui limitent leur usage à des réseaux de petite et moyenne envergure: les messages d’annonces contiennent une annonce par réseau connu et deviennent rapidement conséquents, les temps de convergence sont également importants.

Une alternative est offerte par les protocoles de type «Etat de lien» également appelés SPF ( Shortest Path First ).

L’algorithme SPF suppose que chaque routeur participant ait une connaissance complète de la topologie du réseau,

connaissance mémorisée dans une base de données d’état des liens (LSD: Link State Database ). Le réseau est vu comme un graphe composé de nœuds reliés par des arcs. Il existe un arc entre deux nœuds si les deux routeurs correspondants peuvent communiquer directement. 


Chaque routeur teste l’état de ses voisins directement accessibles par le biais de messages courts envoyés de façon régulière (coucou! ……… coucou! ………). Les changements d’état actif vers inactif, inactif vers actif s’opèrent de façon intelligente, il faut plusieurs réponses pour considérer que le lien devient actif, de même, il faut plusieurs messages sans réponse pour que le lien soit considéré «tombé».

Chaque routeur informe tous les autres routeurs de l’état de ses liens et c’est en partie là qu’il prend l’avantage sur un protocole type vecteur de distance. Le volume de ces messages n’est proportionnel qu’au nombre de liens et non plus au volume de la table de routage.

Chaque routeur qui reçoit un message d’état de liens met à jour sa base de données topologique LSD.

Un routeur qui constate un changement intervenu dans sa base de données LSD, déroule l’algorithme de Dijkstra qui lui permet de calculer le plus court chemin le séparant de chaque autre routeur du réseau et par la suite de remplir sa table de routage.

Plusieurs caractéristiques concourent à la fiabilité du protocole. Notamment le fait que les messages d’état de liens ne sont pas modifiés pendant leur transport, mais aussi le fait que chaque table de routage est le résultat du calcul du routeur qui la porte, calcul effectué de façon totalement indépendante.

Dans cette famille, le cursus CCNA n’étudie que le protocole OSPF ( Open Shortest Path First ) défini dans la séquence de RFC 1583, 2178, 2328. Le RFC 1583 est incontestablement le plus pédagogique car la compréhension de ce protocole très élaboré est facilitée par la présence de nombreux schémas qui perdent beaucoup de leur intérêt une fois représentés en mode texte (RFC 2178 et 2328).

Le second protocole de cette famille, IS­IS ( Intermediate System to Intermediate Sytem ), est un protocole de l’ISO défini dans la norme ISO/IEC 10589 et conforme au modèle OSI­RM. Ce n’est donc pas un standard de l’Internet. L’IETF l’a pourtant transcrit dans le RFC 1142 en guise d’information. IS­IS est abordé dans le cursus CCNP.

e. Métrique associée à une route 

La traduction Métrique pour le terme anglais «Metric» était jusqu’ici communément acceptée. Assez curieusement, les documents de la version Exploration du cursus ont préféré le terme «mesure», par trop générique pour être associé à la notion de distance qui sépare un routeur d’un réseau de destination. L’auteur croit être un ardent défenseur de la langue française mais pour autant, accepte bien volontiers la création d’un mot nouveau ­ français ­ lorsqu’il faut désigner une nouvelle notion. Dans le cas contraire, il faudrait par exemple remettre en cause le mot «ordinateur» (créé en 1955) et revenir au mot calculateur puisqu’il s’agissait de traduire le terme «computer». Après tout, quand on mesure un débit, une pression, une température, on n’imagine pas de parler de «mesure» mais bien de mesure de débit, mesure de pression ou mesure de température.

La métrique donc, est l’une des caractéristiques d’un protocole de routage. La plus simple est sans doute celle du protocole à vecteur de distance RIP, égale au nombre de sauts. L’une des plus sophistiquées est celle du protocole propriétaire EIGRP puisqu’elle associe délai, bande passante, fiabilité et charge. La métrique d’OSPF additionne les coûts des différents liens qui composent la route, le coût d’un lien est fonction de sa bande passante.

L’exemple suivant, classique, montre les absurdités auxquelles peut conduire une métrique rudimentaire: 


Si les trois routeurs remplissent leur table de routage avec RIP, un paquet émis par PC11 et destiné à PC22 transite par une route directe dont certes le nombre de sauts est moindre mais dont la bande passante n’est que le 1/30 de celle offerte par la route qui transite par R8.

Quel que soit le protocole de routage mis en œuvre, la meilleure route est celle dont la métrique est la plus faible . Il arrive qu’un routeur dispose de plusieurs routes pour une même destination. Dans ce cas, il ne place dans sa table de routage que la route la plus favorable. 

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À un instant donné, chaque route contenue dans la table de routage est le meilleur chemin parmi les routes connues vers une destination. Les autres routes sont ignorées. 
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Attention, ignorées ne signifie pas perdues. Dans le cas où une modification de topologie entraînerait l’indisponibilité d’une route présente dans la table et dans le cas où cette route résultait d’un choix parmi des routes à métriques différentes, l’une des routes ignorées jusque­là viendrait se substituer à la route défaillante. 


L’exemple ci­dessus montre la table de routage d’un routeur configuré pour mettre en œuvre le protocole EIGRP. Chaque route découverte à l’aide de ce protocole est précédée de la lettre «D» (EIGRP est fondé sur l’algorithme DUAL, Diffusing Update ALgorithm !). Observez les champs présents immédiatement à droite du réseau de destination, deux valeurs entre crochets et séparées par un caractère «/»: la première valeur est la distance administrative, la seconde valeur est la métrique.

Il peut arriver qu’un routeur dispose de deux ou plusieurs routes vers une même destination et avec des métriques identiques: 

Dans l’exemple précédent, le protocole de routage mis en œuvre est RIP. Parce qu’il existe deux liaisons entre R8 et R16, R8 inscrit dans sa table de routage deux routes à métriques identiques vers les réseaux 10.0.16.0/24, 10.0.21.0/24 et 10.0.22.0/24. Observez la table de routage, chaque réseau de destination concerné apparaît associé aux deux sauts possibles.

On parle dans ce cas de chemins à coût égal, seul cas où le routeur ne choisit pas une route mais prend les deux (ou davantage, jusqu’à quatre) routes en compte pour faire progresser le trafic vers le réseau de destination en le répartissant sur les deux liens, ce que l’on désigne par Partage de charge à coût égal .

Faire apparaître plusieurs routes de métriques différentes pour une même destination, solution requise (sauf astuce) pour réaliser un partage de charge à coût inégal, est l’un des avantages revendiqués par le protocole EIGRP, ce point est abordé dans le cursus CCNP.

f. Notion de distance administrative 

Nous avons dit que la métrique est caractéristique du protocole de routage. Comparer deux métriques n’a de sens que si elles sont issues toutes deux du même protocole de routage. Le plus ordinairement, les routes dynamiques installées dans la table de routage sont issues d’un unique protocole de routage qui les a choisi parce que, parmi les routes connues, ces routes avaient la meilleure métrique. Quelques cas rares obligent à configurer plusieurs protocoles de routage sur un même routeur, ce qui peut se produire lorsqu’un routeur est placé sur la frontière séparant deux domaines distincts, un protocole de routage distinct étant déployé sur chacun de ces domaines.

Comment le routeur peut­il opérer un choix parmi plusieurs routes pour un même réseau de destination quand ces routes sont issues de protocoles de routage différents?

Impossible cette fois de comparer les métriques. Le choix qui a été fait est d’associer un degré de confiance à chacun des protocoles de routage, degré de confiance appelé distance administrative. Sa valeur est comprise entre 0 et 255, le routeur privilégie la route à distance administrative la plus faible.

Il est possible d’utiliser des valeurs autres que celles attribuées par défaut mais il est conseillé de connaître ces valeurs par défaut:
- Route directement connectée: DA = 0 (une confiance absolue)
; 
- Route statique: DA = 1 (c
est ladministrateur qui entre la route, on considère quil sait ce quil fait); 
- Route issue de EIGRP: DA = 90
; 
- Route issue de IGRP: DA = 100 (normalement abandonn
é au profit de EIGRP); 
- Route issue de OSPF: DA = 110
; 
- Route issue de RIP: DA = 120
; 
- DA = 255
source non fiable, la route nest pas installée dans la table de routage. Revenez un peu plus haut à la figure illustrant les métriques associées aux routes, dans le résultat d’une commande show ip route . À chaque route sont associées les deux valeurs [DA/Métrique]. Puisqu’il s’agissait du protocole EIGRP, on retrouve la valeur DA = 90. 

5. Le routage, synthèse très partielle 

Nous venons d’aborder un point d’étape essentiel, la notion d’acheminement vu comme une succession de sauts dans la section La problématique du routage­Le routage, une successions de sauts de ce chapitre: «Pour aller vers ce réseau distant, il faut confier les datagrammes à cette interface directement connectée». Se persuader également qu’une route telle que nous l’avons défini c’est­à­dire une correspondance [réseau de destination ­ @du prochain routeur] ne permet l’acheminement que vers le réseau de destination. Autrement dit, elle ne prévoit pas le retour! En phase de mise au point, l’administrateur doit constamment penser à vérifier l’acheminement aller ET l’acheminement retour. Très sincèrement, l’administrateur imprégné de ces deux notions a compris l’essentiel! 
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