Dans le cas d'un protocole à vecteur de distance on cherche à minimiser le nombre de sauts, mais sans aucune garantie que le chemin emprunté soit en réalité le plus performant (en termes de débit par exemple).
De plus avec RIP, chaque routeur ne connaît que ses voisins immédiats, il n'a donc pas connaissance de l'ensemble de la topologie du réseau.
Enfin, le protocole RIP est limité aux petits réseaux (15 routeurs maximum) et est assez gourmand en termes de bande passante puisqu'il nécessite l'échange d'un volume de données assez important.
Le protocole à vecteur de distance RIP a donc de nombreux défauts que l'on tentera de corriger dans un protocole plus évolué : le protocole OSPF à état de lien.
Le protocole OSPF met en œuvre un routage à état de liens. Dans ce type de routage, le critère qui permet de choisir le chemin "le plus court" pour le paquet de données est le débit des liaisons.
Nous allons donc considérer que chaque liaison est pondérée par le débit de cette liaison (en rouge sur le schéma ci-contre). On comprend alors qu'il est préférable de faire transiter un paquet de donnée par une liaison à 1Gb/s (Gigabits par seconde) que par une liaison à 100Mb/s (100 Megabits par seconde).
Rappel : 1 Gb/s = 1 000 Mb/s =109b/s.
On dit aussi que le protocole OSPF optimise la somme des coûts des liaisons traversées, le coût étant donné par la relation :
coût = 108⁄débit
Exemple : Si l'on considère dans le réseau ci-contre la route
R3 -> R4 -> R5 -> R6
le coût de cette route sera :
coût = 108⁄débit(R3-R4) +108⁄débit(R4-R5) + 108⁄débit(R5-R6)
= 108⁄109 +108⁄10.109 + 108⁄109
= 0,1 + 0,01 + 0,1
= 0.21
C'est donc une amélioration par rapport au protocole à vecteur de distance RIP qui ne considérait que le nombre de sauts. Le protocole OSPF choisit toujours le chemin en optimisant le temps de parcours théorique des paquets
On peut remarquer que si une liaison à 1Gb/s est très utilisée, il peut être plus rapide d'emprunter alors une liaison équivalente à 100Mb/s peu utilisée. OSPF ne se base que sur le débit théorique des liaison et non sur la durée réelle de transfert d'un paquet de données.
Le protocole OSPF est un protocole à état de lien.
Dans un protocole à état de lien, le critère qui permet de choisir le plus court chemin est le débit des liaisons (la durée de transfert théorique d'un paquet de données).
On dit alors que l'on optimise le coût de la route en utilisant l'expression :
coût = 108⁄débit
Principes généraux
OSPF est une amélioration de RIP, mais cette amélioration nécessite un changement complet de la structure des tables de routage et de leur mise à jour.
Chaque routeur configuré en OSPF maintient à jour 3 tables :
La table de voisinage (Neighbor Table) qui contient les adresses des voisins directs du routeur ainsi que le débit associé à chaque liaison
La table topologique (Topology Table) qui contient l'ensemble des routes existantes dans le réseau concerné, ainsi que le coût de chaque chemin
La table de routage (Routing Table) qui contient la liste des chemins optimaux vers toutes les destinations du réseau. Ces chemins sont pris dans la table topologique
Mais comment ces tables sont-elles créées et mises à jour ?
Le protocole OSPF va limiter les échanges réseau par rapport à RIP.
Chaque routeur envoie un message court nommé "hello" à tout ses voisins toutes les 10s pour signaler sa présence et mettre à jour régulièrement la table de voisinage
Ensuite chauque routeur envoie toutes ses tables à tous les routeurs du réseau, pendant cette phase de "loading state" chaque routeur met à jour sa table de topologie. Une fois les échanges finis, les routeurs passent en "full state".
Quand tous les routeurs ont leur table de topologie à jour, ils calculent chacun, en utilisant l'algorithme de Dijkstra le chemin optimal vers chaque point du réseau.
Tant qu'il n'y a pas de changement de topologie du réseau (panne, ajout suppression de routeur ou de réseau), il n'y a plus d'échanges entre tous les routeurs du réseau.
On peut remarquer que les tables de routage d'OSPF se stabiliseront plus rapidement qu'en RIP. En effet les échanges de données entre routeurs se font dès que possible sans attendre les 30s du protocole RIP. (voir ici).
On dira que pour OSPF la propagation des informations de routage est incrémentielle et non périodique.
OSPF, contrairement à RIP, est adapté à tout types de réseaux car il n'a pas de limitation du nombre de sauts. Cependant il serait illusoire qu'il gère l'intégralité d'internet (environ 1 000 000 routeurs !) car la stabilisation des tables topologiques et des tables de routage serait trop long et entraînerai trop d'échanges de données entre routeurs.
En résumé, dans le protocole OSPF :
Chaque routeur dispose de l'ensemble de la topologie du réseau grâce à un échange entre tous les routeurs
Chaque routeur construit à partir de sa table topologique, une table de routage. Les chemins optimaux vers tous les points du réseau sont déterminés grâce à l'algorithme de Dijkstra.
Cet algorithme lié au protocole d'échange converge rapidement vers des tables stables car les échanges entre routeurs ne sont pas périodiques.
En l'absence de modification de la topologie du réseau, il n'y a que très peu d'échanges d'informations entre les routeurs.
Applications
QCM
Voici tout d'abord quelques questions sur le protocole OSPF :
Simulation
Nous allons maintenant nous intéresser au réseau simplifié ci-contre. Les routeurs seront représentés par leur nom et non par leur adresse IP pour simplifier l'écriture des tables et différents échanges.
Déterminer le chemin optimal de R1 à R7 selon le protocole RIP
Le chemin optimal selon le protocole OSPF est l'un des trois ci-dessous :
R1 -> R3 -> R5 -> R7
R1 -> R2 -> R3 -> R5 -> R4 -> R6 -> R7
R1 -> R2 -> R4 -> R6 -> R7
Calculer le coût de chacun de ces chemins puis déterminer le chemin optimal selon OSPF
Nous allons maintenant imaginer que la liaison R3 -> R5 est coupée. Nous allons tenter de retrouver le chemin optimal de R1 à R7 en suivant le protocole OSPF.
Pour déterminer le chemin optimal jusqu'à R7. Pour comprendre le fonctionnement de l'algorithme de Dijkstra suivez l'exemple présenté ci-dessous :
En partant du routeur R1 quel est le chemin optimal vers R2 ?
Quel est le chemin optimal de (R1-R2) vers R3 ?
Quel est le chemin optimal de (R1-R2-R3) vers R4 ?
Quel est le chemin optimal de (R1-R2-R3-R4) vers R5 ?
Quel est le chemin optimal de (R1-R2-R3-R5) vers R6 ?
Quel est le chemin optimal de (R1-R2-R3-R5-R6) vers R7 ?
Pour finir, en déduire le chemin optimal de R1 à R7 ?
