Routage sur les réseaux complexes

Certains grands réseaux peuvent contenir des centaines de routeurs. L'Internet contient des millions de routeurs. Sur les grands réseaux tels qu'Internet, il n'est pas possible pour tous les routeurs de partager toutes les informations nécessaires à la prise en charge des méthodes de routage. Si chaque routeur devait compiler et traiter les informations de routage pour tous les autres routeurs de l'Internet, le volume du trafic du protocole de routage et la taille des tables de routage submergeraient rapidement l'infrastructure. Mais il n'est pas nécessaire que chaque routeur sur Internet connaisse tous les autres routeurs. Si le réseau est organisé de manière efficace, la plupart des routeurs n'ont besoin d'échanger des informations sur le protocole de routage qu'avec les routeurs proches.

L'Internet est constitué de réseaux gérés de manière indépendante, appelés systèmes autonomes. Un système autonome peut représenter un réseau d'entreprise ou, plus couramment ces derniers temps, un réseau associé à un fournisseur de services Internet (ISP). Le propriétaire du système autonome gère les détails de la configuration des routeurs individuels. La plupart des routeurs appartiennent aux catégories générales suivantes ; Routage intérieur et Routage extérieur. Bien qu'il soit possible d'utiliser un routeur dans plus d'un rôle, le matériel et, peut-être plus important encore, les protocoles utilisés par le routeur, sont adaptés à son rôle sur le réseau.

Les routeurs d'une région autonome qui partagent des informations de routage sont appelés passerelles intérieures. Ces routeurs utilisent une classe de protocoles de routage appelés Interior Gateway Protocols (IGP). Des exemples de protocoles de routage intérieur incluent RIP (un protocole à vecteur de distance) et OSPF(protocole à état de lien). Les routeurs intérieurs fonctionnent au sein d'un réseau autonome. Un routeur intérieur doit avoir une connaissance complète de tous les segments de réseau attachés à d'autres routeurs au sein de son groupe, mais il n'a pas besoin d'une connaissance complète des réseaux au-delà du système autonome.

Routing Information Protocol

RIP est un protocole à vecteur de distance, ce qui signifie qu'il détermine la route optimale vers une destination par nombre de sauts. RIP a été développé à l'Université de Californie à Berkeley et a gagné en popularité à l'origine grâce à la distribution des versions Berkeley Software Distribution (BSD) d'UNIX. RIP est devenu un protocole de routage extrêmement populaire, et il est encore largement utilisé, bien qu'il soit maintenant considéré comme quelque peu dépassé. L'apparition de la norme RIP II a résolu certains des problèmes associés à RIP I. De nombreux routeurs prennent désormais en charge RIP I et RIP II. Une extension de RIP II conçue pour les réseaux IPv6 est connue sous le nom de RIPng.

Bien que la méthode du vecteur de distance ne prévoie pas spécifiquement de considérations sur la vitesse de la ligne et le type de réseau physique, RIP permet à l'administrateur réseau d'influencer la sélection de l'itinéraire en entrant manuellement des nombres de sauts artificiellement élevés pour les chemins inefficaces.

Le vénérable protocole RIP est progressivement remplacé par des protocoles de routage plus récents, tels que OSPF. Le fournisseur de matériel réseau Cisco a développé les protocoles de routage propriétaires IGRP et EIGRP comme alternatives au RIP pour les scénarios de routage à vecteur de distance.

Open Shortest Path First

OSPF est un protocole de routage intérieur plus récent qui remplace progressivement RIP sur de nombreux réseaux. OSPF est un protocole de routage à état de liens. OSPF est apparu pour la première fois en 1989 avec la RFC 1131. Plusieurs mises à jour ont eu lieu depuis. La RFC 2328 couvre OSPF version 2, et certaines RFC ultérieures ajoutent des extensions et des alternatives supplémentaires pour le protocole OSPF. OSPF version 3, qui prend en charge les réseaux IPv6, a été défini dans la RFC 2740, qui a ensuite été mise à jour avec la RFC 5340.

Chaque routeur d'un groupe de routeurs OSPF se voit attribuer un ID de routeur. L'ID du routeur est généralement l'adresse IP numériquement la plus élevée associée au routeur. (Si le routeur utilise une interface de bouclage, l'ID du routeur est l'adresse de bouclage la plus élevée.

Les routeurs à état de liens créent une carte interne de la topologie du réseau. D'autres routeurs utilisent l'ID de routeur pour identifier un routeur dans la topologie. Chaque routeur organise le réseau dans un format arborescent avec lui-même à la racine. Cette arborescence de réseau est connue sous le nom d'arbre du chemin le plus court (SPT : Shortest Path Tree). Les voies à travers le réseau correspondent à des voies de branchement à travers le SPT. Le routeur calcule le coût de chaque route. La métrique de coût peut inclure des paramètres pour le nombre de sauts de routeur et d'autres considérations, telles que la vitesse et la fiabilité d'un lien.

Les routeurs extérieurs communiquent des informations de routage entre les réseaux autonomes. Ils maintiennent des informations de routage sur leurs propres réseaux autonomes et voisins. Les routeurs extérieurs utilisent traditionnellement un protocole appelé Exterior Gateway Protocol (EGP). Le protocole EGP actuel est désormais obsolète, mais les protocoles de routage plus récents qui desservent les routeurs extérieurs sont communément appelés EGP. Un EGP populaire actuellement utilisé est le Border Gateway Protocol (BGP). Souvent, un routeur extérieur participe également en tant que routeur intérieur au sein de son système autonome.

En fait, le BGP polyvalent est également utilisé comme protocole intérieur au sein de systèmes autonomes pour aider à subdiviser les réseaux en régions plus petites. La version de BGP utilisée à la périphérie d'un système autonome pour transmettre des messages à d'autres systèmes autonomes est connue sous le nom de External Border Gateway Protocol (eBGP). La saveur de BGP utilisée à l'intérieur d'un système autonome est appelée Internal Border Gateway Protocol (iBGP).

L'IANA attribue un numéro unique à chaque système autonome, appelé numéro AS ou ASN. BGP utilise ces ASN pour créer une carte d'Internet et associer des adresses IP sans classe basées sur CIDR avec des routes via des systèmes autonomes. L'ASN fournit un moyen d'identifier un réseau qui est indépendant d'une adresse IP ou d'une plage d'adresses particulière. Cette approche fournit des chemins redondants vers un système autonome (par opposition à un chemin unique à travers l'espace d'adressage IP). Mais parce que les numéros AS ne sont pas hiérarchiques, le routeur BGP doit connaître, ou avoir le potentiel d'apprendre, tous les autres routeurs BGP sur le réseau.

Les routeurs BGP communiquent via des connexions TCP fiables, transmettant des informations sur les plages d'adresses et créant des chaînes d'ASN décrivant les chemins à travers le réseau. Le protocole BGP comprend une variété de dispositions pour la découverte de chemin, ainsi que des techniques pour choisir le chemin le plus efficace parmi plusieurs options.