routage - cours 4 - lis lab...r eseau physique) plus proche de la destination => \r ecursion" rappel...
TRANSCRIPT
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RoutageCours 4
E. Godard
Aix-Marseille Université
M1 Informatique Réseaux 2019/20
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Routage
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
E. Godard Routage 3 / 67
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Routage
”Vous êtes Ici”
TCP/IPOSI
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data link
Physical
7
6
5
4
3
2
1
Application
Transport
Internet
Host-to-network
Not presentin the model
E. Godard Routage 4 / 67
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Routage
Définition du Routage
Définition : algorithme distribué ayant pour objectifd’acheminer des données depuis une source jusqu’à unedestination.
Difficultés :
le réseau évolue, son graphe est dynamique
impossible de maintenir localement une connaissancecomplète et en temps réel de la topologie globale.
=> deux problématiques
1 acheminement à l’aide d’une information locale, présenteimmédiatement sur le routeur.
2 maintenance (en parallèle) de ces informations locales paréchange global d’informations
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Routage
Définition du Routage
Définition : algorithme distribué ayant pour objectifd’acheminer des données depuis une source jusqu’à unedestination.Difficultés :
le réseau évolue, son graphe est dynamique
impossible de maintenir localement une connaissancecomplète et en temps réel de la topologie globale.
=> deux problématiques
1 acheminement à l’aide d’une information locale, présenteimmédiatement sur le routeur.
2 maintenance (en parallèle) de ces informations locales paréchange global d’informations
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Routage
Définition du Routage
Définition : algorithme distribué ayant pour objectifd’acheminer des données depuis une source jusqu’à unedestination.Difficultés :
le réseau évolue, son graphe est dynamique
impossible de maintenir localement une connaissancecomplète et en temps réel de la topologie globale.
=> deux problématiques
1 acheminement à l’aide d’une information locale, présenteimmédiatement sur le routeur.
2 maintenance (en parallèle) de ces informations locales paréchange global d’informations
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Routage
Définition du Routage
Définition : algorithme distribué ayant pour objectifd’acheminer des données depuis une source jusqu’à unedestination.Difficultés :
le réseau évolue, son graphe est dynamique
impossible de maintenir localement une connaissancecomplète et en temps réel de la topologie globale.
=> deux problématiques
1 acheminement à l’aide d’une information locale, présenteimmédiatement sur le routeur.
2 maintenance (en parallèle) de ces informations locales paréchange global d’informations
E. Godard Routage 5 / 67
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Routage
Définition du Routage
Définition : algorithme distribué ayant pour objectifd’acheminer des données depuis une source jusqu’à unedestination.Difficultés :
le réseau évolue, son graphe est dynamique
impossible de maintenir localement une connaissancecomplète et en temps réel de la topologie globale.
=> deux problématiques
1 acheminement à l’aide d’une information locale, présenteimmédiatement sur le routeur.
2 maintenance (en parallèle) de ces informations locales paréchange global d’informations
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Routage
Questions Algorithmiques
Acheminement acheminement de proche en procheprend en compte l’information sur ladestination ou l’origine (paquets vs circuits)rapidité de l’algorithme de traitement =>simplicité de la structure de données =>tables de routagenextHop[dest] vs nextHop(dest)
Maintenance algorithmes distribués réagissant auxmodifications topologiquesla propagation des mises-à-jour se faitnécessairement avec du retardstabilité vs réactivité
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Routage
Commutation de Paquets
A E F Process P2
LAN
Router
1
Carrier's equipment
Process P1
B
H1 H2
D
C
Packet
3
4
2
A –
B B
initially
C C
D B
E C
F C
Dest.
A –
B B
later
A's table
C C
D B
E B
F B
A A
B A
C's table
C –
D D
E E
F E
A C
B D
E's table
C C
D D
E –
F F
Line
Ex : TCP/IPE. Godard Routage 7 / 67
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Routage
Commutation de Circuits
E FProcess P2
LAN
Router
1
Carrier's equipment
Process P1
ProcessP3
B
H1
H3
H2
D
C
3
42
H1 1
H3 1
C 1
C 2
A's table
A 1
A 2
E 1
E 2
C's table
C 1
C 2
F 1
F 2
E's table
A
In Out
Ex : ATM,MPLS
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Routage
Le Graphe Internet
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Routage
Topologie et Routage IP
Leased linesto Asia A U.S. backbone
Leasedtransatlantic
line
Regional network
A
IP EthernetLAN
C
D
SNAnetwork
Tunnel
IP token ring LAN
A European backbone
IP routerNationalnetwork
HostB
IP EthernetLAN
1 2
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Principes du Routage
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
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Principes du Routage
Graphes
Un graphe (symétrique) est constitué
d’un ensemble de sommets V , Ex : V = {a, b, c , d}d’un ensemble d’arêtes E ⊂ P2(V ), Ex :E = {{a, b}, {b, c}, {c , d}, {d , a}, {a, c}}
a
d
b
c
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Principes du Routage
Graphes
Un graphe (symétrique) est constitué
d’un ensemble de sommets V , Ex : V = {a, b, c , d}d’un ensemble d’arêtes E ⊂ P2(V ), Ex :E = {{a, b}, {b, c}, {c , d}, {d , a}, {a, c}}
a
d
b
c
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Principes du Routage
Graphes et Routage IP
Le graphe de communication est le graphe complet : toutnœud peut émettre vers tout autre nœud
Le graphe du réseau physique n’est pas le graphe complet
Le routage a pour rôle d’abstraire le réseau physique :architecture en couches !
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Principes du Routage
Tables et Routage
Une table locale Tx est définie par Tx : E −→ P(V ) .Pour qu’un ensemble de tables locale Tx définissent bien unschéma de routage, on doit avoir
(relais) Il y a toujours une destination locale dans la table(sauf pour x).pour tout sommet x ∈ V ,⋃
(x ,y)∈E Tx(y) ∪ {x} = V ,(routage) pour tout couple de sommets, il existe une
route qui correspond aux tables locales.Pour tout sommet x , y , avec x 6= y , il existe unesuite de sommets u0, . . . , ut telle que
u0 = x et ut = y ,pour tout 0 < i ≤ t, y ∈ Tui−1(ui).
Remarque : pas nécessairement via lechemin le plus court...
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Principes du Routage
Tables et Routage
Une table locale Tx est définie par Tx : E −→ P(V ) .Pour qu’un ensemble de tables locale Tx définissent bien unschéma de routage, on doit avoir
(relais) Il y a toujours une destination locale dans la table(sauf pour x).pour tout sommet x ∈ V ,⋃
(x ,y)∈E Tx(y) ∪ {x} = V ,(routage) pour tout couple de sommets, il existe une
route qui correspond aux tables locales.Pour tout sommet x , y , avec x 6= y , il existe unesuite de sommets u0, . . . , ut telle que
u0 = x et ut = y ,pour tout 0 < i ≤ t, y ∈ Tui−1(ui).Remarque : pas nécessairement via lechemin le plus court...
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Principes du Routage
Tables de Routage pour la Commutation de
Paquets
Principe général : faire correspondre adresse et segment local
interface physique ↔ segment local
Algorithme simplifié
le destinataire appartient au même réseau physique=> envoi direct (avec ARP)
sinon transmettre le paquet à un hôte (dans le mêmeréseau physique) plus proche de la destination =>
“récursion”Rappel : Comment déterminer si une adresse IPappartient au même réseau physique ?=> masque de sous-réseau
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Principes du Routage
Tables de Routage pour la Commutation de
Paquets
Principe général : faire correspondre adresse et segment local
interface physique ↔ segment local
Algorithme simplifié
le destinataire appartient au même réseau physique=> envoi direct (avec ARP)
sinon transmettre le paquet à un hôte (dans le mêmeréseau physique) plus proche de la destination =>
“récursion”
Rappel : Comment déterminer si une adresse IPappartient au même réseau physique ?=> masque de sous-réseau
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Principes du Routage
Tables de Routage pour la Commutation de
Paquets
Principe général : faire correspondre adresse et segment local
interface physique ↔ segment local
Algorithme simplifié
le destinataire appartient au même réseau physique=> envoi direct (avec ARP)
sinon transmettre le paquet à un hôte (dans le mêmeréseau physique) plus proche de la destination =>
“récursion”Rappel : Comment déterminer si une adresse IPappartient au même réseau physique ?
=> masque de sous-réseau
E. Godard Routage 15 / 67
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Principes du Routage
Tables de Routage pour la Commutation de
Paquets
Principe général : faire correspondre adresse et segment local
interface physique ↔ segment local
Algorithme simplifié
le destinataire appartient au même réseau physique=> envoi direct (avec ARP)
sinon transmettre le paquet à un hôte (dans le mêmeréseau physique) plus proche de la destination =>
“récursion”Rappel : Comment déterminer si une adresse IPappartient au même réseau physique ?=> masque de sous-réseau
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Principes du Routage
Optimalité du Routage
Rôles différents :
routeur
hôte
Compacité des tables =>
adresses regroupées en sous-réseaux => plage d’adresses
route par défaut.
Indication de route efficace :
I plus court cheminI limite la congestion
Temps de stabilisation après changement topologie.
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Principes du Routage
Optimalité du Routage
Rôles différents :
routeur
hôteCompacité des tables =>
adresses regroupées en sous-réseaux => plage d’adresses
route par défaut.
Indication de route efficace :
I plus court cheminI limite la congestion
Temps de stabilisation après changement topologie.
E. Godard Routage 16 / 67
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Principes du Routage
Optimalité du Routage
Rôles différents :
routeur
hôteCompacité des tables =>
adresses regroupées en sous-réseaux => plage d’adresses
route par défaut.
Indication de route efficace :
I plus court cheminI limite la congestion
Temps de stabilisation après changement topologie.
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Principes du Routage
Tables vs Plan d’adressage
Une table de routage est toujours (schématiquement)
Destination sortieplage1 sortie1plage2 sortie2
... ...default passerelle par défaut
Une plage d’adresse est un intervalle d’adresses, organisé avecCIDR :
préfixe /pp
machine : sur 32− pp bitsL’espace des adresses peut être vu comme étant décomposé demanière arborescente.Le plan d’adressage doit viser à limiter la taille des tables.
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Principes du Routage
Exemples : Tables de Routage Réelles
ras> i p r o u t e s t a t u sDest FF Len D e v i c e Gateway M e t r i c1 4 . 4 . 2 3 2 . 1 00 32 mpoa00 1 4 . 4 . 2 3 2 . 1 11 9 2 . 1 6 8 . 1 . 0 00 24 e n e t 0 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 1d e f a u l t 00 0 mpoa00 ChangeMe 1
$ / s b i n / r o u t eTable de r o u t a g e IP du noyauD e s t i n a t i o n P a s s e r e l l e Genmask I n d i c M e t r i cr o u t e 1 . f a i ∗ 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 UH 01 2 7 . 0 . 0 . 0 ∗ 2 5 5 . 0 . 0 . 0 U 0d e f a u l t r o u t e 1 . f a i 0 . 0 . 0 . 0 UG 0
$ n e t s t a t −nrTable de r o u t a g e IP du noyauD e s t i n a t i o n P a s s e r e l l e Genmask I n d i c MSS I f a c e1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 0 0 . 0 . 0 . 0 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 0 U 0 eth00 . 0 . 0 . 0 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 0 . 0 . 0 . 0 UG 0 eth0
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Principes du Routage
Interprétation
Intervalle de destination routeur le plus procheAdresse Masque Passerelle
IP locale 1 masque local 1 interface locale 1IP locale 2 masque local 2 interface locale 2
... ... ...
IP 1 masque 1 IP voisin 1
IP 2 masque 2 IP voisin 2
... ... ...
toutes les autres adresses IP passerelle par défaut
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Principes du Routage
Commutations de Paquets : Algorithmes
Algorithmes de Routage :
Acheminement d’un paquet
Maintenance de la structure de données distribuée
Contraintes
Décentralisation et expansion Internet : => algorithmesefficaces
Multiples constructeurs : => standardisation et conseilsd’implémentations (RFC)
Deux techniques principales (basé sur le coût associé à unlien) : Vecteur de distance vs Etat des liens
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Principes du Routage
Commutations de Paquets : Algorithmes
Algorithmes de Routage :
Acheminement d’un paquet
Maintenance de la structure de données distribuéeContraintes
Décentralisation et expansion Internet : => algorithmesefficaces
Multiples constructeurs : => standardisation et conseilsd’implémentations (RFC)
Deux techniques principales (basé sur le coût associé à unlien) : Vecteur de distance vs Etat des liens
E. Godard Routage 20 / 67
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Principes du Routage
Vecteurs de Distance
Un nœud N connâıt le coût pour joindre chacun de sesvoisins
Il transmet cette information à tous ses voisins
Chaque voisin additionne cette information au coût pourjoindre N et retient le total minimum pour déterminer lemeilleur intermédiaire pour chaque destination.
On répète jusqu’à ce que les tables convergent (ie nesoient plus modifiées)
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Principes du Routage
Vecteurs de Distance
Un nœud N connâıt le coût pour joindre chacun de sesvoisins
Il transmet cette information à tous ses voisins
Chaque voisin additionne cette information au coût pourjoindre N et retient le total minimum pour déterminer lemeilleur intermédiaire pour chaque destination.
On répète jusqu’à ce que les tables convergent (ie nesoient plus modifiées)
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Principes du Routage
État des Liens
Pour chaque interface
adresse IP
masque de sous-réseau
type de réseaux auxquels celle-ci est connecté
adresses des routeurs connectés
débit
...
E. Godard Routage 22 / 67
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Principes du Routage
Algorithme
Le but est de maintenir le plus court chemin pour chaquedestination connue :
A chaque changement, un routeur “publie” sa table d’étatde tous ses liens
La diffusion est faite par inondation
A partir des données obtenues, l’arbre des plus “courts”chemins est calculé localement par algorithme de Dijkstra(ou variante)
La table de routage indique pour chaque adresse le routeursuivant (correspondant au plus court chemin)
E. Godard Routage 23 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Communication Hors-Bande : ICMP
Internet Control Message Protocol permet d’envoyer desinformations “hors-bande” à l’expéditeur d’un datagramme.
Destination unreachable : problème de routage
Time exceed : le TTL atteint 0
Parameter problem : entête incorrect
Redirect : rerouter => apprendre la géographie à unrouteur
Echo : demander à une machine si elle est en ligne =>ping
Echo reply : oui je suis en ligne
Timestamp request : Echo avec horodatage
Timestamp reply : Echo reply avec horodatage
=> Commandes ping,traceroute, ainsi que ping6 ettraceroute6...
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Communication Hors-Bande : ICMP
Internet Control Message Protocol permet d’envoyer desinformations “hors-bande” à l’expéditeur d’un datagramme.
Destination unreachable : problème de routage
Time exceed : le TTL atteint 0
Parameter problem : entête incorrect
Redirect : rerouter => apprendre la géographie à unrouteur
Echo : demander à une machine si elle est en ligne =>ping
Echo reply : oui je suis en ligne
Timestamp request : Echo avec horodatage
Timestamp reply : Echo reply avec horodatage
=> Commandes ping,traceroute, ainsi que ping6 ettraceroute6...
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Mise à Jour des Informations de Routage I
Statiquement :Gestion “manuelle” des routes, en salle TP(debian/ubuntu) :
I ip addr ifconfigI ip route add, route addI ip route : table de routage
ip route add 172.16.2.160/28 via 172.16.2.32
ajout de la route vers la plage 172.16.2.160/28, lapasserelle est 172.16.2.32.ip route del 172.16.2.160/28 retrait de route
I pour activer le routage :
$ sysctl -w net.ipv4.ip_forward =1
pour que cela soit permanent, dans /etc/sysctl.conf,ajouternet/ipv4/ip_forward=1
E. Godard Routage 26 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Mise à Jour des Informations de Routage II
Leased linesto Asia A U.S. backbone
Leasedtransatlantic
line
Regional network
A
IP EthernetLAN
C
D
SNAnetwork
Tunnel
IP token ring LAN
A European backbone
IP routerNationalnetwork
HostB
IP EthernetLAN
1 2
Dynamiquement :
I impossibilité d’échanger toutes les routesI protocoles pour le routage hiérarchique
I parties de réseau organisées de manière autonome
en intérieur : protocoles IGP Ex : RIP,OSPF,IGRPen extérieur : protocoles EGP Ex : EGP,BGP
E. Godard Routage 27 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Mise à Jour des Informations de Routage II
Leased linesto Asia A U.S. backbone
Leasedtransatlantic
line
Regional network
A
IP EthernetLAN
C
D
SNAnetwork
Tunnel
IP token ring LAN
A European backbone
IP routerNationalnetwork
HostB
IP EthernetLAN
1 2
Dynamiquement :
I impossibilité d’échanger toutes les routesI protocoles pour le routage hiérarchiqueI parties de réseau organisées de manière autonome
en intérieur : protocoles IGP Ex : RIP,OSPF,IGRPen extérieur : protocoles EGP Ex : EGP,BGP
E. Godard Routage 27 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Mise à Jour des Informations de Routage II
Leased linesto Asia A U.S. backbone
Leasedtransatlantic
line
Regional network
A
IP EthernetLAN
C
D
SNAnetwork
Tunnel
IP token ring LAN
A European backbone
IP routerNationalnetwork
HostB
IP EthernetLAN
1 2
Dynamiquement :
I impossibilité d’échanger toutes les routesI protocoles pour le routage hiérarchiqueI parties de réseau organisées de manière autonome
en intérieur : protocoles IGP Ex : RIP,OSPF,IGRP
en extérieur : protocoles EGP Ex : EGP,BGP
E. Godard Routage 27 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Mise à Jour des Informations de Routage II
Leased linesto Asia A U.S. backbone
Leasedtransatlantic
line
Regional network
A
IP EthernetLAN
C
D
SNAnetwork
Tunnel
IP token ring LAN
A European backbone
IP routerNationalnetwork
HostB
IP EthernetLAN
1 2
Dynamiquement :
I impossibilité d’échanger toutes les routesI protocoles pour le routage hiérarchiqueI parties de réseau organisées de manière autonome
en intérieur : protocoles IGP Ex : RIP,OSPF,IGRPen extérieur : protocoles EGP Ex : EGP,BGP
E. Godard Routage 27 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Architecture Globale
Les réseaux sont organisées en systèmes autonomes (AS) gérépar une même institution. La politique de routage est ycohérente.
AS 1 AS 2
AS 3 AS 4
Internal router
Backbone
Backbonerouter
Area
Areaborderrouter
AS boundary router
BGP protocol connects the ASes
Les routeurs d’un même système autonome partagent la mêmetable BGP.Une AS possède un ASN (sur 32 bits) délivré par un RIR(comme les adresses IP).Une AS possède une politique de routage cohérente.
E. Godard Routage 28 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Préfixe BGP : Le nombre de préfixes a augmenté
E. Godard Routage 29 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routes BGP
Une route BGP est une séquence de système autonome(désignés par leur ASN) permettant de rejoindre un ensembled’adresses donné.Ceci permet de savoir quel est le routeur suivant mais égalementl’ensemble des réseaux traversés pour parvenir à destination.
E. Godard Routage 30 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
BGP et Politiques de Routage
Le Border Gateway Protocol permet d’annoncer et de choisirdes routes de manière sélective :
sécurité (rappel : l’information TCP/IP circule en clair)
géopolitique
économique (facturation, échange de trafic)
E. Godard Routage 31 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Organisation Tarifaires
Lorsque deux entités économiques s’échangent du trafic
si facturation : transit
si (presque) pas facturation : appairement (peering) ouéchange de trafic
Tier 1 Peering uniquement
Tier 2 Mixte (transit et peering)
Tier 3 Transit (=> facturation) => votre FAI
E. Godard Routage 32 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Le coeur d’Internet
Les AS dont les routeurs ont l’ensemble des routes d’Internet
E. Godard Routage 33 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Une Evolution Très Rapide : de 2000 ...
E. Godard Routage 34 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Une Evolution Très Rapide : ... à 2011
E. Godard Routage 35 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
OSPF vs RIP
RIP (Routing Information Protocol)
I vecteur de distanceI diamètre limité (15)I pas de routage sans classeI diffusion régulière de toute la table de routageI convergence en minutesI métrique rudimentaire : nombre de hopI réseaux non structurés
RIP2
I améliorationsI toujours diamètre de 15 et lente convergence
E. Godard Routage 36 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
OSPF vs RIP
OSPF ( Open Shortest Path First )
I état des liensI diamètre non bornéI gestion fine des adressesI propagation des modifications par diffusion IPI meilleure convergenceI métrique permettant l’équilibrage de chargeI agrégation des réseaux en airesI authentification des routeursI gestion des routes externes (injectées par BGP)
E. Godard Routage 37 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Historique OSPF
début des discussions : 1988
début de la formalisation : 1991
RFC 2328 : 1998
Synopsis :
protocole non propriétaire pour remplacer RIP
mais plus complexe à configurer/maintenir
E. Godard Routage 38 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Plus Courts Chemins et Métrique OSPF
La métrique reflète le coût de traversée d’un lien, pour que leplus court chemin soit vraiment le plus court :δ(interface) = 10
8
debitbits/s
La métrique peut aussi être définie manuellement.
E. Godard Routage 39 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Exemple
E. Godard Routage 40 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Problème du Compte-à-l’infini
En utilisant uniquement les vecteurs de distance, il n’est paspossible de savoir exactement par où passe la route la pluscourte.
Que se passe-t-il si M1 est hors-ligne ?
E. Godard Routage 41 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Avancées Récentes
Des améliorations récentes de la technique de vecteur dedistances permettent d’éviter le problème du compte à l’infini.
EIGRP ( Enhanced Interior Gateway Routing Protocol )I protocole de routage développé par CiscoI propriétaireI basé sur les vecteurs de distance,I condition d’évitement des boucles
DSDV,AODV
Babel
E. Godard Routage 42 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Avancées Récentes
Des améliorations récentes de la technique de vecteur dedistances permettent d’éviter le problème du compte à l’infini.
EIGRP ( Enhanced Interior Gateway Routing Protocol )I protocole de routage développé par CiscoI propriétaireI basé sur les vecteurs de distance,I condition d’évitement des boucles
DSDV,AODV
Babel
E. Godard Routage 42 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Tolérances aux défaillances
Les algorithmes de routage sont très tolérants aux défaillances
(suivre @alertepelleteuz)E. Godard Routage 43 / 67
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Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Auto-Stabilisation
Les algorithmes de routage ont la propriété suivante
Définition (Dijkstra 1974)
Un algorithme distribué est dit auto-stabilisant si il converge,lorsque les défaillances cessent, vers un état final correctquelque soit la configuration de départ.
sur-approximation des incohérences induites par leschangements dynamiques de topologie et les défaillancestemporaires
pas de terminaison expicite
E. Godard Routage 44 / 67
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Routage en Commutation de Circuits
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
E. Godard Routage 45 / 67
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Routage en Commutation de Circuits
Rappel du Principe
E FProcess P2
LAN
Router
1
Carrier's equipment
Process P1
ProcessP3
B
H1
H3
H2
D
C
3
42
H1 1
H3 1
C 1
C 2
A's table
A 1
A 2
E 1
E 2
C's table
C 1
C 2
F 1
F 2
E's table
A
In Out
Ex : ATM,MPLSATM= Asynchronous Transfer ModeMPLS= Multi-Protocol Label Switching
E. Godard Routage 46 / 67
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Routage en Commutation de Circuits
Le Protocole ATM
Historique :
créé au CNET (Lannion, France) à partir de 1982
adopté par l’ITU (International Telecommunication Union)
répond initialement à des besoins spécifiques desopérateurs télécoms
standards internationaux au sein de l’ATM ForumI UNI, LANEI MPOA
utilisationI IPoAI offre triple play
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Routage en Commutation de Circuits
Réseau de cellules
découpage en cellules de taille fixe
multiplexage temporel
un circuit = un sous-intervalle dédié aux cellules du circuit
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Routage en Commutation de Circuits
Avantage des cellules
la taille fixe simplifie la gestion du multiplexage=> implémentation matérielle
adapté aux réseaux homogènes (typiquement de télécoms)
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Routage en Commutation de Circuits
Cellule ATM
cellule de petite tailleI compromis débit latence
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Routage en Commutation de Circuits
Entête
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Routage en Commutation de Circuits
Multiplexage
synchrone
asynchrone
Avantage : tous les sous-intervalles sont bien utilisésE. Godard Routage 52 / 67
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Routage en Commutation de Circuits
Principes d’ATM
sur une connexion les cellules suivent toutes le mêmechemin
la qualité de service peut être spécifique
2 couches principales (OSI 2-3)I ATMI AAL (ATM Adaptation Layer)
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Routage en Commutation de Circuits
En couches
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Routage en Commutation de Circuits
Structure du Réseau ATM
coeur du réseau (NNI) vs utilisateur (UNI)
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Routage en Commutation de Circuits
Routage ATM
Les circuits sont structurés à 2 niveaux
Chemin virtuel (permanent) => VPI
Canal virtuel (à la demande) => VCI
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Routage en Commutation de Circuits
Commutateur ATM
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Routage en Commutation de Circuits
Utiliser ATM pour Internet
Le but de IP sur ATM est d’utiliser le réseau ATM de la mêmemanière qu’IP peut être déployé au dessus d’un LAN ethernet802.3.
Limitation Le réseau ATM n’a pas de mécanisme de diffusion,on ne peut donc configurer le réseau questatiquement.
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Routage en Commutation de Circuits
Le Protocole MPLS
On recherche le meilleur des deux mondes : MPLS
entête ATM entête MPLS entête IP reste de la trame...
=> couche 2,5 !
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Routage en Commutation de Circuits
Le Protocole MPLS
On recherche le meilleur des deux mondes : MPLS
entête ATM entête MPLS entête IP reste de la trame...
=> couche 2,5 !
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Routage en Commutation de Circuits
Entête MPLS
Entête très simple
étiquette Exp S TTL20 3 1 8
L’étiquette (label) va en quelque sorte encoder un préfixede l’adresse IP de destination, mais en reprenant l’efficacitédes circuits virtuels.
Exp : expérimental
S : bit d’empilement des étiquettes
TTL : time to live
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Routage en Commutation de Circuits
Routage MPLS
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Autres Protocoles de Routage
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
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Autres Protocoles de Routage
Routage Probabiliste pour les Réseaux à Connexion
Intermittentes
concerne les réseaux très dynamiques où les modificationssont la règle et non l’exception
I communication entre satellitesI communication sur des réseaux de capteurs mobiles
trajectoires périodiques (transports en commun)ou non
Prophet : RFC 6693 (2012)Le principe de base de Prophet est d’utiliser l’histoire desrencontres entre deux machines.
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Autres Protocoles de Routage
Une (R)Evolution à Venir ?
SDN (Software defined network) est une proposition d’architecture en couches pour le routage :
plan données au niveau données il suffit de connâıtre les règlespour l’acheminement : garde => actionopenflow est un standard proposé pour ce plan.Les critères pour la garde peuvent être
type de protocoleadresse de destinationcompteurs...=> règles très simple mais grande expressivité
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Autres Protocoles de Routage
Une (R)Evolution à Venir ?
plan contrôle celui est complètement déconnecté du plandonnées, il peut ne pas être exécuté sur le routeur=> serveurs puissants (et avec beaucoup demémoire !) spécialisés dans l’optimisation desroutes sur l’ensemble du graphe.
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Routage : Conclusion
Routage
Principes du Routage
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4
Routage en Commutation de Circuits
Autres Protocoles de Routage
Routage : Conclusion
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Routage : Conclusion
Routage : Conclusion
Le routage c’est
un algorithme distribué auto-stabilisant
une structure de données distribuée
organisation hiérarchique sur IP :
I en interne : algorithmes basés sur un calcul distribué desmeilleures routes
I en externe : moins automatique, politiques de routageexplicites car peu expressibles en terme de métrique.
voir aussi commutation de circuits
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Routage"Vous êtes Ici"Définition du RoutageQuestions AlgorithmiquesCommutation de PaquetsCommutation de CircuitsLe Graphe InternetTopologie et Routage IP
Principes du RoutageGraphesGraphes et Routage IPTables et RoutageTables de Routage pour la Commutation de PaquetsOptimalité du RoutageTables vs Plan d'adressageExemples : Tables de Routage RéellesInterprétationCommutations de Paquets : AlgorithmesVecteurs de DistanceÉtat des LiensAlgorithme
Exemples de Protocoles de Routage : IPv4Communication Hors-Bande : ICMPMise à Jour des Informations de Routage IMise à Jour des Informations de Routage IIArchitecture GlobalePréfixe BGP : Le nombre de préfixes a augmentéRoutes BGPBGP et Politiques de RoutageOrganisation TarifairesLe coeur d'InternetUne Evolution Très Rapide : de 2000 ...Une Evolution Très Rapide : ... à 2011OSPF vs RIPOSPF vs RIPHistorique OSPFPlus Courts Chemins et Métrique OSPFExempleProblème du Compte-à-l'infiniAvancées RécentesTolérances aux défaillancesAuto-Stabilisation
Routage en Commutation de CircuitsRappel du PrincipeLe Protocole ATMRéseau de cellulesAvantage des cellulesCellule ATMEntêteMultiplexagePrincipes d'ATMEn couchesStructure du Réseau ATMRoutage ATMCommutateur ATMUtiliser ATM pour InternetLe Protocole MPLSEntête MPLSRoutage MPLS
Autres Protocoles de RoutageRoutage Probabiliste pour les Réseaux à Connexion IntermittentesUne (R)Evolution à Venir ?Une (R)Evolution à Venir ?
Routage : Conclusion