Réseaux Informatiques : Cours reseaux 6 routage ip réseaux informatiques
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- Partie 6 -
Routage IP
page 2
Couche réseau2 page 3
Fonctions d’un Routeur IPCache RouteTable Access
Control ListQueuing Priority
AccountingData Forwarding
ForwardingTasks Tasks
Security
SecurityTask TaskQueuing QueuingTask Task
Accounting
AccountingTask Task
Chaque Paquets IPentrant Paquets IPsortant Pare-feux
RoutageAdministrationGestion Paquets
Fragmentation
page 4
Réseau 1
Réseau 2
Réseau 3
MTU=1500
MTU=1500MTU=600 P1P2 En-tête datagramme
Données 1400 octetsEF1 EF2EF3 600 octets
600 octets
200 oct.
En-tête fragments: ID= 3; M=0; depl=1200
En-tête fragments: ID= 3; M=1; depl=600
En-tête fragments: ID=3; M=1; depl=00EF1 EF2EF3 600 octets
600 octets
200 oct.
EF1 et EF2 ont le bit More (M)
positionné.
Le déplacement (depl) est relatif au datagramme initial.
Fragmentation des datagrammes IP
Emetteur
Destinataire3 page 5
Structure des Paquets IPIP IP
Taille maximale = 65534 octets
page 6
Routage IP• Fonction qui permet de déterminer le meilleure chemin dans un réseau maillé vers une destination identifiée par une adresse de réseau IP. •
Utilisation de :
– TABLE DE ROUTAGE(ou table d’acheminement) située dans chaque
nœud : information nécessaire pour atteindre le prochain nœud vers la destination. Ex. Table de routage ip (netstat –r)
– ALGORITHME DE ROUTAGE: fonction distribuée sur chaque noeuds
qui a pour objectif de calculer les routes optimales pour atteindre une
destination. Ex. Bellman-ford, Djikstra, – PROTOCOLES DE ROUTAGE : pour rôlel’échanges des informations de routescalculées par les algorithmes de routageet qui permettent la mise à jour dynamique des tables de routage. Ex. RIP, OSPF4 page 7
Routage IP• Machineset routeursparticipent au routage : – Ils possèdent tous deux une table de routage,
–les machinesdoivent déterminer si le datagramme doit être délivré sur le réseau physique sur lequel elles sont connectées (routage direct) ou bien si le datagramme doit être acheminé vers un routeur; dans ce cas (routage indirect), elle doit identifier le routeur appropriée.
–les routeurseffectuent le choix de routage vers d’autres routeurs afin d’acheminer le datagramme vers sa destination finale.
– Commande : netstat -r
page 8Routage •Le Routageest réalisé par 3 fonctions :
1. Le relayage (Forwarding) : calcul du port de sortie 1. analyse de l’adresse de destination du paquet IP 2. et consultation d’une table de routage
3. Fragmentation du paquet en fonction du MTU (Maximum Transmssion Unit) sibesoin 2. La commutation (Switching) : transfert du ou des fragments de paquet du
paquet d’un port d’entrée vers un port de sortie à travers un bus;
3. L’ordonnancement (Scheduling) : détermination de l’ordre d’émission des paquets sur la liaison de sortie1. Routage statique et dynamique:
–Les tables de routages peuvent être configurées en dur sur le routeur, on parle alors de "
routage statique
routage statique" (Téléphone).
–Elles peuvent aussi être mises à jour automatiquement et dynamiquement, c'est le "
routage dynamique
routage dynamique" (Internet).5 page 9
Architecture d’un RouteurLookup IP AddressUpdate Header
Header ProcessingAddress TableAddress TableLookup IP AddressUpdate Header
Header ProcessingAddress TableAddress TableLookup IP AddressUpdate Header
Header ProcessingAddress TableAddress TableBuffer ManagerBuffer MemoryBuffer MemoryBuffer ManagerBuffer MemoryBuffer MemoryBuffer ManagerBuffer MemoryBuffer Memory
Switching2. Input
ForwardingOutput Scheduling3. BufferMemory BufferMemory BufferMemory BufferMemory BufferMemory BufferMemory 1.BUS BUS
page 10
Tâches d’une passerelle IP
Pour chaque datagramme IP qui traverse une passerelle, le protocole IP :1. détermine si ce sont des données utilisateur (TCP ou UDP) ou de contrôle (ICMP) destinées à la passerelle (analyse du champ « Protocole »)2. vérifie le checksum, si faux => destruction paquet3. vérifie la liste de contrôle d’accès (optionnel : fonction de Pare-Feux)4. décrémente la durée de vie (TTL) du paquet, si nulle => destruction 5.5. forwarding
forwarding
: décide du routage(consulte la table de routage)6. fragmentele datagramme si nécessaire (pour respecter le MTU de la prochaine liaison)7. reconstruit l’en-tête IPavec les champs maj (TTL, ID, FLAG, OFFSET, Checksum)8. 8.
Switching
Switching
: transmetle ou les fragments du paquet IP vers le port de sortie à travers le bus9. 9.
Scheduling
Scheduling
: ordonnancementdu paquet dans la file de sortie
10. Remise du paquet à la couche 2 puis à la couche 1 pour codage et transmission
11. mise à jours des statistiques de trafic (optionnel)
A réception dans l’hôte destinataire, IP :
–vérifie le checksum
–s’il y a eu fragmentation, mémorise puis réassemble
–délivre au niveau supérieur(TCP, UDP) les données et les paramètres par la primitive DELIVER6 page 11
Commutation de paquets
vs commutation de circuits
Table de commutation (circuit)
Locale (nœuds adjacents)
Statique ou dynamique
ms - RTT
Auto-apprentissage (Ethernet), ou via table de routage et algo. associé
Nbre de circuits actifs
Table de routage (routes)
Un ou plusieurs domaines
Statique ou dynamique (RIP, OSPF)
30 sec – 3 mns
état de liens (Djikstra), vecteur
de distance (Bellman-ford)
Nbre de réseaux destinations
Type de tables
Type de tablesutilis utilisé és s: :Portée Protocole de mise à jour
Fréquence de mise à jours
Algorithme de calcul de routes
Taille dépend du
Trame ou cellulefixe petite (octets)
datagramme ou paquet
variable
grande (Ko) Structure de données échangées :Taille Longueur
Connecté
Contrôle simplifié
non connecté
pas d’états
- type de service : avantages
Réseau des chemins de ferRéseau postal- -Mod Modè èle ledu du
monde monde rr éé elel Circuit virtuel
rapidité, séquencement
Datagramme
robuste aux pannes, ressources
optimisées
- mode de transfert:
avantages
Couche 2Couche 3- Niveau d’exécution : Principes
Commutation de circuitsCommutation de paquets
page 12
Cas 1 : Serveur local
Routage IP directe
ARP (Adresse Resolution Protocol)7 page 13ARP •
L'association adresse physique - adresse IPde l'émetteur est incluse dans la requête ARP de manière à ce que les récepteurs enregistrent l'association dans leur propre mémoire cache,• Pour connaître l'adresse physique de B (PB) à partir de son adresse IP (IB), la machine A diffuse une requête ARPqui contient l'adresse IP de B (IB) vers toutes les machines; •
la machine B répond avec un message ARPqui contient la paire (IB, PB).• Rem : champ type de la trame Ethernet: 0806 pour ARPAYBX page 14
Cas 2 : Serveur distant
Routage IP indirecte
Routeur IP
Masque de sous-réseaux8 page 15
Routage IP indirectLAN LAN
RIP / OSPFWorld AutonomousSystem AS Autonomous SystemLAN LAN
RIP/OSPF1 LANBGP RIP / OSPFWorld LAN
RIP / RIPv2World LAN
AS Autonomous System
AS Autonomous System2 page 16
Routage IP intra-domaine9 page 17
RIP : Routing Information Protocol
•Protocole intérieur (Cf AS), RFC 1058.
•Proposé par l’université de Berkeley (BSD/routed)
•Conçu à l’origine pour les réseaux locaux, étendu aux réseaux distants
•Peu performant, mais le plus employé au monde (Appletalk, ...)
•De type Vecteur de distance
•Deux Version 1.0 et 2.0 (sécurisé par authentification)
•Fonctionne au dessus d’UDP/IP ; port 520 (Cf <1024)
•Les informations de routage sont émises toutes les 30 secondes et indiquent pour un routeur donné, la liste des réseaux accessibles avec leur distance (next hop).
•Si une route n’est pas rafraichie dans les 3 Mns la distance=infini
–Utilisation de temporisateurs
page 18RIP 10
page 19
RIP Encapsulation
page 20
RIP principe11 page 21
Routage IP intra-domaine
Protocole RIP
page 22
RIP Format des messages12 page 23
RIP Format des messages (2)
page 24
Routage IP intra AS : OSPFLAN Aire 1ABR ABR
Aire 0
BackboneABR ABRInterne ASBR
Aire 2
Aire 3Interne LANInterne RIP / RIPv2World AS Autonomous System
AS Autonomous SystemDR BDR
5 types de routeurs OSPF :
1. Backbone (Aire 0)
2. Interne
3. ABR : Area Border Router
4. ASBR : Autonomous system Border Router
5. DR et BDR: Designed Router et Backup Designed Router (Aire 0) 13
page 25
•Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) a été développé en 1989/90 par IETF pour satisfaire aux spécifications du routage des réseaux privés de grande taille ou le nombre d'interconnexion est important.
•OSPF version 2 se trouve dans le RFC 1583.
•Basé sur l’algorithme de routage: Djikstra
•Avantages:
–Routage hiérarchique par zone
•Stabilité du réseau
•Peu de trafic de signalisation de routes
–Routes alternatives avec répartition de charge si même coût
–Métriques des routes plus complexes basées sur la bande passante des liens
•Mais ne tiens pas compte de la charge réelle des liens–10 8 / Bande passante en bps
•Ethernet 10Mbps = 10
•Fast Ethernet = 1
•Sérial 64 Kbps = 1562
Routage IP intra AS: OSPF
page 26
Mode datagramme
Routage IP
Niveau 3
Niveau 2
Niveau 1@IP 14
page 27
Mode circuit virtuel
Commutation par Label
Niveau 2
Niveau 1
Ethernet
EthernetMPLS MPLS
@ MAC/ Label
Niveau 3IP IPLabel Paquet IP
page 28
mode Connecté
Niveau 2 : HDLC
Niveau 2 : HDLC
Niveau 3 : X.25
Niveau 3 : X.25
Niveau 4 : TCP
Niveau 4 : TCP
Envoi d’un message de signalisation Envoi d’un message de signalisation routérouté Mise ne place du circuit virtuel
Mise ne place du circuit virtuel
Allocation des labels
Allocation des labels
Initialisation des tables de commutation
Initialisation des tables de commutation
Commutation des paquets sur la base de la Commutation des paquets sur la base de la valeur des labels
valeur des labels15 page 29
Mise en place d’un Circuit Virtuel1 23 45 ab cb bb aa ac ad 6c bc cd cCV3 CV3CV3 CV3CV3 C1C2 mode Circuit VirtuelEntrée EntréeSortie SortieLabel LabelLabel Labelport portport port
Table de commutation de labels
Table de commutation de labels
page 30
Impact de la taille des paquets
T = 0 s
T = 1 s
T = 2 s
T = 3 s
M = 1 Mbits
F = 1 Mbits
D = 1 Mbit/sec
Commutation de paquets IP
Commutation de paquets IP16 page 31
T = 0 s
T = 0.20 s
T = 0.40 s
T =0.60 s
M = 1 Mbits
F = 200 Kbits
D = 1 Mbit/s
Commutation de cellules
Commutation de cellules
Impact de la taille des paquets
page 32
T = 0.80 s
T = 1 s
T = 1.20 s
T = 1.40 s
Commutation de cellules
Commutation de cellules
Impact de la taille des paquets