OSPF (Open Shortest Path First) - Area0 (partie 1/3)

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1 OSPF (Open Shortest Path First) - Area0 (partie 1/3)
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2 OSPF - Objectifs • Expliquer pourquoi OSPF est plus performant que RIP dans de grands réseaux • Expliquer comment OSPF découvre, choisit et maintient les routes • Expliquer comment OSPF fonctionne dans une area NBMA unique • Configurer OSPF dans une area unique • Configurer un environnement OSPF avec area unique • Configurer OSPF pour un environnement NBMA ccnp_cch

3 OSPF - Présentation • OSPF ne rassemble pas d'informations de tables de routage mais des informations sur des routeurs et les états de leurs connexions ou liens • Les routeurs OSPF utilisent ces informations pour construire une base de données topologique (Link State Database) • OSPF exécute l'algorithme SPF (Shortest Path First) de Dijkstra et crée un arbre SPF. • Une table de routage est crée à partir de l'arbre SPF ccnp_cch

4 OSPF - Présentation • OSPF est un protocole de type Etat de liens ou Link State Link : Interface d'un routeur Link State : Etat du lien entre deux routeurs ccnp_cch

5 Base de données topologique
OSPF - Concepts du Link State Base de données topologique Paquets Link-State Advertisement Arbre Shortest Path First Table de Routage Algorithme SPF ccnp_cch

6 OSPF - Protocoles de routage Link State
• Le premier type de protocole de routage est le type "vecteur-distance" • Le second type de protocole de routage est le type "Link State" • Nous allons examiner une base minimum des concepts des protocoles de routage de type Link State • Dans les présentations suivantes nous examinerons en détail le protocole OSPF ccnp_cch

7 OSPF - Protocoles de routage Link State
• Historique - Protocoles de type "vecteur distance" • Les protocoles de type vecteurs distance comme RIP et IGRP ne connaissent pas la topologie exacte d'un réseau • Toute décision de routage est faite d'après des informations venant des routeurs voisins • La seule information dont dispose le routeur au sujet d'une route est le nombre de sauts ou le coût (distance) et l'interface par laquelle transmettre le paquet (vecteur) • Le routeur n'a pas de moyen pour prendre sa propre décision pour choisir la meilleure direction à prendre pour transmettre des paquets ccnp_cch

8 OSPF - Protocoles de routage Link State
• Historique - Protocoles de type "Link State" • Le premier protocole de type Link State a été implémenté et déployé dans le réseau ARPANET (Advanced Research Agency Network) • Next, DEC (Digital Equipment Corporation) ont conçu et proposé un protocole de routage ISO appelé IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) La pile de protocoles ISO est celle qui entre dans le modèle OSI C'est TCP/IP qui a été choisi comme pile de protocole pour Internet • Plus tard IS-IS a été étendu par l'IETF afin de transporter IP ccnp_cch

9 OSPF - Protocoles de routage Link State
• Historique - Protocoles de type "Link State" • Un groupe de travail de l'IETF a conçu un protocole de routage spécifique IP, OSPF (Open Shortest Path First) • Pour la majorité des administrateurs réseau, il y a le choix entre deux protocoles de routage standards: RIP, simple mais très limité et OSPF robuste, sophistiqué et moins aisé à implémenter IGRP et EIGRP sont propriétaires Cisco IS-IS est utilisé dans les réseaux IP, mais est moins commun que OSPF. ccnp_cch

10 OSPF - Théorie des Protocoles de routage de type Link State
• Du point de vue mathémathique • Le routage Etat de lien ou Link State n'est pas basé sur les informations adresses IP, sous-réseaux ou réseau • Le routage Link State a une théorie mathémathique représentant le réseau comme un graphe avec des sommets et des arêtes et le coût de chacune de ces arêtes. • Le routage Link State est basé sur un algorithme très simple connu comme l'algorithme de Dijkstra crée par Edsger Wybe Dijkstra • Cet algorithme peut et a été utilisé dans d'autres domaines, pas uniquement pour le routage ccnp_cch

11 OSPF - Théorie du Link State
• Théorie du Link State • Le réseau est vu comme un graphe montrant la topologie complète du réseau • Comment les routeurs construisent-ils cette topologie? Diffusion générale (flooding) • La première action réalisée par chaque noeud, routeur du réseau est l'annonce de sa propre partie d'information Link-Sate à tous les autres routeurs du réseau: Qui sont ses voisins et le coût des liaisons qui les relient • Exemple : Je suis le Routeur A et je peux joindre le routeur B via une liaison E1 et je peux joindre le Routeur C via une liaison Ethernet • Ce type d'annonce est faite par chaque routeur vers tous les autres routeurs du réseau ccnp_cch

12 OSPF - Théorie du Link State
1- Diffusion générale de l'information Link-State Base de données topologique Paquets Link-State Advertisement Arbre Shortest Path First Table de Routage Algorithme SPF 3 - Algorithme SPF 2 - Construction de la base de données topologique 2 - Construction de la base de données topologique • Chaque routeur collecte toutes ces informations Link-State des autres routeurs et construit sa base de données topologique 3 - Exécution de l'algorithme SPF (Shortest Path First) de Dijkstra • En utilisant la base de données chaque routeur peut créer un graphe de topologie du réseau ccnp_cch

13 2 - Construction de la base de données topologique
OSPF - Théorie du Link State 1- Diffusion générale de l'information Link-State 2 - Construction de la base de données topologique 5 - Table de routage Base de données topologique Paquets Link-State Advertisement Table de Routage Arbre Shortest Path First Algorithme SPF 4 - Arbre SPF 3 - Algorithme SPF 4 - Arbre Shortest Path First • L'algorithme crée un arbre dont le routeur est la racine et les autres routeurs et liens avec ceux-ci sont les branches de l'arbre Note: Pour l'instant nous avons mentionné des routeurs et des liens. Nous n'avons jamais cité d'adresses IP de réseaux Création de la table de routage • En utilisant l'arbre SPF, le routeur crée la table de routage ccnp_cch

14 OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage • Pour cet exercice nous ne tiendront pas compte des réseaux individuels (feuilles) attachés aux routeurs mais nous nous focaliserons sur la méthode de construction de la topologie pour trouver le chemin le plus court. • Pour rester le plus simple possible nous ne respecterons pas totalement les algorithmes et processus actuels mais l'idée de base sera respectée. • Vous êtes le Routeur A vous avez une liaison vers le Routeur B avec un coût de 15, une liaison vers le Routeur C avec un coût de 2 , une liaison vers le Routeur D avec un coût de 5 et un réseau feuille "Pommes". • C'est votre propre information Link-State que vous allez diffuser à tous les autres routeurs qui vont faire de même. A C D 2 5 B 15 Réseau feuille "Pommes" ccnp_cch

15 + = OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage Nous avons reçu l'information Link-State suivante du Routeur B • Le Routeur B a une liaison avec le Routeur A avec un coût de • Le Routeur B a une liaison avec le Routeur E avec un coût de • Une information sur son réseau feuille "Bananes" Bananes B 15 2 A E • Maintenant attachons les deux graphes A C D 2 5 B 15 E + = ccnp_cch

16 + = OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage Nous avons reçu l'information Link-State suivante du Routeur C • Le Routeur C a une liaison avec le Routeur A avec un coût de • Le Routeur C a une liaison avec le Routeur D avec un coût de • Une information sur son réseau feuille "Cerises" A C D 2 Cerises • Maintenant attachons les deux graphes A C D 2 5 B E 15 A C D 2 5 B E 15 + = A C D 2 ccnp_cch

17 = + OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage Nous avons reçu l'information Link-State suivante du Routeur D • Le Routeur D a une liaison avec le Routeur A avec un coût de • Le Routeur D a une liaison avec le Routeur C avec un coût de 2 • Le Routeur D a une liaison avec le Routeur E avec un coût de • Une information sur son réseau feuille "Beignet" A C D 5 E 10 2 • Maintenant attachons les deux graphes Beignets A C D 2 5 B E 15 10 A C D 2 5 B E 15 A C D 5 E 10 2 = + ccnp_cch

18 + = OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage Nous avons reçu l'information Link-State suivante du Routeur E • Le Routeur E a une liaison avec le Routeur B avec un coût de • Le Routeur E a une liaison avec le Routeur D avec un coût de • Une information sur son réseau feuille "Oeufs" D B E 2 10 Oeufs • Maintenant attachons les deux graphes et nous obtenons la topologie du réseau A C D 2 5 B E 15 10 A C D 2 5 B E 15 10 D B E 2 10 + = ccnp_cch

19 OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage • Topologie En utilisant les informations topologiques, le Routeur A a construit une topologie complète du réseau La prochaine étape est pour l'algorithme Link State de trouver le meilleur chemin de chaque noeud vers un réseau feuille A C D 2 5 B E 15 10 Cerises Pommes Beignets Bananes Oeufs ccnp_cch

20 OSPF - Théorie du Link State
• Exercice : De la diffusion générale à la table de routage • Choix du meilleur chemin Maintenant le routeur A connaît le meilleur chemin vers chaque réseau A C D 2 5 B E 15 10 Cerises Pommes Beignets Bananes Oeufs ccnp_cch

21 OSPF - OSPF contre RIP • OSPF est de type Link-State, RIP de type Vecteur Distance • OSPF converge plus vite - A cause des Hold-down timers RIP converge plus lentement • OSPF n'a pas un nombre de sauts limité - RIP est limité à 15 sauts OSPF n'utilise pas les sauts • OSPF supporte les VLSM, RIP non. • La métrique OSPF Cisco est basée sur la bande passante, celle de RIP est basée sur le nombre de sauts • Efficacité des mises à jour - RIP transmet sa table de routage entière toutes les 30 secondes, OSPF transmet uniquement les changements lorsqu'ils se produisent Note : OSPF doit diffuser les LSA quand ils atteignent une limite de validité de 30 minutes • OSPF utilise également le concept de zone (Area) pour implémenter un routage hiérarchique ccnp_cch

22 OSPF - OSPF métrique Cisco
• La métrique OSPF Cisco est basée sur un coût • Coût : Coût en sortie pour les paquets transmis sur cette interface • Le coût dans la métrique OSPF est exprimé par un nombre entier non-signé codé sur 16 bits ( 1 à 65535) Coût = 10 Token Ring Coût = 1785 Coût = 6 ccnp_cch

23 OSPF - OSPF métrique Cisco
• La métrique OSPF Cisco est basée sur un coût • Cisco utilise un coût par défaut calculé par 108/BW BW représente la bande passante configurée (Commande bandwidth) ou 108 représente la bande passante de référence • Exemple : Une liaison série avec une bande passante configurée de 128 Kbit aura un coût de : / = • Note: D'autres constructeurs utilisent un coût par défaut de 1 ce qui entraine que le coût OSPF reflète le nombre de sauts. • RFC 2328, OSPF version 2, J.Moy " A cost is associated with the output side of each router interface. This cost is configurable by the system administrator. The lower the cost, the more likely the interface is to be used to forward data traffic". • RFC 2328 ne spécifie aucune valeur pour le coût ccnp_cch

24 OSPF - Les Areas (Zones)
• OSPF est évolutif grâce aux Areas • Area : Ensemble de routeurs OSPF • Chaque routeur OSPF doit appartenir à une Area au moins • Un réseau OSPF doit avoir une Area 0 (Backbone Area) • Toutes les autres Areas doit être reliées à l'Area Il y a une exception avec les "Virtual Link" • Les routeurs d'une même Area ont la même information Link-State Coût = 10 Coût = 6 Coût = 1785 Token Ring Area 0 Area 1 ccnp_cch

25 OSPF - Les types de paquets
• OSPF a des communications évoluées entre voisins • OSPF utilise cinq types de paquets pour communiquer Type Description 1 Hello (Etablit et maintient les relations d'adjacences avec les voisins) 2 Database description packet (décrit le contenu de la base de données link-state d'un routeur) - OSPF Type-2 (DBD) 3 Link-State request (Requête pour obtenir des informations spécifiques sur la base de données link-state d'un routeur voisin) - OSPF Type-3 (LSR) 4 Link-State update (transporte les annonces link-state (LSA) vers les routeurs voisins - OSPF Type-4 (LSU) 5 Link-State acknowledgement (les routeurs voisins accusent la réception des LSAs) - OSPF Type-5 (LSAck) ccnp_cch

26 OSPF - Les types de paquets
• Les paquets OSPF Type-4 ont 7 sortes de paquets Type Description 1 Hello (Etablit et maintient les relations d'adjacences avec les voisins) 2 Database description packet (décrit le contenu de la base de données link-state d'un routeur)- OSPF Type-2 (DBD) 3 Link-State request (Requête pour obtenir des informations spécifiques sur la base de données link-state d'un routeur voisin)- OSPF Type-3 (LSR) 4 Link-State update (transporte les annonces link-state (LSA) vers les routeurs voisins- OSPF Type-4 (LSU) 5 Link-State acknowledgement (les routeurs voisins accusent la réception des LSAs)- OSPF Type-5 (LSAck) Type Nom Description 1 Router link entry (0-0SPF) Généré par chaque routeur pour chaque area à laquelle il appartient. Il décrit les états des liaisons des routeurs avec la zone. Ces paquets sont diffusés dans une zone. L'état de la liaison et le coût sont deux informations contenues dans ce paquet. 2 Network link entry (O-OSPF) Généré par le routeur Désigné (DR) dans les réseaux Multiaccès. Ils décrivent l'ensemble de routeur attachés à un réseau particulier. Les LSA type 2 sont diffusés uniquement dans l'area qui contient le réseau. 3 ou 4 Summary link entry (IA-OSPF Inter area) Généré par les ABRs (Area Border Router). Ils décrivent les liaisons entre l'ABR et les routeurs internes à l'area. Ces entrées sont diffusées vers les autres ABR au travers de l'area 0. Les messages type-3 décrivent les routes dans l'area et sont transmis vers l'area 0. Les messages type - 4 décrivent l'accessibilité des ASBRs. Ces entrées de liaison ne sont pas diffusées vers les "Totally Stubby" area. 5 Autonomous system link entry E1-OSPF external type-1 Généré par l'ASBR (Autonomous System Border Router). Décrit les routes vers les destinations externes au système autonome. Diffusés à travers le système autonome OSPF sauf pour les areas "Stub" et "Totally Stubby" ccnp_cch

27 Backup Designated Router Neighbor Router ID supplémentaires
OSPF - Le sous-protocole Hello • Paquet OSPF Version Type Packet Length Router ID Area ID Authentication Data Network Mask Hello Interval Options Router Priority Dead Interval Designated Router Backup Designated Router Neighbor Router ID Neighbor Router ID supplémentaires En-tête OSPF En-tête Hello ccnp_cch

28 OSPF - Le sous-protocole Hello
• Exemple de Paquet Hello (Paquet OSPF Type 1) En-tête Paquet OSPF Version: Type: Packet Length: Router ID: Area ID: Checksum: 0x9F0A Authentication Type: Authentication Data: 0 L'en-tête paquet OSPF est utilisé par les 5 types de paquets OSPF En-tête Hello Network Mask: Hello Interval: 10 seconds Options (in bits) : Router Priority: Dead Interval: 40 seconds Designated Router (DR) : Backup DR : Neighbor: Neighbor: L'en-tête Hello est propre aux paquets OSPF Type 1 ccnp_cch

29 OSPF - Le sous-protocole Hello
• Fonctions du sous-protocole Hello • Découverte dynamique des voisins • Détecte les voisins inaccessibles dans une période de temps prédéfinie • Assure des communications bidirectionnelles entre voisins • Vérifie que les paramètres de base des interfaces entre voisins sont corrects • Fournit les informations nécessaires pour l'élection du Designated et du Backup Designated Router sur un segment LAN ccnp_cch

30 OSPF - Le sous-protocole Hello
• Fonctions du sous-protocole Hello RTA D= Hello! Je suis RTB • Les routeurs OSPF transmettent des Hellos sur les interfaces validées: Par défaut toutes les 10 secondes sur des segments de type broadcast ou point à point Par défaut toutes les 30 secondes sur des segments NBMA • Dans la majorité des cas les paquets OSPF Hello sont transmis avec l'adresse multicast (ALLOSPF Routers) • Hello Interval - Par défaut sur Cisco 10/30 secondes et peut être changé par la commande ip ospf hello-interval • Dead-Interval - Période d'attente en secondes d'un paquet Hello d'un voisin avant de déclarer ce voisin inaccessible Cisco utilise par défaut une période égale à quatre Hello-Interval ( 4 x10 sec = 40 sec) et peut être changé avec la commande ip ospf dead-interval Note: Pour devenir adjacents, les valeurs Hello-Interval, Dead-Interval et Network-type doivent être identiques sinon les paquets Hello sont rejetés ccnp_cch