OSPF 1. Introduction

Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) a été développé suite au besoin de la communauté Internet d’'utiliser un protocole intérieur IGP (Internal Gateway Protocol) dans la pile des protocoles TCP/IP, non-propriétaire et hautement fonctionnel. Les discussions sur la création d’'un IGP commun et inter-opérable pour l’'Internet commença en 1988 et ne fut pas formalisé avant 1991.

La prescription la plus récente est la RFC 2328 (avril 1998 version 2).
OSPF est un protocole de couche 3, annoncé dans dans paquet IP avec le numéro de protocole 89. Il n'utilise pas TCP pour la fiabilité qu'il assure par des mécanismes propres.

1.1. Comparatif fonctionnel des protocoles RIP et OSPF

La croissance rapide et l’'expansion des réseaux a poussé RIP à ses limites. RIP comporte certaines restrictions qui peuvent causer des problèmes dans les réseaux larges :

• RIP a une limite de 15 sauts. Un réseau qui comporte plus de 15 sauts (15 routeurs) est considéré comme inaccessible.
  
• RIP ne supporte pas les masques à longueur variable (VLSM : Variable Length Subnet Mask). Compte tenu du manque d'’adresses IP et de sa flexibilité, le VLSM comporte des avantages considérables dans les plans d’'adressage.
  
• L’'envoi périodique de l'’entièreté des tables de routage en diffusion (broadcast) consomme une grande quantité de bande passante. Il s’'agit d’'un véritable problème dans les réseaux larges et spécifiquement sur les liaisons lentes et les nuages WAN.
  
• RIP converge plus lentement qu’'OSPF. Dans les très grands réseaux, la convergence doit être rapide.
  
• RIP ne prend pas en compte les paramètres de délai et de coût. Les décisions de routage sont uniquement basées sur le nombre de sauts quelque soit la bande passante ou les délais des lignes .
  
• Les réseaux RIP sont des réseaux plats. Il n’y a pas de concept d'’area (zone) ou de boundarie (frontière). Avec l’'introduction du routage classless et l’'utilisation intelligente de l’'agrégation et de la summurization des routes, les réseaux RIP ont moins de succès.
  

Certaines améliorations ont été introduites dans une version nouvelle de RIP appelée RIP2. RIP2 supporte le VLSM, permet l'’authentification et les mises à jour de routage multicast. Toutefois, ces améliorations restent faibles car RIP2 est encore limité par le nombre de sauts et une convergence lente qui conviennent mal aux réseaux étendus.

Voici les caractéristiques comparatives d'OSPF :

• Il n’'y a pas de limite du nombre de sauts. OSPF étant un protocole de routage à état de lien, chaque routeur possède une connaissance complète des réseaux au sein d'’une zone (area). Aussi, le danger de boucles de routage n’'étant a priori plus présent, la limite du nombre de sauts n’'est plus nécessaire.
  
• L’'utilisation intelligente du VLSM améliore les plans d’'adressage (allocations d'’adresses IP). Il supporte aussi l’'agrégation et la summarization de routes.
  
• Il utilise IP multicast pour envoyer ses mises à jour d’'état de lien. Cette méthode prend moins de ressources aux routeurs qui n’écoutent pas de paquets OSPF. Aussi, ces mises à jour sont envoyées uniquement lors d'’un changement de topologie. On économise de manière évidente la bande passante. Les mises à jour sont seulement incrémentielles.
  
• OSPF a une meilleure convergence que RIP parce que les changements de routage sont propagés instantanément et non périodiquement de manière incrémentielle grâce aux relations de voisinage entretenues.
  
• OSPF est meilleur pour la répartition de charge (load balancing).
  
• Le choix du meilleur chemin est basé sur le coût (la bande passante inversée). Cette métrique peut être définie manuellement sur les interfaces.
  
• OSPF permet une définition logique des réseaux où les routeurs peuvent être répartis en zones (area). Cela évitera une explosion de mises à jour d’'états de lien sur l’'ensemble du réseau. On peut également ainsi fournir un mécanisme d’'agrégation des routes et stopper la propagation inutile des informations de sous-réseaux existants.
  
• Il permet l’'authentification de routage par l'’utilisation de différentes méthodes d'’identification avec mots de passe.
  
• Il permet le transfert et l’'étiquetage des routes extérieures injectées dans un Système Autonome (AS) pour permettre de les maintenir par des EGPs comme BGP.
  

1.2. Les éléments clés d’'OSPF.

• Les routeurs OSPF entretiennent une relation orientée connexion avec les routeurs d’'un même segment physique. Dans la terminologie OSPF, on parlera d’'adjacency, en français, d'adjacence ou de contiguïté.
  
• Au lieu d’'envoyer des mises à jour entière lors d’'un changement topologique, OSPF envoie des mises à jour incrémentielles.
  
• OSPF n’est pas limité par une segmentation dépendante de l’'adressage IP ou des sous-réseaux, il utilise la notion d’'area pour désigner un groupe de routeurs.
  
• OSPF supporte entièrement les possibilités du VLSM et de la summarization manuelle des routes.
  
• Grâce à la possibilité de donner des rôles particuliers aux routeurs, la communication inter-routeurs est efficace.
  
• Bien qu’'OSPF permette une communication inter-area, il reste un protocole de routage intérieur (IGP).
  

1.3. Que signifie Link-States / Etats de liens ?

OSPF est un protocole à état de lien. Nous pouvons penser qu’'un lien est l’'interface d’un routeur. L’'état d’'un lien est une description de cette interface et de la relation qu'’elle entretient avec ses routeurs voisins. Une description de cette interface pourrait comprendre, par exemple, son adresse IP, le masque, le type de réseau connecté, les routeurs connectés, etc. L'’ensemble de ces états de liens forme la link-state database. La link-state database ou topology table, est identique sur tous les routeurs d'’une zone.