3. Les grands principes d'OSPF

OSPF est un protocole de routage dynamique défini par l'IETF à la fin des années 80. Il a fait l'objet d'un historique relativement complexe de RFCs (Voir ospf RFC List). Ce protocole a deux caractéristiques essentielles :

  • Il est ouvert : c'est le sens du terme Open de OSPF. Son fonctionnement est connu de tous.

  • Il utilise l'algorithme SPF pour Shortest Path First, plus connu sous le nom d'algorithme de Dijkstra, afin d'élire la meilleure route vers une destination donnée.

Examinons une topologie qui nous servira de support pour les explications :

Exemple de topologie

Exemple de topologie

Figure 1. Exemple de topologie


3.1. La notion de coût

Supposons que du routeur R1 on cherche à atteindre le réseau 192.168.1.0. Dans une telle situation, Le protocole RIP aurait élu la route passant par R5 puisque c'est la plus courte en termes de saut. Cependant, imaginez que les liens représentés sous forme d'éclairs soient «rapides» (de type FastEthernet à 100 Mbps par exemple) et que les liens représentés sous formes de segments droits soient «lents» (de type Ethernet à 10 Mbps par exemple). Le choix du protocole RIP n'est plus du tout pertinent !

Le protocole OSPF fonctionne différemment. Il attribue un coût à chaque liaison (appelée lien dans le jargon OSPF) afin de privilégier l'élection de certaines routes. Plus le coût est faible, plus le lien est intéressant. Par défaut, les coûts suivants sont utilisés en fonction de la bande passante du lien :

Type de réseau Coût par défaut
FDDI, FastEthernet 1
Ethernet 10 Mbps 10
E1 (2,048 Mbps) 48
T1 (1,544 Mbps) 65
64 Kbps 1562
56 Kbps 1758
19.2 Kbps 5208

La formule de calcul est simplissime :

                      10^8
  coût =  -------------------------------
           bande passante du lien en bps

La référence 10^8 correspond à un débit maximum de 100Mbps. Dans le cas où l'on utilise des interfaces avec un débit supérieur, il est possible de redéfinir la référence avec une commande du type auto-cost reference-bandwidth 1000 pour la valeur 10^9.

Le protocole OSPF privilégie les routes qui ont un coût faible, donc celles qui sont supposées rapides en terme de débit théorique.

3.2. La base de données topologique

Avec le protocole OSPF, tous les routeurs d'un même réseau (on parle de «zone» dans le vocabulaire OSPF, ceci vous sera expliqué avant la mise en pratique) travaillent sur une base de données topologique identique qui décrit le réseau. Cette base a été constituée pendant une première phase de découverte qui vous sera expliquée un peu plus loin. Examinons la base de données suivante qui décrit la topologie de la Figure 1, « Exemple de topologie » :

Arc Coût
R1, R2 1
R1, R5 10
R2, R3 1
R3, R4 10
R3, R5 1
R4, R5 10
R4, 192.168.1.0 10

3.3. L'élection des meilleures routes

L'algorithme SPF de Dijsktra va traiter cette base de données afin de déterminer les routes les moins coûteuses. Une fois le traitement réalisé, chaque routeur se voit comme la racine d'un arbre contenant les meilleures routes. Par exemple :

Topologie vue de R1

Topologie vue de R5

Dans l'exemple, entre R1 et 192.168.1.0, la meilleure route passe par R2, R3 et R4 pour un coût total de 1 + 1 + 10 + 10 soit 22.

3.4. La détermination d'une table de routage

La base de données topologique décrit le réseau mais ne sert pas directement au routage. La table de routage est déterminée par l'application de l'algorithme du SPF sur la base topologique. Sur R1, voici un extrait de la table de routage calculée par SPF au sujet du réseau 192.168.1.0 :

Réseau de destination Moyen de l'atteindre Coût
192.168.1.0 R2 22

Sur R5, on aura l'extrait suivant :

Réseau de destination Moyen de l'atteindre Coût
192.168.1.0 R4 20