Principes et Fonctionnement du Routage Réseau

Le Routage Réseau et les Routeurs

Le Routage est la fonction responsable de choisir les voies à suivre par les messages à travers le réseau. Réalisé au sein du réseau, il nécessite l'identification unique des équipements. Les processus de routage sont effectués par des appareils spéciaux appelés routeurs.

Tables de Routage

Les routeurs connaissent l'emplacement des destinataires potentiels des messages car ils gèrent leurs propres "cartes". Ces cartes sont des représentations de la topologie du réseau qui sont stockées dans des tables spéciales. La gestion de la table d'un routeur peut être effectuée de deux manières :

Routage Statique

Le routage statique consiste à éditer manuellement les tables de routage afin d'inclure les routes qui ne varient pas. Ces entrées sont créées lorsqu'il n'y a qu'une seule voie vers une destination et que celle-ci ne changera pas de sitôt. Il est également utile pour la sécurité lorsque l'on souhaite empêcher les utilisateurs externes d'obtenir des informations détaillées sur l'état du réseau, en interceptant les messages que les routeurs s'envoient lors de l'utilisation des protocoles dynamiques.

Routage Dynamique

Le routage dynamique consiste à activer un protocole de routage qui permet l'envoi d'informations de routage entre les dispositifs pour créer des entrées dynamiques dans les tables. Ces entrées changent lorsque l'état du réseau évolue. Ce mécanisme est supérieur au routage statique car il maintient des informations très à jour sur l'état du réseau, rendant l'acheminement plus efficace et efficient. Pour le routage dynamique, les routeurs doivent :

• Garder à jour les tables de routage avec les meilleurs itinéraires.
• Envoyer des informations entre eux pour modifier et mettre à jour ces tables en fonction de l'état du réseau.

Pour cette raison, le protocole de routage dynamique doit définir quels types de messages seront utilisés pour mettre à jour les informations de routage, ainsi que comment et quand les envoyer.

Objectifs des Protocoles de Routage Dynamique

Les protocoles de routage dynamique sont conçus pour tenter de répondre à plusieurs objectifs :

Choisir la meilleure méthode (Meilleur Chemin)

La sélection du meilleur chemin peut être faite sur la base de nombreux critères : la distance ou le nombre d'équipements intermédiaires jusqu'à la destination, les itinéraires moins encombrés, les liens avec la capacité de transport la plus élevée, les voies plus fiables, etc.

Simplicité

Il est important que l'algorithme de routage soit simple, afin que les routeurs ne nécessitent pas de grandes exigences en mémoire et en consommation de processeur. Un algorithme simple facilite également la croissance du réseau, en évitant les retards dans la transmission des messages.

Robustesse

Le protocole de routage doit être prêt à affronter toutes sortes d'événements inattendus ou peu probables, de manière à éviter des blocages ou des dysfonctionnements dans les routeurs.

Vitesse (Convergence)

Lorsqu'il y a des changements dans le réseau (installation de nouveaux équipements, liaisons de communication qui cessent de fonctionner), il est important que le protocole de routage calcule les itinéraires dans les plus brefs délais afin d'éviter la perte de messages. L'algorithme doit atteindre le plus rapidement possible l'état de convergence, qui est atteint lorsque tous les routeurs du réseau ont calculé les meilleurs itinéraires pour toutes les destinations possibles.

Croissance (Évolutivité)

Il est important d'examiner les capacités de l'algorithme de routage pour fonctionner de manière optimale dans un réseau de petite ou de grande taille.

Caractéristiques des Protocoles de Routage Dynamique

1. Métrique

   Il s'agit d'une valeur que les protocoles de routage dynamique attribuent à chacune des lignes vers une destination potentielle, indiquant la meilleure en termes de rapidité ou de fiabilité. Cette évaluation doit être quantitative afin que les algorithmes puissent comparer les itinéraires et décider où envoyer les informations à tout moment. Ce paramètre est appelé une métrique, et est une valeur numérique calculée par les routeurs et envoyée à leurs voisins pour obtenir des renseignements. Plus la valeur métrique est faible, plus la route est considérée comme valorisée.

   Le calcul de la métrique peut être aussi simple que de compter le nombre de routeurs intermédiaires entre la source et la destination, ou aussi complexe que l'évaluation de la vitesse de transmission et du degré de congestion d'un lien.

   Paramètres pris en compte pour la Métrique

   En général, les algorithmes de routage dynamique peuvent prendre en compte les paramètres suivants lors du calcul de la métrique :

   • Vitesse de transmission : Capacité de transmission du lien, exprimée en bps (bits par seconde).
   • Délai : Le temps que le message met à atteindre sa destination.
   • Congestion : Nombre de messages circulant dans le chemin et traités par les routeurs intermédiaires.
   • Fiabilité : Taux de messages parvenant à leur destination par rapport à la perte.
   • Sauts (Hops) : Nombre de routeurs intermédiaires.
   • Coûts : Utilisé dans les réseaux avec des prix pour exprimer le coût économique de l'envoi du message à sa destination.

2. Équilibrage de Charge

   La plupart des protocoles de routage dynamique peuvent comporter des entrées multiples dans leurs tables de routage qui spécifient les mêmes destinations avec la même valeur ou des métriques différentes. De cette façon, il est possible d'obtenir un équilibrage de charge, c'est-à-dire que le routeur envoie des messages vers la même destination, mais par des voies différentes. Cela permet de mieux répartir la charge de travail sur le réseau, ce qui entraîne une utilisation plus efficace du réseau.

   Le protocole RIP effectue l'équilibrage de charge uniquement lorsque les chemins vers la même destination ont la même métrique. Cependant, IGRP permet l'équilibrage de charge même si les chemins vers la même destination disposent de paramètres différents, en tenant également compte de la vitesse des liaisons de transmission.

3. Boucles de Routage

   Dans les protocoles de routage basés sur le vecteur de distance, il est possible que surviennent des situations où les messages traversent les mêmes routeurs, ce qui est connu sous le nom de boucles de routage. Ces boucles sont dues à des entrées incohérentes dans les tables de routage, qui sont enregistrées lorsque le réseau prend beaucoup de temps pour atteindre l'état de convergence. Il est très indésirable que des boucles se produisent sur un réseau, car les messages pourraient rester indéfiniment en circulation.

   Dans cette situation, il est préférable que l'un des routeurs s'en rende compte et finisse par jeter le message. Pour que les routeurs soient capables de distinguer et de décarder les messages mis en boucles, il est nécessaire que ceux-ci incluent des informations sur le nombre de sauts (c'est-à-dire le nombre de routeurs intermédiaires qui ont été traversés). Lorsqu'une certaine valeur maximale est atteinte, le message peut être mis au rebut. Cette valeur maximale doit être fixée à une valeur supérieure au nombre de sauts qui existent entre les deux destinations les plus éloignées du réseau.

4. Distance Administrative

   Dans une architecture de réseau, il est fréquent de trouver différents protocoles de routage. Pour cette raison, de nombreux routeurs travaillent avec plusieurs algorithmes de routage à la fois, qu'ils soient statiques ou dynamiques. Lorsqu'un routeur travaille avec plusieurs protocoles simultanément, chacun aura sa propre table et ses propres métriques calculées sur la base de différentes mesures.

   Dans cette situation, il est logique de constater que chaque protocole enregistre dans sa table les mêmes chemins, mais avec des valeurs métriques différentes. Le problème qui se pose est lié à l'utilisation de différents paramètres de mesure pour différents protocoles, ce qui les rend non directement comparables.

   Pour résoudre ce problème de comparaison des routes entre les différents protocoles de routage, on définit la distance administrative, qui est la valeur de fiabilité d'un protocole. Plus cette valeur est faible, plus le protocole est considéré comme fiable par rapport aux autres, et plus souvent ses routes seront sélectionnées.