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Introduction au routage

• Création :– 1993 : Jean Luc Archimbaud (UREC)

• Modifications– 1995 à 1998 Bernard Tuy (UREC)– 2000-2001 : Christian Hascoët (CCR)

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Plan

• Introduction,

• Problématiques,

• Concepts et principes d'interconnexion

• Routage statique dans un réseau local– Contraintes– Exemples– Exceptions

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Introduction (1)

• TCP/IP : interconnexion de réseaux planétaire• Technologie ancienne issue des années 1970, de

projets DARPA• Aujourd’hui (supporte le facteur d'échelle) :

– Plusieurs dizaines de milliers de réseaux interconnectés,

– Plusieurs millions de machines,

– Plusieurs dizaines de millions d'internautes.

• Interconnecte des réseaux sur divers protocoles :– Ethernet, Token Ring, PPP,ATM, Frame Relay, SDH, ...

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Introduction (2)

• TCP/IP = services de base du transfert des données– Transport de datagrammes : service élémentaire de la commutation

de paquets.

– Transport de messages acquitté entre uniquement l'émetteur et le récepteur (TCP)

– Chaque nœud d'interconnexion (IP) gérant de proche en proche la transmission des datagrammes

– Adaptation de TCP/IP à la plupart des interfaces matérielles.

– Indépendant du support de transmission; adaptables à toutes sortes de media depuis le réseau local jusqu'aux réseaux opérateurs "longues distances".

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Introduction (3)

• Interconnexion universelle – Unicité de l'adresse IP des machines sur l'Internet.

• 2 machines reliées à l'internet communiquent grâce aux nœuds d'interconnexion qui aiguillent de manière coopérative sur la base de l'adresse destinataire.

• Interconnexion d'égal à égal (peer to peer)• Pas de structure hiérarchique• Éprouvé depuis de nombreuses années dans un monde

hétérogène.

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Introduction (4)

• Succès de TCP/IP basé sur le succès des applications standards : messagerie, transfert de fichier, émulation terminal, www, etc...

• Technologie publique diffusée au travers de RFC's.• Indépendante des constructeurs

– Qui abandonnent petit à petit leurs solutions propriétaires

• Disponible aussi bien sur micro-ordinateurs, stations, super-calculateurs et autres équipements de réseaux

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Interconnexion : Concepts (1)

• Réseaux interconnectés de natures physiques diverses– Différences entre les réseaux "invisibles" à l'utilisateur

• L'interconnexion n'a pas de connaissance des applications responsables des données – Les données sont acheminées par les nœuds intermédiaires

– La commutation s'effectue sur la base de paquets de petites tailles plutôt que sur la totalité de fichiers,

– La couche physique s'adapte au support (système flexible)• Interfaces physiques variables avec les applications identiques,• Protocoles modifiables sans affecter les applications.

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Interconnexion : Concepts (2)

• L'interconnexion internet = Couche réseau– Masque les détails de la communication physique du

réseau lui même– Détache les applications des problèmes de routage.– Permet le transit des données depuis une machine d'un

réseau vers une autre machine d'un autre réseau par des nœuds spécialisés appelés routeurs

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Interconnexion : Vue réelle

ordinateur C

Pont

ordinateur A

Routeur

Pont

RépéteurCommutateur

imprimante

Réseau localType X

Réseau localType Z

Réseau local Type Y

Réseau IP N°1

Réseau IP N°2

ordinateur B

LS louée

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Interconnexion : Vue utilisateur

ordinateur CSur réseau

IPN°2

ordinateur ASur réseau

IPN°1

InterconnexionInterconnexionINTERNETINTERNET

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Le routeur : Caractéristiques (1)

• Un routeur possède une connexion (physique ou logique) sur chacun des réseaux qu'il interconnecte

• Son rôle est de transférer les paquets du réseau IP1, destinés au réseau IP2 et inversement.

RouteurRéseau IP1 Réseau IP2

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Le routeur : Caractéristiques (2)• R1 se charge du transfert des données du :

– Réseau IP1 vers IP2 et réciproquement

– Réseau IP1 vers IP3 et réciproquement

• R1 doit avoir la connaissance du chemin vers IP3• Le routage s'effectue sur le réseau destinataire

Réseau IP1

Réseau IP3

Réseau IP2 R2R1

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Routage : Remarques• Les communications inter machines ne passent pas

systématiquement par un routeur– Si les machines sont sur le même réseau IP (ARP)– Le passage par un routeur est un frein , la technologie évolue,

mais pour tous les équipements réseaux aussi

• Une machine sur un réseau local : – Possède toutefois un minimum d'informations de routage.– Commandes ifconfig et route

• ifconfig : lui permet de savoir sur quel réseau elle se trouve

• route : information(s) additionnelle(s) de routage

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Routage IP : Principes • Routage IP basé uniquement sur l'adresse du destinataire

- Maisdes possibilités de faire du routage par la source (charge les routeurs, traitement par le CPU moins efficace)

• Chaque équipement du réseau local sait atteindre :– Une autre machine du même réseau : ifconfig + ARP

– Une machine d'un autre réseau : ifconfig + ARP + (route & routeur)

• Le routeur possède les informations de routage dans sa table de routage

• Sa table de routage peut être fixe ou variable avec mise à jour par des protocoles de routage

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ROUTAGE IP : Principes (2)

• Mise à jour de la table de routage :– Manuelle = Routage statique

• Commande "route" des stations unix

• Langage de commande des routeurs (Cisco : ip route …..)

– Automatique = Routage dynamique• Processus sur les stations et les routeurs

• Échanges d'informations de routage : protocoles de routage

– Mixte : Routage statique et dynamique• Liaison louée (coût du dynamique) et réseau de site (+ de

bande passante disponible)

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Tables de Routage

• Accès à la table de routage :– D'une station Unix : netstat -r[n]– D'un routeur Cisco : show ip route

• Contenu minimal :– Le réseau auquel l'équipement est directement connecté– Une route par défaut (sauf considérations de sécurité)

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Netstat (minimal)• La table de routage minimale d'une machine (HP UX)

Destination Gateway Flags Refs Use Int

127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 32 lo0

default 134.157.1.126 UG 0 95786 lan0

134.157.1 134.157.1.5 U 4 2396954 lan0

• Flags : U Up H Host G Gateway

• Refs : Connexion(s) en cours sur cette interface

• Use : Connexion(s) déjà réalisée(s) sur cette interface

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Table de routage : Cisco• Routeur Cisco : show ip route Codes : C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, B - BGP, O - OSPF,

D - EIGRP, EX - EIGRP external, * - candidate default…

Gateway of last resort is 134.157.255.1 to network 0.0.0.0

B 194.254.61.0/24 [20/0] via 134.157.255.1, 3d11h

B 194.214.31.0/24 [20/0] via 134.157.255.1, 3d11h... 134.157.0.0/16 is variably subnetted, 329 subnets, 7 masks

D 134.157.155.128/25 [90/30720] via 134.157.254.123, 07:57:40, FastEthernet1/1

D 134.157.203.208/28 [90/30720] via 134.157.254.3, 07:58:43, FastEthernet1/1

D EX 134.157.27.0/25 [10/53760] via 134.157.254.1, 2w3d, FastEthernet1/1

D EX 134.157.26.0/25 [10/53760] via 134.157.254.1, 2w3d, FastEthernet1/1...

S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 134.157.255.1

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Routage : Organisation hiérarchique

• Distinguer le routage – Dans le réseau local LAN

• Administrateur local / Administrateur du site

– De site (ensemble de réseaux locaux) MAN• Administrateur du site

– Hors du site ("longue distance") WAN• Administrateur opérateur / Administrateur du site

• Les protocoles de routage ne sont pas les mêmes

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Le routage dans le réseau local• Doit-elle accéder et être accédée depuis l'extérieur du LAN ?• Sécurité possible par information de routage :

– Réponse négative : Pas de routage, table limitée au réseau LAN

– Réponse positive : la table de routage contient :• Adresse du LAN + adresse du routeur par défaut. (route par défaut, ou route statique vers le routeur par

défaut)

– Réponse mixte : Plusieurs routes statiques

• Pour les réseaux sont autorisés

• Rien pour les autres réseaux interdits

• Préférable d'utiliser le filtrage disponible au niveau des routeurs et des machines

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Routes Statiques (1)

• Commande route – Permet d'indiquer une route :

• Vers un réseau (net) ou vers un équipement (host)

• Une route par défaut (default).

• En général, sur les équipements non routeurs, on définit uniquement une route par défaut.

• Syntaxe:route add | delete [net | host] destination | default gateway metric

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C

Routeur 1

A

Routeur 3

Routeur 2

imprimante

B

Réseau 1195.132.92.0

Réseau 3194.57.137.0

Réseau 2193.64.203.0

204.27.1.0.1

.1

.10 .11 .2

.1

.10

.10

.11

.10

Routage statique : exemple ...• Notation :

– Réseau 1 : 195.132.92.0 255.255.255.0 <=> 195.132.92.0 /24

– Machine A : @IP = 195.132.92.1

– Routeur 1 : @IP = 195.132.92.10

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Routage statique : exemple (2)• Configuration réseau machine unix B :

– ifconfig eth0 193.64.203.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 193.64.203.255

• Indication complète des routes– Pour les routes connues par le routeur 2

• route add net 195.132.92.0 193.64.203.10 1

• route add net 204.27.1.0 193.64.203.10 1

– Pour les routes connues par le routeur 3

• route add net 194.57.137.0 193.64.203.11 1

Routeur 3

Routeur 2

imprimante

B

Réseau 2

193.64.203.0

.2

.1

.10

.11

204.27.1.0

195.132.92.0

194.57.137.0

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Routage statique : exemple (3)

• Configuration réseau machine unix A :– ifconfig le0 195.132.92.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 195.132.92.255

• Utilisation d'une route par défaut– route add default 195.132.92.10 1

– Remplace

• route add @ du réseau 2 par R1

• route add @ du réseau 3 par R1

• ...

R1

A

Réseau 1

195.132.92.0

.1

.10

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Routage statique : exemple (4)• Sur le routeur R1 : (station unix)

• ifconfig eth0 195.132.92.10 netmask .... .broadcast....

• ifconfig eth1 204.27.1.10 netmask..... broadcast...

• route add default 204.27.1.11 1

• Sur le routeur R2 : (station unix)• ifconfig le0 193.64.203.10 netmask... broadcast...

• ifconfig le1 204.27.1.11 netmask... broadcast...

• route add net 195.132.92.0 204.27.1.10 1

• route add net 194.57.137.0 193.64.203.11 1

R1

A

R2

B

195.132.92.0 193.64.203.0

204.27.1.0.1

.10 .11

.1

.10.10

R3

.11

194.57.137.0

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ICMP redirect• Routage statique "pas complètement statique" :

– 1) M1 (route par défaut uniquement par RD) veut travailler avec M2 (appartenant à 2 réseaux IP ≠)

– 2) M1 envoie un datagramme IP au routeur RD

– 3) RD renvoie ce datagramme à R2 qui le délivre à M2

– 4) R2 envoie un message ICMP redirect à M1 disant que pour atteindre M2 il faut passer par R2.

– 5) M1 ajoute cette information dans sa table de routage • s'il supporte ICMP redirect et si routeur le permet (no ip redirect)

• Ce mécanisme évite la mise à jour manuelle de toutes les machines lors de l'ajout d'un routeur

R1

M1

R2

RD

M2

Internet

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ICMP redirect : exemple• traceroute 134.157.253.1 (30 hops max, 20 byte packets) 1 r-jusren.reseau.jussieu.fr (134.157.254.126)1 ms 1 ms 1 ms

2 r-jussieu.reseau.jussieu.fr (134.157.254.1) 2 ms <= re-direction r-lptl.reseau.jussieu.fr (134.157.254.214) 2 ms 2 ms

3 sunars1.formation.jussieu.fr (134.157.253.1) 2 ms 2 ms 2 ms

• netstat -rn | grep 134.157.253.1 (redirect : liste longue)134.157.253.1 134.157.254.1 UGHD 0 5 el0 1500

134.157.253.126 134.157.254.1 UGHD 0 96 el0 1500

134.157.253.129 134.157.254.1 UGHD 0 5214 el0 1500

• Si le routeur r-jusren ne permet pas le redirect, la machine continuera à passer par ce dernier pour atteindre sunars1.formation.jussieu.fr

• Sinon nécessite processus de routage (choix à faire)

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Table de routage avec redirect• netstat -rn (HP-UX 10.2) avec redirection UGHDDestination Gateway Flags Refs Use Interface Mtu

127.0.0.1 127.0.0.1 UH 16 1548 lo0 4608

134.157.1.42 127.0.0.1 UH 10 407676 lo0 4608

default 134.157.254.126 UG 12 1221679 el0 1500

134.157.1.0 134.157.1.42 U 7 4114292 lan0 1500

134.157.247.16 134.157.247.28 U 0 522 qaa3 9180

134.157.254.0 134.157.254.2 U 15 3474389 el0 1500

193.253.149.4 193.253.149.6 U 0 0 qaa2 9180

130.84.8.14 134.157.254.8 UGHD 0 2292 el0 1500

132.227.81.128 134.157.254.106 UGHD 0 83 el0 1500

134.157.0.129 134.157.254.123 UGHD 0 877961 el0 1500

195.83.118.254 134.157.254.123 UGHD 0 103 el0 1500

Flags D : reDirect

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Routage statique : Recommandations

• Le routage statique = – Mise à jour manuelle de tous les équipements du réseau– Gestion de la redondance de routes impossible– Si perte de lien la route existe toujours (pas de retour)

• On recommande en général :– Stations => Routage statique– Routeurs => Routage dynamique

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Routage statique : Exceptions (1)

• Route par défaut d'un site :– 1 accès en général unique vers l'internet

– RD le routeur par défaut du site n'a pas besoin de connaître les réseaux composants l'internet

– Se contente de savoir que ce qu'il ne connaît pas est vers le premier routeur RO de l'opérateur sur l'internet

– Il doit connaître par contre, les réseaux de son site

– Le routeur RO doit par contre être dynamiquement informé de l'existence des réseaux du site

RD

Internet

Site

RO

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Routage statique : Exceptions (2)• Routage dynamique : coût en bande passante

– Échange d'informations entre routeurs (protocole de routage + ou - bavard (voir suite du cours)

– Pour des liaisons louées (coût fonction du débit), il est souvent judicieux de procéder par routage statique ou mixte

• Statique : Site distant (route par défaut), site principal avec route(s) statique(s)

• Mixte : Site distant (route par défaut) + Annonce dynamique de ces réseaux au site principal

RSite

principalR

Site distant

LS bas débit

Statique Statique ou dynamique