Protocole OSPF expliqué : Guide complet du CCNA.

Le protocole OSPF de routage dynamique est le plus utilisé. Comprendre son fonctionnement est essentiel pour la certification CCNA, et ce cours est le point de départ idéal.

Réseau utilisant le protocole OSPF multizone avec routeurs, liens et trois zones colorées

Course Contents

1. Introduction

Sais-tu quand la première version du protocole OSPF a été publiée ? 1987 ! OSPF est un vieux protocole, mais c’est toujours l’IGP le plus utilisé aujourd’hui. Nous allons parler de la deuxième version, OSPFv2, qui a été publiée en 1990.

Comme nous l’avons vu dans le cours précédent sur les avantages du routage dynamique, OSPF est un protocole à état de lien. Cela signifie qu’OSPF connaît la topologie exacte du réseau et utilise des métriques pour calculer le meilleur chemin vers une destination.

Pour un routeur OSPF, le maintien d’une carte de l’ensemble du réseau et le calcul de tous les chemins chaque fois que le réseau change sont des opérations gourmandes en ressources humaines et en mémoire vive.

Zone OSPF 0 avec de nombreux routeurs causant une utilisation élevée du CPU et de la RAM

Pour résoudre ce problème, OSPF utilise le concept de « zone », qui divise le réseau en segments. Dans le premier diagramme, tu peux voir une ville avec trois « zones ». Il y a une grande zone au milieu et deux zones plus petites à côté. Cela permet de réduire le nombre de paquets OSPF envoyés sur le réseau.

Les routeurs ne stockent pas l’ensemble de la topologie. Les routeurs de la grande zone centrale ne communiquent qu’avec les routeurs de la même « zone ».

C’est ce qu’on appelle OSPF multi-zone. La certification CCNA ne traite que de l’OSPF single-area. L’OSPF multi-zone est un sujet CCNP.

Nous n’étudierons que le protocole OSPFv2. OSPFv3 ne fait qu’apporter IPv6 à OSPFv2, ce n’est pas un sujet CCNA.

2. Composants du protocole OSPF

Je vais maintenant te montrer le fonctionnement du protocole OSPF à haut niveau. J’expliquerai les composants et comment ils fonctionnent ensemble.

Nous allons voir :

Router ID : Il identifie de manière unique un routeur OSPF.
Table de voisinage et base de données de l’état des liens
Paquets OSPF
Table de routage

3. ID du routeur

L’ID du routeur est un identifiant unique pour un routeur OSPF sur un réseau, sous la forme d’une adresse IP. Cet identifiant est unique au sein d’un réseau OSPF. L’ID du routeur peut être configuré manuellement ou généré automatiquement (mais pas de manière aléatoire).

Si l’ID du routeur n’a pas été configuré, il est généré comme suit :

Le routeur sélectionne l’adresse IPv4 la plus élevée parmi les interfaces loopback configurées.
Si aucune interface loopback n’a été configurée, le routeur sélectionne l’adresse IPv4 active la plus élevée parmi ses interfaces physiques. Cette méthode n’est pas recommandée car elle complique la tâche des administrateurs qui doivent distinguer les routeurs entre eux.

L’IP 192.168.10.4 est plus élevée que l’IP 192.168.9.7.

4. Table des voisins et base de données de l’état de lien

OSPF est un processus qui s’exécute sur les routeurs. Ce processus utilise la mémoire du routeur pour stocker des informations sur les réseaux.

Comme vous pouvez le voir dans l’image ci-dessous, le protocole OSPF utilise deux structures de données pour stocker les informations : La table des voisins et la base de données des états de liens.

Routeur R1 utilisant la table des voisins OSPFv2 et la base de données de l'état des liens.

Table des voisins: Cette table contient tous les routeurs qui exécutent le protocole OSPF sur la même liaison (et non sur le même réseau). Par exemple :

R1#show ip ospf neighbor

Neighbor ID    Pri    State       Dead Time    Address      Interface
10.10.0.2        1    FULL/BDR    00:00:34     10.10.0.2    GigabitEthernet0/0

ID du routeur	Priorité	État	Temps mort	Adresse	Interface
10.10.0.2	1	FULL/BDR	00:00:34	10.10.0.2	GigabitEthernet0/0

N’essayez pas de tout comprendre dans le tableau. Nous examinerons tous ces éléments ensemble au fur et à mesure que nous avancerons dans le cours.

Base de données de l’état des liens: Cette table stocke toute la topologie du réseau. Il s’agit de la carte du réseau.

5. Paquets OSPF

Maintenant que vous avez vu comment les routeurs OSPF stockent les informations du réseau, vous devez comprendre comment ils récupèrent ces informations.

Tout d’abord, les routeurs récupèrent des informations sur les réseaux adjacents (directement connectés aux interfaces). Les routeurs OSPF se connectent ensuite aux routeurs adjacents et échangent des informations sur la topologie du réseau à l’aide de paquets OSPF.

Adjacence OSPF entre deux routeurs R1 et R2 utilisant des paquets Hello pour échanger des informations sur le réseau.

Comme le montre le diagramme ci-dessous, R2 est adjacent à R1. R1 envoie alors de nombreux paquets à R2 pour connaître ses informations réseau. R2 répond alors avec des informations telles que le réseau connecté 172.16.0.0/24.

Diagramme de l'échange de paquets OSPFv2 entre les routeurs R1 et R2. Paquets OSPF Hello, DBD, LSR, LSU et LSAck.

Il existe 5 types de paquets OSPFv2 :

Paquet Hello: Il envoie un message au routeur voisin et établit une contiguïté. Cela permet de créer la table des voisins.
Paquet DBD (DataBase Description): Résumé de la base de données de l’état de lien. Ce message est envoyé aux voisins pour déterminer si les bases de données sont synchronisées.
Paquet LSR (Link-State Request): Dans le cas de bases de données non synchronisées avec le voisin, demande des enregistrements d’état de liens spécifiques (dans leurs bases de données).
Paquet LSU (Link-State Update): Il envoie des enregistrements d’état de liens spécifiques demandés par un voisin. Ces paquets contiennent de nombreux LSA (Link-State Advertisements), que nous verrons plus loin.
Paquet LSAck (Link-State Acknowledgement): Accuse réception d’autres paquets.

Numéro LSA	Nom de l’ASL	Objectif de l’ASL
LSA type 1	LSA du routeur	Chaque routeur OSPF envoie un LSA de type 1 à tous les autres routeurs de la zone. Ce LSA contient l’ID du routeur et un type de lien. Le paquet LSU contient autant de LSA de type 1 que l’expéditeur a d’interfaces configurées (lien). Dans l’exemple ci-dessus, R1 envoie un LSU avec deux LSA de type 1 (Lien 1:192.168.0.1 et Lien 2:10.0.0.1).
LSA type 2	LSA réseau	Envoyé par un DR à tous les routeurs de la zone. Ce LSA contient une liste de tous les routeurs situés sur le même réseau multi-accès que le DR. Le DR informe tout le monde de l’existence de son réseau et de tous les routeurs qui s’y trouvent.
LSA type 3	Résumé LSA	Ce type de LSA n’est envoyé que dans un environnement multi-zones (sujet CCNP).
LSA type 4	Résumé ASBR LSA	Sujet CCNP.
LSA type 5	LSA externe du système autonome	Sujet CCNP.
LSA type 6	Multicast OSPF LSA	Sujet CCNP.
LSA type 7	LSA de zone pas si stubby que ça	Sujet CCNP.
LSA type 8	LSA d’attribut externe pour BGP	Sujet CCNP.

C’était compliqué ? C’est normal, c’est l’un des sujets les plus compliqués du CCNA. J’ai essayé de le rendre aussi facile à comprendre que possible, sans entrer dans des détails inutiles. Prends le temps de le relire. Une fois que tu auras terminé les cours de configuration OSPF, tu pourras y revenir dessus.

Les paquets LSU envoyés contiennent un ou plusieurs LSA (Link-State Advertisements). Il existe 8 types de LSA.

De plus, seuls les deux premiers types de LSA sont importants pour l’examen CCNA. Vous pouvez oublier les autres pour l’instant car nous ne les utiliserons pas.

6. Table de routage

Une fois qu’un routeur OSPF dispose de toutes les connaissances nécessaires sur le réseau, il peut déduire les itinéraires les plus courts vers chaque destination.

Ce mécanisme utilise la base de données de l’état des liens, qui est simplement un graphe de réseau avec des poids de chemin (métriques). L’algorithme utilisé pour calculer le chemin le plus court est connu sous le nom d’algorithme de Dijkstra.

Sortie de la table de routage OSPF pour le routeur R1 affichant les routes apprises et connectées

Tu as maintenant tous les concepts OSPFv2 nécessaires pour passer à l’étape suivante.