Routage dans les réseaux Internet : Définitions et principes

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Auteur(s)

Gerardo RUBINO
Laurent TOUTAIN : École nationale supérieure de Bretagne, Rennes (ENSTB)

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INTRODUCTION

Les routeurs permettent de concevoir des réseaux sans limitation de taille et de nombre d’équipements. Le routage devient indispensable pour interconnecter un réseau au reste de l’Internet, pour construire un grand réseau ou gérer des flux à l’intérieur du réseau. La difficulté de configuration d’un réseau routé n’est pas uniquement liée à l’administration du routeur proprement dit. Un plan d’adressage (c’est-à-dire l’ensemble de règles appliquées pour affecter une adresse à un équipement) doit être conçu et géré par l’administrateur du réseau.

Cet article présente les différents aspects d’ingénierie liés au routage. Après quelques définitions de base, le lecteur trouvera les règles d’attribution d’adresses mises en œuvre dans les réseaux Internet, ainsi que leurs évolutions au cours du temps, notamment la technique d’allocation hiérarchique CIDR et l’adressage privé. La présentation du protocole IP et du format des paquets insiste sur les champs utilisés pour le routage. On décrit également l’architecture d’un routeur et les règles de configuration ; la découpe en domaines de l’Internet et les différentes familles de protocoles de routage sont détaillées. Les protocoles mis en œuvre dans un site (RIP, OSPF, IS-IS) et les protocoles de routage mis en œuvre entre les sites (BGP) sont présentés, avant de décrire les évolutions du routage et en particulier le récent protocole IPv6.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-h1428

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Adressage IP

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1. Définitions et principes

Avant de commencer à décrire techniquement les méthodes utilisées dans l’Internet, il est intéressant de clarifier le vocabulaire, car il règne une certaine ambiguïté dans les termes employés :

le terme routage est souvent confondu avec le terme de relayage (forwarding ) qui fait référence à la fonction principale d’un routeur. Cette fonction consiste à recopier le plus vite possible un paquet sur l’interface de sortie. Initialement les équipements d’interconnexion mémorisaient entièrement l’information avant de la retransmettre (stockage et retransmission), mais pour optimiser les performances, certains équipements prennent la décision dès que l’en-tête est reçue. Cette technologie est appelée commutation (switching ) ;
la fonction de routage construit les bases de données (appelées tables de routage ) indiquant l’interface de sortie pour une destination. Cette information servira pour le relayage.

À première vue, ces définitions peuvent s’appliquer aux équipements de niveau 2 du modèle de référence de l’ISO (ponts) et de niveau 3 (routeurs). Dans la pratique, les algorithmes mis en œuvre dans les équipements sont différents. Le pontage de niveau 2 a un fonctionnement fortement automatisé. Lorsque l’on connecte un pont ou un commutateur sur un réseau local, celui-ci va se configurer automatiquement. Il en va de même pour les équipements terminaux : il n’est pas nécessaire de leur apprendre la présence des ponts ou des commutateurs. En contrepartie de cette simplicité de configuration, les réseaux pontés ou commutés résistent mal au facteur d’échelle : les performances du réseau se dégradent avec l’augmentation du nombre d’équipements ou de réseaux interconnectés. S’il est théoriquement possible de construire des réseaux de niveau 2 mondiaux, ceux-ci ne contiendront qu’un nombre limité d’équipements.

Le principe de fonctionnement est opposé pour les routeurs. Si la configuration de ce type d’équipement est relativement délicate, il n’existe pas de limite théorique quant à la taille du réseau. Le routage devient indispensable pour interconnecter un réseau au reste de l’Internet, pour construire un grand réseau ou gérer des flux à l’intérieur du réseau.

Le routage et le pontage ne s’opposent pas,...