Routage dans les réseaux Internet : Protocole IP

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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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Structuration de l’Internet

En anglais

3. Protocole IP

Si le format des paquets IP n’a pas été modifié depuis sa publication dans le RFC 791 en septembre 1991, l’attribution de certains de ces champs est toujours discutée et continue d’évoluer. En même temps, un nouveau format vient d’être normalisé, appelé IPv6. Il permettra entre autre de s’affranchir des contraintes liées à la taille de 32 bits des adresses actuelles en utilisant des adresses quatre fois plus grandes sur 128 bits.

Nota :

les RFC (request for comment), documents standardisant les protocoles de l’Internet, sont disponibles sur le site de l’IETF www.ietf.org/rfc.html

Dans le paquet, les champs sont alignés sur des mots de 32 bits. Il est très important de maintenir cet alignement car il permet d’optimiser le traitement des paquets. Supposons qu’un paquet ne soit pas correctement aligné. Pour que le routeur retrouve l’adresse de destination avec laquelle il a pris sa décision de routage, il devrait par exemple faire une lecture en mémoire d’un mot de 1 octet, puis lire 16 bits et encore 1 octet. Si par contre les champs sont bien alignés, une seule instruction de lecture de la mémoire est nécessaire.

Le paquet IP est constitué des champs suivants (figure 2).

Version : vaut 4 dans les versions actuelles et 6 dans la prochaine version du protocole. C’est pour cette raison que ces protocoles sont généralement désignés par IPv4 et IPv6.

Longueur de l’en-tête : donne la longueur de l’en-tête en mots de 32 bits. Initialement, l’en-tête de cinq mots de 32 bits ne devait contenir que les informations minimales. Si d’autres informations étaient nécessaires, il était possible d’utiliser un champ option de longueur variable. L’expérience à montré que ce n’était pas une bonne idée. En effet, les paquets portant des options étant minoritaires, les routeurs ont donc été optimisés pour le traitement de paquets sans option. Si un équipement émet des paquets avec option, ceux-ci seront retardés. Il est donc très rare de voir de tels paquets dans le réseau. La valeur que l’on retrouve dans ce champ est générale-ment 5.

Type de service : la sémantique de ce champ a récemment été modifiée....