OSPF, c’est quoi ?

• OSPF: Open Shortest Path First
• OSPF est un protocole à état de liens (Chaque routeur possède une    connaissance complète de la topologie réseau au sein d’une zone (area))
• OSPF économise la bande passante (Utilise le Multicast pour les mises à jour qui sont envoyées uniquement lors d’un changement de topologie)
• Il y a deux versions de OSPF (OSPFv2 pour IPv4 et OSPFv3 pour IPv6
• OSPF fonctionne en VLSM (Variable-Length Subnet Mask ou masque de sous-réseau variable)
• OSPF supporte l’agrégation et la “summarization” de routes
• OSPF offre une convergence très rapide (les changements de routage sont propagés de manière incrémentielle et non périodiquement)
• OSPF est un protocole du type IGP (Interior Gateway Protocol)
• En OSPF, il n’y a pas de limite du nombre de sauts
• OSPF fonctionne uniquement dans un environnement TCP/IP et utilise le protocole UDP

A quoi sert le protocole OSPF ?

• Découvrir d’une façon dynamique les routes vers les réseaux d’un inter-réseau et les inscrire dans une base de données(DBD)
• Déterminer la meilleure route parmi toutes les routes possibles et l’inscrire dans la table de routage (Routing table)
• Détecter les routes qui deviennent invalides et les supprimer de la table de routage
• Tenir à jour la table de routage en ajoutant de nouvelles routes ou en remplaçant les routes perdues

OSPF maintient trois types de tables

• Neighbor Table (Table de voisinage) : Contient la liste de routeurs voisins (neighboring routers) avec qui le routeur va échanger les informations
• Topologie Table (Table de la topologie réseau) : Egalement appelée LSDB (Link State DataBase), Topologie Table contient la liste des routeurs et les informations sur leurs états de liens (network destination, prefix length, link cost etc.
• Routing Table (Table de routage) : Egalement appelée forwording table, cettetablecontientuniquement les meilleurs routes vers les différentes destinations  

Comment opère OSPF ?

OSPF opère en quatre étapes :

• Neighbor discovery (Etablissement de relations de voisinage) : Pour découvrir ses voisins, le routeur envoie un message hello en multicast (224.0.0.5/FF02 :: 5).Tous les routeurs voisins avec OSPF activé, reçoivent ce message .Chaque routeur vérifie si les informations listées dans le tableau de la figure 1, auquel cas, le routeur répond en unicast en envoyant son router ID dans le neighbor list.

• Exchanging topology table (LSDB) : Les routeurs envoient les messages DBD (DataBase Description) en multicast pour s’échanger leurs LSDBs. Quand un routeur reçoit le LSDB, il engage les actions suivantes :

• Choix du meilleur chemin : Maintenant que tous les routeurs ont la même topologie table (LSDB), chaque routeur va appliquer séparément l’algorithme SPF pour déterminer les meilleurs chemins
• Building up routing table : Chaque routeur met les meilleurs chemins calculés précédemment dans une table appelée routing table .C’est cette table qui va être utilisée pour le routage du trafic

Comment maintenir les informations de routage ?

• Envoie périodique de message Hello:Le routeur envoie périodiquement (toutes les 10 secondes pour un réseau LAN) un paquet Hello à tous ses voisins
• Envoie d’un triggered (Instant) update: Chaque fois qu’une information réseau change, un update est envoyé
• Maintien à jour du nombre séquentiel de l’état du lien: Ce nombre sert à s’assurer que toutes les informations en base de données sont à jour. Il est écrit sur quatre octets et va de 0x80000001 à 0x7fffffff

Topologies réseaux OSPF

Le protocole OSPF peut être opéré pour différentes topologies réseau. La manière d’établir une relation de voisinage va dépendre de la topologie réseau. Aussi, il est important de configurer OSPF correctement selon chaque type de topologie (Il faut noter, à titre d’exemple que la création de la relation de voisinage se fait automatiquement dans certains types de topologies alors qu’elle doit être créee manuellement pour d’autres.

Broadcast Multi-access : La figure 2 représente un exemple d’une topologie Broadcast Multi-access. 

• Cette topologie concerne généralement les technologies type LAN (Ethernet, Token Ring…)
• La relation de voisinage (neighbor relationship) est créée automatiquement
• Nécessité d’élection de DB/BDR
• Par défaut, le paquet Hello est tous les 10 secondes et le dead interval est de 40 secondes
• Le paquet envoyé au DR/BDR est du type multicast sur l’adresse 224.0.0.6/FF02 ::6
• Les paquets envoyés par le DR aux autres routeurs est du type multicast sur l’adresse 224.0.0.5/FF02 ::5 Tous les routeurs voisins forment une relation full adjacencies uniquement avec le DR et le BDR. L’élection du DR et du BDR se fait selon les critères suivants :

Point-to-Point Network : La figure 3 représente un exemple d’une topologie Point-to-Point.

• Généralement, il s’agit d’interfaces du type série exécutant soit PPP, soit HDLC
• La relation de voisinage (neighbor relationship) est créée automatiquement
• Il n y a pas de notion de DR/BDR
• Par défaut, le paquet Hello est tous les 10 secondes et le dead interval est de 40 secondes

Non Broadcast Multi-Access Network (NBMA): La figure 4 représente un exemple d’une topologie Non Broadcast Multi-access Network

• Une seule interface interconnecte plusieurs sites comme Frame Relay/X.25/ATM
• Les technologies NBMA supporte des routeurs multiples mais sans possibilité de broadcast
• La relation de voisinage (neighbor relationship) doit être créée manuellement
• Par défaut, le paquet Hello est tous les 30 secondes et le dead interval est de 120 secondes