Comprendre les protocoles de routage

Lorsqu’un ordinateur souhaite envoyer des données à un autre ordinateur, le protocole IP va encapsuler les données dans ce qu’on appelle un paquet IP (ou un datagramme IP).

Le routeur possède une table de routage, c’est-à-dire une liste d’adresses. Lors de l’envoi d’un paquet IP, le routeur envoie ainsi les données de routeur en routeur de manière à atteindre la destination. De nos jours, les tables de routage sont dynamiques, c’est-à-dire qu’elles se mettent à jour automatiquement.

Le routeur reçoit des paquets IP, il doit déterminer où il doit les envoyer, en fonction de l’adresse de destination mais aussi en fonction de l’état du réseau. Il choisit donc la destination en fonction de tables de routage dynamiques.

Il est possible d’observer le cheminement qui permet de se rendre à une adresse donnée : on visualise le cheminement des paquets de données entre les différents routeurs. On appelle cela le routage.

La méthode est différente selon le système d’exploitation utilisé.

Sous Windows, il faut taper la commande tracert dans l’invite de commande, suivie du nom de domaine du site.

Exemple
Voici l’itinéraire pour aller sur le site education.gouv.fr

Sous Linux et sous macOS, il faut taper la commande traceroute dans le terminal, suivie du nom de domaine du site.

« Vecteur de distance » signifie que les chemins entre les différents routeurs indiquent la direction et la distance.

• Le terme « vecteur » correspond à la direction et donc à l’adresse où il faut envoyer le paquet.
• La distance correspond à la métrique, c’est-à-dire au nombre de sauts de routeurs à traverser pour atteindre la destination.

On parle de protocole distribué et itératif car chaque routeur applique les mêmes procédures et les informations se propagent de routeur en routeur. Les informations échangées seront à chaque fois sur les routeurs voisins directs, avec les sauts pour atteindre une adresse donnée.

Le protocole RIP agit de la manière suivante.

Autre formulation : le protocole RIP compte le nombre de sauts entre les différents chemins et permet d’obtenir des tables de routage où le chemin pour aller d’un routeur à un autre comporte le moins de sauts possible.

On utilise un graphe pour représenter le chemin d’un paquet, d’un routeur de départ à un routeur de destination dans un réseau. Chaque sommet d’un graphe correspond à un routeur.

Exemple
On étudie le graphe suivant, qui représente un réseau.

On souhaite obtenir une table de routage simplifiée pour aller à une destination donnée : il s’agit d’obtenir le chemin le plus court pour chaque sommet de ce graphe.

Routeur	Destination	Distance (nombre de sauts réalisés)
A	E	3
B	E	1
C	E	2
D	E	1

Par exemple, le chemin le plus efficace pour aller du routeur A au routeur E est A-C-D-E ou A-C-B-E.
La distance de ce chemin est 3 puisqu’il faut réaliser 3 sauts.

Avec le protocole à vecteur de distance, on obtient des tables de routage qui permettent de faire le moins de sauts possible, mais cela ne tient pas compte de la notion de débit.

Le débit binaire maximal est appelé la bande passante. La bande passante s’exprime en bit/s, on parle aussi de bauds (en abrégé Bd).

Chaque routeur a une vue complète de l’ensemble des réseau, avec des informations sur les différents routeurs du réseau, dont la bande passante de chaque lien. Ce protocole permet donc à un routeur de choisir le chemin le plus rapide vers tous les routeurs du réseau.

Ce protocole est plus évolutif puisqu’il prend en compte rapidement les changements de topologie (structure) du réseau : tout comme pour le protocole à vecteur de distance, les mises à jour sont réalisées toutes les 30 secondes.

Lorsqu’un problème a lieu dans un réseau, c’est-à-dire qu’un routeur ne fonctionne plus, seul le protocole à état de lien arrive à détecter rapidement le problème (un routeur a une vue sur tous les autres routeurs du réseau), ce qui lui permet de trouver un autre chemin dans le réseau pour arriver à destination.

Chaque routeur établit dans un premier temps une cartographie complète du réseau en obtenant des informations sur les différents liens. Le routeur définit ensuite les chemins à prendre pour se rendre au routeur de destination.

On a donc un graphe pondéré, qui indique la valeur de la bande passante de chaque lien entre deux routeurs voisins.

On choisira le chemin avec la pondération la plus élevée, car c’est ce chemin qui assurera la bande passante la plus grande !

Exemple
On souhaite obtenir le routage simplifié pour aller du routeur A au routeur F : il s’agit d’obtenir le chemin qui a la pondération la plus élevée dans ce graphe.

Le chemin le plus efficace sera A-C-D-E-F car il a la plus grande pondération (10 + 8 + 7 + 9 = 34).
La distance de ce chemin est 4 puisqu’il faut réaliser 4 sauts.