Open shortest path first - Définition

Introduction

Open Shortest Path First (OSPF) est un protocole de routage IP interne de type protocole à état de liens (link-state protocol).

Fonctionnement général

Dans OSPF, chaque routeur établit des relations d'adjacence avec ses voisins immédiats en envoyant des messages hello à intervalle régulier. Chaque routeur communique ensuite la liste des réseaux auxquels il est directement connecté par des messages LSA (Link-State Advertisements) propagés de proche en proche à tous les routeurs du réseau. L'ensemble des LSA forme la base de données des liens Link-State Database (LSDB), qui est identique pour tous les routeurs participants. Chaque routeur utilise ensuite l'algorithme de Dijkstra, Shortest Path First pour déterminer la route la plus courte vers chacun des réseaux connus dans la LSDB.

Le bon fonctionnement d'OSPF requiert donc une complète cohérence dans le calcul SPF, il n'est donc par exemple pas possible de filtrer des routes ou de les résumer à l'intérieur d'une aire.

En cas de changement de topologie, de nouveaux LSA sont propagés de proche en proche, et l'algorithme SPF est exécuté à nouveau sur chaque routeur.

Répartition de la charge

OSPF est capable de répartir la charge sur plusieurs liens, pour autant que la métrique soit exactement identique pour chaque destination.

Métrique

OSPF utilise une métrique numérique simple, basée sur un coût additif. La valeur par défaut du coût d'un lien est de 10⁸/bande passante du lien en bit/s. Un lien de 10 Mbit/s aura par exemple un coût de 10. Pour tenir compte des connexions à très haute vitesse (1 Gbit/s et plus), on peut fixer manuellement le coût de chaque lien, ou bien fixer une bande passante de référence supérieure à celle par défaut.

Adjacence sur un réseau à diffusion

Une relation d'adjacence est nécessaire pour que les routeurs OSPF se partagent des informations de routage. Dans un réseau Ethernet si chaque routeur devait établir une contiguïté avec chaque autre routeur et échanger des informations d’état de liens la charge serait excessive, le nombre d'adjacences étant de , soit en O(n²). Pour pallier ce problème, on choisit un DR (routeur désigné) qui va recevoir toutes les informations sur l'état des liens et les retransmettre aux autres routeurs. Celui-ci devenant un point critique du réseau, on désigne aussi un BDR (routeur désigné de secours). Le nombre d'adjacence est donc en O(n).

OSPF utilise uniquement du multicast pour discuter avec les deux adresses suivantes :

• 224.0.0.5 utilisé par le routeur désigné (DR) pour envoyer les informations d’état de liens à tous les autres routeurs sur le segment.
• 224.0.0.6 utilisé par tous les routeurs pour envoyer les informations d'état de liens vers les routeurs désignés (DR et BDR).

Notion d'aire

Afin d'éviter de propager la totalité de la base de données des liens et de limiter l'impact négatif du flapping (alternance rapide dans la disponibilité d'un lien physique), on segmente l'ensemble des routeurs en groupes connexes appelés aires, à la frontière desquels on peut procéder à des résumés. Les routeurs à la frontière des aires sont appelés Area Border Router (ABR).

Il existe toujours une aire dorsale (backbone area' ou area 0) à laquelle toutes les aires doivent être directement connectées.

Un routeur qui injecte dans OSPF des routes depuis un autre protocole de routage ou des routes statiques est appelé Autonomous System Border Router (ASBR), ces routes seront marquées comme externes dans OSPF.