Le routage dynamique avec OSPF

Passez du routage statique à RIPv2, puis à OSPF pour apprendre les routes et adapter les chemins après une panne.

Objectifs et prérequis

Vous allez faire apprendre les routes aux routeurs, puis leur faire choisir un chemin de secours. Vous devez savoir lire une table de routage et reconnaître un sous-réseau. Plateforme de toutes les commandes : Cisco Packet Tracer (IOS), routeurs 2911.

Situation de départ

HexaTech relie Paris à Lyon, puis ouvre Marseille. Au départ, les routeurs forment une chaîne : R1–R2–R3. Chaque routeur connaît ses réseaux directement connectés. Il lui manque les routes vers les LAN distants.

HexaTech : la liaison en tirets sera ajoutée pour créer un secours.

Routeur	G0/0 : LAN	G0/1	G0/2
R1 Paris	192.168.1.1/24	10.0.12.1/30 vers R2	10.0.13.1/30 vers R3
R2 Lyon	192.168.2.1/24	10.0.12.2/30 vers R1	10.0.23.1/30 vers R3
R3 Marseille	192.168.3.1/24	10.0.23.2/30 vers R2	10.0.13.2/30 vers R1

Chaque PC reçoit l’adresse .10/24 dans son LAN ; sa passerelle est l’adresse G0/0 du routeur local. Les interfaces utilisées sont déjà adressées et activées avec no shutdown, sauf G0/2 de R1 et de R3 (liaison R1–R3), ajoutées plus loin pour la redondance.

Comprendre le mécanisme

1. Routage statique : prévoir l’aller et le retour

Pour joindre Lyon, R1 doit savoir à qui transmettre le paquet. Sa table de routage associe un réseau destination à un prochain saut ou une interface de sortie. Pour 192.168.2.10, R1 peut envoyer à R2, 10.0.12.2. R2 doit aussi savoir revenir vers Paris.

1. Repérez le réseau distant et son masque.
2. Choisissez un prochain saut directement joignable.
3. Configurez aussi le retour, puis testez avec ping.

! R1, mode de configuration globale : vers Lyon
ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.12.2

! R2, mode de configuration globale : retour vers Paris
ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.12.1

Avec 20 sites, ces routes manuelles se multiplient. Un oubli de retour suffit à interrompre une communication.

2. Routage dynamique et RIPv2 : apprendre par les voisins

Pour éviter ces ajouts répétés, les routeurs échangent les réseaux qu’ils connaissent. Comme Alice, Bob et Claire qui partagent leurs chemins vers Paris, Lyon et Marseille, chacun apprend des autres. R3 connaît le LAN Marseille ; R2 l’apprend à 1 saut, puis R1 à 2 sauts.

RIPv2 propage la route vers Marseille, un saut supplémentaire à chaque relais.

RIPv2 (Routing Information Protocol, version 2) est un protocole à vecteur de distance. Chaque route reçue donne une direction, le voisin qui l’annonce, et une distance en sauts. Sa métrique compte les sauts : le plus petit nombre gagne. 15 au maximum ; 16 signifie inaccessible. Les annonces périodiques partent environ toutes les 30 s, en UDP 520, vers 224.0.0.9 en multicast. RIPv2 transmet aussi les masques : il accepte le VLSM.

1. Retirez les anciennes routes statiques vers les LAN distants sur chaque routeur (no ip route avec leurs paramètres).
2. Activez RIPv2 sur les réseaux directement connectés.
3. Désactivez le résumé automatique et rendez le LAN passif ; vérifiez avec show ip protocols, puis show ip route.

Sur R1, depuis le mode privilégié :

configure terminal
router rip
 version 2
 network 192.168.1.0
 network 10.0.0.0
 no auto-summary
 passive-interface GigabitEthernet0/0
end

En RIP Cisco, network utilise le réseau majeur : le réseau de classe A, B ou C qui contient l’adresse. Ainsi, 10.0.0.0 sélectionne les interfaces du réseau 10.0.0.0/8. no auto-summary conserve les sous-réseaux précis au passage entre réseaux majeurs. Le LAN passif reste annoncé aux autres routeurs ; aucune annonce RIP n’est envoyée vers ses PC. Sur R2 et R3, remplacez seulement 192.168.1.0 par leur LAN : 192.168.2.0 ou 192.168.3.0.

Avant l’ajout de R1–R3, voici une ligne simplifiée de show ip route sur R1 :

R 192.168.3.0/24 [120/2] via 10.0.12.2

Élément	Lecture
R et 192.168.3.0/24	Route RIP vers le LAN Marseille
120	Distance administrative de RIP
2	Métrique : deux sauts
via 10.0.12.2	Prochain saut : R2

La distance administrative départage les sources proposant le même réseau et le même préfixe. Par défaut sur Cisco : connectée 0, statique 1, OSPF 110, RIP 120. La plus petite gagne. Ainsi, une statique vers Marseille masque la route RIP vers ce même /24. La métrique compare les chemins d’un même protocole ; ne comparez pas des sauts RIP à un coût OSPF. Pour acheminer un paquet, le routeur utilise ensuite la route au préfixe le plus long qui contient sa destination.

3. Redondance et convergence : prévoir un secours physique

Un protocole ne peut pas inventer un câble. En chaîne, une panne R1–R2 isole Paris. Ajoutez R1–R3, 10.0.13.0/30 : RIP préfère alors Marseille à 1 saut plutôt qu’à 2. Si R1–R3 tombe, le trajet R1–R2–R3 reste possible.

1. Ajoutez la liaison de secours, adressez G0/2 sur R1 et R3 suivant le tableau, puis activez-les avec no shutdown (configuration d’interface).
2. Coupez R1 G0/2 avec shutdown en configuration d’interface.
3. Attendez, puis testez : RIP réapprend Marseille par R2, à 2 sauts. Rétablissez avec no shutdown.

La convergence est le processus par lequel tous les routeurs mettent à jour leurs routes après un changement. Elle prend du temps : des paquets peuvent être perdus pendant la bascule.

4. OSPF : choisir selon le coût

Une route courte encombrée peut être moins intéressante qu’une autoroute passant par davantage de villes. RIP compte les sauts, sans considérer le débit. OSPF, lui, donne un coût à chaque interface : plus il est faible, plus le lien est intéressant. Chez HexaTech, nous fixons les coûts à la main : R1–R2 = 10, R2–R3 = 10, R1–R3 = 30. Le LAN Marseille garde son coût automatique de 1.

Vers Marseille : OSPF préfère deux liaisons de coût 10 à une liaison de coût 30.

1. Listez les chemins possibles.
2. Additionnez les coûts des interfaces de sortie, jusqu’au réseau destination inclus.
3. Retenez la plus petite somme : ici 21 par R2, contre 31 en direct.

OSPF (Open Shortest Path First) est un protocole à état de liens : les routeurs partagent une carte du réseau. Les routeurs s’envoient des annonces d’état de liens (LSA) pour construire la LSDB (la carte commune du réseau). Une aire, ou zone, regroupe ces informations. Ici, tous les routeurs appartiennent à l’aire 0, l’aire dorsale.

OSPF : des voisins à la table de routage, sans détailler les états intermédiaires.

Sur Ethernet, les Hello partent toutes les 10 s ; après 40 s sans Hello, le voisin est déclaré perdu (Dead). Pour établir le voisinage, vérifiez : même sous-réseau et masque, même aire, mêmes minuteries et router-id (identifiants uniques des routeurs dans OSPF) distincts. Après une panne détectée, les routeurs diffusent le changement puis recalculent leurs routes avec SPF (Dijkstra). Une interface qui tombe signale immédiatement la panne ; si elle reste active sans recevoir de Hello, Dead sert de délai.

NoteÀ retenir : coût automatique ou imposé

Avec une référence de 100 Mb/s, FastEthernet coûte 100 ÷ 100 = 1. GigabitEthernet donne 100 ÷ 1 000 = 0,1, ramené au minimum 1. Le coût automatique vaut référence ÷ bande passante déclarée, arrondi à l’entier inférieur, avec un minimum de 1. ip ospf cost remplace ce calcul sur l’interface concernée, dans le sens de sortie seulement.

Un réseau multi-accès permet de brancher plusieurs routeurs, comme un segment Ethernet. Sur Ethernet, OSPF élit un DR (routeur désigné) et un BDR (remplaçant), pour organiser les échanges. Le DR relaie les échanges, pour éviter que chacun parle à tous. Même une liaison Ethernet /30 est multi-accès par défaut : elle possède ces rôles. À l’élection : plus haute priorité, puis plus haut router-id ; un DR en place garde son rôle.

Observer et appliquer

Configurer OSPF en aire 0

Pour retrouver le calcul de coût précédent, configurez les trois routeurs HexaTech. Le router-id identifie le routeur : nous choisissons 1.1.1.1, 2.2.2.2 et 3.3.3.3.

1. Retirez RIP avec no router rip en configuration globale, sur chaque routeur.
2. Fixez le router-id avant les instructions network.
3. Activez les interfaces avec network, puis rendez le LAN passif.

Une Loopback est une interface virtuelle. Le router-id se choisit dans cet ordre : commande router-id → plus haute IPv4 de Loopback active → plus haute IPv4 d’interface active. Sans Loopback ni réglage manuel, R1 choisirait ici 192.168.1.1. Un identifiant déjà choisi reste jusqu’au redémarrage du processus OSPF.

Pour sélectionner G0/1 de R1, 10.0.12.1/30, utilisez network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0. Le masque générique (wildcard) se calcule octet par octet : 255.255.255.255 − masque. Un bit à 0 impose la correspondance ; un bit à 1 ignore la valeur.

Préfixe	Masque	Masque générique
/24	255.255.255.0	0.0.0.255
/30	255.255.255.252	0.0.0.3

Sur R1, depuis le mode privilégié, dans Packet Tracer (IOS) :

configure terminal
router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0
 network 10.0.13.0 0.0.0.3 area 0
 passive-interface GigabitEthernet0/0
exit
interface GigabitEthernet0/1
 ip ospf cost 10
exit
interface GigabitEthernet0/2
 ip ospf cost 30
end

1 dans router ospf 1 est un numéro de processus local au routeur. network sélectionne des interfaces ; OSPF annonce ensuite leurs sous-réseaux. Le LAN passif reste annoncé, mais sans Hello ni voisin OSPF sur G0/0.

Routeur à configurer de même	Router-id	Réseaux à sélectionner	Coûts G0/1 ; G0/2
R2	2.2.2.2	LAN Lyon, R1–R2, R2–R3	10 ; 10
R3	3.3.3.3	LAN Marseille, R2–R3, R1–R3	10 ; 30

Gardez G0/0 passive et son coût automatique de 1 sur chacun.

Vérifier les voisins, les routes et le secours

1. Sur chaque routeur, contrôlez les quatre points du tableau, en mode privilégié.
2. Sur R1, retrouvez le coût 21 vers Marseille, prochain saut 10.0.12.2.
3. Depuis le PC Paris : tracert 192.168.3.10. Coupez R1 G0/1 : après convergence, le chemin direct coûte 31.
4. Vérifiez à nouveau les routes et le ping, puis rétablissez G0/1 avec no shutdown.

Commande	Point à contrôler
show ip ospf neighbor	Deux voisins par routeur, état FULL sur nos liaisons
show ip route	Routes O : [110/coût], réseau et prochain saut
show ip protocols	Router-id, instructions network, interface passive
show ip ospf interface	Aire 0, coût, Hello 10 s, Dead 40 s

Annoncer une route par défaut

Un paquet vers une destination absente de la table, Internet par exemple, a besoin d’une sortie commune : la route par défaut, 0.0.0.0/0. Si HexaTech reçoit un accès Internet, son routeur de sortie l’annonce. Dans le TP 5, ce rôle revient à FW, sur une autre topologie et un autre adressage.

1. Installez une route par défaut sur le routeur de sortie.
2. Après router-id, network et interfaces passives, ajoutez default-information originate sous router ospf 1.
3. Vérifiez sur les autres routeurs le code O*E2 : OSPF, candidate par défaut (*), externe de type 2.

Sans route par défaut présente, cette commande seule n’en annonce aucune. Le TP 5 met en œuvre l’Internet simulé sur une Loopback et la route O*E2.

Exercices de vérification

À vous : choisir et vérifier

1. Sur R1 en chaîne, que signifient 120/2 et 10.0.12.2 dans la route RIP étudiée ?
2. Avec les coûts HexaTech, calculez le trajet OSPF vers Marseille. Que reste-t-il si R1–R2 tombe ?
3. Donnez le masque générique d’un /26. Une interface passive annonce-t-elle encore son LAN ?
4. Sans commande router-id, R3 possède une Loopback 172.16.0.1 active. Quel identifiant choisit-il ?

Corrigé.

1. Distance administrative 120, métrique 2 sauts, prochain saut R2.
2. Par R2 : 10 + 10 + 1 = 21. Après la panne : direct 30 + 1 = 31, après convergence.
3. 255.255.255.255 − 255.255.255.192 = 0.0.0.63. Oui, le LAN reste annoncé ; aucun voisin OSPF dessus.
4. 172.16.0.1 : une Loopback est prioritaire sur les interfaces physiques, même si leur IPv4 est plus haute.

Synthèse

Point	RIPv2	OSPF
Informations échangées	Destinations et distances	État des liens : carte de l’aire
Métrique minimale recherchée	Sauts ; 16 = inaccessible	Somme des coûts de sortie
Repère Cisco	R, distance administrative 120	O, distance administrative 110

Retenez : apprendre → choisir → vérifier. Un secours exige un autre chemin physique et un temps de convergence. Configurez OSPF dans l’ordre : router-id → network → interfaces passives → annonce éventuelle de la route par défaut.

Pour aller plus loin

• TP 5 — Router le fil rouge avec OSPF : transposez la méthode au plan VLSM du TP 4.
• Pour distinguer 100 Mb/s et 1 Gb/s : auto-cost reference-bandwidth 1000 sous router ospf 1, sur tous les routeurs.
• RFC 2453 — RIPv2 : métrique, mises à jour et transport.
• RFC 2328 — OSPFv2 : Hello, carte et SPF.