Le protocole OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) est un protocole de routage interne IP de type « à état de liens ». Il a été développé au sein de l'Internet Engineering Task Force (IETF) à partir de 1987. La version actuelle d'OSPFv2 est décrite dans la RFC 2328 en 1997. Une version 3 est définie dans la RFC 2740 et permet l'utilisation d'OSPF dans un réseau IPv6.

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 connecté par des messages Link-state advertisements (LSA) propagés de proche en proche à tous les routeurs du réseau. L'ensemble des LSA forme une base de données de l'état des liens Link-State Database (LSDB) pour chaque aire, qui est identique pour tous les routeurs participants dans cette aire. Chaque routeur utilise ensuite l'algorithme de Dijkstra, Shortest Path First (SPF) 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.

Notion d'aire et types de routeurs

Afin d'éviter de propager la totalité de la base de données des liens et de limiter l'impact négatif du bagottement ou flapping (alternance rapide dans la disponibilité d'un lien), on segmente l'ensemble des routeurs en groupes connexes appelés aires, à la frontière desquels on peut procéder à des résumés. Chaque aire est distinguée par un nombre entier positif ou nul variant de 0 à 4 294 967 295, ce nombre est parfois exprimé en notation décimale pointée, de la même manière qu'une adresse IP. Chaque sous-réseau appartient à une seule aire.
Il existe toujours une aire dorsale (backbone area), area 0 ou encore area 0.0.0.0 à laquelle toutes les autres aires sont connectées.
Les aires sont logiquement contiguës. Si les routeurs qui constituent une aire ne sont pas physiquement contigus, alors des liens virtuels sont configurés entre les routeurs qui ont en commun une aire de transit. Ces liens virtuels appartiennent à l'aire 0. Le protocole les traite comme des liens point-à-point non numérotés.
Chaque routeur est identifié à l'aide d'un router-id unique dans le réseau. Le router-id est un nombre positif codé sur 32 bits, il est habituellement représenté sous la forme d'une adresse IP. À défaut d'une configuration explicite, l'adresse IP locale la plus élevée sera utilisée, et s'il existe des interfaces de type loopback, l'adresse IP la plus élevée de celles-ci sera utilisée comme router-id. La détermination du router-id a lieu uniquement à l'initialisation du processus OSPF et persiste ensuite, indépendamment de la reconfiguration ou du changement d'état des interfaces.

Types de routeurs

On distingue les types de routeurs suivants :

Routeur interne 

• un routeur dont toutes les interfaces se trouvent dans la même aire ;

Area Border Router (ABR) 

• un routeur qui dispose d'interfaces dans des aires différentes ;

Autonomous System Border Router (ASBR) 

• un routeur qui injecte dans OSPF des routes qui proviennent d'autres protocoles de routage ou des routes statiques ;

Routeur backbone 

• un routeur dont au moins une interface appartient à l'aire 0. Tous les ABR sont des routeurs backbone.