Protocoles de routage RIP et OSPF : cours de Terminale NSI

Quand tu envoies un message sur un réseau, il traverse souvent plusieurs routeurs avant d'arriver. Chacun reçoit le paquet, regarde l'adresse de destination et décide : « à quel voisin dois-je le confier ? ». Pour décider, il consulte une table de routage.

La question de ce cours est : qui remplit cette table ? Dans un petit réseau de maison, on pourrait la saisir à la main. Dans un réseau d'entreprise avec des dizaines de routeurs, ce serait long, et il faudrait tout corriger à chaque panne. On confie donc cette tâche à un protocole de routage : les routeurs se parlent, s'échangent des informations et calculent eux-mêmes leurs tables.

Le programme de Terminale NSI consacre un chapitre aux protocoles de routage, avec un travail « en mode débranché » sur les tables de routage ¹. En clair : on ne manipule pas de vrais routeurs, on raisonne sur un schéma de réseau, avec un crayon, pour retrouver les tables ou le chemin d'un paquet. Ce type de question est tombé au baccalauréat : le sujet de Polynésie (jour 2, 2024) demande de donner, avec le protocole OSPF, le chemin pris par un paquet entre deux points du réseau ².

Pour RIP, la métrique est la distance entre un routeur et un réseau donné, mesurée en nombre de sauts (« hops » en anglais) ⁴. Un saut correspond à une liaison traversée entre deux routeurs voisins.

Dans les exercices avec OSPF, on te donne un coût pour chaque liaison et on additionne les coûts le long d'un chemin. C'est la même idée que le nombre de sauts, sauf que toutes les liaisons n'ont plus le même poids.

Décortiquons cette définition.

• Vecteur de distances : chaque routeur possède une liste « réseau : distance », c'est-à-dire un vecteur de distances. Il la communique à ses voisins.
• Décentralisé : aucun routeur ne connaît tout le réseau. Chacun ne voit que ses voisins directs et ce qu'ils lui annoncent.
• Nombre de sauts : la distance est le nombre de liaisons à traverser ⁴.

Il existe plusieurs versions : RIPv1 et RIPv2 pour IPv4, et RIPng pour IPv6 ⁴. Au lycée, tu n'as pas besoin de distinguer leurs détails : le raisonnement est le même.

Prenons un réseau de cinq routeurs $A$, $B$, $C$, $D$, $E$. Les liaisons sont : $A$–$B$, $B$–$C$, $C$–$D$, $A$–$E$ et $E$–$D$. Il forme donc un anneau : $A$, $B$, $C$, $D$, $E$ puis retour à $A$.

La force de RIP est sa simplicité : une règle, un compteur. Sa faiblesse vient du même endroit. Compter les sauts revient à considérer que toutes les liaisons se valent. Une liaison rapide et une liaison lente comptent chacune pour 1.

L'article de référence sur RIP signale que ces limitations sont corrigées dans le protocole OSPF ⁴. Sans entrer dans le détail de chaque limitation, retiens la conséquence pratique : on a besoin d'un protocole capable de choisir un chemin mieux adapté au réseau que le simple plus petit nombre de sauts.

OSPF (Open Shortest Path First) est un protocole de routage conçu pour corriger des limitations de RIP ⁴. C'est un protocole à état de liens : chaque routeur connaît la carte complète du réseau et calcule lui-même les chemins de plus faible coût, avec l'algorithme de Dijkstra. Le coût d'une liaison dépend de son débit : plus la liaison est rapide, plus son coût est faible. Dans beaucoup de sujets, il se calcule par la formule $\text{coût}=\dfrac{10^8}{d}$, où $d$ est le débit en bit/s (par exemple, une liaison à 100 Mbit/s a un coût de 1). Ce protocole fait l'objet de questions de bac, par exemple pour déterminer le chemin suivi par un paquet ². Dans les réseaux d'entreprise ou d'opérateur, OSPF est l'un des protocoles de routage interne dynamiques que l'on rencontre, avec IS-IS ³.

Un grand réseau comme Internet est découpé en ensembles gérés chacun par une organisation : les systèmes autonomes (Autonomous Systems, AS). Pour relier ces ensembles entre eux, on utilise BGP, un protocole externe qui fait circuler d'un AS à l'autre les informations sur les réseaux que l'on peut joindre ³.

À l'intérieur d'un AS, on emploie un protocole de routage interne : en général OSPF ou IS-IS ³. BGP ne remplace pas ces protocoles internes ³. BGP est un sujet de culture générale : le travail attendu au bac porte sur le routage à l'intérieur d'un réseau, comme RIP et OSPF.