НОУ ІНТУІТ, Лекція, Протокол OSPF

4.1. Загальні відомості про протокол OSPF

інтуіт

Областей (зон) може бути декілька, серед яких нульова область (area 0) є головною або єдиною. Інші зони взаємодіють з нульовою областю, а безпосередньо між собою не взаємодіють. Взаємодія периферійних областей з магістральною (area 0) здійснюється через прикордонні маршрутизаториABR(рис. 4.1). Далі розглядається випадок єдиної області area 0.

Протокол OSPF оперативно реагують зміни у мережі, забезпечуючи швидку збіжність . Він може працювати з обладнанням різних фірм виробників, і тому набув широкого поширення. Адміністративна відстань протоколу OSPF дорівнює110(див. табл. 1.1).

Протокол OSPF формує три бази даних, на основі яких створює відповідні таблиці:

  1. База даних суміжності(adjacency database) дозволяє сформуватитаблицю сусідніх пристроїв(neighbor table), вміст якої можна подивитися за командою show ip ospf neighbor .
  2. На основібази даних про стан каналів(Link-State Data Base -LSDB) формуєтьсятаблиця топологіїмережі (topology table), що перевіряється за командою show ip ospf database . Після сходження мережібази данихпро стан каналівLSDBповинні бутиоднаковіу всіх маршрутизаторів області.
  3. На основі бази LSDB і бази даних суміжності формуєтьсябаза пересиланняі створюєтьсятаблиця маршрутизації, яку можна подивитися за командою show ip route .

Східністьабо конвергенція ( convergence ) мережі досягається, коли бази даних про стан каналівLSDB однаковіу всіх маршрутизаторів області.

Для обміну маршрутноюінформацією між пристроями протокол OSPF використовує п'ять типів пакетів:

  1. Пакет привітанняHello.
  2. Пакет опису бази даних Data Base Description -DBD.
  3. Пакет запиту Link-State Request -LSR.
  4. Пакет оновлень Link-State Update -LSU.
  5. Пакет підтвердження Link-State Acknowledgment -LSAck.

ПакетиHelloмаршрутизатор відправляє з усіх своїх інтерфейсів, щобвиявитисусідні пристрої. На відміну від інших, Hello-пакети розсилаються періодично і досить часто, щоб безперервно відстежувати працездатність сусідніх пристроїв. Після обміну Hello-пакетами між сусідніми пристроями встановлюються та підтримуютьсявідносини суміжності(adjacency) і формуються таблиці сусідніх пристроїв.

Розрізняють три типи мереж:

  1. Широкомовні з множинним доступом (Broadcast multi-access), наприклад, Ethernet.
  2. Мережі типу "точка-точка" (Point-to-point).
  3. Неширокомовні з множинним доступом (Non broadcast multi-access - NBMA), наприклад мережі Frame Relay, ATM.

ПакетDBDмістить скорочений список бази даних передавального маршрутизатора і використовується приймаючим маршрутизатором длясинхронізації (перевірки)своєї бази даних . Бази даних мають бути ідентичними. Приймаючий маршрутизатор може запросити повну інформацію про входи бази даних передавача, використовуючи пакет запиту Link-State Request -LSR.

Пакет OSPF розміщується всередині IP-пакета відразу за IP-заголовком (рис. 4.2).

Заголовок OSPFмістить:

  • тип пакета;
  • ідентифікатор маршрутизатора (Router & gt;

Ці пакети OSPFзалежать від типу пакета. Так пакетпривітання Hello включає:

  • маску мережі чи підмережі;
  • інтервали часу розсилки пакетів (Hello Interval); інтервал простою (Dead Interval);
  • пріоритет маршрутизатора;
  • ідентифікаторипризначеного(головного, що визначає)маршрутизатора(Designated Router -DR) тазапасногопризначеного маршрутизатора (Backup Designated Router -BDR) даної галузі;
  • Список сусідніх пристроїв, що містить ідентифікатори сусідів.

Для формування суміжності необхідно, щоб маршрутизатори працювали в мережі одного типу, і сусідні пристрої повинні бути однакові:

  1. Період часу обміну Hello-пакетами (Hello Interval).
  2. Період часу простою (Dead Interval), після якого зв'язок вважається втраченою, якщо цей час було отримано жодного Hello-пакета.

Вибірпризначеного(головного) маршрутизатора області мережі (Designated -DR) та запасного призначеного маршрутизатора мережі (BDR), проводиться у мережах з множинним доступом. У мережах "точка-точка" цей механізм не використовується. У сегменті мережі з множинним доступом кілька маршрутизаторів пов'язані між собою. Оскільки кожен маршрутизатор повинен встановити повне відношення суміжності з усіма сусідніми маршрутизаторами та обмінятися інформацією про стан зв'язку всіх з'єднань, то, наприклад, за 5 маршрутизаторів необхідний обмін десятьма станами зв'язку. У випадку для n маршрутизаторів має бути n*(n-1)/2 обмінів, потім мають бути виділені додаткові ресурси, передусім, смуга пропускання .

ВибірDRтаBDRвідбувається на основі порівняння пріоритетів маршрутизаторів. За промовчаннямпріоритетвсіх маршрутизаторів дорівнює 1. Значення пріоритетуможе бути будь-яким від 0 до 255. Маршрутизатор із пріоритетом 0 не може бути обранимDRабоBDR. Маршрутизатор із найвищим OSPF пріоритетом буде відібраний як DR маршрутизатор. Маршрутизатор з другим пріоритетом буде BDR.

Якщо не встановлено жодних додаткових параметрів і пріоритет однаковий, вибірDRіBDRвідбувається на основі ідентифікаторів (ID) маршрутизаторів.

Ідентифікатор маршрутизатора ( >за командою:

Ця команда має найвищийпріоритетпризначення ідентифікатора маршрутизатора.

Якщо ідентифікатор не заданий адміністратором, то протокол OSPF автоматично вибирає як>Маршрутизатор із вищим значенням ідентифікатора>Маршрутизатор із другим найбільшим значенням ідентифікатора ID стаєBDR.

Після виборуDR і BDR зберігають свої ролі, навіть якщо до мережі додаються маршрутизатори з більш високим пріоритетом доти, доки маршрутизатори не будуть переконфігуровані.

Створення інтерфейсу loopback здійснюється за командою interface loopback, наприклад:

Інтерфейс loopback повинен формуватися з маскою підмережі на 32 біти -255.255.255.255. Така маска називається маскою вузла, оскільки маска визначає мережу одного вузла.

Зміна пріоритету OSPF може виконуватися адміністратором за командою ip ospf priority в режимі конфігурування інтерфейсу:

Значення пріоритету (№) інтерфейсу може змінюватися в межах від 0 до 255. Пріоритет можна переглянути за командою:

При підключенні маршрутизатора, наприклад до мережі ( мал. 4.3), протокол OSPF проходить послідовно кілька стадій, щоб досягтизбіжності. На етапі встановлення відношення суміжності відбувається перехід інтерфейсу G0/1маршрутизатора з вимкненого стануDownв станInit, коли інтерфейс починає передавати Hello-пакети.

лекція

Отримавши Hello-пакет зі своїм власним ідентифікатором, маршрутизатор Додає пристрій А в свою базу даних суміжності і формує таблицю сусідніх пристроїв. Протокол OSPF переводить маршрутизатор у станTwo-Way.

На наступному етапі синхронізації баз даних у станіExStart​​пристрій з більш високим значенням ідентифікатора (маршрутизатор) стає провідним, яке починає процес обміну пакетами DBD з веденим (станExchange). Отримання пакетів DBD підтверджується пакетами LSAck. Якщо інформація в пакетах DBD показує, що потрібні додаткові дані, використовуються пакти LSR і LSU (станLoading, працює алгоритм SPF ). Досягнення маршрутизаторами збіжності характеризується станомFull.

Після синхронізації баз даних пакети LSU розсилаються тільки за змінами топології мережі або кожні 30 хвилин роботи.