(TIỂU LUẬN) báo cáo đồ án cơ sở (MT220DV01) đề tài tìm hiểu giao thức open shortest path first (OSPF) trên router juniper

KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ (MT220DV01) ĐỀ TÀI: Tìm hiểu giao thức Open Shortest Path First (OSPF) router Juniper Giảng viên hướng dẫn : Đinh Ngọc Luyện Lớp Sinh viên Sinh viên Sinh viên HK15.2 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper MỤC LỤC Thuật ngữ viết tắt 1.1 Tìm hiểu thành phần router Juniper 1.2 Quá trình hoạt động OSPF 1.3 Bành trướng quy mô mạng OSPF Tìm hiểu thành phần router Juniper 2.1 Lịch sử Juniper Networks 2.2 Tổng quan thiết bị JUNOS 2.3 Thành phần router Juniper 2.3.1 Routing engine (RE) 2.3.2 Packet forwarding engine (PFE 2.4 Cách thức hoạt động RE PFE 2.4.1 Maintains Routing Engine Intel 2.4.2 Controls and monitors chassis 2.4.3 Forward traffic 2.4.4 Transit traffic 2.4.5 Exception Traffic: Part 2.4.6 Exception traffic: Part Tìm hiểu Operation mode Juniper 3.1 Tìm hiểu Configuration mode Juniper 3.1.1 Tổng quan 3.1.2 Giới thiệu sơ lược Configura 3.2 Bên Configuration mode có gì? 3.2.1 Nắm rõ bước 3.2.2 Chỉnh sửa Configure mod 3.2.3 Thực thi cấu hình Quá trình hoạt động OSPF 4.1 Tổng quan giao thức Link-State 4.2 Các loại gói tin 4.2.1 Phần Header 4.3 OSPF Hello packet I Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper 4.4 OSPF Database description Packet 4.5 Link-State Request 4.6 Link-State Update Packet 4.7 Link-State Acknowledgment Packets 4.8 Forming Adjacency 4.9 Troubleshooting an Adjacency Formation Bành trướng quy mô mạng OSPF 5.1 Các loại LSA 5.2 Designated Routers 5.2.1 Backup Designated Router 5.2.2 Quá trình bầu cử DR 5.3 Các phương pháp bành trướng quy mô mạng OSPF 5.3.1 Các loại router OSPF 5.3.2 Phân loại area OSPF Lab khảo sát 6.1 Lab single area 6.1.1 Mô tả 6.1.2 Cấu hình 6.1.3 Khảo sát 6.2 Lab multiarea 6.2.1 Mô tả 6.2.2 Cấu hình & Khảo sát trước 6.2.3 Cấu hình & Khảo sát sau có 6.3 Lab khảo sát vùng stub OSPF Juniper 6.3.1 Mô tả 6.3.2 Cấu hình & khảo sát 6.4 Lab khảo sát vùng totally stub OSPF Juniper 6.4.1 Mô tả 6.4.2 Cấu hình & khảo sát 6.5 Lab NSSA 6.5.1 Mô tả 6.5.2 Cấu hình & Khảo sát II Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper 6.6 Lab khảo sát E2 Juniper 6.6.1 Mơ tả 6.6.2 Cấu hình & khảo sát 6.7 Lab khảo sát E1 Juniper 6.7.1 Mô tả 6.7.2 Khảo sát gói tin External Route III Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Thuật ngữ viết tắt 1.1 Tìm hiểu thành phần router Juniper ISP Kernel Broadcast Multicast Unicast Packet Chasis 1.2 Quá trình hoạt động OSPF LSDB DD Adjacency Field Loop Forward MTU 1.3 Bành trướng quy mô mạng OSPF LSA DR BDR Flood Default-route Next-hop ABR ASBR Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Tìm hiểu thành phần router Juniper 2.1 Lịch sử Juniper Networks Juniper Networks công ty đa quốc gia có trụ sở Sunnyvale, tiểu bang California Hoa Kỳ Cơng việc hãng phát triển sản xuất sản phẩm mạng bao gồm router, switch, phần mềm quản lý network, firewall công nghệ SDN – Software-defined networking ( Tạm dịch: Phần mềm định nghĩa Network) Kể từ thành lập, Juniper chủ yếu tập trung vào việc phát triển sản xuất core router thường ISP tin tưởng sử dụng Đồng thời sau mua Unisphere vào năm 2002, Juniper bắt đầu tham gia thị trường edge router ISP sử dụng để định tuyến đến khách hàng riêng biệt Vào khoảng năm 2003, Juniper bắt tay vào mảng an tồn thơng tin sau mua cơng ty NetScreen Technologies vào năm sau 2.2 Tổng quan thiết bị JUNOS Hệ điều hành cho môi trường mạng hãng Juniper Networks sử dụng Junos Đây xem não thiết bị hoạt động cho mục đích khác Routing, Switching kể Security Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Dịng routing Junos 2.3 Thành phần router Juniper Có hai thành phần hệ thống Routing Engine Packet Forwarding Engine đại diện cho hai luồng chức Control plane Forwarding plane Đây quy tắc thiết kế hệ thống router Juniper Networks 2.3.1 Routing engine (RE) Đây vị trí trung tâm, não router dùng để điều khiển hệ thống Tất việc làm liên quan tới định tuyến, giao thức RE định đưa đường tốt vào bảng routing Dữ liệu bảng routing sau chép vào bảng forwarding Packet Forwarding Engine Chính bảng forwarding thành phần cho phép router gửi gói tin Ngồi RE cịn nơi hoạt động hệ điều hành Junos Các chức khác: Nâng cấp phần mềm Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Monitor cấu hình router Duy trì bảng routing Kết nối với Packet Forwarding Engine thông qua Internal Link … 2.3.2 Packet forwarding engine (PFE) Khi RE nơi tính tốn đường tốt lưu vào bảng routing PFE nơi đảm nhiệm chức forward gói tin qua router PFE nhận bảng forwarding từ RE thông qua internal link 2.4 Cách thức hoạt động RE PFE 2.4.1 Maintains Routing Engine Intelligence RE đảm nhiệm tất tiến trình hoạt động giao thức, tiến trình phần mềm để điều khiển interface, thành phần chassis, quản lý hệ thống, user kết nối vào thiết bị 2.4.2 Controls and monitors chassis RE cho phép user kế nối, thao tác điều khiển thiết bị mode top Junos kernel 2.4.3 Forward traffic PFE tự động forward traffic dựa bảng local forwarding Bảng forwarding PFE bảng thông tin tạo cung cấp RE 2.4.4 Transit traffic Transit traffic dẫn lưu lượng vào port, lưu lượng forward theo port dựa bảng forwarding để đến đích Transit traffic unicast multicast traffic: Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Unicast dẫn lưu lượng từ port port để tới đích Multicast dẫn lưu lượng từ port nhiều port để tới đích tuỳ vào lượng multicast recievers môi trường network 2.4.5 Exception Traffic: Part Exception traffic không giống transit traffic, exception traffic theo yếu tố sau: Packets gửi tới chassis, Routing protocol updates, Telnet, pings, traceroutes IP Packets với trường IP Traffic theo loại tin ICMP Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper 6.6.2.2 Khảo sát Sau cấu hình, ta thấy địa card loop routing table logical-system R5 type E2 (External Type 2) Đường đến E2 qua next-hop gồm logical-system R2, R3 R4 Do trường hợp đường đến route E2 có metric tương tự nhau, Juniper sử dụng ECMP (Equalcost multipath) ECMP sử dụng thuật toán để chọn đường đến route E2 (đường tốt đường có giá trị nhau) Trong hình, router chọn đường đến E2 thông qua interface ge-0/0/0.45 (dùng lện traceroute để kiểm tra) 65 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Để khảo sát cách hoạt động việc chọn đường tốt nhất, chọn next-hop ta điều chỉnh metric router ABR (vùng inter-area logical-system R5) để thấy rõ việc lựa chọn Bước 1: Đặc metric router ABR *OSPF chọn đường có giá thành nhỏ nên ta đặt metric nhỏ đường mà ta mong muốn Cụ thể R2 có metric 32, R3 R4 có metric 64 set logical-systems R2 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge-0/0/1.12 metric 32 set logical-systems R3 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge-0/0/1.13 metric 64 set logical-systems R4 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge-0/0/1.14 metric 64 Bước 2: Kiểm tra lại route logical-system R5 66 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Kết luận: Sau kiểm tra route, ta thấy router R5 chọn đường đến E2 qua next-hop Router R2 với metric 32 (kiểm tra lệnh show ospf database asbrsummary detail) Chứng tỏ R5 chọn đường tốt đường có giá thành nhỏ bỏ vào bảng routing 6.7 Lab khảo sát E1 Juniper 6.7.1 Mô tả OSPF học External routes theo đường có metric thấp OSPF routers tính metric E1 Routes cách cộng giá thành tốt từ Router vùng normal area đến ASBR, với Cost External Routes định nghĩa ASBR Một cách tổng quát, Routers nằm khác vùng với ASBR, việc tính tốn metric E1 Routes cho Routers có Metric khác theo nguyên tắc sau: Chọn giá thành tốt từ Router tới ABR (dựa LSBD vùng) Cost từ ABR tới ASBR (dựa LSA loại 4) External Cost External Route (dựa LSA loại 5) 67 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper 6.7.2 Khảo sát gói tin External Routes loại 6.7.2.1 Default Mơ tả Các cổng có tốc độ > 100Mbs, có metric mặc định Metric cổng loopback Nếu tất đường tới External routes, có cost hết, gói tin OSPF tự chọn đường đến External routes, đường down thay đường khác Cấu hình – Khảo sát – Giải thích Policy Redistribute External Route loại vào OSPF domain R1: set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct from interface lo0.1 set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct then external type set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct then accept Kiểm tra cấu hình policy R1: R5: Kiểm tra R5 học External Routes loại 68 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Kiểm tra R5 chọn đường để đến External Routes 69 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R5: R5 chọn đường tới R3 để đến External route 100.100.0.1 R5 chọn đường tới R4 để đến External route 100.100.1.1 Kiểm tra cost cổng có Route tới External Routes Theo hình ta biết R5 đến Routes ngồi có Metric = Kiểm tra metrics cổng ge-0/0/0.45 ge-0/0/0.35 70 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R5: R3: Kiểm tra cost R3 cổng ge-0/0/0.13 Kiểm tra cost R3 cổng ge-0/0/0.14 71 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R4: Giải thích Route 100.100.0.1/24 Metric = Cost Internal Route + Cost External Route = Cost cổng ge-0/0/0.35 + Cost cổng ge-0/0/0.13 + Cost cổng Loopback = 1+1+0=2 Route 100.100.1.1/24 Metric = Cost Internal Route + Cost External Route = Cost cổng ge-0/0/0.45 + Cost cổng ge-0/0/0.14 + Cost cổng Loopback = 1+1+0=2 6.7.2.2 Manual Metric External routes = 100 Mô tả Buộc R5 chọn đường tới R2 để External routes 100.100.0.1/24 100.100.1.1/24 o Cost từ R5 -> R2 = 10, R2 -> R1 = 10 o Cost từ R5 -> R3 = 20, R3 -> R1 = 20 o Cost từ R5 -> R4 = 30, R4 -> R1 = 30 Cấu hình – Khảo sát – Giải thích Policy Redistribute External Route loại vào OSPF domain R1: set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct from interface lo0.1 set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct then metric 100 72 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct then external type set logical-systems R1 policy-options policy-statement External term direct then accept R2: set logical-systems R2 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge0/0/0.12 metric 10 R3: set logical-systems R3 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge0/0/0.13 metric 20 R4: set logical-systems R4 protocols ospf area 0.0.0.1 interface ge0/0/0.14 metric 30 R5: set logical-systems R5 protocols ospf area 0.0.0.0 interface ge0/0/0.25 metric 10 set logical-systems R5 protocols ospf area 0.0.0.0 interface ge0/0/0.35 metric 20 set logical-systems R5 protocols ospf area 0.0.0.0 interface ge0/0/0.45 metric 30 Kiểm tra cấu hình metric policy R1 R1: 73 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R2: R3: R4: R5: R5: Kiểm tra R5 chọn đường để đến External Routes 74 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R5 chọn đường tới R2 để đến External routes 100.100.0.1 100.100.1.1 Đường tới R2 có Metric = 120 Kiểm tra cost cổng có Route tới External Routes Theo hình ta biết R5 đến Routes ngồi có Metric = 120 qua R2 Kiểm tra metrics cổng ge-0/0/0.25, ge-0/0/0.45 ge-0/0/0.35 75 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R5: Đường tới R2 Cost R5 chọn R2 để tới External Routes 100.100.0.1 100.100.1.1 Kiểm tra cost cổng area R2: 76 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R3: R4: Router R2 R3 R4 Router Kết Tổng cost đường tới External Routes 77 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R2 R3 R4 Kết luận 78 ... hệ thống OSPF 42 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper R3: R4: R5: 43 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper LSA R1: - Vì R1 nằm area nhất, bảng LSDB thị area R1 Các router ABR R2 R4... Default-route Next-hop ABR ASBR Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Tìm hiểu thành phần router Juniper 2.1 Lịch sử Juniper Networks Juniper Networks cơng ty đa quốc gia có trụ sở Sunnyvale, tiểu bang... xác định router quản lý trình đồng hóa 18 Đề án sở - Tìm hiểu giao thức OSPF Juniper Router Shiraz có router ID lớn (192.168.2.2) nên Master trình đồng Router Chardonnay nhận Shiraz có router ID