Hoạt động của giao thức OSPFBáo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
1 Mạng máy tính Đề tài: Hoạt động củagiaothức OSPF Sinh viên thựchiện: Nguyễn Hoàng Lê - Hà Thanh Hường Lớp : ĐT7 - K48 Mụclục • Đặctrưng của định tuyếngiaothứctrạng thái kếtnối. •Thuậtngữ OSPF. •Cácbướccơ bản trong hoạt động củaOSPF •CấuhìnhOSPF 2 Thuậtngữ • Link: Giao diệntrênmộtbộđịnh tuyến • Link state (trạng thái kếtnối): Mô tả một mạch ghép nốivàmốiquanhệ củanóvới các bộđịnh tuyếnlâncận, bao gồm: - Địachỉ IP/ mask củagiaodiện -Kiểumạng mà nó kếtnốitới -Bộđịnh tuyếnkếtnốivớimạng đó - Giá thành củakếtnối đó •Tổng hợpcủatấtcả các Link-states sẽ tạo nên một link state database Link-State Routing Protocols 3 Link-State 1. Tràn thông tin trạng thái kếtnối - Đốivớimỗi nút thì trướctiênbộđịnh tuyến trong hệ thống mạng sẽ thông báo mộtphầncủa thông tin trạng thái kếtnốitớitấtcả các bộđịnh tuyến trong hệ thống. Nó bao gồm các bộđịnh tuyếnlâncận và cost của đường kếtnốigiữa chúng -Mỗibộđịnh tuyếnsẽ gửi các thông báo tớitấtcả các bộ định tuyến trong mạng. Link-State 2. Xây dựng Topo cơ sở dữ liệu -Mỗibộđịnh tuyếnthuthậptấtcả thông tin trạng thái kếtnối từ các bộđịnh tuyếnkhácvàxếp nó vào 1 Topo cơ sở dữ liệu 3. Cây đường ngắnnhất (SPF), giảithuật Dijkstra -Sử dụng thông tin này, các bộđịnh tuyếncóthể xây dựng được 1 biểu đồ Topo củamạng lưới. 4 Link-State 4. Cây đường ngắnnhất -Giảithuậtnàytạo ra 1 cây SPF, nghĩalàmỗibộđịnh tuyếntự tạoragốccủa cây và kếtnốivớicácbộđịnh tuyếnkháctạo thành nhiều nhánh khác nhau. 5. Bảng định tuyến -Sử dụng cây SPF, bộđịnh tuyếntạora1 bảng định tuyến. Giao thức định tuyếntrạng thái kếtnối •Toànbộ Topo mạng đượcmôtả trong bảng cậpnhật định tuyến. • Các giao thứctrạng thái kếtnốiphảitínhtoánkíchthước thay vì được đề cậptớikíchthước trong việccậpnhật định tuyến • Thông tin Topo bao gồm cost kếthợpvớimỗi đường kết nối trong mạng • Các giao thứctrạng thái kếtnốiquảng bá mộtlượng lớn Topo thông tin về mạng. •Giảithuật đượcsử dụng để tính toán các tuyếnvớigiao thứctrạng thái kếtnối đượcgọilàthuậttoántìmđường ngắnnhất. (Giảithuật Dijkstra SPF). 5 Giao thức định tuyếntrạng thái kếtnối • Các router biếtdượcbảng của router, subnet và router nào sẽ kếtnốivới subnet nào. •Giaothứctrạng thái kếtnốichưabắt đầu phát các Topo thông tin tới các giao diện khi bộđịnh tuyếnkhởi động lần đầu tiên. •Thayvàođó, các giao thứctrạng thái kếtnốisử dụng quá trình xử lý bằng cách dò tìm các bộđịnh tuyếnlâncận. •Cácbộđịnh tuyếnlâncậnlàcácbộđịnh tuyếncũng họat đọng cùng mộtgiaothứctrạng thái kếtnối, nghĩalàchia sẻ 1 subnet chung • Ngay khi bộđịnh tuyến phát hiện đượccácbộđịnh tuyến lân cận, nó sẽ rao đổiTopocơ sở dữ liệuvàsauđótiến hành việc tìm đường ngắnnhất để tính toán các tuyếnmới. Giao thức định tuyến OSPF Giao Giao th th ứ ứ c c đ đ ị ị nh nh tuy tuy ế ế n n OSPF OSPF 6 Họat động củaOSPF 1. Mỗibộđịnh tuyến tìm ra các bộđịnh tuyếnlâncậntrênmột giao diện. Tậphợpcácbộđịnh tuyếnnàyđượclưu trong bảng neighbor table 2. Mỗibộđịnh tuyếnsử dụng 1 giao thứcxácđịnh để trao đổi Topo thông tin (LSAs) vớicácbộđịnh tuyếnlậncậncủa nó. LSA: Mô tả số subnet và mask, cost và các thông tin khác về subnet 3. Mỗibộđịnh tuyến đặt Topo thông tin trong Topo cơ sở dữ liệucủa nó. 4. Mỗibộđịnh tuyếntiếnhànhviệctìmđường ngắnnhấtdựa vào Topo cơ sở dữ liệucủanóđể tính toán tuyếntốtnhấttới mỗi subnet trong cơ sở dữ liệu. 5. Mỗibộđịnh tuyến đặttuyếntốtnhấttớimỗimạng cấpdưới trong bảng định tuyếnIP Ưu điểmcủa OSPF (1 of 2) • OSPF là giao thức định tuyếntrạng thái kếtnối - RIP, IGRP và EIGRP là các giao thức định tuyếnvecto khoảng cách, dễ dàng tạo thành vòng định tuyến, • OSPF có độ hộitụ nhanh - RIP và IGRP giữ trạng thái định thờicóthể là nguyên nhân làm giảmsự hộitụ. • OSPF hỗ trợ VLSM và CIDR - RIPv1 và IGRP thì không 7 Ưu điểmcủa OSPF (2 of 2) •Hệ OSPF củaCisco dựatrênbăng thông. -RIP dựatrênsố bướctruyền. - IGRP/EIGRP băng thông, độ trễ, độ tin cậyvàtải. • OSPF chỉ gửisự thay đổi ra bên ngoài khi chúng xảyra. -RIP gửitoànbộ bảng định tuyến trong 30s, con IGRP thì mất 90s để gửi. -Thêmnữa: với OSPF, bộđịnh tuyếnsẽ tràn LSAs của nó khi nó đạt 30 phút . • OSPF cũng sử dụng khái niệm vùng để thựchiện định tuyến phân cấp. •Giaothức định tuyếnchuẩnmở - IGRP và EIGRP là mộtdạng củaCISCO Hoạt động trạng thái ổn định • OSPF liên lạcvới vùng lân cậnbằng cách gửingẫu nhiên các gói nhỏ Hello packets thay vì cậpnhật đầy đủ định tuyến. • Hello packets nhậndạng subnet mà router đang gửi • Khi router lỗi không nhận đượcHellos từ vùng lân cậncho một dead interval, router tin rằng sự im lặng đóbị lỗi. - Hello interval: 10s ( trên giao diệnEthernet) - Dead interval: 40s ( trên giao diệnEthernet) • OSPF tiếptụchoạt động cho tớikhikếtthúckhoảng dead interval; sau đó, router đánh dấu now-silent router như “giảm bớt” trong Topo cơ sở dữ liệu. • Router kết thúc nhậnHellos , tiếnhànhgiảithuật Dijkstra để tính toán các tuyếnmới, dựa vào 1 trong số các ộđịnh tuyến củahệ thống hiện ở ngoài vùng phụcvụ. 8 Hạnchế loop OSPF •Giảithuật SPF hạnchế vòng lặpnhư 1 phầnthiếtyếucủa quá trình Topo cơ sở dữ liệu. •Giaothứctrạng thái kếtnỗi không cầnhạnchế vòng lặp, đặcbiệtnhư split horizon, poison revese Vấn đề trong hệ thống OSPF lớn •Một topo cơ sở dữ liệulớn đòi hỏibộ nhớ lớnhơn trong bộ định tuyến. •Việcxử lý 1 topo cơ sở dữ liệulớnbằng giảithuật SPF đòi hỏi xử lý năng lượng tăng theo hàm mũ củakíchthướccơ sở dữ liệu. •Cấpcủamộtgiaodiện đơn thay đổi(từ trên xuống dướihoặc ngượ clại) ảnh hưởng đếnmọi router để tiến hành SPF 1 lần nữa. 9 Giải pháp: Tiếnhànhphân cấp • OSPF Areas phá vỡ mạng lưới để router trong vùng này không biết được thông tin Topo về các subnet trong vùng khác Phân loại định tuyếnOSPF Internal: Các router vớicác giao diệncủanó thuộc cùng một vùng ASBR: Bộđịnh tuyếncóítnhất1 giao diệntương tác vớimạng bên ngoài ( hệ thống tự trị khác Backbone: Bộ định tuyếncóít nhất 1 giao diện kếtnốivớiarea 0 ABR: Bộđịnh tuyếnvớigiao diệngắnvới nhiều vùng 10 Thuậtngữ OSPF • Router ID: đượcsử dụng để đánh dấu các bộđịnh tuyến trong hệ thống OSPF. - Địachỉ IP định cấuhìnhvớilệnh OSPF router-id command - Địachỉ vòng lặpdàinhất (Highest loopback address). - Địachỉ IP có độ linh động cao nhất (Highest active IP address). • Địachỉ vòng lặpcóưu điểm là không bao giờ suy giảm, do đó giảmkhả năng tái thiếtlậpliềnkề. Lựachọn DR và BDR • Trong hệ thống đatruynhập, broadcast links (Ethernet), 1 DR và BDR (nếu có hơn 1 router) cần đượclựachọn. •DR -Bộđịnh tuyếnchỉđịnh. •BDR-Bộđịnh tuyếnchỉđịnh dự phòng. •ServvecủaDR như các điểmthu thậpchoviệcquảng bá trạng thái kếtnốitrênhệ thống đatruynhập (Link State Advertisement -LSAs). • 1 BDR dự bị cho DR. •Nếu1 mạng IP là hệ thống đatruynhập, router OSPF sẽ lựachọn1 DR và1 BDR. •Ngo ạitrừ 1 DR, sự hình thành của1 đường gầnkề giữamỗi router thêm vào sẽ tạoranhiều LSA không cầnthiết n(n-1)/2 đường liềnkề. • Tràn trong mạng lướisẽ tạonênsự hỗn độn. [...]... tuyến Lệnh “network” Rtr (config) # router ospf process-id Rtr (config-router) # network address wildcard-mask area area-id • Nói đến OSPF là nói đến giao diện mà cho phép OSPF hoạt động (gửi và nhận các cập nhật), kết nối địa chỉ và wildcard mask • OSPF bao gồm lệnh “network” trong cập nhật của nó • Wildcard là cần thiết vì OSPF hỗ trợ CIDR và VLSM (giao thức định tuyến không phân lớp) • Hầu hết thời... fastethernet 0 • Rtr (config-if) # ip ospf priority • Quyền ưu tiên cao hơn trở thành DR/BDR • Mặc định = 1 • Không đủ tiêu chuẩn để trở thành DR/BDR = 0 Băng thông tham chiếu của OSPF (config-if) # ip ospf cost x • Thiết lập cost OSPF kết hợp với giao diện (config-if) # bandwidth kbps • Thiết lập băng thông giao diện, từ những thiết bị OSPF mà giá thành của nó dựa trên công thức 108 / bandwidth (config-router)... tuyến NO YES NO Yêu cầu đặc biệt hạn chế vòng lặp vecto khoảng cách NO YES NO Theo chuẩn chung NO NO YES Cấu hình OSPF Cấu hình 13 Enale OSPF Rtr (config) # router ospf process - id • process-id: 1 - 65,535 • Đặc trưng của Cisco là cho phép hoạt động phức tạp, khác với quá trình định tuyến OSPF trên cùng 1 router • Process-id là địa chỉ vùng quan trọng, và không có cùng số trên các router khác • Nó khác... thái kết nối Vecto khoảng cách Nhanh Chậm, chủ yếu do hạn chế vòng lặp Được xác định trong Đồi hỏi thêm các giao thức đặc trưng như split horizontal Có thể lớn, thiết kế Chậm tốt có thể giảm tối thiểu Yes No OSPF là chung RIP là chung IGRP thì không 12 EIGRP - IGRP - OSPF Đặc trưng EIGRP IGRP OSPF Phát hiện ra hàng xóm trước khi trao đổi thông tin YES NO YES Xây dựng một vài dạng bảng topo để thêm vào... add 10.1.1.1 255.255.255.0 • Tự động là “up” và “up” • Rất có ích trong việc cài đặt các Router ID khi chúng không bao giờ giảm xuống • Router ID được sử dụng để nhận dạng các router trong cùng một mạng OSPF - Địa chỉ IP được cấu hình với lệnh Router-ID - Địa chỉ loopback cao nhất - Địa chỉ IP linh động cao nhất • Quan trọng cho việc lựa chọn DR/BDR nếu ko sử dụng lệnh IP OSPF ưu tiên ( slide sau ) •... 255.255.255.0 Rtr (config) # router ospf 10 Rtr (config-router) #network 10.5.1.0 0.0.0.255 area 0 14 Lệnh “passive-interface” Rtr (config-router) # passive-interface [default] interface • Ko cho phép việc gửi cập nhật định tuyến trên giao diện • Cập nhật từ những router khác trên giao diện đó vẫn tiếp tục nhận và được xử lý • Subnet riêng biệt sẽ tiếp tục được thông báo tới các giao diện khác Rtr (config-router)... với chỉ DR và BDR • DRother router truyền dữ liệu 1-nhiều LSAs tới chỉ DR và BDR.(224.0.0.6 tất cả DR router) • DR gửi LSA tới tất cả DROther lân cận (224.0.0.5 OSPF router) Bộ định tuyến chỉ định dự phòng - BRD • Lắng nghe, nhưng không hoạt động • Nếu LSA được gửi, BDR đặt 1 bộ định giờ • Nếu bộ định giờ kết thúc trước khi có phản hồi từ DR, thì nó trở thành DR và đảm nhiệm quá trình cập nhật • Quá...Lựa chọn DR và BDR • Bộ định tuyến với Router ID cao nhất sẽ lựa chọn DE, tiếp theo là BDR • Phạm vi ưu tiên của Router có thể đảm bảo chắc chắn rằng nó trở thành DR hay ngăn chặn nó trở thành DR Rtr(config-ì) # ip ospf priority - Mặc định = 1 - 0 = không đủ tiêu chuẩn trở thành DR/BDR * 1 router có thể được gán mức ưu tiên từ 0 đến 255, với 0 thì ngăn... những thiết bị OSPF mà giá thành của nó dựa trên công thức 108 / bandwidth (config-router) # auto-cost reference-bandwidth Mbps • Thay đổi băng thông tham chiếu, mà là giá trị trong phần tử số trong công thức trên 16 . 1 Mạng máy tính Đề tài: Hoạt động củagiaothức OSPF Sinh viên thựchiện: Nguyễn Hoàng Lê - Hà Thanh Hường Lớp : ĐT7 - K48 Mụclục • Đặctrưng của định tuyếngiaothứctrạng thái kếtnối. •Thuậtngữ. các tuyếnmới. Giao thức định tuyến OSPF Giao Giao th th ứ ứ c c đ đ ị ị nh nh tuy tuy ế ế n n OSPF OSPF 6 Họat động củaOSPF 1. Mỗibộđịnh tuyến tìm ra các bộđịnh tuyếnlâncậntrênmột giao diện. Tậphợpcácbộđịnh. tuyếnsẽ tràn LSAs của nó khi nó đạt 30 phút . • OSPF cũng sử dụng khái niệm vùng để thựchiện định tuyến phân cấp. •Giaothức định tuyếnchuẩnmở - IGRP và EIGRP là mộtdạng củaCISCO Hoạt động trạng thái