Tiểu luận môn mạng máy tính Tìm hiểu giao thức OSPF (Open Shortest part first)

Tiểu luận môn mạng máy tính Tìm hiểu giao thức OSPF(Open Shortest part first) Giao thức OSPF(Open Shortest Path First ) được định nghĩa trong RFC 2328 là một giao thức Interior Gateway được sử dụng để phân bố thông tin định tuyến trong  single Autonomous System. OSPF có thể được sử dụng và cấu hình giống như một đơn vùng trên một mạng nhỏ.

OSPF(Open Shortest part first)

Trần Hữu Cương Nguyễn Mạnh Hùng

Trần Ngọc Hướng

 Giao thức OSPF(Open Shortest Path First ) được định nghĩa

trong RFC 2328 là một giao thức Interior Gateway được sử

dụng để phân bố thông tin định tuyến trong  single

Autonomous System.

 OSPF có thể được sử dụng và cấu hình giống như một đơn vùng trên một

mạng nhỏ.

 OSPF dựa trên link-state technology và bắt nguồn từ thuật

toán Bellman-Ford  được sử dụng trong các giao thức định

tuyến truyền thống như RIP.

 OSPF đã đưa ra các khái niệm mới như là authentication of routing updates, Variable Length Subnet Masks (VLSM), route

summarization, and so forth.

 Đường ngắn nhất sử dụng thật toán Dijkstra

Trong slide tiếp theo nhóm sẽ tập trung vào  OSPF terminology và algorithm.

Các loại thông điệp trong hoạt

động của OSPF

Hello: Được dùng để tìm ra láng giềng, chuyển một quan hệ láng giềng sang trạng thái 2-way, sau đó hello giúp giám sát trả lời của láng giềng trong trường hợp láng giềng fail

Database Description (DD or DBD): Được dùng để trao đổi các bản sơ lược của từng LSA (Link-State Advertisements) tiêu biểu trong giai đoạn ban đầu

để router có thể biết một danh sách của các LSA của láng giềng

Link-State Request (LSR): Một gói tin chỉ ra một hoặc nhiều LSA được gửi ra bởi một router yêu cầu các router láng giềng của nó cung cấp các chi tiết đầy đủ về LSA.

Link-State Update (LSU): Một gói tin chứa các chi tiết đầy đủ, thường được gửi để trả lời cho một thông điệp LSR

Link-State Acknowledgement (LSAck): Được gửi để xác nhận việc nhận một LSU

OSPF Message

- Một OSPF message đã được đóng gói

OSPF Packet Header

Steps to OSPF Operation

designated)

Các trạng thái

 Down State > Init > 2-way > Exstart > Exchange

> Loading > Full.

Shortest Path First Algorithm

 Sau khi khởi tạo hoặc do bất cứ sự thay đổi thông tin định tuyến, router sẽ

tạo ra một link-state advertisement link-state advertisement thể hiện tất cả

các liên kết trong router.

 Tất cả các router trao đổi link-state bằng cơ chế flooding Mỗi router sẽ

nhận link-state update rồi update link-state database của nó sau đó truyền

trạng thái update đi cho các router khác.

 Sau khi dữ liệu mỗi router đầy đủ, router tính toán Shortest Path Tree tới

tất cả các đích đến Nó sử dụng thuật toán Dijkstra.

 Trong trường hợp không có sự thay đổi trong mạng OSPF, giống như cost

của một link hoặc một mạng đang được thêm vào hoặc xóa đi, nó khá là

quiet Bất cứ thay đổi nào xẩy ra được thông báo qua các gói link-state và

thuật toán Dijkstra lại được tính toán lại để tìm shortest path. xây dựng

bảng định tuyến.

  thuật toán này sẽ được miêu tat từng bước ở slide tiếp theo.

Shortest Path Tree

Link-State Packets

Steps to OSPF Operation with States

1 Establishing router adjacencies (Routers are adjacent)

 Down State –Router chưa thiết lập được bất kì mối quan hệ nào với các Router khác  gửi gói hello ra địa chỉ multicast 224.0.0.5

 Init State – Các Router kết nối trực tiếp với Router gửi gói tin hello và add Router đó vào danh sách neighbor gửi phản hồi gói hello

 Two-way State – tất cả các router đã có danh sách các neighbor và thiết lập mối quan hệ

2 chiều  bầu chọn DR/BDR

2 Electing DR and BDR – Multi-access (broadcast) segments only

 ExStart State with DR and BDR

 Two-way State with all other routers

OSPF Operation

• Steps of OSPF operation

• Step 1: Establish router adjacencies

• Step 2: Elect a DR and a BDR

• Step 3: Discover routes

• Step 4: Select appropriate routes

• Step 5: Maintain routing information

Step 1: Establish router adjacencies

Step 1: Establish router adjacencies

Step 2: Elect a DR and a BDR

DR & DBR

o Chọn DR & BDR để giải quyết vấn đề LSA bị gửi đi tràn lan trong mạng ảnh hưởng đến bandwidth.

o Trong môi trường đa truy cập, OSPF sẽ chọn 1 router được chỉ định

(Designated Router) để thu thập và quảng bá các gói LSA Một router

để dự phòng khi DR bị lỗi (Backup Designated Router) Các Router khác

sẽ là DROther

o Thay vì gửi tràn lan trong mạng, các Router chỉ gửi LSA đến DR và

DBR.

o Sau đó DR sẽ gửi LSA của Router 1 đến các Router khác

o Các Router (DROther) gửi LSA đến DR & BDR thông qua địa chỉ

multicast ( 224.0.0.6 ).

Step 2: Elect a DR and a BDR

 OSPF chọn ngẫu nhiên một router và kiểm tra danh sách neighbor của nó.

 Nếu một router có priority = 0 Thì router đó không tham gia vào quá tình bầu chọn.

 Sau đó quá trình lựa chọn BR & BDR bắt đầu theo các mức ưu tiên sau:

+Router có Priority cao nhất làm DR, cao thứ 2 làm BDR Priority mặc định là 1.

+Nếu Priority bằng nhau thì xét Router ID, cao nhất làm DR, cao thứ 2 làm BDR

Step 2: Elect a DR and a BDR

Step 3: Discover routes

Step 4: Select appropriate routes

Step 5: Maintain routing information

Step 5: Maintain routing information

Step 5: Maintain routing information

Step 5: Maintain routing information

4.Ưu và Nhược điểm của OSPF

4.1.Ưu điểm:

 Hội tụ nhanh, thay đổi được báo cáo ngay lập tức, khó bị vòng lặp

 Các router có đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng

 Các trạng thái đường liên kết có thể được thu nhỏ lại nên thiết kế lại được cơ sở dữ liệu

Thông tin được truyền bá trong mạng ít bị sai lệch hơn vì

nó được truyền từ các router láng giềng

4.Ưu và Nhược điểm của OSPF

4.2.Nhược điểm

Đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao hơn, hệ thống mạng phải được thiết kế theo mô hình phân cấp

 Đòi hỏi nhà quản trị phải nắm vững giao thức

 Giảm dung lượng đường truyền dành cho dữ liệu khác

5.So Sánh OSPF Và Distance

Vector

Router định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng

ít băng thông hơn cho hoạt động duy trì bảng định tuyến

Router chạy theo giao thức định tuyến theo distance

vector thì sẽ ít tốn bộ nhớ và cần năng lực xử lý thấp hơn

so với khi chạy OSPF

OSPF bảo đảm không bị định tuyến lặp vòng Còn giao

thức định tuyến theo distance vector vẫn có thể bị loop

OSPF có tốc độ hội tụ nhanh hơn rất nhiều

RIP sử dụng cấu trúc mạng dạng ngang hàng.Còn OSPF