Nghiên cứu giao thức OSPF

Router ID: Nhận dạng router trong một miền tự trị AS gồm 32 bit, thường lấy giá trị địa chỉ IP có trọng số cao nhất để gán

OSPF

Click to edit Master title style

Click to edit Master subtitle style GIAO THỨC OSPF

Giáo viên hướng dẫn : Ks Nguyễn Đình Long Ths Dương Thị Thanh Tú

Đồ án tốt nghiệp

OSPF

Nội dung đồ án

• Giới thiệu về OSPF

• Một số thuật ngữ

• Một số khái niệm trong OSPF

• Tràn lụt (Flooding) trong OSPF

• Vùng (Area) trong OSPF

• Các loại Router trong OSPF

• Các loại LSA trong OSPF

• Ứng dụng của OSPF

OSPF

• OSPF (Open Shortest Path First) được phát triển bởi IETF

OSPF là giao thức trạng thái liên kết sử dụng thuật toán

SPF (Shortest Path First) của Dijktra và là một giao thức

mở.

• Ưu điểm chính của OSPF so với các giao thức vector

khoảng cách là khả năng đáp ứng nhanh theo sự thay đổi

của hệ thống mạng, hoạt động tốt trong các mạng cỡ lớn

và ít bị ảnh hưởng đối với các thông tin định tuyến tồi.

• Một số đặc điểm khác của OSPF là:

• Thực hiện cập nhật khi có mạng có sự thay đổi.

• So dụng chi phí (cost) làm thông số định tuyến để chọn

đường đi trong mạng.

• Mọi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó

để chọn đường.

• Hỗ trợ CIDR (Classless Interdomain Routing) và VLSM

Giới thiệu về OSPF

OSPF

Một số thuật ngữ

thường lấy giá trị địa chỉ IP có trọng số cao nhất để gán

các liên kết (cost)

cho phép người quản trị mạng gán trực tiếp hay tính theo công thức mặc định trong IOS

các router trong một miền tự trị AS

OSPF

Giao thức Hello

Giao thức Hello thực hiện các chức năng sau:

• Dùng để khám phá các Neighbor

• Dùng để quảng cáo các tham số mà hai Router phải chấp

nhận trước khi chúng trở thành các Neighbor của nhau

• Đảm bảo thông tin hai chiều giữa các Neighbor.

• Các gói Hello hoạt động như các Keepalive giữa các

Neighbor.

• Dùng để bầu cử DR và BDR trong mạng Broadcast và

Nonbroadcast Multiaccess (NBMA).

OSPF

Neighbor và Adjacency

Trước khi gửi các LSA, các Router OSPF phải khám phá các

Neighbor của nó và thiết lập Adjacency với chúng

OSPF

Các loại mạng

hơn hai thiết bị và các thiết bị này đều có thể nhận các

gói gửi từ một thiết bị bất kì trong mạng.

hai Router nhưng không có khả năng Broadcast Tức

một gói gửi bởi một Router trong mạng không được

nhận bởi tất cả các Router khác của mạng.

NBMA Nó có thể coi là một tập hợp các kết nối điểm -

điểm.

hiểu như là các mạng điểm - điểm không đánh số.

– Quản lý quá trình tràn lụt trong mạng đa truy nhập

– DR đại diện cho mạng đa truy nhập Các Router khác chỉ thiết lập Adjacency với DR

• BDR được bầu cử ra để dự phòng cho DR Tất cả các Router thiết lập Adjacency với

cả DR và BDR Nếu DR hỏng, BDR sẽ trở thành DR mới.

D B

OSPF

Tràn lụt (Flooding)

• Tràn lụt là quá trình các gói LSA được gửi qua mạng để đảm

bảo cơ sở dữ liệu của mỗi node được cập nhật và duy trì sự

đồng nhất với các node khác

• Quá trình tràn lụt sử dụng hai loại gói OSPF sau:

– Gói cập nhật trạng thái liên kết (loại 4).

– Gói xác nhận trạng thái liên kết (loại 5).

• Mỗi gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết có thể mang

nhiều LSA Các LSA được tràn lụt qua liên mạng, nhưng các

gói cập nhật và xác nhận chỉ được truyền giữa hai node.

Các LSA được truyền qua Adjacency trong gói cập nhật

LSA 1 LSA 2 LSA 3 LSA 4

OSPF

Vùng (Area)

• Area : là một nhóm logic các Router và các liên kết giúp phân chia hiệu

quả một miền OSPF thành các miền con

• Lợi ích của việc sử dụng Area: OSPF sử dụng các Area để giảm kích

thước cơ sở dữ liệu của Router khi mạng phát triển

• Area ID : Area được nhận dạng bởi 32 bit Area ID Area ID có thể được

viết dưới dạng số thập phân hoặc số thập phân được ngăn cách bởi

các dấu chấm

• Backbone: Area ID 0 được sử dụng cho mạng Backbone Mạng

Backbone là mạng chịu trách nhiệm thông báo các thông tin về cấu

hình tổng quát của mỗi Area cho các Area khác.

OSPF

Area có thể phân chia

Area có thể phân chia: là Area trong đó một lỗi liên kết sẽ phân chia Area thành hai phần tách biệt nhau Nếu một Area bị phân chia, và tất cả các Router ở hai bên phân chia vẫn có thể nhìn thấy ABR thì sẽ không có sự phá

vỡ nào xảy ra Backbone sẽ xem các Area phân chia như là hai Area tách biệt.

Area 3

Area 0

OSPF

Liên kết ảo

Liên kết ảo: là một liên kết nối tới Backbone thông qua một Area

khác (không phải là Backbone)

Area 1

Virtual Link

Liên kết ảo không gắn với một liên kết vật lí đặc biệt nào Nó là

một đường hầm mà thông qua nó, các gói được định tuyến trên

đường đi ngắn nhất từ nguồn đến đích.

OSPF

Các loại Router

diện của nó thuộc về cùng một Area Các Router này có cơ

sở dữ liệu trạng thái liên kết đơn

một hay nhiều Area tới Backbone và hoạt động như một

Gateway đối với lưu lượng liên Area ABR luôn có ít nhất

một giao diện thuộc về mạng Backbone, và phải duy trì cơ

sở dữ liệu trạng thái liên kết tách biệt cho mỗi Area liên kết

với nó

vào mạng Backbone

Boundary Router-ASBR): hoạt động như là một Gateway

đối với lưu lượng ngoài

Internal Router ABR

EIG P

Area 1

Area 0

Area 10.5.53.16

OSPF

Các loại LSA

Router LSA: được tạo ra bởi mọi Router LSA này chứa danh sách tất

cả các liên kết của Router cùng với trạng thái và chi phí (cost) đầu ra

của mỗi liên kết Các LSA này chỉ được tràn lụt trong Area tạo ra nó.

Type = 1 Router ID = 192.168.30.10 Number of links = 3 Link 1 Description

Link 3 Description Link 2 Description

Type = 1 Router ID = 192.168.30.10 Number of links = 3 Link 1 Description

Link 3 Description Link 2 Description

Lin

k 3 Router ID = Type = 1

192.168.30.10 Number of links = 3 Link 1 Description

Link 3 Description Link 2 Description

OSPF

Các loại LSA

• Network LSA: được tạo ra bởi DR trong các mạng đa truy nhập

Network LSA chứa danh sách tất cả các Router gắn với DR và cả DR

Các LSA này được tràn lụt trong Area tạo ra nó

Type = 2 192.168.17.18 Subnet Mask = 255.255.255.248 Attached Router = 192.168.30.20

Attached Router = 192.168.30.30 Attached Router = 192.168.30.10

Router ID = 192.168.30.20 DR

192.168.17.18/29

Router ID = 192.168.30.10 Router ID = 192.168.30.30

Type = 2 192.168.17.18 Subnet Mask = 255.255.255.248 Attached Router = 192.168.30.20 Attached Router = 192.168.30.10

OSPF

Các loại LSA

• Network Summary LSA: Được tạo ra bởi các ABR Chúng được gửi vào Area để quảng cáo cho các đích bên ngoài Area đó ABR cũng quảng cáo các đích bên trong Area gắn với nó cho các Router bên trong Backbone bằng các LSA này

Type = 3 192.168.17.16 Mask = 255.255.255.240 Metric = 120

Type = 3 192.16.121.0 Mask = 255.255.255.0 Metric = 120

Area 0

Area 192.168.13.0

OSPF

Các loại LSA

• ASBR Summary LSA: được tạo ra bởi ABR Nó giống hệt

Network Summary LSA ngoại trừ việc nó dùng để quảng cáo

cho các đích đến là ASBR

Type = 4 192.168.30.12 Mask = 0.0.0.0 Metric = 64

Area 0 ASBR Router ID = 192.168.30.12

OSPF

Các loại LSA

• AS External LSA (Autonomous System External LSA): Được tạo ra

bởi các ASBR Các LSA này dùng để quảng cáo cho các đích bên ngoài hệ thống độc lập OSPF hoặc các tuyến mặc định bên ngoài vào hệ thống độc lập OSPF

ASBR Router ID = 192.168.30.60

Type = 5 10.83.10.0 Mask = 255.255.255.0 Metric = 10 Forwarding Address

OSPF

Các loại LSA

• LSA hội viên nhóm (Group Membership LSA): Sử dụng trong Multicast OSPF (MOSPF) MOSPF định tuyến các gói từ một nguồn tới nhiều đích hay một nhóm thành viên chia sẻ địa chỉ multicast lớp D

• NSSA External LSA: được tạo ra bởi các ASBR trong các not – so – stubby Area (NSSAs) NSSA External LSA hầu như giống hệt với AS External LSA ngoại trừ việc NSSA External LSA được tràn lụt chỉ trong NSSA tạo ra nó.

• External attributes LSA (LSA thuộc tính ngoài): được đề xuất để chạy internal BGP (iBGP) hợp lệ để truyền tải thông tin BGP qua miền OSPF Tuy nhiên, nó chưa được triển khai

• Opaque LSA (LSA mờ): gồm phần Header tiêu chuẩn và trường thông tin Trường thông tin có thể sử dụng cho OSPF hoặc bởi các ứng dụng khác để phân phối thông tin qua miền OSPF LSA này cũng chưa được triển khai

OSPF

Stub Area

Area 0 Area 1

Stub Area

Stub area : Là Area không chấp nhận các LSA loại 4 và 5 Nếu Router trong Stub Area muốn định tuyến tới các đích bên ngoài nó sẽ sử dụng tuyến mặc định.

LSA 5

OSPF

Area 0 Area 1

LSA 5

Totally Stub Area

Totally stubby area : sử dụng tuyến mặc định để định tuyến các đích bên ngoài đến không chỉ hệ thống độc lập mà còn đến Area ABR của Area này sẽ ngăn chặn tất cả các Summary LSA ngoại trừ các LSA loại 3 dùng

để quảng cáo tuyến mặc định

Totally Stubby Area

Type 7 Type 7

Type 7

Type 7 ASBR

Access layer

Distribute

Ac

ce ss lay er

Lớp lõi của mạng sẽ tương ứng với mạng backbone trong miền OSPF Lớp phân phối và truy nhập tương ứng với các vùng con khác không phải backbone

TruyÒn t¶i

Truy nhËp

Media Gateways RAS, VoIP, VoATM

Hanoi

Da nang

HCMC

§iÒu khiÓn

TruyÒn t¶i

Truy nhËp

Media Gateways RAS, VoIP, VoATM

Mô hình phân lớp mạng NGN của VNPT

Các Router M160 sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn

đa giao thức MPLS và sử dụng giao thức định tuyến OSPF

OSPF

Kết luận

đang được chọn là giao thức tiêu biểu cho IGP

nó đòi hỏi các thiết bị mạng sử dụng giao thức này

phải có cấu hình mạnh tức là dung lượng bộ nhớ

phải lớn và tốc độ CPU phải cao

đủ các kiến thức cần thiết nhất về giao thức OSPF

Tuy vậy, nó vẫn còn những vấn đề còn bỏ ngỏ cần

tiếp tục nghiên cứu để giao thức này ngày một hoàn

thiện hơn.

OSPF