GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF kho tài liệu bách khoa

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF (OPEN SHORTEST PATH FIRST) OSPF – Open Shortest Path First giao thức định tuyến link – state điển hình Đây giao thức sử dụng rộng rãi mạng doanh nghiệp có kích thước lớn Trong chương trình CCNA, chủ đề đề cập nhiều Do đó, nắm vững nguyên tắc hoạt động OSPF giúp bạn theo học chương trình CCNA hoàn thành tốt kỳ thi lấy chứng quốc tế CCNA đáp ứng tốt nhu cầu công việc thực tế Một số đặc điểm giao thức OSPF: OSPF giao thức link – state điển hình Mỗi router chạy giao thức gửi trạng thái đường link cho tất router vùng (area) Sau thời gian trao đổi, router đồng bảng sở liệu trạng thái đường link (Link State Database – LSDB) với nhau, router có “bản đồ mạng” vùng Từ router chạy giải thuật Dijkstra tính tốn đường ngắn (Shortest Path Tree) dựa vào để xây dựng nên bảng định tuyến OSPF có AD = 110 Metric OSPF gọi cost, tính theo bandwidth cổng chạy OSPF OSPF chạy trực tiếp IP, có protocol – id 89 OSPF giao thức chuẩn quốc tế, định nghĩa RFC – 2328 Ta review hoạt động OSPF thông qua bước hoạt động sau: Bầu chọn Router – id Thiết lập quan hệ láng giềng (neighbor) Trao đổi LSDB Tính tốn xây dựng bảng định tuyến Router – id: Đầu tiên, router chạy OSPF, phải giá trị dùng để định danh cho cộng đồng router chạy OSPF Giá trị gọi Router – id Router – id router chạy OSPF có định dạng địa IP Mặc định, tiến trình OSPF router tự động bầu chọn giá trị router – id địa IP cao interface active, ưu tiên cổng loopback Ta làm rõ ý thơng qua ví dụ: Hình – Bầu chọn router – id (1) Khi cho router R tham gia OSPF (xem hình 1), router R phải bầu chọn ‘nick name’ để định danh R R chạy OSPF Vì ‘nick name’ có định dạng địa IP nên R lấy địa IP để làm Router – id Như nói trên, địa interface active, tức trạng thái up/up (status up, line protocol up) tham gia bầu chọn Ta thấy hình , có hai cổng F0/0 F0/1 R up/upnên router R xem xét hai địa hai cổng 192.168.1.1 192.168.2.1 Để xác định hai địa này, địa cao hơn, R tiến hành so sánh hai địa theo octet từ trái sang phải, địa có octet lớn xem lớn Ta thấy, với cách so sánh này, địa 192.168.2.1 xem lớn địa 192.168.1.1 nên sử dụng để làm router – id Vậy R tham gia OSPF với giá trị ‘nick name’ – router id 192.168.2.1 Ta thấy 03 địa xuất hình 1, địa 203.162.4.1 cổng serial S0/1/0 router R lớn cổng down nên khơng tham gia bầu chọn Cũng ví dụ lần router R có thêm interface loopback : Hình – Bầu chọn router – id (2) Khi ta bật OSPF router R, R xúc tiến việc bầu chọn router – id Vì lần có interface loopback nên R bỏ qua, khơng xem xét địa interface vật lý Hai địa hai interface loopback so sánh để chọn router – id cho router R, ta thấy rõ ràng 2.2.2.2 > 1.1.1.1 nên router R chọn 2.2.2.2 làm router – id tham gia OSPF Từ hình 2, ta thấy, 2.2.2.2 địa IP cao tiến trình ưu tiên cổng loopback nên địa cổng loopback xem xét trước Điều giải thích đem lại ổn định cho tiến trình OSPF interface loopback loại interface luận lý không down trừ người quản trị shutdown interface Thực chất, việc up/down interface không ảnh hưởng nhiều đến router – id router chạy OSPF Thật vậy, giả sử ví dụ trên, router R chọn xong router – id 192.168.2.1 IP cổng F0/1 (xét trường hợp chưa có interface loopback) tham gia vào OSPF với router – id 192.168.2.1 Lúc này, ta có bổ sung thêm interface loopback router router khơng đổi lại router – id thành IP interface loopback Hơn nữa, cho dù lúc cổng F0/1 có down, router giữ giá trị router – id mà chọn Có nghĩa là, router – id đơn tên Khi tên chọn tiến trình OSPF làm việc với tên khơng thay đổi lại Cổng có IP trích xuất làm tên router lúc có up/down khơng ảnh hưởng Vậy muốn đổi lại router – id tiến trình sao? Ta phải thực khởi động lại router gỡ bỏ tiến trình OSPF cấu hình lại, tiến trình bầu chọn router – id thực lại với interface hữu router Và vậy, ta thấy việc ưu tiên sử dụng IP loopback mang nhiều ý nghĩa mặt quản trị tính ổn định tiến trình Nó cho phép quản trị kiểm soát hiệu router – id router Có cách khác để thiết lập lại giá trị router – id cho router mà không cần phải khởi động lại router cấu hình lại OSPF sử dụng câu lệnh ‘router-id’ để thiết lập tay giá trị router: Router(config)#router ospf Router(config-router)#router-id A.B.C.D Lúc giá trị router – id khơng cần phải địa IP có sẵn router Bên cạnh đó, tiến trình OSPF chạy router – id thiết lập trước đó, ta phải khởi động lại tiến trình OSPF áp dụng giá trị router – id câu lệnh ‘router – id’ Câu lệnh khởi động lại tiến trình OSPF: Router#clear ip ospf process Reset ALL OSPF processes? [no]: yes cost = 10 Fast Ethernet (BW = 100Mbps) -> cost = Serial (BW = 1.544Mbps) -> cost = 64 (chặt bỏ phần thập phân phép chia) Ta xem xét ví dụ để khảo sát cách tính tốn path – cost cho đường đi: Hình – Sơ đồ ví dụ tính path – cost Yêu cầu đặt với sơ đồ hình tính path – cost (metric) cho đường từ R1 đến mạng 192.168.3.0/24 R3 Ta thấy cách dễ dàng: từ R1 đến mạng 192.168.3.0/24 R3 qua đường link Fast Ethernet có cost = 1, serial có cost 64 link Fast Ethernet có cost Vậy tổng cost tích lũy + 64 + 66 Metric từ R1 đến mạng 192.168.3.0/24 66 Tuy nhiên việc tính tốn trở nên phức tạp hai cổng router hai đầu link không đồng giá trị cost Ví dụ, ta vào cổng F0/0 R2 đổi lại giá trị cost thành 64 cách đánh lệnh sau cổng F0/0 R2: R2(config)#interface f0/0 R2(config-if)#ip ospf cost 64 Vậy câu hỏi đặt với link Fast Ethernet nối R1 R2 ta chọn cost link hay 64? Nếu chọn 1, tổng cost toàn tuyến giữ giá trị cũ 66, chọn 64, tổng cost toàn tuyến 64 + 64 + 129, hai giá trị khác nhau! Hình 10 – Tổng path – cost 66 hay 129? Để trả lời câu hỏi này, ta cần nắm nguyên tắc sau đâu việc tính tổng cost với OSPF: Để tính tổng cost từ router đến mạng đích theo đường (path) đó, ta thực lần ngược từ đích lần cộng dồn cost theo quy tắc vào cộng, khơng cộng Áp dụng quy tắc cho ví dụ hình 10: để tính tổng cost từ R1 đến mạng 192.168.3.0/24, ta ngược từ mạng 192.168.3.0/24 Khi ta vào cổng F0/0 R3, cộng giá trị cổng (tổng cost lúc 1); khỏi cổng S2/0 R3, bỏ qua không cộng (tổng cost 1); tiếp vào cổng S2/0 R2, cộng giá trị cổng (lúc tổng cost + 64 = 65); khỏi cổng F0/0 R2, bỏ qua không cộng (tổng cost 65); tiếp vào cổng F0/0 R1, cộng giá trị cổng (tổng cost 65 + = 66), kết thúc hành trình Vậy tổng cost 66, việc thay đổi giá trị cost cổng F0/0 không ảnh hưởng đến path – cost từ R1 đến 192.168.3.0/24 Hình 11 – Các cổng tham gia vào tiến trình tính tốn path – cost với OSPF Như với OSPF, để đánh giá cost đường hiệu chỉnh cost cổng để bẻ đường gói tin theo ý muốn, ta cần phải cẩn thận việc xác định xem cổng đường tham gia vào tính tốn để hiệu chỉnh cổng hiệu chỉnh khơng cổng khơng mang lại thay đổi Trên đây, review số nét hoạt động OSPF đơn vùng thơng qua bước hoạt động tiến trình OSPF: chọn Router – id, thiết lập quan hệ láng giềng, trao đổi LSDB tính tốn xây dựng bảng định tuyến Tiếp theo review lại cách thức cấu hình OSPF thơng qua ví dụ trình bày Cấu hình Hình 12 – Sơ đồ ví dụ cấu hình Trên hình 12 router đại diện cho bốn chi nhánh khác doanh nghiệp: R1 cho chi nhánh 1, R2 cho chi nhánh 2, R3 cho chi nhánh R4 cho chi nhánh Các interface loopback router đại diện cho mạng nội chi nhánh, sử dụng subnet R1, R2, R3 R4 192.168.1.0/24, 192.168.2.0/24, 192.168.3.0/24 192.168.4.0/24 Bốn router đấu nối với thông qua kết nối multi – access (đại diện Ethernet Switch), sử dụng subnet 192.168.123.0/24 (trên thực tế, mơi trường Metro net đấu nối chi nhánh) Router R3 R4 thực đấu nối riêng với đường leased – line thông qua cổng serial, sử dụng subnet 192.168.34.0/24 Yêu cầu đặt chạy định tuyến OSPF đảm bảo địa sơ đồ thấy Để thực chạy OSPF router, sử dụng câu lệnh sau: R(config)#router ospf process-id R(config-router)#network địa IP wildcard-mask area area-id Trong đó: Process – id: số hiệu tiến trình OSPF chạy router, có ý nghĩa local router Để cho cổng tham gia OSPF, ta thực “network” địa mạng cổng Với OSPF ta phải sử dụng thêm wildcard – mask để lấy xác subnet tham gia định tuyến Ta phải link thuộc area tham số “area” Cấu hình router: Trên router R1: R1(config)#router ospf R1(config-router)#network 192.168.123.0 0.0.0.255 area R1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area Trên router R2: R2(config)#router ospf R2(config-router)#network 192.168.123.0 0.0.0.255 area R2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area Trên router R3: R3(config)#router ospf R3(config-router)#network 192.168.123.0 0.0.0.255 area R3(config-router)#network 192.168.34.0 0.0.0.255 area R3(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area Trên router R4: R4(config)#router ospf R4(config-router)#network 192.168.123.0 0.0.0.255 area R4(config-router)#network 192.168.34.0 0.0.0.255 area R4(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area Ta thấy muốn cho cổng F0/0 router tham gia OSPF , ta “network” mạng 192.168.123.0/24 cổng Giá trị wildcard – mask tính cho /24 0.0.0.255 (để tính giá trị wildcard mask, ta lấy giá trị 255.255.255.255 trừ giá trị subnet – mask 255.255.255.0 octet kết cần tìm Cách tính cho dải IP liên tiếp, cho trường hợp Về wildcard – mask có viết khác đề cập chi tiết cho vấn đề này) Tương tự với cổng khác router Kiểm tra cách hiển thị bảng định tuyến router: Trên R1: R1#sh ip route ospf 192.168.4.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.4.1 [110/2] via 192.168.123.4, 00:00:29, FastEthernet0/0 O 192.168.34.0/24 [110/65] via 192.168.123.4, 00:00:29, FastEthernet0/0 [110/65] via 192.168.123.3, 00:00:29, FastEthernet0/0 192.168.2.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.2.1 [110/2] via 192.168.123.2, 00:00:29, FastEthernet0/0 192.168.3.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.3.1 [110/2] via 192.168.123.3, 00:00:29, FastEthernet0/0 Trên R2: R2#show ip route ospf 192.168.4.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.4.1 [110/2] via 192.168.123.4, 00:01:20, FastEthernet0/0 O 192.168.34.0/24 [110/65] via 192.168.123.4, 00:01:20, FastEthernet0/0 [110/65] via 192.168.123.3, 00:01:20, FastEthernet0/0 192.168.1.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.1.1 [110/2] via 192.168.123.1, 00:01:20, FastEthernet0/0 192.168.3.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.3.1 [110/2] via 192.168.123.3, 00:01:20, FastEthernet0/0 Trên R3: R3#show ip route ospf 192.168.4.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.4.1 [110/2] via 192.168.123.4, 00:02:07, FastEthernet0/0 192.168.1.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.1.1 [110/2] via 192.168.123.1, 00:02:07, FastEthernet0/0 192.168.2.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.2.1 [110/2] via 192.168.123.2, 00:02:07, FastEthernet0/0 Trên R4: R4#show ip route ospf 192.168.1.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.1.1 [110/2] via 192.168.123.1, 00:21:57, FastEthernet0/0 192.168.2.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.2.1 [110/2] via 192.168.123.2, 00:21:57, FastEthernet0/0 192.168.3.0/32 is subnetted, subnets O 192.168.3.1 [110/2] via 192.168.123.3, 00:21:57, FastEthernet0/0 Ta thấy subnet xa học thông qua OSPF (các route OSPF ký hiệu ký tự “O”) Một điểm độc ý mạng loopback hiển thị bảng định tuyến router OSPF chuyển thành /32 Đây nét hoạt động giao thức OSPF, loại giao thức cung cấp cho router nhìn tổng quan tồn mạng khơng phải dựa vào “tin đồn lan truyền” với Distance – vector Với nhìn vậy, router xác định mạng loopback nằm cổng khơng đấu nối đâu có địa mạng sử dụng /32 sử dụng để phản ánh điều Để khắc phục tượng khiến cho subnet loopback hiển thị giá trị prefix –length, ta thay đổi kiểu network – type interface loopback thành kiểu “point – to – point” câu lệnh: R(config)#interface loopback R(config-if)#ip ospf network point-to-point Chi tiết “network – type “ sử dụng OSPF đề cập viết khác khuôn khổ chương trình CCNP Ta khảo sát bảng neighbor router: Trên R4: R4#show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 192.168.3.1 FULL/ - 00:00:34 192.168.34.3 Serial2/0 192.168.1.1 FULL/DROTHER 00:00:32 192.168.123.1 FastEthernet0/0 192.168.2.1 FULL/DROTHER 00:00:34 192.168.123.2 FastEthernet0/0 192.168.3.1 FULL/BDR 00:00:37 192.168.123.3 FastEthernet0/0 Ta thấy, R4 thiết lập quan hệ láng giềng với router lại Qua cổng F0/0, thấy 03 router láng giềng có router – id 192.168.1.1, 192.168.2.1, 192.168.3.1 Tình trạng quan hệ rõ quan hệ dạng FULL vai trò router láng giềng môi trường multi – access Từ kết show trên, ta thấy rõ ràng router R1 (192.168.1.1), R2 (192.168.2.1) DROther router, R3 (192.168.3.1) BDR router dĩ nhiên, ta suy R4 DR router DR thiết lập quan hệ dạng FULL với tất router môi trường multi – access Ta thấy R4 thiết lập quan hệ láng giềng dạng FULL với R3 qua cổng serial 2/0 Vì cổng point – to – point nên router không bầu chọn DR BDR quan hệ hai router ký hiệu FULL/- Trên R1: R1#show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 192.168.2.1 2WAY/DROTHER 00:00:30 192.168.123.2 FastEthernet0/0 192.168.3.1 FULL/BDR 00:00:32 192.168.123.3 FastEthernet0/0 192.168.4.1 FULL/DR 00:00:31 192.168.123.4 FastEthernet0/0 Trên kết show R1, ta thấy láng giềng R2 (192.168.2.1), R3(192.168.3.1) R4 (192.168.4.1) vai trò router môi trường multi – access Ta để ý R1 trì quan hệ mức 2WAY với R2, DROther giống Hai DROther không trao đổi trực tiếp thông tin định tuyến với nên không thiết lập quan hệ dạng FULL Thực kiểm tra tương tự với router R2 R3 Trên đây, review lại hoạt động giao thức OSPF chương trình CCNA Đây giao thức mạnh, hội tụ nhanh, chạy mạng có quy mơ lớn đặc biệt giao thức chuẩn hóa chạy nhiều dòng sản phẩm nhiều hãng khác sử dụng nhiều thực tế Nắm vững đặc điểm hoạt động cấu hình OSPF giúp hoàn thành tốt kỳ thi lấy chứng quốc tế CCNA đáp ứng tốt yêu cấu công việc  ... học thông qua OSPF (các route OSPF ký hiệu ký tự “O”) Một điểm độc ý mạng loopback hiển thị bảng định tuyến router OSPF chuyển thành /32 Đây nét hoạt động giao thức OSPF, loại giao thức cung... router – id, router chạy OSPF gửi tất cổng chạy OSPF loại gói tin gọi gói tin hello Gói tin gửi đến địa multicast dành riêng cho OSPF 224.0.0.5, đến tất router chạy OSPF khác phân đoạn mạng Mục... Area – id Nguyên tắc hoạt động OSPF router phải ghi nhớ bảng sở liệu trạng thái đường link toàn hệ thống mạng chạy OSPF từ thực tính tốn định tuyến dựa bảng sở liệu Để giảm tải nhớ tải tính tốn