Giao thức Định tuyến OSPF và Ứng Dụng trong Mạng IP Hiện Đại
MỤC LỤC
Lớp Internet
VLSM
Thiết bị chuyển đổi địa chỉ mạng (NAT) sẽ làm ẩn đi những chi tiết của mạng cục bộ và che dấu sự tồn tại của mạng cục bộ. Nếu kẻ tấn công biết được địa chỉ của một máy trong mạng cục bộ, hắn cũng không thể mở một kết nối đến mạng cục bộ được vì sơ đồ gán địa chỉ cục bộ độc lập khác với không gian địa chỉ của Internet.
Lớp vận chuyển
Việc này làm tăng tốc độ trong mạng TCP/IP (vì các Router không tham gia vào quá trình đảm bảo chất lượng rất tỉ mỉ của TCP) và làm cho TCP có thể thực hiện đầy đủ vai trò của nó bằng cách cung cấp việc giám sát kết nối trong hoạt động mạng. Như đã đề cập ở phần đầu, UDP không truyền lại những datagram đã loại bỏ hoặc bị hỏng không sắp xếp các datagram nhận được theo trình tự, không loại bỏ các datagram trùng, không báo nhận cho các datagram đã nhận, và cũng không thực hiện quá trình thiết lập hoặc ngắt kết nối.
ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG IP
Phân loại định tuyến .1 Định tuyến tĩnh
Định tuyến vector khoảng cách (còn được gói là định tuyến Bellman Ford) là một phương pháp định tuyến đơn giản , hiệu quả và được sử dụng trong nhiều giao thức định tuyến như RIP (Routing information Protocol), RIP2 (RIP version 2), OSPF (Open Shortest Path First). Hơn nữa, Router cũng dễ dàng theo dừi lỗi trờn mạng vỡ bản tin trạng thỏi từ một Router không thay đổi khi lan truyền trên mạng (ngược lại, đối với phương pháp vector khoảng cách, giá trị hop count tăng lên mỗi khi thông tin định tuyến đi qua một Router khác).
GIAO THỨC OSPF
Giới thiệu chung về OSPF
Bằng cách trao đổi các LSA trong một Area, tất cả các Router sẽ xây dựng cơ sở. Khi cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh, mỗi Router sử dụng giải thuật SPF để tính toán đường đi ngắn nhất (đường đi có cost thấp nhất) tới tất cả các đích đã biết.
Một số khái niệm sử dụng trong OSPF
Nếu một Router nhận được một gói Hello hợp lệ có chứa Router ID của nó, Router này sẽ biết rằng thông tin hai chiều đã được thiết lập. Các Router khác sẽ phát multicast các gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết với địa chỉ lớp D là: 224.0.0.6 gọi là All DRouters.
Giao diện OSPF
Router Dead Interval: là khoảng thời gian tính theo giây mà Router sẽ chờ để nghe các gói Hello từ một Neighbor trước khi nó coi rằng Neighbor này bị Down. Mặc dù các gói không thể truyền, địa chỉ giao diện vẫn được quảng cáo trong Router LSA để các gói kiểm tra có thể tìm đường tới giao diện.
Neighbor OSPF
Vì các Neighbor không thể được tự động khám phá trong mạng NBMA nếu các Neighbor này ở trạng thái Down, do vậy gói Hello sẽ được gửi tới các Neighbor sau mỗi khoảng thời gian nhất định. Down: là trạng thái đầu tiên của Neighbor khi cuộc hội thoại (giữa Router và Neighbor) chỉ ra rằng không có gói Hello nào được gửi từ Neighbor trong Router Dead Interval cuối cùng.
Thiết lập mối quan hệ thân mật (Adjacency)
Nếu một Router thấy rằng Neighbor của nó có một LSA không có trong cơ sở dữ liệu của nó, hoặc rằng Neighbor có bản copy của một LSA (đã biết) mới hơn, nó đặt LSA này vào danh sách yêu cầu trạng thái liên kết. Master biết rằng quá trình đồng bộ đã hoàn tất khi nó gửi tất cả các gói DD cần thiết để diễn tả đầy đủ cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của nó tới Slave và nhận được gói DD với bit M = 0.
Tràn lụt
RT1 gửi các gói yêu cầu trạng thái liên kết và RT2 gửi các gói cập nhật trạng thái liên kết có chứa các LSA yêu cầu cho đến khi danh sách yêu cầu trạng thái liên kết của RT1 rỗng. Sau đó RT1 sẽ chuyển trạng thái của RT2 sang Full. Đồ án tốt nghiệp Chương 3. Giao thức OSPF LSA đã thay đổi) 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. Nếu số trình tự hiện tại là số trình tự lớn nhất và phải có một phiên bản mới của LSA được tạo ra thì trước tiên Router đặt tuổi của LSA cũ đang tồn tại trong cơ sở dữ liệu của các Neighbor bằng MaxAge và tràn lụt nó trên tất cả các Adjacency.
Vùng (Area)
Do vậy khi Router cần xoá bỏ một LSA khỏi tất cả cơ sở dữ liệu, nó sẽ đặt tuổi của LSA bằng MaxAge và tràn lụt lại LSA này. Nếu một Area (không phải là Backbone) bị phân chia, và tất cả các Router ở hai bên phân chia vẫn có thể nhìn thấy ABR (hình 3.10) thì sẽ không có sự phá vỡ nào xảy ra.
Các loại Router
Router biên giới Area (Area border Router-ABR): Kết nối 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.
Cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết
ABR có nhiệm vụ thu thập thông tin cấu hình của các Area gắn với nó cho mạng Backbone, sau đó Backbone sẽ phổ biến lại cho các Area khác. Router biên giới hệ thống độc lập (Autonomous System Boundary Router-ASBR): hoạt động như là một Gateway đối với lưu lượng ngoài.
Các loại LSA
Do vậy, nếu ABR biết được nhiều đường tới một đích nào đó trong Area gắn với nó, nó sẽ tạo một Network Summary LSA có cost thấp nhất trong các đường nó biết để gửi vào mạng Backbone. Tương tự như vậy, nếu một ABR nhận được nhiều Network Summary LSA từ các ABR khác thông qua Backbone, nó sẽ chọn LSA có cost thấp nhất và quảng cáo nó vào trong Area (không phải là Backbone) gắn với nó.
Area cụt (Stub Area)
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. Hoạt động của các Router trong Stub Area có thể được cải thiện và bảo tồn được bộ nhớ nhờ giảm được kích thước cơ sở dữ liệu của chúng.
Area cụt hoàn toàn (Totally Stubby Area)
Các ABR gắn với Stub Area sẽ sử dụng các Network Summary LSA để quảng cáo một tuyến mặc định vào Stub Area. Các Router bên trong Area sẽ sử dụng tuyến mặc định nếu như nó không tìm thấy tuyến nào phù hợp trong bảng định tuyến.
Not - So – Stubby Area
Not – so – stubby Area (NSSA) cho phép các tuyến bên ngoài được quảng cáo vào hệ thống độc lập OSPF trong khi vẫn giữ được các đặc trưng của một Stub Area đối với phần còn lại của hệ thống độc lập. Nếu ABR của NSSA nhận được một LSA loại 7 với bit P được lập (bằng một), nó sẽ chuyển LSA này thành LSa loại 5 và tràn lụt chúng vào các Area khác (hình 3.22).
Bảng định tuyến
Giao thức OSPF NSSA External LSA có một bit P trong phần Header của nó gọi là cờ. Nếu bit P = 0, không có sự chuyển đổi nào xảy ra, LSA sẽ không được quảng cáo bên ngoài NSSA.
Các loại đường
Đường ngoài loại 2 (E2): cũng là đường tới các đích bên ngoài hệ thông độc lập OSPF nhưng nó không tính phần cost của đường tới ASBR.
Tra bảng định tuyến
Các loại đường dẫn được phân quyền ưu tiên theo thứ tự sau: (1 là mức ưu tiên cao nhất, 4 là mức ưu tiên thấp nhất). Nếu có nhiều tuyến có cùng cost, cùng loại đường dẫn tồn tại trong tập cuối cùng, OSPF sẽ sử dụng tất cả các đường dẫn này.
ỨNG DỤNG CỦA OSPF 4.1 Ứng dụng của OSPF trong mạng IP phân cấp
OSPF với việc cân bằng tải
Ví dụ nếu có hai đường dẫn tới cùng một mạng, thì tất cả các gói tới một đích trong mạng sẽ được truyền theo đường thứ nhất, tất cả các gói tới đích thứ hai trong mạng được truyền theo đường thứ hai, tất cả các gói đến đích thứ ba lại được truyền theo đường thứ nhất và cứ như vậy. Nếu các đường dẫn là equal-cost: một gói tới một đích được gửi trên một liên kết, gói tiếp theo tới cùng đích đó được gửi trên liên kết tiếp theo và cứ như vậy.
OSPF trong miền MPLS
Khi một gói được chuyển tiếp tới hop tiếp theo, node chuyển tiếp gói sẽ dựa vào nhãn đã được gán cho gói để đưa ra các quyết định chọn đường thay vì phải thực hiện các chức năng định tuyến ở lớp ba như các mạng IP truyền thống. Tuy nhiên ưu điểm này lại dẫn đến nhược điểm đó là do việc định tuyến được thực hiện ở lớp hai nên các gói sẽ được định tuyến một cách kém thông minh hơn (định tuyến theo kiểu quảng bỏ) điều này dẫn đến miền quảng bỏ trong lớp lừi sẽ rất lớn và lớp lừi phải cú băng thụng rất lún mới cú thể đỏp ứng được (điều này là trỏi ngược với thực tế bởi lớp lừi trong cỏc mạng IP cỡ lớn thường cú băng thụng rất nhỏ).
Ứng dụng OSPF trong mạng NGN của VNPT .1 Mạng NGN của VNPT
• Thứ hai: Ngoài việc hiển thị online trên bảng điện tử như trên thì hệ thống còn lưu số liệu vào log file dưới dạng text, và ghi theo chế độ mỗi ngày số liệu được ghi vào 1 file, và lưu được trong 1 tuần. Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS hoạt động dựa trên giao thức LDP có tác dụng ánh xạ các địa chỉ IP đích thành các nhãn tương ứng để các LSR gán các nhãn này cho các gói tin IP khi chúng đi vào miền MPLS.
