III. Các giao thức định tuyến động IGPs:
5.OSPF (Open Short Path First)
OSPF là một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được triển khai dựa trên các chuẩn mở. OSPF đựơc mô tảtrong nhiều
chuẩn của IETF (Internet Engineering Task Force).OSPF được phát triển bắt đầu vào năm 1988 và hoàn thành vào năm 1991.
Nếu so sánh với RIPv1 và RIPv2 thì OSPF là một giao thức định tuyến nội vi tốt hơn vì khả năng mở rộng của nó. RIP chỉ giới hạn trong 15hop, hội tụ chậm và đôi khi chọn đường có tốc độ chậm vì khi quyết định chọn đường nó không quan tâm đến các yếu tố quan trọng khác như băng thông mà chỉ chú trọng vào số hop trên đường đi. OSPF khắc phục được hầu hết các nhược điểm của RIP và trở thành một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mở rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. Tuy nhiên
OSPF cũng có thể được cấu hình đơn vùng để sử dụng cho các hệ thống mạng vừa và nhỏ.
Các tính năng nổi trội của OSPF so với RIP:
• Làm cân bằng chi phí tải: Việc sử dụng đồng thời nhiều đường làm nâng cao khả năng sử dụng hiệu quả các tài nguyên mạng.
• Hệ thống mạng có sự phân vùng hợp lý: Điều này làm giảm sự mất mát thông tin trong trường hợp hệ thống có 1 số các
• Hỗ trợ việc xác thực:
• Tăng cường thời gian hội tụ của hệ thống:
• Hỗ trợ CIDR và VLSM: Điều này cho phép người quản trị mạng đạt được hiệu quả cao trong việc phân bố các địa chỉ IP
a. OSPF areas
OSPF chia hệ thống mạng ra thành nhiều khu vực.Mỗi khu vực bao gồm 1 nhóm các router được đánh số bằng các số nguyên có độ dài tối đa là 32bit.
b. Backbone area và area 0
Tất cả các router trong hệ thống mạng OSPF đều thuộc ít nhất 1 khu vực vùng. Khu vực này được gọi là khu vực 0 hay khu vực chính. Trong hệ thống mạng có nhiều khu vực vùng khác nhau, khu vực chính đảm nhiệm chức năng kết nối tới tất cả các khu vực khác.Tất cả các khu vực đều trao đổi thông tin định tuyến với khu vực chính.Sau đó khu vực chính lại trao đổi thông tin này vào các khu vực khác.
_
- Area border routers (ABR): Đây là router kết nối với 2 hoặc nhiều khu vực khác nhưng trong đó phải có một khu vực là khu vực chính. ABR cũng thực hiện thuật toán SPF cho riêng mỗi khu vực
- AS boundary routers (ASBR): Đây là router nằm ở ngoại vi của hệ thống mạng OSPF. Nó hoạt động như một gateway làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa mạng OSPF và các hệ thống mạng định tuyến khác.
- Hello Packet gồm 4 trường:
• OSPF packet header chứa các thông tin về: _Router ID _Area ID _Type code • IP packet header _Source IP address _Destination IP address _Protocol field (set to 89)
• Data link frame header _Source MAC address _Destination MAC address
• OSPF packet type
e. OSPF Packet types
Hello: gói tin hello sẽ được các router trong mạng dùng để phát hiện cũng như thiết lập quan hệ với các router khác chạy cùng giao thức OSPF. Gói tin này sẽ được gửi 10s một lần để đảm bảo rằng các máy neighbor vẫn còn sống.
DBD: dùng để kiểm tra sự đồng bộ cơ sở dữ liệu giữa các router
LSR: dùng để request thông tin về một cơ sở dữ liệu của router được chỉ định.
LSU: chứa các thông tin lấy từ gói tin LSA ( link state advertisements)
LSAck: gói tin này được sử dụng khi cần confirm rằng đã nhận được gói tin LSU
f. OSPF Algorithm
Các router trong mạng chạy cùng giao thức OSPF sẽ xây dựng một database link state chứa các thông tin thu được từ gói tin LSA ( được truyền
giữa các router với nhau). Các thông tin đó sẽ là đầu vào cho quá trình tính toán tìm đường đi tốt nhất dựa trên thuật toán Dijstra
g. OSPF Metric
OSPF sử dụng cost để xác định tuyến tốt nhất đối với mỗi router trong mạng. Cost = 108 / bandwidth.
Trong topo mạng để biết được cost cho từng interface ta gõ lệnh: “show interface”.
h. DR và BDR
Như ta đã biết các router trong hệ thống mạng OSPF sử dụng gói tin LSA để trao đổi thông tin định tuyến với nhau. Từ một router gói tin LSA sẽ được gửi tới tất cả các router còn lại.Vậy nếu trong mô hình mạng Multi- access thì điều này sẽ dẫn tới vấn đề quá tải trong mạng khi mà tất cả các máy cùng đồng thời gửi gói tin LSA.
Để giải quyết vấn đề này thì OSPF đã đưa ra giải pháp là bình chọn ra một máy làm DR và 1 máy làm BDR, còn các router còn lại được gòi là DRother.
Trong đó các DRother sẽ sent gói tin LSA đến cho DR và BDR qua địa chỉ multicast 224.0.0.6.
Sau đó DR sẽ có nhiệm vụ forward gói tin đến tất cả các router còn lại qua địa chỉ 224.0.0.5
Một DR khi được bầu sẽ tồn tại cho đến khi mạng sảy ra sự cố làm cho router (hiện đang là DR) bị shutdown hay bị lỗi, thì khi đó router làm BDR sẽ lên thay thế và trở thành DR, các router còn lại sẽ bầu lại ra một BDR khác.
Việc bầu DR và BDR sẽ phụ thuộc vào độ ưu tiên của mỗi router. Router nào có độ ưu tiên cao nhất thì sẽ trở thành DR và tiếp theo là BDR. Ta cũng có thể thay đổi độ ưu tiên của router bằng câu lệnh sau:
Router(config-if)#ip ospf priority {0 – 255}
_Priority =0 nghĩa là router đó không thể trở thành BDR hay DR. _Priority=1 là độ ưu tiên mặc định.
i. OSPF redistribution
Trong hệ thống mạng lớn, việc trao đổi thông tin định tuyến giữa các giao thức khác nhau là một việc làm hết sức quan trọng.Nó thể hiện khả năng mở rông, liên kết cũng như hiệu năng hoạt động của hệ thống mang. Vì vậy cũng như mọi giao thức khác, OSPF cũng hỗ trợ việc trao đổi thông tin giữa các protocol khác nhau. Trong thực tế điều này được thực hiện qua câu lệnh:
Router(config-router)# redistribute protocol [process-id] [metric metric-value] [metric-type type-value] [route-map map-tag] [subnets] [tag tag-value].
k. Auto summarization trong OSPF
Do OSPF là giao thức hỗ trợ VLSM và CIDR nên nó có khả năng hỗ trợ auto summarization mà không sợ bị nhầm lẫn như RIP v1. Nghĩa là giả
Nhưng do cơ chế auto summary nên chỉ còn:
Điều này cho ta tối thiểu hóa được kích thước của bảng định tuyến và do đó ta có thể quản trị được hệ thống mạng một cách tốt nhất.