H ướng tắtG ó i
3.7.1 Giao thức định tuyến OSPF và OSPF mở rộng
OSPF là một giao thức định tuyến trạng thái liên kết đợc sử dụng bởi các bộ định tuyến để xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu của topo mạng trong một hệ thống tự trị AS (Autonomous System). Nó là một dạng cơ sở dữ liệu mà trên cơ sở đó bộ định tuyến tính toán bảng định tuyến để sử dụng chuyển các gói tin tới đích. IETF thiết kế giao thức OSPF nhằm giải quyết một số mục tiêu sau:
o OSPF bao gồm việc định tuyến theo kiểu dịch vụ, ngời quản lý có thể cài đặt nhiều
u tiên hay một loại dịch vụ. Khi gửi gói tin đi, bộ định tuyến chạy OSPF sẽ sử dụng cả địa chỉ đích và vùng kiểu dịch vụ trong phần đầu IP để chọn tuyến đờng.
o OSPF cung cấp cơ chế cân bằng lu lợng. Nếu nh nhà quản lý xác định nhiều tuyến
đờng đi đến mục đích nào đó và với cùng một giá trị bộ đo lợng, thì bộ định tuyến có thể chọn phơng pháp chia tải để gửi gói tin.
o Để cho phép sự phát triển và làm cho các mạng tại các đơn vị dễ quản lý, OSPF
cho phép phân chia các mạng và các bộ định tuyến thành các tập hợp con (khu vực). Mỗi khu vực là riêng biệt, cấu hình cũng đợc che dấu với các khu vực khác, nh vậy tính mềm dẻo của mạng sẽ đợc tăng lên.
o Giao thức OSPF xác định rằng tất cả những trao đổi giữa các bộ định tuyến có thể
đợc xác minh. OSPF cho phép có những mô hình khác nhau, và thậm chí cho phép một khu vực đợc quyền chọn một mô hình riêng biệt với mô hình khác.
o OSPF bao gồm việc hỗ trợ định tuyến không phân lớp, theo máy cụ thể và theo
mạng con cụ thể.
o OSPF cho phép các mạng đa truy xuất có một cổng đợc chỉ định, để gửi đi các bản
tin trạng thái liên kết, đại diện cho tất cả các bộ định tuyến đấu vào mạng này.
o Để cho phép độ ổn định tối đa, OSPF cho phép ngời quản lý mô tả cấu hình mạng
ảo tách biệt với mạng vật lý.
o OSPF cho phép bộ định tuyến trao đổi thông tin định tuyến học đợc từ bên ngoài.
Định dạng của bản tin cho phép phân biệt đợc thông tin học từ mạng ngoài hoặc từ nội bộ mạng.
o Một đặc tính quan trọng của giao thức OSPF là khả năng mở rộng. Một trong
những khả năng để mở rộng OSPF trong môi trờng ATM là nó có thể cho phép tạo ra các thông tin lớp IP và lớp liên kết xuyên qua mạng. Nói cách khác, OSPF là giao thức định tuyến IP, nó đợc mở rộng để phân bố lại đặc tính IP và gắn kết với thông tin địa chỉ ATM qua mạng chứa các bộ định tuyến gắn trờng chuyển mạch ATM. Vì vậy giao thức định tuyến OSPF là phơng tiện để tạo ra sắp xếp địa chỉ IP/ATM và với các thông tin này các SVC giữa các bộ định tuyến đợc xây dựng. [6]
Thuật toán trạng thái liên kết
Trong thuật toán trạng thái liên kết, các nút mạng quảng bá giá trị liên kết của nó
topo mạng và thuật toán sử dụng để tính toán con đờng ngắn nhất tới nút đích đợc mô tả nh sau (thuật toán Dijkstra):
Giả thiết :
r là nút nguồn, d là nút đích
Cdr là giá thấp nhất từ nút r tới đích d
Nr
d là nút tiếp theo của r trên đờng tới d
Cr
s(r,s) là giá của liên kết từ r tới s,
Tính toán: Bảng định tuyến trong mỗi nút r đợc khởi tạo nh sau:
Cr
r = 0; ∀s : s ≠ Nr
d thì Cr
s = ∞;
Gọi Ω là tập các nút sau khi thực hiện sau k bớc thuật toán :
Khởi tạo: Cr d (r,d) = ∞, ∀d ∈ Ω Bớc 1: Ω = r Cr s(r,s) = Min Cr s (r,s); Nr d =s, ∀r≠s; Bớc k: Ω = Ω ∪w ( w∉ Ω ) Cr d(r,d) = Min [Cr s(r,s) + Cs d (s,d)] , ∀s∉ Ω.
Thuật toán dừng khi tất cả các nút thuộc Ω.
Khi tính toán đờng đi ngắn nhất sử dụng các thuật toán trên đây, thông tin trạng thái của mạng thể hiện trong hệ đo lợng (metric), các bộ định tuyến phải đợc cập nhật giá trên tuyến liên kết. Một khi có sự thay đổi topo mạng hoặc lu lợng các nút mạng phải khởi tạo và tính toán lại tuyến đờng đi ngắn nhất, tuỳ theo giao thức đợc sử dụng trong mạng.
Thuật toán trạng thái liên kết opaque
Thuật toán trạng thái liên kết opaque là một lớp mới của quá trình phát hành các trạng thái liên kết đợc mô tả trong RFC 2370 [10]. Nó tạo ra thuật toán hoặc “giữ chỗ” mà có thể dễ dàng tơng thích với mục tiêu mở rộng OSPF. LSA (Link State Algorithm) mờ cho phép tạo thông tin mới để chuẩn bị cho khả năng xuyên qua mạng trong vùng OSPF, sử dụng thủ tục quảng bá OSPF tiêu chuẩn, và lu giữ cơ sở dữ liệu cấu hình topo trong các bộ định tuyến. Các thông tin chứa trong LSA có thể sử dụng trực tiếp bởi OSPF hoặc gián tiếp qua một vài ứng dụng sử dụng OSPF để phân bổ thông tin qua miền định tuyến OSPF (xem trên hình 3.16).
Các bộ định tuyến OSPF cho biết khả năng hỗ trợ LSA trong trờng tự chọn của các bản tin Hello và bản tin mô tả cơ sở dữ liệu OSPF. Nó cho phép các bộ định tuyến OSPF xác định các bộ định tuyến kế cận có thể xử lý các LSA mờ. Chức năng phạm vi
quảng bá gói tin để định nghĩa các vùng mà bản tin OSPF chuyển qua, có ba phạm vi mà OSPF hỗ trợ là : Phạm vi liên kết khu vực, phạm vi vùng và phạm vi các miền AS.
Thời gian sống trạng thái liên kết Tuỳ chọn Kiểu liên kết trạng
thái
Kiểu opaque Nhận dạng Opaque
Bộ định tuyến phát hành Số thứ tự trạng thái liên kết
Tổng kiểm tra trạng thái liên kết Độ dài
Số liệu opaque
Hình 3.16 Định dạng bản tin OSPF opaque Quảng bá phân giải địa chỉ ARA
Hai vấn đề cần thiết để tạo ra OSPF cho phép phân bổ các địa chỉ ATM. Một là, LSA mờ dịch vụ nh một cổng để các thông tin có thể đợc đa vào và phân bổ qua mạng OSPF. Thứ hai, các thông tin phân giải địa chỉ IP/ATM thực tế có thể chứa trong cả các bộ định tuyến hoặc tiền tố địa chỉ IP liên kết với địa chỉ ATM. ARA định nghĩa kiểu và khuôn dạng sắp xếp địa chỉ sẽ đợc mang trong bản tin LSA mờ và phân bổ trên các bộ định tuyến chứa trờng chuyển mạch ATM. Một điểm đặc biệt nữa là ARA là một kỹ thuật có thể cho phép bộ định tuyến phân bổ các sắp xếp IP/ATM (liên kết lớp 2) tới các bộ định tuyến khác trong mạng và cho phép các bộ định tuyến tìm liên kết lớp số liệu gần tới đích thực tế trong vùng định tuyến OSPF. Mục tiêu cơ bản của kỹ thuật ARA là để ứng dụng OSPF cho các bộ định tuyến chứa sắp xếp IP/ATM thiết lập tuyến đờng tắt SVC nội vùng và liên vùng. OSPF ARA gồm có các đặc tính sau.
Thông tin ARA đợc truyền trong kiểu liên kết trạng thái kiểu 10 (phạm vi vùng cục bộ). Tuỳ chọn ARA hỗ trợ: Bộ định tuyến nội vùng, mạng nội vùng, mạng liên vùng, và các liên kết lớp 2 liên vùng ABSR. Chỉ có các bộ định tuyến OSPF gắn ATM tham gia vào quá trình xử lý ARA.
ARA sử dụng kỹ thuật tràn trong phát hành bản tin nên không yều cầu tính toán mất gói. ARA hỗ trợ thiết lập tuyến đờng tắt điểm tới điểm, điểm tới đa điểm, và đa điểm tới điểm. ARA có thể tơng tác điều hành với các kỹ thuật phân giải địa chỉ hiện sử dụng nh NHRP/MPOA. Cung cấp khả năng liên kết các nhóm bộ định tuyến trong mạng logic. Nó mở ra khả năng phân biệt các mạng trong vùng OSPF (ví dụ, VPN) đồng thời tồn tại trên một nền mạng ATM thông qua nhận dạng mạng trong vùng ARA. OSPF sẽ loại trừ từ bảng định tuyến bất kỳ một liên kết lớp 2 có nhận dạng
0 7 15 31 31
mạng không xác định đợc giá trị cấu hình trớc trong bộ định tuyến. Một ví dụ về xử lý ARA cấu hình trên một vùng đợc chỉ ra trên hình 3.17 sau đây.
Bộ định tuyến 1-4 hỗ trợ tuỳ chọn ARA và gắn vào mạng ATM đợc cấu hình trớc qua các đờng PVC. Bộ định tuyến 5 cũng gắn vào mạng nhung chỉ hỗ trợ chức năng LSA mờ. Bộ định tuyến 6 đấu nối vào mạng qua bộ định tuyến 4 thông qua đờng liên kết nối tiếp không phải là ATM và cũng không hỗ trợ LSA mờ.Trong ví dụ này, các bộ định tuyến có khả năng LSA sẽ tạo ra và phân bổ liên kết lớp 2 cho các thiết bị đấu nối trực tiếp và các thiết bị mạng có khả năng nhận biết. Các liên kết lớp 2 chứa trong ARA và tạo ra cho các bộ định tuyến mở ra các hớng để khởi tạo các SVC tới các bộ định tuyến khác trong mạng ATM.
R 1 = A R A R 3 - A R AR 2 - A R A R 4 - A R A