- TSCO DU‡UA?3£ TSTS“SITCISVET72 TE4 L51 62 HEUCU, SustemIU;
OSPF là giao thức định tuyến loại trạng thái đường liên kết (link siate), sử dụng
thuật toán SPF của Dijkstra.Ngoài ra, nó là một giao thức dạng mở (“open ”), tức nó không phải là tài sản riêng của bất kỳ nhà sản xuất hay tổ chức nào. Đồng thời, như đã tìm hiểu ở Phần I, OSPF thuộc loại giao thức định tuyến nội (IGP) và ở dạng giao thức định
tuyến không phân lớp (classless).
OSPF được chỉ định phát triển thông qua một số RFCs và tất cả đều được viết bởi John Moy. Phiên bản đầu tiên của OSPF (OSPFv1) được chỉ định trong REC 1 131, đây là phiên bản đã lỗi thời và không còn được triển khai trong thực tế nữa nên hiện tại thì hầu như không có tài liệu nào đề cập đến phiên bản này. Hiện tại, phiên bản đang triển khai rất phổ biến của OSPF là phiên bản 2 (OSPFv2) được chỉ định lần đầu tiên trong RFC 1247 và mới nhất là trong REC 2328. Và nội dung nghiên cứu về OSPF được trình bày trong luận văn cũng lấy RFC 2328 là chủ yếu.
Một số tính chất của OSPF :
s* Sử dụng mô hình vùng (area) làm cho các OSPF router giảm thiểu các yêu cầu về tài nguyên CPU và bộ nhớ , và nó cũng là cơ sở trong việc xây dựng mô hình mạng theo câu trúc phân câp (hierarchical internetwork topologIes).
“
- ® Là piao thức định tuyến không phân lớp (classless) nên tránh được những giới hạn của giao thức định tuyến phân lớp (classful) như discontiguous subnets.
-
sộ $ Hỗ trợ classless, VLSM, và supernetting làm cho việc quản lý và sử dụng địa chỉ
mạng trong hệ thông trở nên hiệu quả hơn.
$ Khả năng cân bằng tải trên nhiều đường có chỉ phí bằng nhau (equal-cost load balancing) làm cho việc sử dụng đường truyền và băng thông mạng hiệu quả hơn. s* Sử dụng địa chỉ muticast trong việc truyền các thông tin định tuyến nên giảm thiểu
những ảnh hưởng đến những thiết bị không chạy giao thức OSPF (non-OSPF- speaking devices).
s4» Hỗ trợ chứng thực thông tin trao đổi giữa các router nên làm cho việc định tuyến
được an toàn hơn.
—-s--zwơơuuunuxazsazazợyờỶïttnssaợơợ-nơơờơờợơơợờợớẵzzaagơaơzssaơdơdơờơờợờớẳïẳẵẳeeaaananaarn
Các giao thức định tuyến 53
HH DTTGEỌ-ỌTỌTTT--OYYNGGG--TTE¬¬nGGGTTTTTỌTIAOGỌOOEDEHIAaaAaAaBaAaaOaAAaBaBaBBaraagaarnnannnnaanne===m=m—= HH
* OSPF còn có khả năng hỗ trợ định tuyến theo loại dịch vụ (Type of Service - TOS) nhưng đặc tính này không được triển khai rộng rãi. Do đó, REC 2328 đã không còn đề cập hay chỉ định đến tùy chọn định tuyến TOS này nữa, do đó khi trình bày về các gói tin OSPF trong nội dung của luận văn, tuy các gói †in này vẫn chứa các trường cho TOS nhưng sẽ không bàn đến.
3.2 Các đặt tính cơ bản trong OSPF
OSPF dùng nhiều thuật ngữ và ý nghĩa có khác hơn so với các giao thức định tuyến
mà ta đã bàn ở những chương trước. Mỗi thuật ngữ này liên quan đến một thành phần nào đó trong hoạt động của OSPF. Việc hiểu rõ những thuật ngữ này là cần thiết khi tìm hiểu về hoạt động cũng như là tính chất của OSPF. Vì khi đề cập đến mỗi thuật ngữ nó lại có liên quan đến các tính chất cụ thể và đến một số hoạt động của các thành phân khác, do đó trong mục này chỉ đề cập có tính chất khái quát và ngăn gọn về các thuật ngữ này mà thôi; còn những hoạt động, tính chất của từng thành phần sẽ được đề cập cụ thể trong những mục riêng biệt của nó trong những phần sau của chương này.
10.10.10.0/24
S0/0/0 ⁄
172.16.1.16/28 ' S0/0/1 172.16.1.32/29
Hình 3.1: Mô hình của một hệ thống mạng sử dụng giao thức OSPF
3.2.1 Đường liên kết
Trong OSPFE, thực chất link chính là một công giao tiếp (interfce) đang chạy giao thức OSPF của một router. Do đó, trong OSPF có thê dùng cả hay từ này “interface” hay “link” để cùng chỉ một đối tượng.
3.2.1.1 Trạng thái đường liên kết (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ý "“"“ -.. ==_ .=s=zỶšễ.asaă.ăẫăaăa.ă..ư.vưvu.u.IƯIƯIYY TYTYƯYẾNTRSNNEaIYNN
Đó là các tính chất, đặc tính hiện có của một đường, kết nối (Link) giữa 2 router hay chính là interface của router đang được gắn vào đường kết nối đó và mối quan hệ của nó
với các router cùng được nối trên cùng đường liên kết này. 3.2.1.2 Chi phí đường liên kết
Là chi phí của một Link, mà chính xác hơn đó là chỉ phí của gói tin đi ra trên một công đang chạy OSPF của router. Chi phí này chủ yếu liên quan đến khả năng băng thông của công, trên router Cisco chi phí này được tính theo công thước 10BW, trong đó, BW là băng thông được cầu hình trên cổng và 10 là băng thông tham chiếu. Vi dụ với đường truyền 56 Kbps thì Link cost là 1785.
3.2.2 Mối quan hệ lân cận 3.2.2.1. Neighbor:
Trong OSPF trước khi hai router có thể truyền đữ liệu cho nhau thì chúng cần phải biết về nhau. Nói cách khác, chúng cần phải có một số thông tin về router đối diện. Hai router có mối quan hệ neighbor với. nhau khi chúng đồng ý có chung một số giá trị nhất định trong thông tin trao đổi và mối quan hệ này được hình thành thông qua quá trình khám phá neighbor (neighbor discovery) khi các router mới bắt đầu chạy giao thức OSPE. Danh sách và một số thông tin về neighbor của một router được chứa trong bảng cơ sở dữ liệu làng giềng (neighbor database).
3.2.2.2 Adjacency :
Sau khi hình thành mỗi quan hệ neighbor, các router vẫn chưa thể trao đổi thông tin định tuyến cho nhau, mà để có thể trao đổi cũng như cập nhật thông tin định tuyến thì các router phải có mối quan hệ adJacency và môi quan hệ được hình thành trong quá trình hình thành adjacency (establish adjacency). Các router có mối quan hệ này mới có thể trao đổi các gói tin LSA chứa thông tin định tuyến cho nhau để xây dựng bảng cơ sở dữ liệu trạng thái đường liên kết (ink state database) luôn phù hợp với trạng thái hiện tại của hệ thống mạng. Để duy trì mối quan hệ này, cũng giống như lmối quan hệ neighbor, theo định kỳ các router sẽ gửi phải gói tin Hello cho nhau với mục đích là thông báo sự tồn tại của nó trên hệ thống mạng.
3.2.3. Các loại router trong OSPE
3.2.3.1. Router DR ( Designated Router )
Trong mạng đa truy cập, để làm giảm gánh nặng lên băng thông đường truyền thì một router được chọn là DR. DR cơ bản như là một node ảo đóng vai trò là một trạm điều phối lưu lượng trên mạng đa truy cập. Sau khi DR được bầu chọn, các router còn lại chỉ thiết lập mối quan hệ adjacency với DR mà thôi, khi đó thông tin cập nhật từ các router
TRE AGIAaAaAOAOAOAOAAA0AAAGAGAAAGAIAGaGaAaAaGaAGAGAGAOAGAGAGAGAGaGaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaABABaABaBaBBaBNẽsỷdðran-nnnununơơơơợợợgợaawơơớna TT
Các giao thức định tuyến 35
khác sẽ không được gửi một cách quảng bá ra khắp mạng nữa mà chỉ được gửi đến DR,
sau đó DR sẽ gửi đến các router khác trong mạng bằng địa chỉ multicast 224.0.0.5.DR
đóng vai trò như là người phát ngôn chung.
3.2.3.2. Router BDR (Backup Designated Router)
Việc bầu DR có hiệu quả nhưng cũng có một số nhược điểm. DR trở thành tâm điểm nhạy cảm đối với sự cố. Do đó cần một router thứ hai được bầu ra để làm đại diện dự phòng ( BDR — Backup Designated Router ), route này đảm trách vai trò của DR, nếu DR xảy ra sự có. Để đảm bảo cả DR và BDR đều nhận được thông tin về trạng thái đường liên kết từ mọi router khác trong cùng một mạng chúng ta sử dụng địa chỉ
multicast 224.0.0.6 cho các roufer đại diện.
Hinh 3.2: DR và BDR nhận các gói tin quảng bá 3.2.4. Vùng (Area) :
Như đã tìm hiểu trong Phần I, các area là các khu vực nhỏ được phân chia từ một miền OSPF lớn để làm giảm tiêu tốn băng thông đường truyền và bộ nhớ của các router. Các router chỉ trao đối và cập nhật thông tin định tuyến với các router khác trong cùng một area mà thôi.
3.2.5. Các bảng cơ sở dữ liệu (Databases) :
3.2.5.1. Cơ sở dữ liệu làng giềng (Neighbor database) :
Là bảng cơ sở đữ liệu chứa thông tin về các neighbor đã được khám phá bởi router. Thông tin trong bảng này là một phân dữ liệu được dùng trong quá trình tính toán (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-—-szszễzễFễsrraaơơnunuườơơnzzszzsanxunơnaaaasasaaaơazasaơơơơờợơờợngơơơagợggợnaơnnnnnneaeamm
Các giao thức định tuyến
sỹ HẸP» NGẸ-G-GGGHIGGGGGnTTTẸG-GỌGỌGỌGỌGỌTỌTGH ——————————————===ằ=>==swssẳễs=sễẽsyewxwrswNỌ.mí SG GOOOAaaAaAaAaBaBaananaannsrre
đường đi ngắn nhất của mỗi router. Trên Cisco router, có thể xem nội dung bảng cơ sở đữ liệu này băng lệnh “show ip ospf neighbor” như
`
Hình 3.3 Hiến thị bảng cơ sở đữ liệu láng giêng bằng lệnh “show ip ospf neighbor”.
Blếchow ip ospf neighbor
Meighbor ID Đri Štace Đbead Time hddress . Tntcer face
10.2.2.2 1 EULLZ- 00:00: 30 19Z.168.10.L Seria10/070 10.3.3.3 1 FULL/- 0ũ:00: 30 152.168.10.6 5erial0/1/0 10.3.3.3 1 FULL/- 0ũ:00: 30 152.168.10.6 5erial0/1/0 R1£
R28#show ip ospf neighbor
Meighbor TD tri Stace Dead Time Address Tnterface
10.4.4.4 1 FULL/- 00:00: 39 192.168.10.2 3erial0/0/0 1.3.3.3 1 FULL/- 00:00: 39 182. Lé8. 10.10 Serial0/1/0 1.3.3.3 1 FULL/- 00:00: 39 182. Lé8. 10.10 Serial0/1/0
hzỹ
B3#<how ip öosp£f neighhor
MHeighbor ID Đri ðtace Dead Time äđdress TInterface
10.4.4.4 1 EULL/- 00:00:35 192.168_.10.5 3eria10Z070 10.2.Z.2 1 FULL/- 08:00: 35 19Z.168.10.9 3erial0/1/0 10.2.Z.2 1 FULL/- 08:00: 35 19Z.168.10.9 3erial0/1/0 B3#
3.2.5.2. Cơ sở dữ liệu trạng thái đường liên kết (Link state database) :
Tất cả các LSAs hợp lệ được nhận sẽ được lưu trữ trong bảng cơ sở dữ liệu này, và đây như là một sơ đồ đầy đủ về hệ thống mạng đối với router. Bởi vì mỗi roufer trong cùng một vùng đều phải tính toán đường đi ngăn nhất cho mình từ cơ sở dữ liệu này nên điều kiện bắt buộc là các thông tin trong bảng cơ sở dữ liệu nảy phải chính xác và giống nhau trên tất cả các router thì việc tính toàn và định tuyến mới chính xác được.
Có thể xem nội dung của bảng trạng thái đường liên kết trên Cisco router bằng
lệnh “show ïp ospf database” như trong Hình 4.3.
thlếshow ip ospf database
05PF Routcer with ID (10.4.4.4) (Process ID 1} outex Link States (Area D)
Link ID jHjDƯ BRoucer de 5eqếỹ Checksum LinH couurt
10.4.4.4 10.4.4.4 S8 0ñx80000010 0x0002a3 Šš 10.2.2.2 10.2.2.2 579 0x8000000£ 0x0082f5 5 10.2.2.2 10.2.2.2 579 0x8000000£ 0x0082f5 5 10.3.5.3 10.3.3.3 S274 0x8000000£ 0x00d1b0 š
Tvps-5 À% Rxcernal link 5taLtes
Link TD AXDƯỨ RouEer Xe Seq# Ghecksum Tag 9.0.0.0 10.4.4.4 142 0x80000006 0x00fe££ L (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
m1ð|
Hình 3.4 Lệnh “show ip ospf database” hiển thị các LSAs trong bảng trạng thái đường liên kết.
mmnnnnnyơyuunnnngnnggngggnợợợợnggợợợựnnnnnnnnờĩïtïẵïtntnnnuợợơgnnaaẹadadadaa-snnnem
_— "—.ooooo ¬— "““m=ä=äẽễẽễ=ễ=ễuu.aauwaaẹwwn