IE1 IE2 IE3 IE4 IE5 IE6 IE7 IE8 IE9 IE10 IE11 IE12 IE13 IE14
Chỉ xảy ra đối với các hàng xóm kết nối với mạng NBMA. IE1 xảy ra bởi một trong các điều kiện sau:
1. Giao diện nối tới mạng NBMA được kích hoạt đầu tiên, và hàng xóm đủ điều kiện tham gia bầu cử DR.
2. Router là DR hoặc BDR, và hàng xóm khơng đủ điều kiện tham gia bầu cử để trở thành DR.
Một gói Hello hợp lệ được nhận từ hàng xóm. hàng xóm khơng thể liên lạc được nữa.
Router nhận nhìn thấy định danh router của nó đầu tiên trong gói Gói Hello của hàng xóm hoặc nhận được gói DD từ hàng xóm. Hàng xóm khơng thể thiết lập kết nối lân cận.
Xảy ra bởi một trong các điều kiện sau:
1. Trạng thái hàng xóm chuyển trước tiên sang trạng thái 2-way. 2. Trạng thái giao diện thay đổi.
Kết nối lân cận sẽ được hình thành với hàng xóm này.
Quan hệ chủ tớ được thiết lập và số trình tự DD được trao đổi. Việc trao đổi các gói DD được hồn thành.
Các khoản mục còn tồn tại trong danh sách yêu cầu trạng thái liên kết. Danh sách yêu cầu trạng thái liên kết rỗng.
Kết nối lân cận sẽ được phá vỡ và được reset lại. IE12 xảy ra bởi một trong các điều kiện sau:
1. Nhận được gói DD có số trình tự DD khơng đúng.
2. Nhận được gói DD có trường Option khác với trường Option của gói DD cuối cùng.
3. Nhận được gói DD khác ngồi gói đầu tiên có bit khởi tạo được lập.
4. Nhận được gói yêu cầu một LSA khơng có trong cơ sở dữ liệu. Nhận được một gói Hello từ hàng xóm trong đó định danh router của Router nhận khơng có trong trường hàng xóm xảy ra khi trạng thái
IE15
IE16
giao diện thay đổi.
Kết nối lân cận với hàng xóm này sẽ tiếp tục tồn tại hay tiếp tục hình thành.
Kết nối lân cận với hàng xóm này sẽ khơng tiếp tục tồn tại hay khơng tiếp tục hình thành. Bảng 6: Các quyết định của hàng xóm Quyết định Ý nghĩa DP1 DP2 DP3
Một kết nối lân cận sẽ được thiết lập với hàng xóm hay khơng? Một kết nối lân cận sẽ được hình thành nếu một trong các điều kiện sau xảy ra:
1. Loại mạng là điểm - điểm. 2. Loại mạng là điểm - đa điểm. 3. Loại mạng là liên kết ảo.
4. Router là DR trong mạng của hàng xóm. 5. Router là BDR trong mạng của hàng xóm. 6. hàng xóm là DR.
7. hàng xóm là BDR.
Danh sách yêu cầu trạng thái liên kết đối với hàng xóm này có rỗng khơng?
Kết nối lân cận với hàng xóm có tiếp tục tồn tại hay khơng?
3.5 Thiết lập kết nối lân cận
Các hàng xóm trong các mạng điểm - điểm, điểm - đa điểm, và liên kết ảo luôn thiết lập kết nối lân cận với nhau trừ khi các tham số trong các gói Hello của chúng khơng phù hợp.
Trong các mạng quảng bá và NBMA, DR và BDR sẽ thiết lập kết nối lân cận với tất cả các hàng xóm cịn các DRother sẽ khơng thiết lập kết nối lân cận với các DRother khác.
Quá trình xây dựng kết nối lân cận sử dụng ba loại gói OSPF sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Gói mơ tả cơ sở dữ liệu DD.
3. Gói cập nhật trạng thái liên kết.
Gói DD đặc biệt quan trọng trong quá trình xây dựng kết nối lân cận. Các gói DD sẽ chứa tiêu đề của các LSA trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của Router gốc. Router nhận sẽ nhận các gói DD và kiểm tra các tiêu đề này để quyết định xem liệu nó đã có bản copy mới nhất của LSA trong cơ sở dữ liệu của nó. Ngồi ra gói DD cịn chứa ba cờ được sử dụng để quản lí q trình xây dựng kết nối lân cận. Ba cờ đó là:
1. Bit khởi tạo (I): I = 1 chỉ ra rằng gói DD đầu tiên gửi.
2. Bit khác (M): M = 1 chỉ ra rằng đây khơng phải gói DD cuối cùng được gửi.
3. Bit chủ/tớ (MS): MS = 1 chỉ ra rằng gói DD được gửi từ Router là Master. Khi cuộc đàm phán chủ/tớ bắt đầu ở trạng thái Exstart, cả hai hàng xóm sẽ cùng yêu cầu trở thành chủ bằng cách gửi một gói DD rỗng với bit MS = 1. hàng xóm có định danh router thấp hơn sẽ là tớ và truyền trở lại gói DD có MS = 0 và số trình tự DD được lập theo số trình tự của chủ. Gói DD này sẽ là gói DD đầu tiên chứa các bản tóm tắt LSA. Khi cuộc đàm phán chủ/tớ hồn thành, hàng xóm sẽ chuyển sang trạng thái thay đổi.
Ở trạng thái thay đổi, các hàng xóm sẽ tiến hành đồng bộ cơ sở dữ liệu của chúng. Danh sách tóm tắt cơ sở dữ liệu được ghi cùng với các tiêu đề của tất cả các LSA trong cơ sở dữ liệu của Router. Các gói DD chứa danh sách các tiêu đề của các LSA được gửi tới hàng xóm.
Nếu một Router thấy rằng hàng xóm của nó có một LSA khơng có trong cơ sở dữ liệu của nó, hoặc hàng xóm có bản copy của một LSA (đã biết) mới hơn, nó đặt LSA này vào danh sách yêu cầu trạng thái liên kết. Sau đó nó gửi gói yêu cầu trạng thái liên kết để yêu cầu bản sao của LSA này. Các gói cập nhật trạng thái liên kết vận chuyển các LSA được yêu cầu. Khi nhận được các LSA yêu cầu, Router sẽ xoá tiêu đề của các LSA nhận được khỏi danh sách yêu cầu trạng thái liên kết.
Tất cả các LSA gửi đi trong gói cập nhật trạng thái liên kết phải được xác nhận. Do vậy, các LSA đã được truyền được ghi vào danh sách truyền lại trạng thái liên kết. Khi một LSA được xác nhận, nó sẽ được xố khỏi danh sách này. LSA có thể được xác nhận theo hai cách:
- Xác nhận rõ ràng: Khi nhận được gói xác nhận trạng thái liên kết chứa tiêu đề LSA.
- Xác nhận ngầm: Khi nhận được gói cập nhật trạng thái liên kết chứa phiên bản LSA giống với phiên bản đã gửi. (Cả hai LSA đều mới hơn các LSA khác).
Router chủ điều khiển quá trình đồng bộ và đảm bảo chỉ có gói DD được truyền đi vào thời điểm đó. Khi router tớ nhận một gói DD từ router chủ, nó sẽ xác nhận việc này bằng cách gửi một gói DD có cùng số trình tự tới router chủ. Nếu router chủ khơng nhận được xác nhận của gói này trong khoảng thời gian RxmtInterval, nó sẽ gửi tiếp bản sao của gói đó đến router tớ.
Router tớ gửi các gói DD chỉ để đáp lại các gói DD mà nó nhận từ Router chủ. Nếu gói DD nhận được có số trình tự mới, nó sẽ gửi gói DD có cùng số trình tự với gói này. Nếu số trình tự của gói nhận được giống với gói xác nhận trước đó, gói xác nhận được truyền lại.
Khi q trình đồng bộ hồn tất, một trong hai sự chuyển đổi trạng thái sau sẽ xảy ra:
- Nếu vẫn còn các mục trong danh sách yêu cầu trạng thái liên kết, Router sẽ chuyển hàng xóm sang trạng thái tải về.
- Nếu danh sách yêu cầu trạng thái là rỗng, Router sẽ chuyển hàng xóm sang trạng thái hồn thiện.
Router chủ biết rằng q trình đồng bộ đã hồn 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 router tớ và nhận được gói DD với bit M = 0. Router tớ biết rằng quá trình đồng bộ đã hồn tất khi nó nhận được gói DD có bit M = 0 và gửi một gói DD xác nhận có bit M = 0. Hình 3.5 chỉ ra ví dụ về một q trình đồng bộ cơ sở dữ liệu cùng với sự chuyển đổi trạng thái hàng xóm.
RT1 RT2
Hello (DR = 0.0.0.0, Neighbors Seen = 0)
Hello (DR = RT2, Neighbors Seen = RT1) DD (Seq = x, I = 1, M = 0, MS = 1) DD (Seq = y + n, I = 0, M = 0, MS = 0) DD (Seq = y + n, I = 0, M = 0, MS = 1) DD (Seq = y + 1, I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y + 1, I = 0, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y, I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y, I = 1, M = 1, MS = 1) LS Request LS Request LS Update LS Update Hủy Huỷ Khởi tạo Exstart Exstart Thay đổi Thay đổi Tải về Hoàn thiện Hoàn thiện Hình 3.5: Ví dụ một q trình đồng bộ cơ sở dữ liệu 3.6 Tràn lụt
Tồn bộ cấu hình mạng OSPF có thể được mơ tả như là một nhóm các Router liên kết với nhau bởi các kết nối lân cận logic. Để định tuyến qua cấu hình logic này, mỗi node phải có một “bản đồ nhận dạng” cấu hình. Bản đồ này gọi là cơ sở dữ liệu cấu hình.
Cơ sở dữ liệu cấu hình thường được gọi là cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết. Nó bao gồm tất cả các LSA mà Router nhận được. Sự thay đổi trong cấu hình mạng sẽ được diễn tả như là sự thay đổi trong một hay nhiều LSA. Tràn lụt là q trình các gói LSA (mới và cả 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.
Q trình tràn lụt sử dụng hai loại gói OSPF sau: - Gói cập nhật trạng thái liên kết.
Mỗi gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết có thể mang nhiều LSA. Các LSA được tràn lụt qua liên mạng, nhưng các gói cập nhật và xác nhận chỉ được truyền giữa hai node thông qua kết nối lân cận.
Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) BDR (224.0.0.6) DR (224.0.0.6) (a) Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) BDR (224.0.0.6) DR (224.0.0.6) (b) Cập nhật Cập nhật Cập nhật Cập nhật Cập nhật
Hình 3.6: Q trình truyền các gói cập nhật trạng thái liên kết
Trong mạng điểm - điểm: Các gói cập nhật được gửi tới địa chỉ multicast
AllSPFRouters (224.0.0.5).
Trong mạng điểm - đa điểm và liên kết ảo: Các gói cập nhật được truyền
Unicast tới địa chỉ giao diện của các hàng xóm kế cận. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong mạng quảng bá: Các DRother chỉ tạo kết nối lân cận với DR và BDR.
Do đó các gói cập nhật được gửi tới địa chỉ AllDRoter (224.0.0.6). Sau đó DR sẽ phát Multicast các gói cập nhật tới tất cả các Router kế cận trong mạng sử dụng địa chỉ AllSPFRouter và các Router nay đến lượt mình sẽ gửi LSA ra tất cả các giao diện khác chạy OSPF của nó.
Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) Drother (224.0.0.5) BDR (224.0.0.6) DR (224.0.0.6) (c) Cập nhật Cập nhật Cập nhật Cập nhật Cập nhật
Hình 3.7: Tràn lụt gói trong mạng quảng bá
3.6.1 Xác nhận tuyệt đối và xác nhận rõ ràng
Mỗi LSA được truyền đi phải được xác nhận. Có hai kiểu xác nhận là: Xác nhận tuyệt đối và xác nhận rõ ràng.
Xác nhận tuyệt đối: Xác nhận tuyệt đối việc đã nhận một LSA bằng cách gửi
một gói cập nhật chứa một LSA giống hệt trở lại node nguồn. Xác nhận tuyệt đối sử dụng hiệu quả trong trường hợp hàng xóm đang có ý định gửi cập nhật về node gốc.
Xác nhận rõ ràng: Bằng cách gửi gói xác nhận trạng thái liên kết có chứa các
LSA Header đủ để nhận dạng các LSA.
Khi LSA được gửi, một phiên bản của LSA được lưu trong danh sách truyền lại trạng thái liên kết. LSA được truyền lại theo chu kì cho đến khi nhận được xác nhận hoặc khi kết nối lân cận bị huỷ bỏ. Các gói cập nhật trạng thái liên kết chứa các LSA truyền lại luôn phát theo kiểu unicast đối với mọi kiểu mạng.
3.6.2 Số trình tự, tổng kiểm tra, và tuổi
Mỗi LSA chứa ba giá trị là: số trình tự, tổng kiểm tra, và tuổi.
Số trình tự: Sử dụng 32 bit có giá trị từ số trình tự đầu tiên (0x80000001) đến
số trình tự lớn nhất (0x7fffffff). Khi Router tạo ra một LSA, nó lập số trình tự của LSA đó bằng số trình tự đầu tiên. Mỗi lần Router tạo ra một phiên bản của LSA, số trình tự lại tăng lên một đơn vị. 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 hàng xóm bằng MaxAge và tràn lụt nó trên tất cả các kết nối lân cận. Khi tất cả các hàng xóm kế cận biết được tuổi của LSA này là MaxAge thì phiên bản mới của LSA này với số trình tự là số trình tự đầu tiên đã có thể được tràn lụt.
Tổng kiểm tra: Là một số ngun 16 bit được tính tốn dựa trên thuật tốn
Fletcher. Tổng kiểm tra được tính tốn dựa trên tồn bộ LSA ngoại trừ trường tuổi (Trường này thay đổi khi LSA chuyển từ node tới node do đó phải u cầu tính lại tổng kiểm tra tại mỗi node). Tổng kiểm tra của mỗi LSA cũng được tính lại năm phút một lần khi chúng cư trú trong cơ sở dữ liệu để đảm bảo LSA không bị thay đổi khi ở trong cơ sở dữ liệu.
Tuổi: Là một số nguyên 16 bit không dấu để chỉ ra tuổi của LSA tính theo giây.
Phạm vi của tuổi là từ 0 đến 3600 s (gọi là tuổi cực đại - MaxAge). Khi Router tạo ra một LSA, nó lập tuổi của LSA bằng 0. Mỗi khi LSA được chuyển tiếp qua một Router, tuổi của nó sẽ tăng lên một số giây. Tuổi cũng được tăng lên khi LSA cư trú trong cơ sở dữ liệu. Khi LSA đạt đến tuổi cực đại, LSA sẽ được tràn lụt lại sau đó bị xố khỏi cơ sở dữ liệu. Do vậy khi Router cần xoá bỏ một LSA khỏi tất cả cơ sở dữ liệu, nó sẽ đặt tuổi của LSA bằng tuổi cực đại và tràn lụt lại LSA này. Chỉ có Router tạo ra LSA mới có thể làm được điều này.
Khi nhận được nhiều phiên bản LSA giống nhau, Router sẽ xác định LSA mới nhất dựa trên giải thuật sau:
- So sánh số trình tự: LSA có số trình tự cao hơn là LSA mới hơn.
- Nếu số trình tự bằng nhau, thì so sánh các tổng kiểm tra. LSA có tổng kiểm tra cao nhất là LSA mới nhất.
- Nếu tổng kiểm tra bằng nhau thì so sánh tuổi. Nếu chỉ có một LSA có tuổi là cực đại, nó được coi là gần mới nhất. Ngược lại:
- Nếu tuổi của LSA khác nhau hơn mười năm phút, LSA có tuổi thấp hơn được chọn. Nếu khơng có điều kiện nào như trên xảy ra, hai LSA được coi là giống hệt nhau.
3.7 Phân loại Router OSPF
Có bốn loại Router OSPF là : Router nội, Router biên vùng, Router mạng đường trục, và Router biên hệ thống tự trị (hình 3.14).
Router nội (Internal Router): là Router mà tất cả các giao diện của nó thuộc về
cùng một vùng. Các Router này có cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết đơn.
Router biên vùng ABR (Area Border Router): Kết nối một hay nhiều vùng tới
mạng đường trục và hoạt động như một cổng đối với lưu lượng liên vùng. ABR ln có ít nhất một giao diện thuộc về mạng đường trục, và phải duy trì cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết tách biệt cho mỗi vùng liên kết với nó. Vì vậy, ABR thường có bộ nhớ lớn hơn và bộ vi xử lí mạnh hơn so với Router nội. ABR có nhiệm vụ thu thập thơng tin (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cấu hình của các vùng gắn với nó cho mạng đường trục, sau đó mạng đường trục sẽ phổ biến lại cho các vùng khác.
Router mạng đường trục: là Router có ít nhất một giao diện gắn vào mạng
đường trục. Như vậy Router mạng đường trục có thể là một ABR hoặc một Router nào đó thuộc mạng đường trục (vùng 0).
Router biên hệ thống tự trị ASBR (Autonomous System Boundary Router):
hoạt động như là một cổng đối với lưu lượng ngoài.
ASBR BGP Backbone Router Internal Router ABR EIGP Area 1 Area 0 Area 10.5.53.16
Hình 3.8: Phân bố các Router trong mạng
3.8 Phân loại LSA
Bảng 7: Phân loại LSA
TT Mơ tả 1 2 3 4 5 6
Gói quảng bá trạng thái liên kết router Gói quảng bá trạng thái liên kết mạng
Gói quảng trạng thái liên kết bên ngồi mạng Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi ASBR Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi AS Gói quảng bá trạng thái liên kết của hội viên nhóm
TT Mơ tả