OSPF lưu trữ dữ liệu hoạt động của chính mình, thông số cấu hình, và thống kê trong bốn cấu trúc dữ liệu chính:
SVTH: Phan Thái Vương Trang 52
• Danh sách tất cả các interface đã được kích hoạt trong OSPF. Các mạng con kết nối trực tiếp, có liên quan đến các interface này, bao gồm trong Type 1 router LSA mà router đưa vào dữ liệu trạng thái OSPF cho vùng của mình.
• Khi interface được cấu hình passive interface, nó vẫn được liệt kê trong bảng giao diện OSPF, nhưng không có mối quan hệ hàng xóm
được thiết lập trên interface này.
Bảng hàng xóm (neighbor)
• Theo dõi tất cả các hoạt động OSPF hàng xóm.
• Những hàng xóm được thêm vào bảng này dựa trên việc tiếp nhận các gói tin Hello.
• Những hàng xóm bị xóa bỏ khi OSPF dead time do hàng xóm hết hạn hoặc khi interface liên quan bị down.
• OSPF đi qua một số trạng thái trong khi thiết lập mối quan hệ hàng xóm (còn được gọi là phụ cận).
• Liệt kê bảng hàng xóm trạng thái hiện tại cho mỗi hàng xóm của nó.
Trạng thái liên kết dữ liệu (Link-state database)
• Đây là cấu trúc dữ liệu chính, trong OSPF sẽ lưu trữ thông tin cấu trúc liên kết mạng.
• Dữ liệu này chứa đầy đủ thông tin cấu trúc liên kết cho các vùng mà router kết nối tới, và thông tin về các đường đi có thể đến mạng đó và các mạng con ở các vùng khác hoặc hệ thống tự trị khác.
• Dữ liệu này là một trong những thành phần quan trọng nhất của cấu trúc dữ liệu để từđó thu thập thông tin khi khắc phục sự cố OSPF.
Thông tin định tuyến cơ bản
• Sau khi thực hiện thuật toán SPF, kết quả của phép tính được lưu trữ
trong bảng RIB hay bảng định tuyến.
• Thông tin này bao gồm đường đi tốt nhất đến mỗi tiền tố của nó trong mạng OSPF với chi phí đường đi liên quan đến nó.
SVTH: Phan Thái Vương Trang 53
• Khi thông tin trong dữ liệu trạng thái thay đổi, chỉ có tính toán lại cục bộ sẽ cần thiết (tùy theo tính chất của sự thay đổi).
• Tuyến đường có thểđược thêm vào hoặc loại bỏ từ RIB mà không cần tính toán lại SPF đầy đủ.
Đánh giá OSPF: Mạng khu vực và quảng bá trạng thái liên kết (link-state advertisements=LSAs).
Hình 6-3 Các loại router OSPF
Trong mạng OSPF đa vùng không thực hiện phân phối lại tuyến đường, chỉ có quảng bá trạng thái liên kết Type -1, Type -2 và Type -3 được sử
dụng. Nó phục vụ các mục đích sau đây:
• Mỗi router trong một vùng tạo ra Type -1 LSAs mô tả trạng thái liên kết của router bao gồm các mạng con của nó kết nối trực tiếp, các loại kết nối và hàng xóm. Type-1 LSAs không được thông qua giữa các vùng.
• Theo mặc định, mỗi loại mạng đa truy cập (broadcast hay non- broadcast), OSPF bầu ra một Router chỉđịnh. Nếu mạng là một mạng transit (nhiều hơn một router kết nối với nó) các Router chỉđịnh tạo ra Type -2 LSAs mô tả các trạng thái liên kết đến liên kết bao gồm các mạng con của nó và bộđịnh tuyến kết nối. Type-2 LSAs không được thông qua giữa các vùng.
• Đối với mỗi subnet ABR có thể kết nối đến một vùng, nó sẽ tạo ra Type-3 LSAs trong cơ sở dữ liệu của vùng xương sống 0 (backbone area), danh sách các mạng con và chi phí liên quan đến nó. Đối với mỗi mạng con mà nó có thể đạt được trong vùng xương sống, hoặc trực tiếp hoặc thông qua một ABR, nó sẽ tạo ra Type-3 LSAs trong cơ
sở dữ liệu của từng vùng kết nối danh sách các mạng con và chi phí của nó.
SVTH: Phan Thái Vương Trang 54 Area DB LSA Type-1 LSA Type-2 LSA Type-3
Area 1 2 1 5
Area 0 3 1 4
Area 2 2 0 5
Liệt kê bảng LSAs type hiện diện trong mỗi vùng dữ liệu và số lượng của từng LSAs type. Những con số này dựa trên thực tế và mỗi liên kết đại diện cho một mạng đơn.
Số lượng các thành phần trong cơ sở dữ liệu của từng vùng được tính toán như sau:
• Type-1: Area 1 gồm hai thiết bị định tuyến (A và B) và do đó cơ sở
dữ liệu của nó sẽ bao gồm hai mục Type-1. Area 0 có ba thiết bị định tuyến (B, C, D) và do đó cơ sở dữ liệu của nó sẽ có ba mục Type-1 . Area-2 gồm hai bộ định tuyến và cơ sở dữ liệu của nó do đó sẽ có hai mục Type-1.
• Type-2: Area 1 gồm có một mạng transit Ethernet (broadcast) và do
đó cơ sở dữ liệu của nó sẽ chứa một mục Type-2 (có một mạng Ethernet thứ hai trong area 1, nhưng đây là một mạng còn sơ khai và không phải là một mạng vận chuyển). Area 0 cũng chứa một liên kết transit Ethernet và do đó nó cũng sẽ chứa một mục Type-2. (Một bộ định tuyến được chỉ định là không bầu cho một liên kết point-to- point). Area 2 không có loại transit broadcast hoặc non-broadcast và do đó không có mục Type-2 được tạo ra.
• Type-3: Area 1 có hai mạng con. Để mỗi một trong các mạng con, một mục Type-3 sẽđược tạo ra trong cơ sở dữ liệu area 0 của Router B. Sau đó, Router D sẽ tạo ra một mục Type-3 cho mỗi mạng con trong cơ sở dữ liệu area 2. Area 0 có ba mạng con. Router B sẽ tạo ra Type-3 cho mỗi mạng con trong cơ sở dữ liệu ararea 1 và Router D cũng sẽ tạo ra ba mục trong cơ sở dữ liệu area 2. Area 2 có hai mạng con, do đó, Router D sẽ tạo ra hai mục Type-3 trong cơ sở dữ liệu
SVTH: Phan Thái Vương Trang 55 area 0, và Router B sẽ tạo ra hai mục Type-3 trong cơ sở dữ liệu area 1. Tổng cộng, điều này có nghĩa là các cơ sở dữ liệu area 1 chứa 3 + 2 = 5 mục Type-3, các cơ sở dữ liệu area 0 có 2 + 2 = 4 mục Type-3, và các cơ sở dữ liệu area 2 chứa 2 + 3 = 5 mục Type-3. Đối với mỗi cơ
sở dữ liệu area, tổng số bằng với số mạng con có sẵn bên ngoài area của mình.
Router LSA Type-1 LSA Type-2 LSA Type-3
Router A 2 1 5 Router B 5 2 9 Router C 3 1 4 Router D 5 1 9 Router E 2 0 5 Do đó, tổng cho mỗi vùng dữ liệu như sau:
• Area 1: 2 mục type-1, 2 type-2, and 5 type-3
• Area 0: 3 mục type-1, 1 type-2, and 4 type-3
• Area 2: 2 mục type-1, 0 type-2, and 5 type-3
Bước cuối cùng là thêm số trên mỗi router riêng lẻ:
• Router A: Router A chỉ chứa area 1 database và kết quả là, nó có hai mục Type-1, một mục Type-2 và năm mục Type-3.
• Router B: Router B có ABR và chứa cơ sở dữ liệu cho cả hai area 1 và area 0. Do đó, nó có 2 + 3 = 5 mục Type-1, 1 + 1 = 2 mục Type-2 và 5 + 4 = 9 mục Type.
• Router C: Router C chỉ chứa area 1 database, trong đó có 3 mục Type-1, 1 mục Type-2 và 4 mục Type-3.
• Router D: Router D có ABR và chứa cơ sở dữ liệu area 0 và area 2. Do đó, nó có 3 + 2 = 5 mục Type-1, 1 + 0 = 1 mục Type-2 và 4 + 5 = 9 mục Type-3.
• Router E: Router E chỉ chứa cơ sở dữ liệu area 2 có chứa hai Type-1, 0 Type-2, và 5 Type-3 mục.
SVTH: Phan Thái Vương Trang 56
Đánh giá OSPF : Thông tin lưu lượng trong một vùng
Hai router sẽ trở thành hàng xóm OSPF nếu các thông số sau khớp với gói tin Hello:
• Hello và dead timers:
Hàng xóm phải sử dụng cùng Hello và dead timers.
Broadcast và loại mạng point-to-point mặc định 10 giây Hello và 40 giây dead timers.
Nếu timers thay đổi trên một interface, timers cũng thay đổi trên các router hàng xóm của interface đó.
• Số vùng OSPF:
Router sẽ trở thành hàng xóm trên một liên kết chỉ khi nó xem hai liên kết trong cùng khu vực (2 đầu của một liên kết phải cùng một vùng OSPF).
• Loại vùng OSPF :
Router sẽ trở thành hàng xóm chỉ khi nó xem hai vùng sẽ được cùng loại của vùng (normal, stub, hay not-so-stubby area [NSSA]).
• IP subnet và subnet mask:
Hai router sẽ không trở thành hàng xóm nếu không cùng một subnet.
Ngoại lệ cho quy tắc này là trên một liên kết point-to-point, nơi mà các subnet mask không kiểm chứng.
• Loại chứng thực và dữ liệu chứng thực:
Router sẽ trở thành hàng xóm chỉ khi cả hai đều sử dụng cùng một loại chứng thực (null, clear text hay MD5).
Nếu sử dụng chứng thực, dữ liệu xác thực (mật khẩu hoặc giá trị
băm) phải khớp.
Xây dựng mối quan hệ hàng xóm hoặc liền kề với các router láng giềng gồm một số trạng thái:
SVTH: Phan Thái Vương Trang 57
Đây là trường hợp đặc biệt chỉ gặp khi unicast Hellos được sử
dụng và hàng xóm đã được cấu hình một cách rõ ràng.
Không được sử dụng trên point-to-point hoặc các loại mạng broadcast, mà sử dụng multicast Hellos.
• Init: Trạng thái này xảy ra trên một router nhận được thông điệp Hello từ hàng xóm của nó, tuy nhiên, các OSPF router ID của router nhận được không có trong thông điệp Hello.
• 2-way: Trạng thái này xảy ra khi hai thiết bị định tuyến OSPF nhận
được thông điệp Hello từ mỗi router và mỗi router thấy OSPF router ID riêng của mình trong thông điệp Hello nó nhận được. Trạng thái 2- Way có thể là trạng thái cuối cùng cho một mạng multiaccess nếu mạng đã bầu ra một router chỉđịnh và sao lưu router được chỉđịnh.
• Exstart: Chỉ ra các router bắt đầu trao đổi trạng thái cơ sở dữ liệu bằng cách thiết lập một mối quan hệ chủ và khách.
• Exchange: Trạng thái này xảy ra khi hai thiết bịđịnh tuyến tạo thành liền kề gửi nhau database descriptor (DBD) gói tin chứa thông tin về
trạng thái liên kết dữ liệu của router. Mỗi router so sánh các gói tin DBD nhận được từ các router khác để xác định mục mất tích trong trạng thái liên kết dữ liệu của riêng mình. Cũng giống như trạng thái ExStart, nếu router vẫn còn trong trạng thái trao đổi trong một thời gian dài, vấn đề có thể là không khớp MTU hoặc trùng lặp OSPF router ID.
• Loading: Dựa trên các mục trạng thái liên kết dữ liệu bị mất được xác
định trong trạng thái Exchange, trạng thái Loading xảy ra khi mỗi yêu cầu router hàng xóm các router khác gửi cho những mục mất tích. Nếu router vẫn trong trạng thái này trong một thời gian dài, gói tin có thể đã bị hỏng, hoặc router có thể có vấn đề memory corruption. Ngoài ra, có thể do các bộđịnh tuyến eighboring có một MTU không khớp.
SVTH: Phan Thái Vương Trang 58
• Full: Trạng thái này cho thấy các bộ định tuyến OSPF hàng xóm đã thành công trong việc trao đổi thông tin trạng thái liên kết với nhau và một phụ cận được thành lập.
Đánh giá OSPF : Thông tin lưu lượng giữa các vùng
Hình 6-4 Thông tin định tuyến giữa các vùng
Trong mạng thấy Router B, có một ABR, thực thi thuật toán SPF sử dụng area 1 database để tính toán đường đi tốt nhất cho mỗi subnet có sẵn trong area 1.
Dựa trên tính toán này, Router B sẽ tạo ra một Type-3 LSAs, sau đó được
đưa vào area 0 database. Những Type-3 LSAs bao gồm chi phí mà Router B đã tính toán cho mỗi tiền tố.
Bất kỳ router khác trong area 0, ví dụ như Router C hoặc D, thực thi thuật toán SPF của riêng nó dựa trên area 1 database. Sau đó sẽ thêm chi phí trong Type-3 LSAs để tính toán chi phí của nó đển Router B để tìm tổng chi phí của nó cho những tiền tố trong area 1.
Sau khi Router D tính toán các chi phí này, nó sẽ tạo ra Type-3 LSAs cho các tiền tố đến area 1 và đưa chúng vào area 2 database. Bất kỳ router nào trong area 2, chẳng hạn như Router E, bây giờ có thể tính toán đường
đi tốt nhất đển Router D và thêm chi phí này vào chi phí quảng bá của Router D trong Type-3 LSAs để tìm tổng chi phí đường đi cho mỗi tiền tố trong area 1.
Khi đang xử lý sự cố OSPF và theo dõi quảng bá của các router và các chi phí liên quan của nó, đó là điều quan trọng để hiểu được quá trình này. Nó cho phép chúng ta biết được thiết bị định tuyến tạo ra Type-3 LSAs và làm thế nào tổng chi phí đường đi được tính toán. Hiểu quá trình
SVTH: Phan Thái Vương Trang 59 này giúp chúng ta theo dõi lưu lượng thông tin định tuyến từ router trong area này đển router trong area khác.