Specyfikacja bazy LSDB wymaga, aby protokół OSPF posiadał pełną wiedzę dotyczącą topologii sieciowej w obrębie jednej tej samej strefy (Area), a tym samym wyklucza stosowanie sumaryzacji tras routingu na większości urządzeń. Istnieje jednak możliwość sumaryzacji tras routinguna ruterach pełniących rolęABR(SLA typu 3) orazASBR (SLA typu 5).
Trasy „Interarea Routers” wymieniane za pomocą struktur LSAtypu trzeciegooraz piątego, funkcjonują zgodnie z logiką Distance Vectora nie Link-State, jak ma to miejsce w przypadku struktur LSA typu pierwszego oraz drugiego.
Sumaryzowana trasa protokołu OSPFv3 posiada wartość administracyjną (AD) równą 100, natomiast w przypadku protokołu OSPFv2 110.
Konfiguracja sumaryzacji
Sumaryzacja struktur LSA typu 3 (ABR)
Ruter ABR porównuje sumaryzowaną trasę, ze wszystkimi rozgłaszanymi przez daną strefę strukturami LSA typu trzeciego. Jeżeli przynajmniej jedna z rozgłaszanych tras„intra-area route”należy do sumaryzowanej sieci, ruter ABR zacznie rozgłaszać sumaryzowaną trasę za pomocą nowej struktury LSA typu trzeciego.
Ruter ABR nie rozgłasza sieci wchodzących w skład sieci sumaryzowanej.
Ruter ABR domyślnie przypisuje do trasy sumaryzowanej metrykę najlepszej sieci nie sumaryzowanej.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)# area ID-strefy(Strefa z której pochodzi dana trasa) range sieć maska[cost 0-16777214] [not-advertise]
Tworzy nową trasę sumaryzowaną rozgłaszaną przez struktury LSA typy trzeciego. * not-advertise – Blokuje rozgłaszanie sumaryzowanej sieci za pomocą struktury LSA typu pierwszego jak i drugiego.
(config-router)#do show ip ospf database summary adres-sumaryzowanej-sieci
Wyświetla
Sumaryzowana trasa protokołu OSPFv3 posiada wartość administracyjną (AD) równą 100, natomiast OSPF 110.
Sumaryzacja struktur LSA typu 5 (ASBR)
Ruter ASBR porównuje sumaryzowaną trasę, ze wszystkimi rozgłaszanymi przez daną strefę strukturami LSA typu piątego. Jeżeli przynajmniej jedna z rozgłaszanych trasnależy do sumaryzowanej sieci, ruter ASBR zacznie rozgłaszać sumaryzowaną sieć za pomocą nowej struktury LSA typu piątego.
Ruter ASBR nie rozgłasza sieci wchodzących w skład sieci sumaryzowanej.
Ruter ASBR domyślnie przypisuje do trasy sumaryzowanej metrykę najlepszej sieci nie sumaryzowanej.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
Tworzy nową trasę sumaryzowaną rozgłaszaną przez struktury LSA typy piątego. * not-advertise – Blokuje rozgłaszanie sumaryzowanej sieci za pomocą struktury LSA typu pierwszego jak i drugiego.
Komendy SHOW
#show ip ospf database summary [adres-sumaryzowanej-sieci]
Wyświetla
#show ip ospfsummary-address
Wyświetla
Pozostałe tematy związane z konfiguracją protokołu OSPF
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip mtu wartość-MTU
Określa wartość MTU. Ustawienie różnych wartości MTU na sąsiednich interfejsach może doprowadzić do błędów w czasie wymiany danych bazy LSDB, a tym samym uniemożliwić nawiązanie relacji sąsiedztwa pomiędzy ruterami.
# show ip interface interfejs | include MTU
Wyświetla skonfigurowaną wartość MTU, względem określonego interfejsu sieciowego.
Statyczny wybór topologii sieciowej
(config)#interface interfejs
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
Zgodnie z zasadami funkcjonowania protokołu OSPF, każda strefa non-backbone powinna mieć zapewnioną łączność ze strefą Backbone (Area 0). Jeżeli warunek ten nie zostanie spełniony, w sieci dojdzie do sytuacji zwanej „Discontiguous area 0”.
Aby tymczasowo umożliwić kontakt pomiędzy strefą non-backbone a strefą Backbone, poprzez inną strefą non-backbone. Protokół OSPF posiada funkcją połączenia wirtualnego „Virtual Link” , nawiązywanego w warstwie kontrolnej „Control Plane”.
W przypadku konfiguracji połączeń wirtualnych strefy non-backbone nie mogą być skonfigurowane jako strefy specjalne Stub Area ani filtrować ruchu LSA typu trzeciego (LSA Type 3).
Konfiguracja Linku Wirtualnego
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
Tworzy wirtualny link pomiędzy lokalnym urządzeniem a ruterem o określonej wartości RID (Podana w komendzie strefa (Area) jest strefą tranzytową, przez którą przechodzi konfigurowane połączenie wirtualne).
Uwierzytelnia połączenie wirtualne przy pomocy hasła MD5.
#show ip ospf virtual-links
Wyświetla stan skonfigurowanych połączeń wirtualnych.
#show ip ospf border-routers [detail]
Wyświetla szczegółowe informacje na temat urządzeniach granicznych ABR, znajdujących się w tej samej strefie co lokalne urządzenia.
Konfiguracja kosztów protokołu OSPF (Metryki)
Koszt dotarcia protokołu OSPF do sieci docelowej, jest obliczany na podstawie pasma wszystkich interfejsów znajdujących się na trasie prowadzącej do celu. Wartość pasma interfejsu można dowolnie modyfikować.
Interfejs
Domyślna wartość pasma
Formuła (Kbps)
Koszt OSPF
Ethernet
10.000 Kbps
100.000/10.000
10
Token Ring
16.000 Kbps
100.000/16.000
6
Fast Ethernet
100.000 Kbps
100.000/100.000
1
Gigabit Ethernet
1.000,000 Kbps
100.000/1.000.000
1
10 Gigabit Ethernet
10.000.000 Kbps
100.000/10.000.000
1
100 Gigabit Ethernet
100.000.000 Kbps
100.000/100.000.000
1
Domyślne koszty interfejsów protokołu OSPF
# Teoria związana z wyliczaniem metryki protokołu OSPF została opisana w artykule: Wyliczanie metryki.
(config)#interface interfejs
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#bandwidth 1-10000000(Kbps)
Określa statyczną wartość pasma przypisaną do konfigurowanego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip ospf cost 1-65535(Mbps)
Określa statyczną wartość kosztu OSPF przypisaną do konfigurowanego interfejsu sieciowego.
Zgodnie z zasadą funkcjonowania protokołu OSPF, baza LSDB musi mieć taką samą zawartość, na wszystkich urządzeniach względem tej samej strefy (Area). Zasada ta wyklucza więc stosowanie filtracji tras routingu w obrębie jednej tej samej strefy (Area), dopuszczając ją jedynie na ruterach pełniących rolęABR(SLA typu 3) orazASBR (SLA typu 5).
Trasy „Interarea Routers” wymieniane za pomocą struktur LSAtypu trzeciegooraz piątego,funkcjonują zgodnie z logiką Distance Vectora nie Link-State, jak ma to miejsce w przypadku struktur LSA typu pierwszego oraz drugiego.
Filtrowanie tras routingu (in & out)
??KONFIGURACJA SPRAWDŹ?? 49- OSPF of Type-5 LSAs (Redistribution filtering) 28 minuta nagrania w dan.
Konfiguracja filtrowania tras routingu
Filtrowanie struktur LSA typu 3 (ABR)
# Szczegółowa konfiguracja Prefix listy została opisana w artykule: Prefix Lista.
Dopuszcza bądź blokuje trasy routingu, dotyczące wskazanej w komendzie sieci, której maska mieści się w zakresie od prefix-mini do max-prefix. Przykładowa komenda [ip prefix-list nazwa permit 192.168.0.0/16ge 24 le 26] dopuszcza trasy routingu, posiadające prefix z zakresu od 24 do 26, dla sieci 192.168.0.0/16.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
Określona w komendzie prefix lista filtruje adresy zapisane w wpisie „deny” a przepuszcza wpisy „permit”. Pod-komenda„in” filtruje trasy przychodzące do danej strefy (Area), natomiast „out” filtruje trasy wychodzące z danej strefy (Area).
(config-router)# show ip prefix-list [nazwa-prefix-listy]
Wyświetla wszystkie skonfigurowane, bądź określoną w komedzie prefix listę.
Filtrowanie struktur LSA typu 5 (ASBR)
# Szczegółowa konfiguracja Router mapy została opisana w artykule: Router mapa.
Tworzy nową router mapę przepuszczającą (permit), bądź filtrujące (denny). Wskazane w komendzie trasy routingu. Podany numer sekwencyjny określa porządek rozpatrywania wpisów router mapy.
(config-route-map)# match ip address {ACL-ID / prefix-list nazwa-prefix-listy}
Określa trasy prowadzące do sieci, zawartych w określonej przez komendę liście ACL bądź Prefix liście. Konfiguracja Prefix listy, została opisana w następującym artykule.
(config-route-map)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
* Route-map – Określa Router Mapę ,filtrującą wskazane trasy routingu. * Subnets – Zezwala na rozgłaszanie zarówno sieci klasowych jak i bezklasowych (IPv4).
# show route-map[nazwa-router-mapy]
Wyświetla określoną / wszystkie skonfigurowane na danym urządzeniu Router Mapy.
Filtrowanie struktur LSA typu 1,2 (ABR) za pomocą sumaryzacji
Filtrowanie struktur LSA typu pierwszego oraz drugiego jest możliwe jedynie na ruterze ABR, za pomocą wykluczonej sumaryzacji "not-advertise".
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)# area ID-strefy range sieć maska not-advertise
Określa filtrowaną sieć, wraz ze strefą (Area) z której pochodzi (Metoda ta umożliwia filtrowanie jedynie struktur LSA typu pierwszego jak i drugiego na ruterze ABR). W topologii Area 1 – Area 0 – Area 2 filtrowanie poprzez sumaryzację może być zastosowane pomiędzy strefą 1,0 dla sieci ze strefy pierwszej jak i zerowej oraz pomiędzy strefą 0, 2 dla sieci zerowej jak i drugiej, nie można jej jednak stosować pomiędzy np. strefą 1,0 dla sieci ze strefy drugiej).
Filtrowanie tras sieciowych niezależnie do struktur LSA za pomocą listy
(Distribute List)
Filtrowanie tras routingu za pomocą funkcji „Distribute List”, blokuje możliwość dodania określonej sieci do tablicy routingu, względem wszystkich protokołów routingu dynamicznego. W przypadku protokołu OSPF filtracja ta nie wpływa ani na struktury LSA ani na algorytm SPF, ponieważ dotyczy jedynie procesu aktualizacji tablicy routingu (Jest to najmniej pożądana metoda filtracji, mogąca doprowadzić do powstania dziur w topologii routingu).
Proces dodawania tras routingu na ruterze wykorzystującym protokół OSPF jest następujący:
Baza LSDB ->Algorytm SPF -> Distribute-List in-> IP Routing Table.
Lista Distribute-Listout nie zadziała w przypadku protokołu OSPF ponieważ filtruje ona jedynie sieci pobierane z tablicy routingu w procesie redystrybucji. Natomiast protokół OSPF nie pobiera z tablicy routingu żadnych informacji dotyczących sieci a jedynie korzysta z własnej bazy LSDB w tym procesie.
Podstawowa filtracja tras routingu (ACL)
(config)#access-list ACL deny sieć dzika-maska
Tworzy standardową listę ACL filtrującą wskazaną sieć.
(config)#access-list ACL permit any
Dodaje wpis listy ACL przepuszczający pozostałe sieci.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#distribute-list ACL in [interfejs]
Blokuje możliwość dodania określonej sieci do tablicy routingu, względem wszystkich protokołów routingu dynamicznego. W przypadku protokołu OSPF filtracja ta nie wpływa ani na struktury LSA ani na algorytm SPF, ponieważ dotyczy jedynie procesu aktualizacji tablicy routingu (Jest to najmniej pożądana metoda, mogąca doprowadzić do powstania dziur w topologii routingu).
Rozszerzona filtracja tras routingu (ACL)
(config)#access-list ACL deny ip RID adres-IP-następnego-przeskoku sieć dzika-maska
Tworzy rozszerzoną listę ACL filtrującą określoną w komendzie sieć (sieć dzika-maska), rozgłaszaną przez ruter o określonej wartości RID oraz adresie następnego przeskoku.
(config)#access-list ACL permit ip any any
Dodaje wpis listy ACL przepuszczający pozostałe sieci.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#distribute-list ACL in [interfejs]
Blokuje możliwość dodania określonej sieci do tablicy routingu, względem wszystkich protokołów routingu dynamicznego. W przypadku protokołu OSPF filtracja ta nie wpływa ani na struktury LSA ani na algorytm SPF, ponieważ dotyczy jedynie procesu aktualizacji tablicy routingu (Jest to najmniej pożądana metoda, mogąca doprowadzić do powstania dziur w topologii routingu).
Filtrowanie tras OSPF (Prefix lista)
# Szczegółowa konfiguracja Prefix listy została opisana w artykule: Prefix Lista.
Dopuszcza bądź blokuje trasy routingu, dotyczące wskazanej w komendzie sieci, której maska mieści się w zakresie od prefix-mini do max-prefix. Przykładowa komenda [ip prefix-list nazwa permit 192.168.0.0/16ge 24 le 26] dopuszcza trasy routingu, posiadające prefix z zakresu od 24 do 26, dla sieci 192.168.0.0/16.
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#distribute-list prefix nazwa-prefix-listy in [interfejs]
Blokuje możliwość dodania określonej sieci do tablicy routingu, względem wszystkich protokołów routingu dynamicznego. W przypadku protokołu OSPF filtracja ta nie wpływa ani na struktury LSA ani na algorytm SPF, ponieważ dotyczy jedynie procesu aktualizacji tablicy routingu (Jest to najmniej pożądana metoda, mogąca doprowadzić do powstania dziur w topologii routingu).
Filtrowanie tras OSPF (Router mapa)
# Szczegółowa konfiguracja Router mapy została opisana w artykule: Router mapa.
Tworzy nową router mapę przepuszczającą (permit), bądź filtrujące (denny). Wskazane w komendzie trasy routingu. Podany numer sekwencyjny określa porządek rozpatrywania wpisów router mapy.
(config-route-map)# match ip address {ACL-ID / prefix-list nazwa-prefix-listy}
Określa trasy prowadzące do sieci, zawartych w określonej przez komendę liście ACL bądź Prefix liście. Konfiguracja Prefix listy, została opisana w następującym artykule.
(config-route-map)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#distribute-list router-map nazwa-router-mapy in [interfejs]
Blokuje możliwość dodania określonej sieci do tablicy routingu, względem wszystkich protokołów routingu dynamicznego. W przypadku protokołu OSPF filtracja ta nie wpływa ani na struktury LSA ani na algorytm SPF, ponieważ dotyczy jedynie procesu aktualizacji tablicy routingu (Jest to najmniej pożądana metoda, mogąca doprowadzić do powstania dziur w topologii routingu).
Lista ACL bądź też lista Prefix lista, zawierająca wpis Deny wymusza przejście do kolejnego wpisu router-mapy.
Wpis router-mapy bez skonfigurowanej komendy [match] dotycz wszystkich tras routingu.
Komendy SHOW
#show ip ospf xxx
Wyświetla
#show ip ospf xxx
Wyświetla
#show ip ospf xxx
Wyświetla
Pozostałe tematy związane z konfiguracją protokołu OSPF
OSPF przy wyliczaniu kosztu interfejsu sieciowego, wykorzystuje następujący wzór (Cost=Reference-Bandwidth/Interface-Bandwidth). Z czego „Reference-Bandwidth” odnosi się do domyślnej wartości protokołu OSPF (100), która może być opcjonalnie zmodyfikowana za pomocą komendy [auto-cost reference-bandwidth1-4294967(pasmo)(Mbps)] wydanej w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
Należy przy tym pamiętać, aby wszystkie rutery należące do tej samej instancji protokołu OSPF, posiadały takie same ustawienia wartości „Reference-Bandwidth”.
Przykładowe wyliczanie kosztu
Obliczanie kosztu z domyślną wartością Reference-Bandwidth (Domyślna wartość wynosi 100):
Powodem motywującym do zmiany domyślnej wartości „Reference-Bandwidth”, może być fakt że dla interfejsów działających w standardzie Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet oraz wyższych domyślna, wartość koszu jest taka sama i wynosi 1. Ponieważ jest to najniższa wartość używana w protokole OSPF. W takim przypadku zmiana domyślnej wartości „Reference-Bandwidth”, umożliwi uwzględnienie różnic pasma pomiędzy wskazanymi standardami.
Zmiana kosztu protokołu OSPF (Interfejs-Bandwidth)
Drugą metodą umożliwiającą ingerencję w wartość kosztu protokołu OSPF, względem określonego interfejsu sieciowego. Jest statyczne skonfigurowanie wartości „Interface-Bandwidth” za pomocą komendy [bandwidth1-10000000(pasmo)(Kbps)] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
Zmiana kosztu protokołu OSPF (OSPF Cost)
Ostatnią najskuteczniejszą metodą zmiany wartości kosztu interfejsu sieciowego, jest statyczne zmodyfikowanie wartości kosztu za pomocą komendy [ip ospf cost1-65535(Wartość-kosztu)] wydanej z poziomu konfiguracji interfejsu sieciowego.
Podsumowanie zmiany domyślnego kosztu protokołu OSPF
Wzór na obliczanie wartości interfejsu wygląda następująco: Cost=Reference-Bandwidth/Interface- Bandwidth.
Komenda[auto-cost reference-bandwidth1-4294967(pasmo)(Mbps)] zmienia domyślną wartość „Reference-Bandwidth”.
Komenda[bandwidth1-10000000(pasmo)(Kbps)] zmienia domyślną wartość „Interface-Bandwidth”.
Komenda[ip ospf cost1-65535(Wartość-kosztu)] zmienia wyliczoną wartość „Cost”.
Wartość kosztu interfejsu sieciowego można zweryfikować za pomocą komendy:
Protokół OSPF wymaga aby poszczególne strefy (Area), były łączone pomiędzy sobą za pośrednictwem strefy głównej (Backbone Area 0). Konfiguracja pojedynczej strefy (Area) nie wymaga aby była to strefa Backbone.
Wymiana tras routingu może zachodzić jedynie pomiędzy strefą tranzytową (Area 0) a inną strefą protokołu OSPF.
Przyczyny podziału na strefy Area
Large link-state database– Im większa topologia sieciowa, tym więcej pamięci (RAM-u) zajmuje baza LSDB a tym samym więcej informacji jest wymienianych pomiędzy ruterami. Ponadto większa baza wymaga większego nakładu pracy procesora CPU przy obliczaniu ścieżki wolnej od pętli.
Large routing table – Sieci wewnątrz jednej strefy (Area) nie mogą być zsumaryzowane ani filtrowane.
Frequent SPF algorithm calculations – Każda zmiana statusu interfejsu może doprowadzić do wystąpienia ponownego procesu przeliczania ścieżki dotarcia do sieci docelowej, a tym samym znacząco zwiększyć utylizację procesora CPU.
Według niektórych źródeł liczba 50 ruterów stanowi punkt, w którym stosowanie podziału na strefy jest wskazane.
Skutki zastosowania podziału na strefy Area
Smaller routing tables – Sieci mogą zostać zsumaryzowane pomiędzy poszczególnymi strefami (Area).
Reduced link-state update overhead– Zmniejszenie pojedynczej strefy (Area), ogranicza ilość rozgłaszanych struktur LSA, tym samym zmniejszając ilość wykorzystywanej pomięci RAM oraz zmniejszając poziom utylizacji procesora CPU.
Reduced frequency of SPF calculations– Minimalizuje zasięg zmian wymagających ponownej re-kalkulacji algorytmu SPF.
Nazewnictwo związane z podziałem na strefy Area
Area – Grupa ruterów współdzielących tę samą zawartość bazy LSDB.
Backbone Area – Główna strefa, do której muszą być podłączone inne strefy (Area).
Intra-area route– Trasa do sieci znajdującej się w tej samej strefie (Area).
Interarea route– Trasa do sieci znajdującej się w innej strefie (Area).
Internal Router – Ruter, którego wszystkie interfejsy należą do tej samej strefy (Area).
Area Border Router(ABR) – Ruter łączący strefę Backbone Area z innymi strefami protokołu OSPF.
Backbone Router– Ruter, którego przynajmniej jeden z interfejsów należy to strefy Backbone.
Autonomous System Boundary Router (ASBR) – Ruter, którego przynajmniej jeden z interfejsów należy do innego systemu autonomicznego (Wspiera inny protokół routingu bądź inną instancje protokołu OSPF).
Nazewnictwo związane z podziałem na strefy
Virtual links
Połączenie wirtualne stosowane w protokole OSPF, ma na celu zapewnienie bezpośredniej łączności pomiędzy strefą główną (Backbone Area 0) a inną strefą (Area). W sytuacji, w której obydwie strefy nie są ze sobą bezpośrednio połączone, ponieważ rozdziela je inna strefa. W takim przypadku zastosowanie połączenia wirtualnego (Virtual link) stanowi tymczasowe rozwiązanie umożliwiające bezpośrednią komunikację ze strefą (Backbone).
Połączenie wirtualne może być przydatne w sytuacji:
Gdy połączenie strefy (Nonbackbone Area) za pomocą sieci WAN, poprzez inną strefę (Nonbackbone Area) jest tańsze niż bezpośrednie połączenie ze strefą (Backbone Area 0).
Utraty połączenia pomiędzy dwoma częściami strefy (Backbone Area 0), co może doprowadzić do powstania dwóch niezależnych stref (Area 0).
Łączenia ze sobą dwóch niezależnych topologii sieciowych, z których każda posiada własną strefą Area 0.
Przykładowa topologia obrazująca działanie struktur LSA
Przykładowa topologia obrazująca działanie struktur LSA
LSA Type 4 – ASBR Summary
Struktury LSA typu czwartego są rozgłaszane przez rutery ABR(Area Border Router) jako element uzupełniający względem struktur LSA typu piątego. Zawierają one wartość RID rutera ASBR oraz ABR dzięki czemu umożliwiają lokalizację urządzenia ASBR(Autonomous System Border Router) znajdującego się w innej strefie (Area).
Struktury LSA typu piątego (LSA type 5) rozgłaszają trasy pochodzące z innych protokołów routingu bądź też innych instancji protokołu OSPF. Zawierają one oprócz podstawowych informacji dotyczących rozgłaszanej sieci, wartość RIDrutera ASBR rozgłaszającego daną trasę.
W przypadku urządzeń znajdujących się w tej samej strefie(Area),co ruter ASBR, struktura LSA typu piątego nie sprawiają żadnych problemów, ponieważ wszystkie urządzenia posiadają lokalizację rutera ASBR, pobraną z bazy LSDB (Na podstawie struktur LSA typu pierwszego).
W przypadku urządzeń znajdujących się w innej strefie (Area), niż ruter ASBR, informacja o jego wartości RID, na nic się nie zda innym urządzeniom, ponieważ nie posiadają one informacji o jego lokalizacji. W tym momencie wykorzystywana jest struktura LSA typu czwartego, ponieważ rozgłasza ona informacje o trasie oraz koszcie dotarcia do rutera ASBRpoprzez ruter ABR.
Lokalne urządzenie —> (Koszt) —> ABR —> (+Koszt rozgłaszany przez LSA typu 4) —> ASBR (Z najniższą metryką trasy E2 / E1).
Wartość metryki dotarcia do sieci zewnętrznej E2 = Metryka rozgłaszana przez ruter ASBR.
Wartość metryki dotarcia do sieci zewnętrznej E1= Metryka rozgłaszana przez ruter ASBR + koszt dotarcia do ASBR.
Zawartość struktury LSA type 4
Struktura LSA typu czwartego zawiera
Wartość RID rutera ASBR, rozgłaszającego trasę zewnętrzną.
Wartość RID rutera ABR, rozgłaszającego daną strukturę LSA.
Adres sieci wraz z maską.
Wartość LSID (Wartość RID rutera ASBR).
Koszt trasy rutera ABD do rutera ASBR (Metrykę).
Numer sekwencyjny.
Sumę kontrolną (Checksum).
Wyświetlanie struktur LSA type 4
Informacje na temat struktury LSA typu czwartego można wyświetlić za pomocą komendy [show ip ospf database], znajdują się one pod punktem (summaryASB Link State (Area ID-area)), oraz za pomocą komendy [show ip ospf database asbr-summary].
32-bitową wartość identyfikatora (LSID) w przypadku struktury LSA typy czwartego (LSA Type 4) stanowi wartość RID rutera ASBR.
LSA Type 5 – AS External
Struktury LSA typu piątego są rozgłaszane przez rutery ASBR na granicy pomiędzy protokołem OSPF a innymi protokołami routingu dynamicznego bądź też inną instancją protokołu OSPF.
Struktury LSA typu piątego rozgłaszają trasy pochodzenia zewnętrznego, pochodzące od innych protokołów routingu bądź też innych instancji protokołu OSPF. Niesą jednak rozgłaszane w strefach specjalnych Stubby Area, gdzie rozgłaszana jest jedynie trasa domyślna.
Trasy zewnętrzne rozgłaszane przez struktury LSA typu piątego, dzielą się na dwa rodzaje różniące się od siebie metodą kalkulacji metryki. Są one następujące:
External type 1 (E1) – Niedodaje wewnętrznych (Internal) wartości metryki do kalkulacji koszu całej trasy.
External type 2 (E2) – Dodaje wewnętrzne (Internal) wartości metryki do kalkulacji koszu całej trasy.
Zawartość struktury LSA type 5
Struktura LSA typu piątego zawiera
Wartość RID rutera ASBR, rozgłaszającego daną strukturę LSA.
Adres sieci wraz z maską.
Wartość LSID (Adres sieci bez maski).
Koszt danej trasy (Metrykę).
Rodzaj danej trasy (E1 bądź E2).
Numer sekwencyjny.
Sumę kontrolną (Checksum).
Wyświetlanie struktur LSA type 5
Informacja na temat struktury LSA typu piątego można wyświetlić za pomocą komendy [show ip ospf database], znajdują się one pod punktem (Type-5 AS ExternalLink State (Area ID-area)), oraz za pomocą komendy [show ip ospf database external].
32-bitową wartość identyfikatora (LSID) w przypadku struktury LSA typy piątego (LSA Type 5) stanowi wartość stanowi adres rozgłaszanej sieci (bez maski).
Struktury LSA 6-9
LSA Type 6 – Group Membership
Struktura LSA typu szóstego nie został zaimplementowana w systemie Cisco IOS.
LSA Type 7 – External Attributes (NSSA External)
Struktury LSA typu siódmego są rozgłaszana przez rutery ASBRw obrębie stref specjalnych NSSA oraz Totally NSSA.
Struktury LSA typu siódmego pełnią w strefie NSSA oraz Totally NSSA podobną rolę, jaką pełnią struktury LSA typu piątego w innych strefach protokołu OSPF.
Ruter ASBR —> (NSSA LSA type 7) —> ABR —> (Area 0 LSA type 5).
LSA Type 8 – Link LSAs (OSPFv3)
Struktury LSA typu ósmego rozgłaszają adresy IPv6 link-local do wszystkich ruterów współdziedziczących ten sam link.
Struktura LSA typu ósmego rozgłasza bit opcji.
LSA Type 9 – Intra-Area Prefix LSAs
(OSPFv3)
Struktura LSA typu dziewiątego posiada podobną funkcjonalność względem protokołu IPv6 co struktura LSA typu pierwszego oraz drugiego względem protokołu IPv4.
Podsumowanie struktur LSA
LSA type
Routing Table Symbol
LSA type
Routing Table Symbol
LSA type
Routing Table Symbol
LSA1
O
LSA2
O
LSA 3
O IA
LSA 4
O IA
LSA5
O E1 / O E2
LSA7
O N1/O N2
Struktury LSA a symbole przypisane do tras w Tablicy Routingu
Ograniczanie ilości otrzymywanych struktur LSA
Domyślnie system Cisco IOS nie ogranicza ilości otrzymywanych a następnie przetwarzanych struktur LSA. Istnieje jednak opcjonalna możliwość zabezpieczenia systemu przed nadmiernym napływem struktur LSA, za pomocą komendy [max-lsa 1-4294967294] użytej w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
W przypadku przekroczenia liczby otrzymanych struktur LSA (Nie licząc struktur stworzonych przez lokalne urządzenie), system IOS wyśle komunikat systemowy „Log Messages”. Jeżeli sytuacja nie ulegnie zmianie a nowe struktury nadal będą docierały, ruter ponowi wiadomość „Log Messages”. W przypadku braku reakcji ruter rozwiąże wszystkie relacje sąsiedztwa oraz porzuci wszystkie zapisane struktury LSA. Rozpoczynając nawiązywanie nowych relacji od nowa.
Proces wymiany struktur LSA, ma na celu stworzenie spójnej bazy LSDB, względem wszystkich urządzeń znajdujących się w obrębie jednej tej samej strefy (Area). Dzięki czemu możliwe staje się znalezienie najkrótszej trasy prowadzącej do sieci docelowej. Proces ten wygląda następująco:
Algorytm SPF analizuje zawartość bazy LSDB w celu znalezienia wszystkich tras prowadzących do sieci docelowej.
Dla każdej z znalezionych tras, protokół OSPF kalkuluje koszt dotarcia do sieci docelowej, na podstawie zsumowanych kosztów poszczególnych interfejsów sieciowych na drodze do celu.
Algorytm SPF dodaje to tablicy routingu trasę z najniższym kosztem dotarcia do sieci docelowej.
Koszt interfejsu sieciowego względem protokołu OSPF może być wyświetlony za pomocą komendy [show ip ospf interface].
Kalkulacja kosztów tras, prowadzących do sieci docelowej
Kalkulacja najkrótszej trasy (Intra-Area Routes)
Podczas analizy bazy LSDB, protokół OSPF:
Szuka wszystkich sieci dodanych do bazy LSDB na podstawie struktur LSA typu pierwszego oraz drugiego.
Uruchamia algorytm SPF w celu znalezienia wszystkich tras prowadzących do sieci znalezionych w punkcie 1.
Kalkuluje koszt każdej trasy na podstawie kosztów interfejsów wyjściowych.
Wybiera trasę z najniższym kosztem względem wszystkich sieci znalezionych w punkcie 1
W przypadku znalezienia wielu tras o tym samym koście dotarcia do celu, OSPF wykorzystuje wszystkie trasy z pomocą funkcji Load-Balance. Maksymalną liczbę jednocześnie wykorzystywanych tras można skonfigurować za pomocą komendy [maximum-paths 1-32] w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
Zmiana zaszła w strukturze LSA typu pierwszego bądź drugiego wymaga ponownej rekalkulacji algorytmu SFP.
Kalkulacja najkrótszej trasy (Interarea Routes)
Podczas analizy bazy LSDB, protokół OSPF:
Szuka najkrótszej trasy dotarcia do rutera ABR, rozgłaszającego struktury LSA typu trzeciego.
Dodaje do kosztu dotarcia do rutera ABR, koszt rozgłaszany poprzez strukturę LSA typu trzeciego. Jest to koszt trasy pomiędzy ruterem ABR a siecią docelową.
Struktura LSA typu trzeciego zawiera:
Adres sieci wraz z maską.
Koszt dotarcia z rutera ABR do sieci docelowej.
Wartość RID rutera ABR.
Zmiana zaszła w strukturze LSA typu trzeciego nie wymaga ingerencji algorytmu SFP.
Intra-Area Routes oraz Interarea Routes na ruterach ABRs
Problem związany z trasami Intra-Area Routes oraz Interarea Routes, pojawia się w sytuacji, w której wiele ruterów ABR łączą ze sobą dwie te same strefy (Area), w celu zachowania nadmiarowości.
Każdy z wyżej wspomnianych ruterów ABR posiada trasę Intra-Area Routes oraz Interarea Routes, prowadząca do sieci docelowej. Związku z tym protokół OSPF będzie kierował się następującą logiką:
Trasa Intra-Area jest zawsze lepsza od trasy Interarea Routes, niezależnie od kosztów obydwóch tras.
Jeżeli ruter ABR otrzyma strukturę typu trzeciego w strefie Nonbackbone, zignoruje ją.
Trasa Intra-Area oraz Interarea na ruterach ABR
Licznik użycia algorytmu SFP
Każdorazowa zmiana struktury LSAtypu pierwszegobądź drugiego, wymaga ponownego przeliczenia najkrótszej trasy z wykorzystaniem algorytmu SFP, co zwiększa wartość licznikawidocznego pod wydrukiem komendy [show ip ospf].
# show ip ospf … Area BACKBONE(0) Number of interfaces in this area is 1 Area has no authentication SPF algorithm last executed2w5dago SPF algorithm executed2times Area ranges are Number of LSA 3. Checksum Sum 0x01101D Number of opaque link LSA 0. Checksum Sum 0x000000 Number of DCbitless LSA 0 Number of indication LSA 0 Number of DoNotAge LSA 0 Flood list length 0
Struktury LSA typu pierwszego są rozgłaszane przez wszystkie rutery, względem pojedynczej strefy (Area). Zawierają one informacje o sieciach przyległych należących do jednej strefy (Area).
Sąsiednie urządzenia przekazują otrzymane od swoich sąsiadów struktury LSA typu pierwszego, a oni przekazują je do swoich sąsiadów, aż wszystkie urządzenia z danej strefy (Area) będą posiadały pełną wiedzę na temat wszystkich struktur LSA typu pierwszego, jakie są dostępne w obrębie tej samej strefy.
Zawartość struktury LSA type 1
Struktura LSA typu pierwszego zawiera następujące informacje:
LS age – Czas jaki upłynął od ostatniej aktualizacji danej struktury LSA (Age).
LS Type – Rodzaj struktury LSA (Router Links).
Link State ID – Wartość LSID(Local router ID (RID)).
Advertising Router – Wartość RID lokalnego urządzenia.
SequenceNumber– Wartość numeru sekwencyjnego.
Checksum– Sumę kontrolną.
Length– Długość (Wielkość struktury LSA w Bajtach).
Number of links – Ilość linków jakie zawiera dana struktura.
Informacje dotyczące interfejsów
Struktury LSA typu pierwszego zawierają informację o wszystkich interfejsach sieciowych, aktywnych względem określonej strefy (Area). W zależności od rodzaju interfejsu, OSPF przechowuje różne informacje.
W przypadku interfejsów sieciowych dla których została przeprowadzona elekcja urządzeńDR / BDR, struktura LSA typu pierwszego będzie zawierała jedynie adres IP urządzenia pełniącego rolę DR-a. Informację dotyczące sieci przyległych, są w tym przypadku rozgłaszane przez urządzenie główne (DR) za pomocą struktur LSA typu drugiego.
OSPF określa sieć tego typu, mianem sieci tranzytowej „Transit Network”.
W przypadku interfejsów sieciowych dla których nie została przeprowadzona elekcja urządzeńDR / BDR, struktura LSA typu pierwszego będzie zawierała:
Względem sieci rozgłoszeni-owych (broadcasts), adres sieci, maskę oraz koszt interfejsu.
OSPF określa sieć tego typu mianem sieci krańcowej „Stub Network”.
Względem sieci Point-to-Point, wartość RID sąsiedniego urządzenia oraz standardowe informacje rozgłaszane przez sieci broadcasts-owe takie jak adres sieci,maskęoraz koszt interfejsu.
OSPF określa sieć tego typu mianem sieci krańcowej „Stub Network”.
W przypadku konfiguracji interfejsu loopback, protokół OSPF zignoruje skonfigurowaną maskę sieciową, rozgłaszając daną sieć jako „Stub Network” z maską 255.255.255.255. Aby zmienić to domyślne zachowanie protokołu OSPF należy wykonać komendę [ip ospf network point-to-point] w trybie konfiguracji interfejsu loopback.
Każde urządzenie tworzy swoją własną pojedynczą strukturę LSA typu pierwszego, wyjątek od tej reguły stanowią rutery ABR, które tworzy po jednej strukturze LSA typu pierwszego względem każdej ze stref (Area) do której należy.
Trzy przykładowe Struktury LSA typu pierwszego (Area 5)
Zawartość struktury LSA type 1
Struktura LSA typu pierwszego zawiera:
Wartość LSID (Wartość RID lokalnego urządzenia).
Informacje o wszystkich aktywnych względem protokołu OSPF interfejsach (Adres/maska).
Koszty interfejsów (OSPF Interface Cost).
Wartości RID sąsiednich urządzeń.
Numer sekwencyjny.
Sumę kontrolną (Checksum).
Wyświetlanie struktur LSA type 1
Informacje na temat struktury LSA typu pierwszego można wyświetlić za pomocą komendy [show ip ospf database], znajdują się one pod punktem (Router Link State (AreaID-area)) jak i za pomocą komendy [show ip ospf database router[RID]].
[show ip ospf database] – Wyświetla podsumowanie wszystkich otrzymanych struktur LSA.
[show ip ospf database router[RID]] – Wyświetla szczegółowe informacje na temat struktury LSA typu pierwszego, otrzymanej od określonego w komendzie sąsiada (RID). Poszczególne punkty opisują oddzielne linki, sieci wyświetlając między innymi informacje na temat rodzaju połączenia w wpisie „Link Connected to: (Rodzaj topologii)”.
Ponieważ wartość RID jest wykorzystywana przez wiele struktur LSA, Cisco zaleca, aby była to wartość łatwa to zapamiętania (Identyfikacji konkretnego urządzenia).
32-bitową wartość identyfikatora (LSID) w przypadku struktury LSA typy pierwszego (LSA Type 1) stanowi wartość RID rutera który takową strukturę LSA stworzył.
LSA Type 2 – Network
Struktury LSA typu drugiego są rozgłaszane przez rutery pełniące rolę DR-a w sieciach wielodostęp-owych.
Algorytm SPFwymaga aby bazaLSDB, zawsze tworzyła topologię, opartą o dwa rutery (Nodes) połączone ze sobą za pomocą jednej sieci (Link). Zasada ta znacząco komplikuje proces tworzenia wpisów dotyczących sieci wielodostęp-owych, w których pewna liczba ruterów połączona jest ze sobą za pomocą jednej sieci (Linku). W tej sytuacji baza LSDB tworzy pseudo-strukturę LSA typu drugiego, do której podłączane są poszczególne rutery.
Proces elekcji rutera DR
Zgodnie z właściwym rodzajem topologii sieciowej. Protokół OSPF przystępuje do elekcji urządzenia pełniącego rolę DR, zaraz po odebraniu pierwszej wiadomości Hello od przynajmniej jednego z sąsiadów. Proces elekcji jest prowadzony jest w celu:
Tworzenia oraz propagowania struktury LSA typu drugiego.
Wsparcia procesu wymiany danych bazy LSDB.
Proces elekcji urządzenia DR / BDR wygląda następująco:
Rolę aktywną (DR) przejmuje urządzenie z najwyższą wartością priorytetu (0–255). Jeżeli wartość ta jest taka sama na wszystkich urządzeniach, pod uwagę brana jest najwyższa wartośćRID.
Urządzenie z drugą najwyższą wartością (Priorytetu / wartości RID) przejmuje rolę zapasową BDR (Backup Designated Router).
Po zakończeniu elekcji urządzeń (DR, BDR), ponowna elekcja może nastąpić jedynie w sytuacji awarii przynajmniej jednego z urządzeń pełniących rolę DR-a bądź BDR-a.
W przypadku utraty DR-a jego rolę przejmuje BDR niezależnie od tego czy w sieci istnieje urządzenia z większą wartością priorytetu czy też nie takowego nie ma.
Wartość priorytetu można skonfigurować za pomocą komendy [ip ospf priority 0-255] w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
Znaczenie struktury LSA type 2
Jako że protokół OSPF w przypadku sieci wielodostęp-owych nie jest w stanie przyporządkować w bazie LSDB więcej niż dwóch ruterów do jednego linku, wykorzystuje strukturę LSA typu drugiego w postaci pseudo kodu. W takim przedstawieniu każda struktura LSA typu pierwszego stworzona przez urządzenia podłączone do tej samej sieci wielodostęp-owej, jest łączona w bazie LSDBdo pseudo struktury LSA typu drugiego.
Struktura LSA typu drugiego jest tworzona oraz propagowana przez ruter pełniący rolę DR-a.
Cztery przykładowe Struktury LSA typu pierwszego oraz jedna typu drugiego (Area 34)
Zawartość struktury LSA type 2
Struktura LSA typu drugiego zawiera:
Wartość LSID (Wartość ID urządzenia pełniącego rolę DR-a).
Informacje o wszystkich aktywnych względem protokołu OSPF interfejsach (Adres/maska).
Wartości RID sąsiednich urządzeń.
Numer sekwencyjny.
Sumę kontrolną (Checksum).
Wyświetlanie struktur LSA type 2
Informacje na temat struktury LSA typu drugiego można wyświetlić za pomocą komendy [show ip ospf database], znajdują się one pod punktem (Net Link State (Area ID-area)) jak i za pomocą komendy [show ip ospf database {router RID / network [LSID]}].
[show ip ospf database] – Wyświetla podsumowanie wszystkich otrzymanych struktur LSA.
[show ip ospf database network[LSID]] – Wyświetla szczegółowe informacje na temat struktury LSA typu drugiego (względem danej wartości LSID), w tym wartości RID wszystkich struktur LSA typu pierwszego, należących do danej sieci wielodostęp-owej a tym samym podłączonych do pseudo struktury LSA typu drugiego.
LSA Type 3 – Net Summary
Struktury LSA typu pierwszego (LSA type 1) są propagowane w obrębie jednej strefy (Area), struktury LSA typu drugiego (LSA type 2) są propagowane w obrębie jednej sieci wielodostęp-owej, tymczasem struktury LSA typu trzeciego (LSA type 3) są rozgłaszane za pomocą ruterów granicznych ABR, pomiędzy różnymi strefami (Multiple areas).
Struktury LSA typu trzeciego są rozgłaszane przez rutery ABR, stanowiące granicę pomiędzy strefami (Multiple areas).
Ruter ABR generuje po jednej strukturze LSA typu trzeciego względem każdej z rozgłaszanych sieci, dla każdej strefy (Area) z osobna. Zamieszczając w nich jedynie podstawowe informacje na temat rozgłaszanej sieci.
Cztery przykładowe struktury LSA typu trzeciego
Zgodnie z powyższą grafiką, każdy ruter wewnętrzny (Internal Router), propaguje stworzone przez siebie struktury LSA typu pierwszego (Fioletowe strzałki) w obrębie jednej strefy (Area), tak aby każdy z ruterów posiadał identyczną zawartość bazy LSDB. Urządzenie graniczne ABR(Area Border Router)stanowiące barierępomiędzy strefami (Area), rozgłaszając sieci pomiędzy strefami za pomocą strukturLSA typu trzeciego (Czerwone strzałki). Zgodnie z następującymi zasadami:
Każda struktura LSA typu trzeciego przenosi informację o jedynie jednej, z rozgłaszanych sieci.
Ruter ABR tworzy jedną strukturę LSA typu trzeciego względem każdej z rozgłaszanych sieci, dla każdej strefy z osobna (Poza strefą, z której pochodzi rozgłaszana sieć).
Zawartość struktury LSA type 3
Struktura LSA typu trzeciego zawiera:
Wartość RID rutera ABR, rozgłaszającego daną strukturę LSA.
Adres sieci wraz z maską.
Wartość LSID (Adres sieci bez maski).
Wartość kosztu (Metryki).
Numer sekwencyjny.
Sumę kontrolną (Checksum).
Wyświetlanie struktur LSA type 3
Informacje na temat struktury LSA typu trzeciego można wyświetlić za pomocą komendy [show ip ospf database / show ip ospf database summary[LSID]], znajdują się one pod punktem (summaryNet Link State (Area ID-area)).
[show ip ospf database] – Wyświetla podsumowanie wszystkich otrzymanych struktur LSA.
[show ip ospf database summary LSID] – Wyświetla szczegółowe informacje na temat struktury LSA typu trzeciego.
32-bitową wartość identyfikatora (LSID) w przypadku struktury LSA typy trzeciego (LSA Type 3) stanowi adres rozgłaszanej sieci (bez maski).
Podsumowanie struktur LSA 1-3
Protokół OSPF wykorzystuje struktury LSA typu pierwszego, drugiego oraz trzeciego w celu kalkulacji najlepszej drogi dotarcia do sieci docelowej. Poniższa tabela prezentuje różnice pomiędzy trzema podstawowymi strukturami LSA:
Zawiera listę wszystkich ruterów z którymi lokalne urządzenie nawiązało relację sąsiedztwa.
Jej zawartość może być wyświetlona za pomocą komendy [show ip ospf neighbor].
Jest unikalna względem każdego z ruterów.
Link-State Database (LSDB) <-> Topology Table:
Posiada informacje o wszystkich ruterach należących do tej samej strefy (Area).
Zawiera wartości RID wszystkich ruterów należących do tej samej strefy (Area).
Posiada informacje o wszystkich sieciach należących do tej samej strefy (W tym adresy IP oraz maski sieciowe).
Jej zawartość może być wyświetlona za pomocą komendy [show ip ospf database].
Jest taka sama względem wszystkich ruterów w danej strefie.
Forwarding Database<->Routing Table:
Zawiera trasy dodane przez algorytm SPF, na podstawie zawartości bazy Link-State Database (LSDB).
Jej zawartość może być wyświetlona za pomocą komendy [show ip route ospf].
Jest unikalna względem każdego z ruterów, ponieważ przedstawia sieć protokołu OSPF w postaci drzewa topologii sieciowej, z lokalnym ruterem stanowiącym korzeń.
Struktury LSA
Struktury LSA są wykorzystywane przez protokół OSPF, w celu wymiany informacji dotyczących budowy topologii sieciowej.
Poszczególne informacje zawarte w strukturach LSA tworzą bazę danych LSDB(Link State Data Base).
LSA Type1– Router.
LSA Type2 – Network.
LSA Type 3 – Net Summary.
LSA Type 4– ASBR Summary.
LSA Type 5– AS External.
LSA Type 6 – Group Membership.
LSA Type 7 – External Attributes (NSSA External).
LSA Type 8– Link LSAs (OSPFv3).
LSA Type 9 – Intra-Area Prefix LSAs (OSPFv3).
Przed rozpoczęciem procesu wymiany danych zgromad
zonych w bazie LSDB, każdy z ruterów rozpoczyna wysyłanie wiadomości DBD zawierających wartości LSID każdej posiadanej przez siebie struktury LSA. Jeżeli sąsiednie urządzenie zorientuje się że nie posiada którejś ze struktur LSA, może o nią poprosić za pomocą zapytania LSR. W odpowiedzi na które, otrzyma wiadomość LSU zawierającą brakujące struktury LSA.
Algorytm SPF (Shortest Path First)
Protokół OSPF w celu wyznaczenia najkrótszej trasy dotarcia do celu, wykorzystuje algorytm „Dijkstra SPF Algorithm”.
Algorytm SPF(Shortest Path First) tworzy drzewo, którego korzeniem jest lokalny ruter (Na jego podstawie wyliczana jest najkrótsza trasa dotarcia do każdej znanej sieci). Następnie wyliczone trasy są przekazywane do lokalnej tablicy routingu.
Zmiana zawartości w rozgłaszanej strukturze LSA
Jeżeli po dokonaniu zmiany w topologii sieciowej, struktura LSA np. typu pierwszego przestała być już aktualna, ruter za nią odpowiedzialny zacznie rozgłaszać ją ze zmodyfikowaną wartość wieku (Age), zwiększoną do wartości „Max Age” czyli 3600 sekund. Po czy stworzy a następnie zacznie rozgłaszać nową strukturę LSA, ze zwiększonym numerem sekwencyjnym oraz zresetowanym czasem (Age).
Point-to-Point – Dwa urządzenia połączone pojedynczym linkiem np. serialowym czy Ethernet-owym.
Broadcast multiaccess– Wiele urządzeń połączonych do jednej sieci rozgłoszeni-owej np. poprzez przełącznik sieciowy.
Non Broadcast multiaccess (NBMA) – Wiele urządzeń połączonych do sieci niewspierającej ruchu rozgłoszeni-owego.
Point-to-Multipoint – Wiele urządzeń połączonych do sieci w topologii Hub-and-Spoke.
Virtual links – Wirtualne połączenia prowadzące z strefy niebędącej strefą Backbone (Area 0) do strefy głównej (Area 0).
Interface Type
Used DR / BDR?
Default Hello / Dead Interval
Dynamic Discovery of Neighbors?
More that Two Routers allowed in the
Subnet?
Broadcast
Yes
10 / 40
Yes
Yes
Nonbroadcast [1](NBMA)
Yes
30 / 120
No
Yes
Point-to-Point [2]
No
10 / 40
Yes
No
Point-to-Multipoint Broadcast
No
30 / 120
Yes
Yes
Point-to-Multipoint Nonbroadcast
No
30 / 120
No
Yes
Loopback
No
—-
—-
No
Porównanie rodzajów topologii sieciowych protokołu OSPF
Broadcast topology
Protokół OSPF umożliwia skonfigurowanie statycznego połączenia sieciowego w topologii broadcast, za pomocą komendy [ip ospf network broadcast] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
Point-to-Point topology
Protokół OSPF umożliwia skonfigurowanie statycznego połączenia sieciowego w topologii Point-to-Point, za pomocą komendy [ip ospf network point-to-point] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
Interfejs funkcjonujący w topologii Point-to-Point względem protokołu OSPF, może być zweryfikowany za pomocą komendy [show ip ospf interface interfejs] gdzie w punkcie Network Type powinien widnieć zapis [POINT_TO_POINT] jak i za pomocą komendy [show ip ospf neighbor] gdzie w punkcie state powinien widnieć zapis [FULL/].
Non-broadcast multiaccess (NBMA) topology
Protokół OSPF umożliwia skonfigurowanie statycznego połączenia sieciowego w topologii nonbroadcast, za pomocą komendy [ip ospf network non-broadcast] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
W przypadku topologii nonbroadcast, automatyczne wykrywanie sąsiadów nie jest niemożliwe, tym samym wymagana jest ręczna konfiguracja statycznych relacji sąsiedztwa, za pomocą komendy [neighbor adres-IP-sąsiada] wydanej w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
Point-to-Multipoint topology
Protokół OSPF umożliwia skonfigurowanie statycznego połączenia sieciowego w topologii Point-to-Multipoint, za pomocą komendy [ip ospf network point-to-multipoint] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
W przypadku sieci Point-to-Multipoint istnieje możliwość przypisania dodatkowej wartości kosztu względem konfigurowanych relacji sąsiedztwa, za pomocą komendy [neighbor adres-IP cost 1-65535] wydanej w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
Point-to-Multipoint Non-broadcast topology
Protokół OSPF umożliwia skonfigurowanie statycznego połączenia sieciowego w topologii Point-to-Multipoint nonbroadcast, za pomocą komendy [ip ospf network point-to-multipointnon-broadcast] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
W przypadku topologii nonbroadcast, automatyczne wykrywanie sąsiadów nie jest niemożliwe, tym samym wymagana jest ręczna konfiguracja statycznych relacji sąsiedztwa, za pomocą komendy [neighbor adres-IP-sąsiada] wydanej w trybie konfiguracji protokołu OSPF.
Virtual links
Połączenie wirtualne stosowane w protokole OSPF, ma na celu zapewnienie bezpośredniej łączności pomiędzy strefą główną (Backbone Area 0) a inną strefą (Area). W sytuacji, w której obydwie strefy nie są ze sobą bezpośrednio połączone, ponieważ rozdziela je inna strefa. W takim przypadku zastosowanie połączenia wirtualnego (Virtual link) stanowi tymczasowe rozwiązanie umożliwiające bezpośrednią komunikację ze strefą (Backbone).
Połączenie wirtualne może być przydatne w sytuacji:
Gdy połączenie strefy (Nonbackbone Area) za pomocą sieci WAN, poprzez inną strefę (Nonbackbone Area) jest tańsze niż bezpośrednie połączenie ze strefą (Backbone Area 0).
Utraty połączenia pomiędzy dwoma częściami strefy (Backbone Area 0), co może doprowadzić do powstania dwóch niezależnych stref (Area 0).
Łączenia ze sobą dwóch niezależnych topologii sieciowych, z których każda posiada własną strefą Area 0.
Aby routery nawiązały ze sobą relację sąsiedztwa muszą spełniać następujące kryteria:
Wymagania dotyczące relacji sąsiedztwa
EIGRP
OSPF
Sąsiedzi muszą być wstanie wysyłać pomiędzy sobą pakiety IP
Tak
Tak
Adresy IP muszą należeć do tej samej sieci
Tak
Tak
Interfejsy nie mogą działać w trybie pasywnym
Tak
Tak
Sąsiedzi muszą należeć do tego samego systemu autonomicznego ASN
(EIGRP) bądź procesu „process-ID”
(OSPF)
Tak
Nie
Czasy hello oraz Hold (EIGRP), Dead (OSPF) muszą się zgadzać
Nie
Tak
Sąsiedzi muszą przejść proces autentykacji (Jeżeli przynajmniej jedno z
urządzeń takiego wymaga)
Tak
Tak
Sąsiedzi muszą należeć do tej samej strefy Area (OSPF).
N/A
Tak
Wartość IP MTU musi się zgadzać
Nie
Tak
Wartość K-value musi być taka sama
Tak
N/A
Wartość Router ID musi być unikalna
Przeważnie nie
Tak
Wymagania dotyczące procesu nawiązywania relacji sąsiedztwa dla protokołu OSPF / EIGRP
W przypadku kryterium „Adresy IP muszą należeć do tej samej sieci” logika postępowania protokołu OSPF różni się od logiki postępowania protokołu EIGRP. OSPF porównuje całą wartość adresu oraz maski sąsiedniego urządzenia, natomiast EIGRP patrzy jedynie na to czy adres IP sąsiada należy do tej samej sieci co lokalny interfejs. Przykładowo sąsiednie urządzenie z skonfigurowanym adresem [ip address 192.168.10.2 255.255.255.252] nawiąże relacje sąsiedztwa z interfejsem o adresie [ip address 192.168.10.1 255.255.255.0] w przypadku protokołu EIGRP, ale nie OSPF.
Nazewnictwo związane z procesem nawiązywania relacji sąsiedztwa
DR (Designated Router)– Główne urządzenie zbierające nadchodzące struktury LSA typu pierwszego, w obrębie jednej sieci wielodostęp-owej. W celu ich przetworzenia a następnie rozesłania w postaci struktury LSA typu drugiego, do sąsiednich urządzeń (W obrębie jednej sieci wielodostęp-owej).
BDR (Buckup Designated Router) – Ruter zapasowy , przejmujący rolę aktywną (DR) w przypadku awarii rutera DR-a.
DROther – Każdy ruter sieci wielodostęp-owej, nie pełniący roli DR-em bądź BDR-em.
Stan Adjacent– Osiągają rutery DROther w relacji z innymi urządzeniami działającym w trybie DROther (Nie osiągają one pełnej relacji sąsiedztwa a jedynie trybTwo-Way State).
Stan Fully Adjacent– Osiągają rutery: DR w relacji z BDR, DR z DROther oraz BDR z DROther (Wszystkie wymienione kombinacje relacji sąsiedztwa osiągają pełny stan Full State).
Przyczyny procesu elekcji rutera DR oraz BDR
Sieci wielodostęp-owe takie jak „Broadcast multiaccess”,mogą wymagać nawiązanie wielu relacji sąsiedztwa, a ty samym spowodować wygenerowanie dużej liczby wiadomości aktualizacyjnych, zgodnie ze wzorem n (n-1)/2 (Z czego n stanowi ilość podłączonych do sieci ruterów).
Aby zapobiec powstaniu nadmiarowego ruchu sieciowego, rutery prowadzą elekcję urządzenia pełniącego rolę DR-a(Designated Router), na podstawie wymienianych pomiędzy sobą wiadomości Hello. Po zakończeniu procesu elekcji do wybranego rutera DR kierowane są wszystkie wiadomości LSA typu pierwszego , nadchodzące od sąsiadów należących do tej samej sieci wielodostęp-owej. Następnie DR odsyła przetworzone przez siebie dane za pomocą struktur LSA typu drugiego, niwelując tym samym potrzebę wymiany aktualizacji bezpośrednio pomiędzy sąsiadami DROther.
Ponadto oprócz rutera DR, następuje elekcja urządzenia zapasowego BDR(Backup Designated Router), mogącego automatycznie przejąć rolę aktywną (DR) w przypadku utraty kontaktu z obecnym ruterem DR.
Inne rutery znajdujące się w sieci wielodostęp-owej nazywane są DROther. Nie osiągają one pomiędzy sobą pełnej relacji sąsiedztwa Full State a jedynie stan pośredni Two-way State (Stan Two-way State, oznacza że sąsiednie urządzenia nie wymieniły pomiędzy sobą informacji na temat zawartości baz LSDB).
Elekcja rutera DR oraz BDR
Rolę aktywną (DR) przejmuje urządzenie z najwyższą wartością priorytetu(0–255). Jeżeli wartość ta jest taka sama na wszystkich urządzeniach, pod uwagę brana jest najwyższa wartośćRID.
Urządzenie z drugą najwyższą wartością (Priorytetu / wartości RID) przejmuje rolę zapasową BDR(Backup Designated Router).
Po zakończeniu elekcji urządzeń (DR, BDR), ponowna elekcja może nastąpić jedynie w sytuacji awarii przynajmniej jednego z urządzeń pełniących rolę DR-a bądź BDR-a.
W przypadku utraty DR-a jego rolę przejmuje BDR niezależnie od tego czy w sieci istnieje urządzenia z większą wartością priorytetu czy też nie takowego nie ma.
Wartość priorytetu można skonfigurować za pomocą komendy [ip ospf priority 0-255] w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego.
Stany protokołu OSPF
Nawiązywanie relacji sąsiedztwa
Down State – Początkowa faza procesu nawiązywania relacji sąsiedztwa. W większości przypadków urządzenia pozostają w tej fazie kiedy statycznie skonfigurowany sąsiad nie odpowiada na wiadomości powitalne Hello. Tego typu relacja z innym ruterem wskakuje, że lokalne urządzenie zna adres IP swojego sąsiada, ale nie może nawiązać z nim relacji sąsiedztwa, z powodu problemów związanych z komunikacją.
Attempt State – Stan występujący jedynie w sieciach „Nonbroadcast Multiaccess” NBMA, w przypadku statycznie skonfigurowanej relacji sąsiedztwa (Ruter wie o swoim sąsiedzie ale nie otrzymał od niego żadnej wiadomości Hello).
Init State – Połączenie z sąsiednim ruterem zostaje przeniesione w stan „Init” zaraz po otrzymaniu pierwszej wiadomości Hello, w której lista widzianych routerów (Active Neighbor) nie zawiera wartości RID lokalnego urządzenia. Co oznacza, że jest ono w stanie wykryć swojego sąsiada, ale nie ma pewności czy samo jest dla niego widoczne.
Two-Way State– Połączenie z sąsiednim ruterem zostaje przeniesione w stan „Two-Way” zaraz po otrzymaniu pierwszej poprawnej wiadomości Hello, której lista widzianych routerów (Active Neighbor) zawiera wartości RID lokalnego urządzenia. Co oznacza, że obydwa urządzenia są dla siebie widoczne. Stan ten jest stanem stabilnym dla sąsiadów nie aspirujących do fazy „Full State”, w przypadku sieci wielodostęp-owych „Multiaccess” pomiędzy urządzeniami DROther.
Proces nawiązywania relacji sąsiedztwa
Powyższa grafika prezentuje przykładowy proces nawiązywania relacji sąsiedztwa, pomiędzy dwoma ruterami znajdującymi się w stanie „Down State”:
Obydwa urządzenia wysyłają do siebie wiadomości powitalne Hello, na Multicast-owy adres IP (224.0.0.5,Init).
Każdy z routerów weryfikuje otrzymaną od sąsiada wiadomość powitalną Hello, sprawdzając zgodność wszystkich parametrów wymaganych do nawiązania prawidłowej relacji sąsiedztwa.
Obydwa urządzenia wysyłają kolejne wiadomości powitalne Hello, zawierające wartość RID sąsiedniego routera.
Po otrzymaniu wiadomości Hello zawierającej lokalną wartością RID, wpisaną w listę widzianych routerów (Seen), relacja pomiędzy urządzeniami przechodzi w stan „Two-Way State”.
Po osiągnięciu stanu „Two-Way State” rutery decydują, czy powinny nawiązać pełną relację sąsiedztwa, w oparciu o pełnione przez siebie role (DR, BDR bądź DROther). W przypadku topologii niewymagających elekcji rutera DR, każdorazowa odpowiedź na to pytanie będzie twierdząca.
Wymiana danych LSDB
ExStart State – Rutery przechodzą do stanu „ExStart” ze stanu „Init” bądź stanu „Two-Way” po potwierdzeniu wzajemnej widoczności jak i zdecydowaniu o należności nawiązania pełnej relacji sąsiedztwa, pomiędzy obydwoma urządzeniami. Podstawowym zadaniem stanu „ExStart State” jest nawiązanie relacji Master/Slave pomiędzy sąsiadami, za pomocą wiadomości „Database Description” zawierającej wartości RID, na postawie których wybierany jest ruter pełniący rolę Master-a (Większa wartość RID) oraz negocjowany jest startowy numeru sekwencyjny dla struktur LSA.
Exchange State – Po nawiązaniu relacji Master/Slave pomiędzy sąsiadami, rutery przechodzą w stan „Exchange State”, w którym to obydwa urządzenia wymieniają pomiędzy sobą wiadomości „Database Description”, proces ten jest kontrolowany przez ruter pełniący rolę Master-a. Wiadomości DBD zawierają wartości LSID(Link State ID) oraz numery sekwencyjne wszystkich znanych struktur LSA z danej strefy (Area).
Loading State – Po zakończeniu wymiany informacji o wszystkich znanych strukturach LSA, relacja pomiędzy ruterami przechodzi w stan „Loading State”. W tym momencie każdy z ruterów określa jakich struktur LSA, które posiada sąsiednie urządzenie mu brakuje, a następnie wysyła oddzielne wiadomości LSR dla każdej z brakujących struktur. W odpowiedzi na zapytanie LSR sąsiednie urządzenie odsyła wiadomość LSU zawierającą brakujące struktury LSA, oczekując tym samym na potwierdzenie otrzymania wiadomości LSU za pomocą potwierdzenia ACK.
Full State – Po zakończeniu obopólnej wymiany danych, relacja sąsiedztwa przechodzi w stan „Full State”.
stanie „Exchange State” wymianie ulegają jedynie dane LSID oraz numery sekwencyjne wszystkich struktur LSA. Natomiast w wiadomościach LSU przesyłane są pełne kopie struktur LSA.
Wiadomości DBD, LSR oraz LSU są wymieniane pomiędzy ruterami za pomocą pakietów Unicast-owych.
Wiadomości LSU mogą być również wymieniane za pomocą adresu Multicast-owego.
Proces wymiany informacji zawartych w bazie LSDB
Nawiązywanie relacji Master/Slave
Funkcja nawiązywania relacji Master/Slave, ma na celu skoordynowanie procesu wstępnej wymiany danych LSDB za pomocą wiadomości DBD. Ruter pełniący rolę Master-a zostaje wybrany na podstawie wartości RID, przejmując tym samym role nadzorczą umożliwiającą mu inicjonowanie wymiany wiadomości DBD czy określanie wartości numeru sekwencyjnego dla struktur LSA. Tmczasem ruter pełniący rolę Slave może jedynie odpowiadać wiadomościami DBD, na wysłane przez Master-a zapytania DBD.
Wymiana danych LSDB bez elekcji rutera pełniącego role DR
Po osiągnieciu stanu „Two-Way” obydwa rutery decydują, czy nawiążą ze sobą pełną relację sąsiedztwa, polegającą na wymianie danych zawartych w bazie LSDB. Jeżeli w sieci łączącej obydwa urządzenia nie zachodzi potrzeba elekcji rutera DR, BDR, odpowiedź jest zawsze twierdząca. W takiej sytuacji urządzenia postępują zgodnie z następującą logiką:
1. Odkrywają struktury LSA znane sąsiadowi, ale nie znane jemu samemu.
2. Odkrywają struktury LSA znane obydwóm ruterom, z czego te posiadane przez sąsiada są bardziej aktualne.
3. Proszą sąsiedni ruter o kopie wszystkich brakujących bądź nie aktualnych struktur LSA, określonych w punkcie 1 oraz 2.
Po otrzymaniu pierwszej wiadomości DBD (Wysłanej na Multicast-owy adres IPv4 224.0.0.5) ruter przenosi relację sąsiedztwa w stan „ExStart State”, do momentu elekcji rutera pełniącego rolę Master, na podstawie większej wartości RID (Router ID).
Po określeniu roli Master-a, rutery kontynuują wymianę wiadomości DBD zawierających dane LSID oraz numery sekwencyjne wszystkich struktur LSA, w celu określenia powyższych punktów 1 oraz 2. Następnie relacja przechodzi w stan „Loading State” rozpoczynając następujący cykl zdarzeń:
Rutery wysyłają do siebie nawzajem zapytania LSR zawierające dane LSID, odpowiadające każdej z brakujących bądź nieaktualnych strukturze LSA jakich same nie posiadają.
W odpowiedzi na zapytania LSR sąsiedni ruter wysyła odpowiedź LSU zawierającą pełną strukturę LSA.
Po otrzymaniu odpowiedzi LSU ruter potwierdza otrzymanie struktury LSA za pomocą wiadomości LSAck (Explicit Acknowledgment) bądź odsyłając otrzymaną wiadomość LSU (Implicit Acknowledgment).
Wymiana danych LSDB po elekcji rutera pełniącego role DR-a, BDR-a
Wymiana danych bazy LSDB, w sieci posiadającej rutery pełniące rolę DR-a oraz BDR-a, różni się od tego samego procesu zachodzącego w sieci nie wymagającej elekcji ruterów DR oraz BDR. Chodź nazewnictwo oraz znaczenie poszczególnych etapów jest takie samo, to wymiana danych pomiędzy niektórymi z ruterów może być ograniczona. Ponieważ pełną relację sąsiedztwa a co za tym idzie pełną wymianę danych LSDB, utrzymują jedynie rutery DROther z ruterami DR oraz ruterami BDR jak i rutery DR z ruterami BDR.
Proces działania wymiany danych bazy LSDB jest następujący:
Rutery DROther oraz rutery BDR wysyłają wiadomości DBD zawierające wartości LSID struktur LSA Typu pierwszego (LSA Type 1) na multicast-owy adres 224.0.0.6, oznaczający wszystkie ruteryDRoraz DBR.
Ruter płonący rolę DR-a przetwarza wszystkie otrzymane wiadomości DBD, odpowiadając na nie tymi samymi wiadomościami wysłanymi na multicast-owy adres 224.0.0.5, zawierającymi wartości LSID struktur LSA Typu drugiego(LSA Type 2). Po ustaleniu brakujących struktur LSA, rutery wymieniają pomiędzy sobą jedynie brakujące dane za pomocą zapytań LSR oraz odpowiedzi LSU, potwierdzanych wiadomościami LSAck.
Wymiana danych LSDB po elekcji rutera pełniącego role DR-a, BDR-a
Status relacji sąsiedztwa względem rutera pełniącego rolę DROther oraz rutera BDR możemy zweryfikować za pomocą komendy [showip ospf interfaceinterfejs] bądź komendy [show ip ospf neighbor[interfejs]].
[showip ospf interfaceinterfejs] – Wyświetla wartość RID oraz adres IP rutera pełniącego rolę DR-a jak i BDR-a.
[show ip ospf neighbor interfejs] – Wyświetla informację o wszystkich sąsiadach podłączonych do danego interfejsu.
Periodic Flooding
Każda struktura LSA posiada własny licznik czasu (Age), który po naliczeniu 30 minut(1800 Sekund) powinien być zresetowany przez urządzenie rozgłaszające daną strukturę LSA. Odpowiedzialny za to ruter po stworzeniu nowej struktury resetuje jej licznik czasu oraz zwiększa jej numer sekwencyjny, rozgłaszając ją do innych urządzeń.
Jeżeli w przeciągu czasu „MaxAge”1godzina (3600 Sekund), struktura LSA nie zostanie odnowiona przez ruter ją rozgłaszający, zostanie ona usunięta z bazy LSDB, a informacja o tym zdarzeniu zostanie przekazana innym sąsiadom.
Aktualną wartość czasu (Age) dla danej struktury, można zweryfikować za pomocą komendy [show ip ospf database].
Packet Length (2Bytes)– Określa wielość przesyłanego pakietu w bajtach.
Router ID (4 Bytes) – Określa wartość, określającą unikalny adres ID danego rutera (Zapisywany w postaci DDN).
Area ID (4Bytes) – ID strefy, w której znajduje się dany ruter (Np. Area 5 = 0.0.0.5).
Checksum (2Bytes) – Określa wartość kontrolną protokołu OSPF.
Auth Type (2Bytes) – Określa rodzaj wykorzystywanego uwierzytelnienia wiadomości protokołu OSPF (0 = Brak autentykacji, 1 = Autentykacja z wykorzystaniem zwykłego tekstu, 2 = Autentykacja z wykorzystaniem za-haszowanego klucza).
Auth Crypt key(1Bytes) – Określa numer ID wykorzystywanego klucza.
Auth Crypt Data Length(4Bytes) – Określa wielość przesyłanego klucza w bajtach.
Auth Crypt Sequence Number (4Bytes) – Określa numer sekwencyjny wiadomości.
Auth Crypt Data(Wielkość zależna od długości klucza) – Zahaszowana wartość klucza / hasła w postaci zwykłego tekstu.
Budowa pakietu OSPF (Zawartość wiadomości Hello) Message
Type 1
Network Mask (4Bytes) – Maska sieci, w której znajduje się interfejs przesyłający wiadomość.
Hello Interval (2Bytes) – Domyślna bądź statycznie skonfigurowana wartość czasu Hello Interval. Musi być taka sama na obydwóch urządzeniach, aby mogły one nawiązać między sobą relację sąsiedztwa.
Router Priority (1Byte) – Wartość priorytetu wykorzystywanego przy elekcji urządzenia pełniącego rolę DR oraz BDR.
Dead Interval (4 Bytes) – Domyślna bądź statycznie skonfigurowana wartość czasu Dead Interval. Musi być taka sama na obydwóch urządzeniach, aby mogły one nawiązać między sobą relację sąsiedztwa.
Designated Router (DR) (4 Bytes) – Adres IP rutera pełniącego rolę DR.
Backup Designated Router (BDR) (4Bytes) – Adres IP rutera pełniącego rolę BDR.
Active neighbor (4Bytes) – Wartość, określającą unikalny adres ID jednego z ruterów współdziedziczących sieć wielodostęp-ową (Wartość ta powtarza się tyle razy ile sąsiadów znajduje się w jednej sieci wielodostęp-owej).
Budowa pakietu OSPF (Zawartość wiadomości DB Descryption) Message Type 2
Interface MTU(2Bytes) – Wartość skonfigurowanej maksymalnej wielości przesyłanego segmentu (MTU).
Options(1Bytes) –
BD Descryption (1 Bytes) – Flagi określające rolę pełnioną przez ruter (I = Init, M= More, MS = Master).
DD Sequence (4Bytes) –
Budowa pakietu OSPF (Zawartość wiadomości LS Request) Message Type 3
LS Type(4Bytes) –
Link State ID (4Bytes) –
Advertising Router(4Bytes) –
Budowa pakietu OSPF (Zawartość wiadomości LS Update) Message Type 4
Number of LSAs (4Bytes) –
LSA-type nn (Wielkość zależna od zawartości) –
W zależności od wybranej metody autentykacji część pul może być pusta.
Protokół OSPF wykorzystuje wiadomości powitalna (Hello) w celu:
Wykrywania sąsiednich ruterów oraz nawiązywania z nimi relacji sąsiedztwa.
Utrzymania obustronnej komunikacji pomiędzy sąsiednimi urzadzeniami.
Wymiany danych o konfiguracji protokołu OSPF pomiędzy sąsiadami, w celu ustalenia wzajemnej kompatybilności.
Wyboru rutera pełniącego rolę DR-a (Designated Router) oraz BDR-a (Backup Designated Router), w sieciach wielodostęp-owych takich jak Frame Relay czy Ethernet (Sieci Point to Point nie wymagają procesu elekcji).
Domyślnie wiadomości Hello są wymieniane pomiędzy sąsiadami zgodnie z następującymi przedziałami czasowymi:
Hello Interval – Określa odstępy czasowe w wysyłaniu wiadomości Hello. Czas „Hello Interval” wynosi:
10sekunddla sieci typu Point to Pointczy Ethernet.
30Sekunddla sieci typu NBMA, których pasmo wynosi 1544 Kbps lub mniej.
Dead Interval – Określa czas, po upływie którego sąsiedni ruter zostanie uznany za nieosiągalny (W przypadku otrzymania wiadomości hello licznik czasu „Dead Interval” zostaje zresetowany). Czas „Dead Interval” wynosi:
40sekunddla sieci typu Point to Pointczy Ethernet.
120Sekunddla sieci typu NBMA, których pasmo wynosi 1544 Kbps lub mniej.
Domyślnie wartość czasu „Dead Interval” stanowi czterokrotność czasu „Hello Interval”.
Wiadomości Hello są wysyłane na adresu Multicast 224.0.0.5dla protokołu IPv4 oraz adres FF02::5dla protokołu IPv6.
Wiadomości Hello zawierają następujące informacje:
Wartość RID rutera rozgłaszającego wiadomość Hello.
Strefę Area do której należy interfejs z którego została wysłana wiadomość Hello.
Adres IP wraz z maską sieci interfejsu z którego została wysłana wiadomość Hello.
Informacje związane z autoryzacją interfejsu z którego została wysłana wiadomość Hello.
Wartość czasu „Hello Interval”, interfejsu z którego została wysłana wiadomość Hello.
Wartość czasu „Dead Interval”, interfejsu z którego została wysłana wiadomość Hello.
Priorytet rutera rozgłaszającego wiadomość Hello.
Adres IP rutera DR jak i BDR.
Pięć flag.
Listę wszystkich znanych ruterów (RID).
Czasy i inne wartości
Hello Interval– Określa odstępy czasowe w wysyłaniu wiadomości Hello.
Dead Interval – Określa czas, po upływie którego sąsiedni ruter zostanie uznany za nieosiągalny (W przypadku otrzymania wiadomości hello licznik czasu „Dead Interval” zostaje zresetowany).
Retransmit Interval – Określa czas retransmisji wiadomości DBD (Gdy ruter nie otrzyma wiadomości Acknowledgment potwierdzającej otrzymanie wiadomości DBD od swojego sąsiada, w przeciągu określonego czasu „retransmit-interval”. Ponowi próbę przekazania wiadomości DBD).
Wait Interval– Określa czas wstrzymania przed wyborem rutera pełniącego rolę DR-a (Wartość czasy Wait, jest zawsze równa wartości czasu Dead Interval).
Pierwszym krokiem umożliwiającym konfigurację dynamicznego protokołu routingu, jest stworzenie nowej instancji OSPF za pomocą komendy [router ospf Proces-ID] wydanej w trybie konfiguracji systemu IOS. (W przypadku konfiguracji przełącznika warstwy trzeciej wpierw należy włączyć funkcjonalność routingu za pomocą komendy [ip routing] wydanej w trybie konfiguracji systemu IOS).
Po stworzeniu nowej instancja protokołu OSPF, należy określić jakie sieci będą przez nią rozgłaszane za pomocą komendy [network sieć dzika-maska area ID-strefy]. Po zastosowaniu nie mniejszej komendy router rozpocznie:
Wysyłanie wiadomości powitalnych na określonych przez komendę [network] interfejsach.
Proces dodawania sieci przyległych, określonych przez komendę [network] do bazy topologii.
W celu zlokalizowania interfejsów, na których ma być aktywowany protokół OSPF, router porównuje sieć zawartą w komendzie [network sieć dzika-maska areaID-strefy] z adresami skonfigurowanymi na interfejsach urządzenia. Korzystając przy tym z logiki postępowania list ACL.
Bez względu na kolejność wpisywania komend [network], router przetrzymuje wpisane sieci w konfiguracji urządzenia, zaczynając od tej najbardziej szczegółowej. Np. użycie komendy [network 10.1.12.2 0.0.0.0area 0] wraz z komendą [network 10.1.0.0 0.0.255.255area 1] spowoduje, że interfejs z adresem IP 10.1.12.2 będzie należał do strefy
Inną metodą umożliwiającą dodanie sieci do protokołu OSPF jest komenda [ip ospf ASN area ID-strefy] wydana w trybie konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
Konfiguracja protokołu OSPF
Rozgłaszanie sieci
Rozgłaszanie sieci z poziomu konfiguracji protokołu OSPF
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
Określa numer ID (RID) konfigurowanego rutera. Skonfigurowanie statycznej wartości RID, w momencie gdy ruter posiada już aktywne relacje sąsiedztwa, wymaga resetu aktywnych relacji za pomocą komendy [clear ip ospf process].
(config-router)#network sieć dzika-maska area ID-strefy
Określa sieć, na podstawie której, ruter decyduje na jakich interfejsach będą rozgłaszane wiadomości „hello” protokołu OSPF. Przykładowa sieć 100.1.1.0/24 skonfigurowana na interfejsie sieciowym za pomocą komendy [ip address 100.1.1.4 255.255.255.0], może być dodana do procesu OSPF w jeden z poniższych sposobów: * network 0.0.0.0 0.0.0.0 a 0 * network 100.0.0.0 0.255.255.255 a 0 * network 100.1.1.0 0.0.0.255 a 0 * network 100.1.1.4 0.0.0.0 a 0
# show ip ospf neighbor
Wyświetla listę aktywnych sąsiadów protokołu OSPF.
Rozgłaszanie sieci z poziomu konfiguracji interfejsu sieciowego
(config)#interface interfejs
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip ospf Proces-IDarea ID-strefy
Włącza funkcje rozgłaszania wiadomości „hello” protokołu OSPF na danym interfejsie (Jest to nowsza wersja komendy [network]).
Rozszerzona konfiguracja protokołu OSPF
Zaawansowana konfiguracja OSPF
(config)#interface interfejs
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip ospf demand-circuit
Zaprzestaje wysyłania wiadomości powitalnych (Hello) na konfigurowanym interfejsie sieciowym. Funkcja ta jest stosowana na połączeniach WAN, dla których płatność jest uzależniona od czasu wykorzystania łącza.
(config-if)#ip ospf flow-reduction
Blokuje licznik Age, względem rozgłaszanych struktur LSA. Komenda [show ip ospf database] wyświetla pełną bazę LSDB (Struktury LSA z zablokowanym licznikiem będą posiadały oznaczenie [(DNA)]).
Zmienia domyślną wartość czasu „Hello-timer” (Ponadto komenda ta automatycznie zmieni wartość czasu „Dead-timer” do czterokrotności nowo skonfigurowanej wartości „Hello-timer”).
Zmienia domyślną wartość czasu „retransmit-interval” (Jest to wartość wykorzystywana w celu retransmisji wiadomości DBD. W sytuacji w której ruter nie otrzyma wiadomości Acknowledgment potwierdzającej otrzymanie wiadomości DBD od swojego sąsiada, w przeciągu określonego czasu „retransmit-interval”. Ponowi próbę przekazania wiadomości DBD).
(config-if)#ip ospf dead-interval minimal hello-multiplier 3-20(ilość wiadomości na sekundę)
Jednocześnie zmienia domyślną wartość czasu „Hello-timer” oraz czasu „Dead-timer”.
# show ip ospf[ASN]interface [interfejs] | include Timer
Wyświetla informacje na temat skonfigurowanych czasów protokołu OSPF, względem określonego interfejsu bądź wszystkich interfejsów sieciowych.
Konfiguracja funkcji Load-balance
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#maximum-paths 1-32(4)
W przypadku istnienia wielu ścieżek o takim samym koszcie, prowadzących do tej samej sieci. Protokół OSPF umożliwia funkcję równomiernego rozprowadzenia ruch pomiędzy czterema drogami. Powyższa komenda umożliwią zmniejszenie bądź zwiększenie tej wartości.
# show ip protocols
Wyświetla konfiguracje protokołu OSPF, w tym skonfigurowaną wartość “maximum-paths”.
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip ospf priority 0-255(1)
Określa priorytet rutera biorącego udział elekcji roli DR/BDR. W przypadku skonfigurowania wartości „0” ruter nigdy nie zostanie wybrany DR-em lub BDR-em.
# show ip ospf interface [interfejs] | includePriority
Wyświetla informacje na temat skonfigurowanej wartości priorytetu OSPF, względem określonego interfejsu bądź wszystkich interfejsów sieciowych.
Wyłączenie procesu OSPF
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#shutdown
Włącza proces OSPF powodując tym samym: * Zamknięcie wszystkich relacji sąsiedztwa. * Wstrzymanie procesu nawiązywania nowych relacji sąsiedztwa. * Zatrzymanie procesu wysyłania wiadomości Hello.
wyłączenie procesu OSPF nie usuwa konfiguracji danego procesu z pliku konfiguracyjnego urządzenia.
Wiadomości systemowe (Logging) protokołu OSPF
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#log-adjacency-changes detail
Wysyła wiadomość systemową w przypadku zmiany statusu relacji sąsiedztwa.
Zmiana domyślnej wartość AD (Administrative Distance)
(config)#router ospf Proces-ID
Przechodzi do poziomu konfiguracji protokołu OSPF.
(config-router)#distance 1-255(110)
Zmienia domyślną wartość AD, względem konfigurowanej instancji protokołu OSPF.
(config-router)#distance ospf external 1-255(110)
Zmienia domyślną wartość AD względem tras zewnętrznych (External), konfigurowanego protokołu OSPF.
Definiuje okres czasu przez jaki dany klucz będzie używany do odbierania wiadomości (Jest to okres czasu podczas którego dany klucz pozostaje akceptowalny).
Definiuje okres czasu przez jaki dany klucz będzie używany w wysyłanych wiadomościach (Czas ten powinien być krótszy od czasu „accept-lifetime”).
Przykładowa konfiguracja funkcji Key-Chain
(config)#key chain EIGRP (config-keychain)#key 1 (config-keychain-key)#accept-lifetime local 01:00:00 april 1 2014 01:00:00 may 2 2014 (config-keychain-key)#send-lifetime local 01:00:00 april 1 2014 01:00:00 may 2 2014 (config-keychain-key)#key-string Cisco!2345 (config-keychain-key)#key 2 (config-keychain-key)#accept-lifetime local 01:00:00 may 1 2014 infinite (config-keychain-key)#send-lifetime local 01:00:00 may 1 2014 infinite (config-keychain-key)#key-string Cisco1234567
Przykładowa konfiguracja funkcji Key-Chain.
Key Chain a inne protokoły
Przypisywanie funkcji Key-Chain do protokołu EIGRP
(config)#interface interfejs
Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.
(config-if)#ip authentication mode eigrp ASN md5
Określa metodę autentykacji wiadomości protokołu EIGRP.
Definiuje hasło wykorzystywane do uwierzytelnienia odbieranych oraz wysyłanych wiadomości protokołu EIGRP.
Okresy czasu akceptacji oraz wysyłania klucza zostały tak skonfigurowane, aby się nachodziły. Dzięki czemu administrator może zniwelować możliwe rozbieżności w konfiguracji czasu lokalnego, względem obydwóch urządzenień. Powyższa konfiguracja powoduje, że przez pewien okres czasu urządzenie będą akceptowały obydwa klucze.
Periodic Update– Każdy pojedynczy wpis LSA w bazie LSDB, posiada własny rosnący licznik wieku (Age), który po przekroczeniu wartości (1800 sekund,30minut) wymusza aktualizację struktury LSA (Jedynie właściciel rozgłaszający daną strukturę może wysłać wiadomości aktualizacyjne jaj dotyczące). W przypadku nie otrzymania aktualizacji do czasu upłynięcia górnego wieku (Max age = 3600 sekund/1godzina) struktura zostaje usunięta (Flushed).
Triggered Update– Protokół OSPF wysyła wiadomości aktualizacyjne w przypadku wystąpienia zmian w topologii sieci.
Route tags– OSFP umożliwia dodatkowe oznaczane (Tagowanie) tras routingu.
Nawiązanie relacji sąsiedztwa z urządzeniami spełniającymi wymagania dotyczące procesu nawiązywania relacji sąsiedztwa.
Wymiana informacji na temat posiadanych tras za pomocą struktur LSAs, pomiędzy sąsiadami.
Obliczenie tras dotarcia do sieci docelowych względem lokalnego rutera (SPF).
Proces określania wartości RID (Router ID)
W przypadku protokołu OSPF, 32-bitowa wartość Router ID jest określana na podstawie:
Wartości skonfigurowanej za pomocą komendy [router-id 0-255.0-255.0-255.0-255] w trybie konfiguracji OSPF.
Największej wartości adresu IPv4 dla aktywnego (up/up) interfejsu LoopBack, którego wartość nie jest wykorzystywana (Nie została przypisana do innej instancji protokołu OSPF).
Największej wartości adresu IPv4 dla aktywnego (up/up) interfejsu Non-LoopBack, którego wartość nie jest wykorzystywana (Nie została przypisana do innej instancji protokołu OSPF).
W przypadku wystąpienia duplikacji wartości RID w obrębie jednej strefy (Area):
Ruter wygeneruje komunikaty systemowy ostrzegający przed duplikacją wartości RID.
W przypadku wystąpienia duplikacji wartości RID poza obrębem jednej strefy (Area):
Rutery będą ze sobą rywalizować (OSPF Flood War).
Weryfikację wartości RID można przeprowadzić za pomocą następujących komend Show:
[show ip ospf] – Wyświetla konfigurację protokołu OSPF.
[show ip ospf database] – Wyświetla bazę LSDB protokołu OSPF.
[show ip protocols] – Wyświetla podstawową konfigurację wszystkich aktywnych protokołów routingu.
Instancja protokołu OSPF nie może zostać aktywowana bez określenia wartości RID (Ręcznie bądź automatycznie).
