OSPF (Open Shortest Path First) jest protokołem routingu stanu łącza. Ponieważ jest to otwarty standard, jest on implementowany przez różnych dostawców sieci. OSPF będzie działać na większości routerów, które niekoniecznie muszą być routerami Cisco (w przeciwieństwie do EIGRP, który może być uruchamiany tylko na routerach Cisco).
oto najważniejsze cechy OSPF:
- bezklasowy protokół routingu
- obsługuje VLSM, CIDR, ręczne podsumowywanie tras, równoważenie obciążenia kosztów
- Obsługiwane są aktualizacje przyrostowe
- używa tylko jednego parametru jako metryki – koszt interfejsu.,
- odległość administracyjna tras OSPF wynosi domyślnie 110.
- używa adresów multicast 224.0.0.5 i 224.0.0.6 do aktualizacji routingu.
Routery obsługujące OSPF muszą nawiązać relacje z sąsiadami przed wymianą tras. Ponieważ OSPF jest protokołem routingu stanu łącza, sąsiedzi nie wymieniają tabel routingu. Zamiast tego wymieniają informacje o topologii sieci. Każdy router OSFP uruchamia następnie algorytm SFP, aby obliczyć najlepsze trasy i dodaje je do tabeli routingu., Ponieważ każdy router zna całą topologię sieci, prawdopodobieństwo wystąpienia pętli routingu jest minimalne.
każdy router OSPF przechowuje informacje o routingu i topologii w trzech tabelach:
- Neighbor table – przechowuje informacje o sąsiadach OSPF
- Topology table – przechowuje strukturę topologii sieci
- routing table – przechowuje najlepsze trasy
sąsiedzi OSPF
routery OSPF muszą ustanowić relację z sąsiadami przed wymianą aktualizacji routingu., Sąsiedzi OSPF są dynamicznie wykrywani przez wysyłanie pakietów powitalnych z każdego interfejsu obsługującego OSPF na routerze. Pakiety Hello są wysyłane na adres IP multicast 224.0.0.5.
Proces jest opisany na poniższym rysunku:
Routery R1 i R2 są bezpośrednio podłączone. Po włączeniu OSFP oba routery wysyłają do siebie pozdrowienia w celu nawiązania relacji z sąsiadami. Możesz sprawdzić, czy relacja sąsiada rzeczywiście została nawiązana, wpisując polecenie show IP ospf neighbors.,
w powyższym przykładzie widać, że identyfikator routera R2 to 2.2.2.2. Każdy router OSPF ma przypisany identyfikator routera. Identyfikator routera określa się za pomocą jednej z następujących opcji:
1. używając polecenia router-id w procesie OSPF.
2 . korzystanie z najwyższego adresu IP interfejsów loopback routera.
3. korzystanie z najwyższego adresu IP fizycznych interfejsów routera.,
następujące pola w pakietach Hello muszą być takie same na obu routerach, aby routery stały się sąsiadami:
- podsieć
- identyfikator obszaru
- uwierzytelnianie
- znacznik stub obszaru
- MTU
domyślnie OSPF wysyła pakiety hello co 10 minut.10 sekund w sieci Ethernet (interwał Hello)., Jeśli router w sieci Ethernet nie odbierze przynajmniej jednego pakietu powitalnego od sąsiada OSFP przez 40 sekund, Router deklaruje, że sąsiad jest wyłączony.
Stany sąsiadujące OSPF
przed nawiązaniem relacji Sąsiedzkiej routery OSPF muszą przejść kilka zmian stanu. Stany te zostały wyjaśnione poniżej.
1. Stan Init-router otrzymał komunikat powitalny z drugiego routera OSFP
2. Stan dwukierunkowy-sąsiad otrzymał wiadomość powitalną i odpowiedział własnym Komunikatem powitalnym
3., Stan Exstart – początek wymiany LSDB pomiędzy obydwoma routerami. Routery zaczynają wymieniać informacje o stanie łącza.
4. Exchange state – Pakiety DBD (Database Descriptor) są wymieniane. DBDs zawiera nagłówki LSA. Routery wykorzystają te informacje, aby sprawdzić, jakie LSA należy wymienić.
5. Ładowanie stanu-jeden sąsiad wysyła LSR (żądania stanu łącza) dla każdej sieci, o której nie wie. Drugi sąsiad odpowiada z LSUs (Link State Updates), które zawierają informacje o żądanych sieciach., Po otrzymaniu wszystkich wymaganych informacji inny sąsiad przechodzi przez ten sam proces
6. Pełny stan-oba routery mają zsynchronizowaną bazę danych i są ze sobą w pełni sąsiadujące.
obszary OSPF
OSPF używa pojęcia obszary. Obszar jest logicznym zgrupowaniem sąsiadujących ze sobą sieci i routerów. Wszystkie routery w tym samym obszarze mają tę samą tabelę topologii, ale nie wiedzą o routerach w innych obszarach., Główne zalety tworzenia obszarów to zmniejszenie rozmiaru topologii i tabeli routingu na routerze, zmniejszenie czasu potrzebnego na uruchomienie algorytmu SFP oraz zmniejszenie aktualizacji routingu.
każdy obszar w sieci OSPF musi połączyć się z obszarem szkieletowym (obszar 0). Wszystkie routery wewnątrz obszaru muszą mieć ten sam identyfikator obszaru, aby stać się sąsiadami OSPF. Router, który ma interfejsy w więcej niż jednym obszarze (na przykład area 0 i area 1), nazywa się routerem granicznym obszaru (ABR)., Router łączący sieć OSPF z innymi domenami routingu (np. sieć EIGRP) nazywa się autonomicznym routerem granicznym systemu (ASBR).
w OSPF ręczne podsumowanie trasy jest możliwe tylko na ABRs i ASBRs.
aby lepiej zrozumieć pojęcie obszarów, rozważ poniższy przykład.
wszystkie routery są uruchomione. Routery R1 i R2 znajdują się wewnątrz obszaru szkieletu (obszar 0). Router R3 jest ABR, ponieważ posiada interfejsy w dwóch obszarach, a mianowicie area 0 i area 1. Router R4 i R5 znajdują się w strefie 1., Router R6 jest ASBR, ponieważ łączy sieć OSFP z inną domeną routingu (w tym przypadku domeną EIGRP). Jeśli podsieć bezpośrednio podłączona do R1 ulegnie awarii, Router R1 wysyła aktualizację routingu tylko do R2 i R3, ponieważ wszystkie aktualizacje routingu są zlokalizowane wewnątrz obszaru.
rolą ABR jest reklamowanie adresów do sąsiednich obszarów. Rolą ASBR jest podłączenie domeny routingu OSPF do innej zewnętrznej sieci (np. Internetu, sieci EIGRP…).,
LSA, LSU i LSR
Lsas (Link-State Advertisements) są używane przez routery OSPF do wymiany informacji o topologii. Każdy LSA zawiera informacje o routingu i toplogii, aby opisać część sieci OSPF. Kiedy dwaj sąsiedzi decydują się na wymianę tras, wysyłają sobie listę wszystkich LSAa w odpowiedniej bazie danych topologii. Następnie każdy router sprawdza swoją bazę danych topologii i wysyła komunikat Link State Request (LSR) z żądaniem wszystkich LSA, które nie znajdują się w jego tabeli topologii. Inny router odpowiada aktualizacją stanu łącza (LSU), która zawiera wszystkie LSA wymagane przez drugiego sąsiada.,
koncepcja jest wyjaśniona w następującym przykładzie:
Po skonfigurowaniu OSPF na obu routerach, routery wymieniają LSA w celu opisania ich odpowiedniej bazy danych topologii. Router R1 wysyła nagłówek LSA do swojej bezpośrednio podłączonej sieci 10.0.1.0 / 24. Router R2 sprawdza swoją bazę danych topologii i określa, że nie posiada informacji o tej sieci. Router R2 wysyła następnie komunikat żądania stanu łącza z żądaniem dalszych informacji o tej sieci. Router R1 odpowiada aktualizacją stanu łącza, która zawiera informacje o podsieci 10.0.1.,0/24 (Następny adres hop, koszt…).