OSPF (Open Shortest Path First) är ett länkstatsdirigeringsprotokoll. Eftersom det är en öppen standard implementeras den av en mängd olika nätverksleverantörer. OSPF kommer att köras på de flesta routrar som inte nödvändigtvis måste vara Cisco routrar (till skillnad från EIGRP som kan köras endast på Cisco routrar).
här är de viktigaste funktionerna i OSPF:
- ett klasslöst routingprotokoll
- stöder VLSM, CIDR, Manuell rutt summering, jämn kostnad lastbalansering
- inkrementella uppdateringar stöds
- använder endast en parameter som metrisk-gränssnittskostnaden.,
- det administrativa avståndet för OSPF-rutter är som standard 110.
- använder multicast-adresser 224.0.0.5 och 224.0.0.6 för routing.
routrar som kör OSPF måste upprätta grannrelationer innan de byter rutter. Eftersom OSPF är ett länkstatsdirigeringsprotokoll, utbyter grannar inte routingtabeller. Istället utbyter de information om nätverkstopologi. Varje osfp-router kör sedan SFP-algoritmen för att beräkna de bästa rutterna och lägger till dem i routningstabellen., Eftersom varje router känner till hela topologin i ett nätverk är chansen för en routingslinga att inträffa minimal.
varje OSPF-router lagrar routing och topologiinformation i tre tabeller:
- Grannbord – lagrar information om OSPF – grannar
- Topologibord – lagrar topologistrukturen i ett nätverk
- Routningstabell-lagrar de bästa rutterna
OSPF-grannar
OSPF-routrar måste upprätta en grannrelation innan de byter routuppdateringar., OSPF-grannar upptäcks dynamiskt genom att skicka Hello-paket ut varje OSPF-aktiverat gränssnitt på en router. Hej paket skickas till multicast IP-adressen på 224.0.0.5.
processen förklaras i följande figur:
Routrar R1 och R2 är direkt anslutna. När OSFP är aktiverat skickar båda routrarna Hellos till varandra för att upprätta en grannrelation. Du kan verifiera att grannförhållandet verkligen har etablerats genom att skriva kommandot Visa ip ospf grannar.,
i exemplet ovan kan du se att routerns-id för R2 är 2.2.2.2. Varje OSPF-router tilldelas ett router-ID. Ett router-ID bestäms genom att använda något av följande:
1. använda kommandot router-id under OSPF-processen.
2. använda den högsta IP-adressen för routerns loopback-gränssnitt.
3. använda den högsta IP-adressen för routerns fysiska gränssnitt.,
följande fält i Hello-paketen måste vara desamma på båda routrarna för att routrarna ska bli grannar:
- subnät
- area id
- hello Och dead interval timers
- autentisering
- area stub flag
- mtu
som standard skickar OSPF hello-paket var 10: e sekund på en Ethernet-nätverk (hej intervall)., En död timer är fyra gånger värdet av hello-intervallet, så om en routrar på ett Ethernet-nätverk inte får minst ett Hej-paket från en osfp-granne i 40 sekunder, förklarar routrarna att grannen är nere.
OSPF neighbor states
innan du etablerar ett grannförhållande måste OSPF-routrar gå igenom flera statliga förändringar. Dessa stater förklaras nedan.
1. Init staten – en router har fått en Hello budskap från andra OSFP routern
2. 2 – vägs tillstånd-grannen har fått Hej meddelande och svarade med ett Hej meddelande av sin egen
3., Exstart state-början av lsdb-utbytet mellan båda routrarna. Routrar börjar utbyta länkstatsinformation.
4. Exchange state-DBD (Database Descriptor) paket utbyts. DBDs innehåller lsas rubriker. Routrar kommer att använda denna information för att se vad LSAs behöver bytas ut.
5. Loading state-en granne skickar Lsrs (Link State Requests) för varje nätverk som det inte vet om. De andra grannen svarar med Lsus (Link State Updates) som innehåller information om begärda nätverk., När all begärd information har mottagits går andra granne igenom samma process
6. Full state – båda routrarna har den synkroniserade databasen och är helt intill varandra.
OSPF-områden
OSPF använder begreppet områden. Ett område är en logisk gruppering av angränsande nätverk och routrar. Alla routrar i samma område har samma topologi bord, men de vet inte om routrar i de andra områdena., De främsta fördelarna med att skapa områden är att storleken på topologin och routningstabellen på en router minskar, mindre tid krävs för att köra SFP-algoritmen och routinguppdateringar reduceras också.
varje område i OSPF-nätverket måste ansluta till ryggraden (område 0). Alla router inne i ett område måste ha samma område ID för att bli OSPF grannar. En router som har gränssnitt i mer än ett område (område 0 och Område 1, till exempel) kallas Area Border Router (ABR)., En router som ansluter ett OSPF-nätverk till andra routingdomäner (till exempel EIGRP-nätverk) kallas Autonomous system Border Router (ASBR).
i OSPF är manuell ruttsammanfattning endast möjlig på Abr och ASBRs.
för att bättre förstå begreppet områden, överväga följande exempel.
alla routrar kör OSPF. Routrar R1 och R2 är inne i ryggraden (område 0). Router R3 är en ABR, eftersom den har gränssnitt i två områden, nämligen område 0 och Område 1. Routern R4 och R5 är inne i området 1., Router R6 är en ASBR, eftersom det ansluter OSFP nätverk till ett annat domain routing (en EIGRP domän i detta fall). Om R1: S direktanslutna subnät misslyckas skickar routern r1 routinguppdateringen endast till R2 och R3, eftersom alla routinguppdateringar är lokaliserade inuti området.
en ABR: s roll är att annonsera adresssammanfattningar till närliggande områden. En ASBR: s roll är att ansluta en OSPF-routningsdomän till ett annat externt nätverk (t.ex. Internet, EIGRP-nätverk…).,
lsa, LSU och LSR
LSAs (Link-State Advertisements) används av OSPF-routrar för att utbyta topologiinformation. Varje LSA innehåller information om routing och toplogy för att beskriva en del av ett OSPF-nätverk. När två grannar bestämmer sig för att byta rutter skickar de varandra en lista över alla LSAa i deras respektive topologidatabas. Varje router kontrollerar sedan sin topologidatabas och skickar ett LSR-meddelande (Link State Request) som begär att alla LSAs inte hittas i sin topologitabell. Andra router svarar på den Länken Uppdatera (LSU) som innehåller alla LSAs begärs av den andra grannen.,
konceptet förklaras i följande exempel:
Efter att ha konfigurerat OSPF på båda routrarna utbyter routrar LSAs för att beskriva deras respektive topologidatabas. Router R1 skickar en lsa-rubrik för sitt direktanslutna nätverk 10.0.1.0 / 24. Router R2 kontrollerar sin topologidatabas och bestämmer att den inte har information om det nätverket. Router R2 skickar sedan ett meddelande om Länkstatsbegäran med begäran om ytterligare information om det nätverket. Router R1 svarar med Länk Tillstånd Uppdatering som innehåller information om subnet 10.0.1.,0/24(nästa hop adress, kostnad…).