Протоколы маршрутизации по состоянию канала. Протокол OSPF (Тема №7)

1. Протоколы маршрутизации по состоянию канала. Протокол OSPF.

Тема № 7

2.

• Основы протокола OSPF
• Метрики маршрута в OSPF
• Планирование маршрутизации в ЛВС на
базе протокола OSPF.
• Основы конфигурирования протокола.
• Конфигурирование маршрутов на базе зон.
Казаков Ф.А.
2

3. Маршрутизация по состоянию канала

Основные принципы:
• Пересылка информации о состоянии
интерфейсов маршрутизатора;
• Сбор информации о всей топологии сети
• Расчет метрик для всех доступных сетей
(интерфейсов);
• Поиск кратчайшего пути для каждой
сети (интерфейса)
Казаков Ф.А.
3

4. Протокол OSPF

Открытый протокол, базирующийся на
алгоритме поиска наикратчайшего пути (Open
Shortest Path Fisrt - OSPF);
Разработан в середине 1980 гг для сетей IP
рабочей группой Internet Engineering Task
Force (IETF), занимающейся разработкой
протоколов для внутрисистемных роутеров
(interior gateway protocol - IGP). Рабочая
группа была образована в 1988 г. для
разработки протокола IGP, базирующегося на
алгоритме "поиска наикратчайшего пути"
(shortest path first - SPF).
Казаков Ф.А.
4

5. Протокол OSPF

OSPF является протоколом маршрутизации с
об'явлением состояния о канале (link-state).
Это значит, что он требует отправки об'явлений о
состоянии канала (link-state advertisement - LSA) во
все роутеры, которые находятся в пределах одной
и тойже иерархической области. В oб'явления LSA
протокола OSPF включается информация о
подключенных интерфейсах, об использованных
показателях и о других переменных.
По мере накопления роутерами OSPF информации о
состоянии канала, они используют алгоритм SPF
для расчета наикратчайшего пути к каждому узлу.
Казаков Ф.А.
5

6. Описание протокола OSPF

Протокол OSPF поддерживает возможность разделения
локальной сети (AS) на несколько областей. В этом случае
внутренние маршрутизаторы области могут и не иметь
информации о топологии остальной части AS.
Сеть обычно имеет выделенный маршрутизатор, который
является источником маршрутной информации для
остальных маршрутизаторов AS. Каждый маршрутизатор
самостоятельно решает задачу оптимизации маршрутов.
Если к месту назначения ведут два или более эквивалентных
маршрута, информационный поток будет поделен между
ними поровну.
В процессе выбора оптимального маршрута анализируется
ориентированный граф сети. Пути с наименьшим
суммарным значением метрики считаются наилучшими.
Именно они оказываются выбранными в результате
рассмотрения графа (“кратчайшие пути“).
Казаков Ф.А.
6

7. Пример топологии сети

В
3
А
1
С
G
7
4
2
2
E
2
4
H
J
Старт
Финиш
9
Казаков Ф.А.
2
4
D
F
1
3
7
I
7

8. Алгоритм поиска оптимального пути

Определения:
1. Пусть D(v) равно сумме весов связей для
данного пути.
2. Пусть c(i,j) равно весу связи между узлами с
номерами i и j.
8

9. Алгоритм поиска оптимального пути

1. Устанавливаем множество узлов N = {1}.
2. Для каждого узла v не из множества n
устанавливаем D(v)= c(1,v).
3. Для каждого шага находим узел w не из
множества N, для которого D(w) минимально,
и добавляем узел w в множество N.
4. Актуализируем D(v) для всех узлов не из
множества N
5. D(v)=min{D(v), D(v)+c(w,v)}.
6. Повторяем шаги 2-4, пока все узлы не
окажутся в множестве N.
Казаков Ф.А.
9

10. Пример реализации алгоритма поиска пути

Шаг
N
B
C
D
E
F
G
H
I
J
0
{A}
3
-
9
-
-
-
-
-
-
1
{A,B}
(3)
4
9
7
-
10
-
-
-
2
{A,B,C}
3
(4)
6
6
10
10
8
-
14
3
{A,BC,D}
3
4
(6)
6
10
10
8
9
14
4
{A,B,C,D,E}
3
4
6
(6)
10
10
8
9
14
5
{A,B,C,D,E,H}
3
4
6
6
10
10
(8)
9
14
6
{A,B,C,D,E,H,I}
3
4
6
6
10
10
8
(9)
14
7
{A,B,C,D,E,H,I,F}
3
4
6
6
(10)
10
8
9
14
8
{A,B,C,D,E,H,I,F,G}
3
4
6
6
10
(10)
8
9
14
9
{A,B,C,D,E,H,I,F,G,J}
3
4
6
6
10
10
8
9
(14)
Казаков Ф.А.
10

11. Пример топологии сети с оптимальными связями

3
А
В
G
1
2
С
2
E
2
H
Старт
Казаков Ф.А.
4
J
Финиш
2
4
1
D
F
I
11

12. Метрики OSPF

Метрики интерфейсов вычисляются автоматически исходя из
пропускной способности интерфейса (108/bandwidth).
Некоторые значения :
Последовательный интерфейс 56 кбит/с
1785
Последовательный интерфейс 2048 кбит/с
48
Ethernet 10 Мбит/с
10
FastEthernet
1(4)
GigaEthernet
1(2)
TenEthernet
1(1)
Асинхронный последовательный интерфейс
10000
Величину bandwidth интерфейса можно изменить командой в
контексте конфигурации интерфейса. Для последовательных
интерфейсов требуется ручной модификации, если реальное
значение отличается от значения по умолчанию (1544
кбит/с).
Казаков Ф.А.
12

13. Протокол Hello

После инициализации модуля OSPF (например, после
подачи питания на маршрутизатор) через все интерфейсы,
включенные в OSPF-систему, начинают рассылаться
Hello-сообщения.
Hello-пакеты продолжают периодически рассылаться и
после того, как соседи были обнаружены. Таким образом
маршрутизатор контролирует состояние своих связей с
соседями. Обрыв связи может быть также обнаружен и с
помощью протокола канального уровня, который
просигнализирует о недоступности канала.
В сетях с возможностью широковещательной рассылки
(broadcast networks) Hello-пакеты рассылаются по
мультикастинговому адресу 224.0.0.5 ("Всем ОSPFмаршрутизаторам"). В других сетях все возможные адреса
соседей должны быть введены администратором.
Казаков Ф.А.
13

14. Протокол обмена

После установления отношений смежности для каждой пары смежных
маршрутизаторов происходит синхронизация их баз данных. Эта же
операция происходит при восстановлении ранее разорванного
соединения, поскольку в образовавшихся после аварии двух
изолированных подсистемах базы данных развивались независимо друг
от друга.
Сначала маршрутизаторы обмениваются только описаниями своих баз
данных (Database Description), содержащими идентификаторы записей и
номера их версий, это позволяет избежать пересылки всего содержимого
базы данных.
Во время этого обмена каждый маршрутизатор формирует список записей,
содержимое которых он должен запросить (то есть эти записи в его базе
данных устарели либо отсутствуют), и соответственно отправляет пакеты
запросов о состоянии связей (Link State Request). В ответ он получает
содержимое последних версий нужных ему записей в пакетах типа
"Обновление состояния связей (Link State Update)".
После синхронизации баз данных производится построение маршрутов.
Казаков Ф.А.
14

15. Протокол затопления (flooding)

При работе этого протокола пересылаются сообщения типа
"Обновление состояния связей (Link State Update)", получение
которых подтверждается сообщениями типа "Link State
Acknowledgment".
Каждая запись о состоянии связей имеет свой номер (номер версии),
который также хранится в базе данных. Каждая новая версия
записи имеет больший номер. При рассылке сообщений об
обновлении записи в базе данных номер записи также включается
в сообщение для предотвращения попадания в базу данных
устаревших версий.
Маршрутизатор, ответственный за запись об изменившейся связи,
рассылает сообщение "Обновление состояния связи" по всем
интерфейсам. Однако новые версии состояния одной и той же
связи должны появляться не чаще, чем оговорено определенной
константой.
Казаков Ф.А.
15

16. Процедура обновления маршрутной информации OSPF

1. Получить сообщение. Найти соответствующую запись
в базе данных.
2. Если запись не найдена, добавить ее в базу данных,
передать сообщение по всем интерфейсам.
3. Если номер записи в базе данных меньше номера
пришедшего сообщения, заменить запись в базе
данных, передать сообщение по всем интерфейсам.
4. Если номер записи в базе данных больше номера
пришедшего сообщения и эта запись не была недавно
разослана, разослать содержимое записи из базы
данных через тот интерфейс, откуда пришло
сообщение. Понятие "недавно" определяется
значением константы.
5. В случае равных номеров сообщение игнорировать.
Казаков Ф.А.
16

17. Процедура обновления маршрутной информации OSPF

Протокол OSPF устанавливает также такую характеристику
записи в базе данных, как возраст. Возраст равен нулю
при создании записи. При затоплении OSPF-системы
сообщениями с данной записью каждый маршрутизатор,
который ретранслирует сообщение, увеличивает возраст
записи на определенную величину. Кроме этого, возраст
увеличивается на единицу каждую секунду.
При достижении возрастом максимального значения (60
минут), соответствующая запись расценивается
маршрутизатором как просроченная и непригодная для
вычисления маршрутов. Такая запись должна быть
удалена из базы данных.
Казаков Ф.А.
17

18. Процедура обновления маршрутной информации OSPF

Поскольку базы данных на всех маршрутизаторах
системы должны быть идентичны, просроченная
запись должна быть удалена из всех копий базы
данных на всех маршрутизаторах. Это делается с
использованием протокола затопления: маршрутизатор
затапливает систему сообщением с просроченной
записью.
Чтобы записи в базе данных не устаревали,
маршрутизаторы, ответственные за них, должны через
каждые 30 минут затапливать систему сообщениями
об обновлении записей, даже если состояние связей не
изменилось. Содержимое записей в этих сообщениях
неизменно, но номер версии больше, а возраст равен
нулю.
Казаков Ф.А.
18

19. Отношения между маршрутизаторами OSPF

Соседями называются OSPF-маршрутизаторы,
подключенные к одной сети (к одной линии
связи) и обменивающиеся Hello-сообщениями.
Смежными называются соседние OSPF
маршрутизаторы, которые приняли решение
обмениваться друг с другом информацией,
необходимой для синхронизации базы данных
состояния связей и построения маршрутов. Не
все соседи становятся смежными.
Казаков Ф.А.
19

20. Формат заголовка пакета OSPF

0
15
7
Номер
версии
23
Тип
31
Длина пакета
ID маршрутизатора
ID области
Контрольная
сумма
Тип аутентификации
Данные аутентификации
Данные аутентификации
Казаков Ф.А.
20

21. Описание полей заголовка OSPF пакета

• номер версии OSPF (version number) –
обозначает конкретную используемую
реализацию OSPF;
• Тип (type) – тип пакета, существует 5
типов пакета OSPF;
• Длина пакета (packet length) – Это поле
указывает длину пакета вместе с
заголовком OSPF в байтах.
Казаков Ф.А.
21

22. Описание полей заголовка OSPF пакета

• Поле идентификатора роутера (router ID) –
идентифицирует источник пакета;
• Поле идентификатора области (area ID) –
идентифицирует область, к которой
принадлежит данный пакет. Все пакеты OSPF
связаны с одной отдельной областью;
• Стандартное поле контрольной суммы IP
(checksum) – проверяет содержимое всего пакета
для выявления потенциальных повреждений,
имевших место при передачи;
Казаков Ф.А.
22

23. Описание полей заголовка OSPF пакета

• Поле типа аутентификации (authentication
type) – используемый метод проверки
подлиности пакета. Все обмены протокола
OSPF проводятся с установлением
достоверности. Тип удостоверения
устанавливается по принципу "отдельный
для каждой области".
• Поле данные аутентификации
(authentication). Это поле длиной 64 бита и
содержит параметры аутентификации.
Казаков Ф.А.
23

24. Типы пакетов OSPF

• Hello.
– Отправляется через регулярные интервалы времени
для установления и поддержания соседских
взаимоотношений.
• Database Description.
– Описание базы данных. Описывает содержимое базы
данных; обмен этими пакетами производится при
инициализации смежности.
• Link-State Request
– Запрос о состоянии канала. Запрашивает части
топологической базы данных соседа. Обмен этими
пакетами производится после того, как какой-нибудь
роутер обнаруживает, (путем проверки пакетов
описания базы данных), что часть его топологической
базы данных устарела.
Казаков Ф.А.
24

25. Типы пакетов OSPF

• Link-State Update
– Корректировка состояния канала. Отвечает на
пакеты запроса о состоянии канала. Эти пакеты
также используются для регулярного
распределения LSA. В одном пакете могут быть
включены несколько LSA.
• Link-State Acknowledgement
– Подтверждение состояния канала. Подтверждает
пакеты корректировки состояния канала. Пакеты
корректировки состояния канала должны быть
четко подтверждены, что является гарантией
надежности процесса лавинной адресации пакетов
корректировки состояния канала через какуюнибудь область.
Казаков Ф.А.
25

26. Типы LSA пакетов

• Router links advertisements (RLA)
– Об'явления о каналах роутера. Описывают
собранные данные о состоянии каналов роутера,
связывающих его с конкретной областью. Любой
роутер отправляет RLA для каждой области, к
которой он принадлежит. RLA направляются
лавинной адресацией через всю область, но они не
отправляются за ее пределы.
• Network links advertisements (NLA)
– Об'явления о сетевых каналах. Отправляются
назначенными роутерами. Они описывают все
роутеры, которые подключены к сети с
множественным доступом, и отправляются
лавинной адресацией через область, содержащую
данную сеть с множественным доступом.
Казаков Ф.А.
26

27. Типы LSA пакетов

• Summary links advertisements (SLA)
– Суммарные об'явления о каналах. Суммирует маршруты к
пунктам назначения, находящимся вне какой-либо области, но
в пределах данной AS. Они генерируются роутерами границы
области, и отправляются лавинной адресацией через данную
область. В стержневую область посылаются об'явления только
о внутриобластных роутерах. В других областях
рекламируются как внутриобластные, так и межобластные
маршруты.
• AS external links advertisements
– Об'явления о внешних каналах AS. Описывают какой-либо
маршрут к одному из пунктов назначения, который является
внешним для данного AS. Об'явления о внешних каналах AS
вырабатываются граничными роутерами AS. Этот тип
об'явлений является единственным типом об'явлений, которые
продвигаются во всех направлениях данной AS; все другие
об'явления продвигаются только в пределах конкретных
областей.
Казаков Ф.А.
27

28. Состояния протокола OSPF

Существует 7 состояний:
1. Состояние отключено (down state)
2. Cостояние инициализации (init state)
3. Двусторонее соединение (Two-way)
4. Начало обмена (ExStart)
5. Обмен (Exchange)
6. Загрузка (Loading)
7. Установка полной смежности (Full
adjecency)
Казаков Ф.А.
28

29. Состояния протокола OSPF

1. Down state. Самое простое состояние, и не требует
детального описания, до этого не происходил обмен
между соседними маршрутизаторами.
2. Init State. В состоянии инициализации
маршрутизатор OSPF посылает Hello пакеты для
установки связи между соседними устройствами.
Когда интерфейс получает Hello пакет,
маршрутизатор переходит в состояние
инициализации, другими словами, маршрутизатор
"понимает" что на этом интерфейсе есть соседнее
устройство.
Казаков Ф.А.
29

30. Состояния протокола OSPF

3. Two-way. Каждый маршрутизатор OSPF с
помощью пакета Hello пытается установить связь
со всеми своими соседями. В пакете Hello
передается список всех известных соседних
маршрутизаторов. Если маршрутизатор принимает
пакет Hello и "видит" в этом пакете себя, то
считается что состояние двусторонней связи
установлено.
Казаков Ф.А.
30

31. Состояния протокола OSPF

4. ExStart. Для установки состояние ExStart
использутеся пакет DBD (описание базы данных).
Так же в этом состоянии "выясняется", какой из
маршрутизаторов является ведущим (master), а
какой ведомый (slave). Выбор осуществляется по ID
маршрутизатора. Маршутизатор, у которого ID
больше становится master. После того, как
определены роли маршрутизаторов,
маршрутизаторы переходят в следующее состояние
- обмена.
Казаков Ф.А.
31

32. Состояния протокола OSPF

5. Exchange. В состоянии Exchange происходит
обмен информации о состоянии каналов. После
получения маршрутизатором такой информации,
маршрутизатор сравнивает с своей базой данных и
если такая информация отсутствует, то
маршрутизатор запрашивает полную информацию
о данном канале. Полный обмен информации
происходит в следующем состоянии - Loading.
Казаков Ф.А.
32

33. Состояния протокола OSPF

6. Loading. В состоянии Exchange, маршрутизатор
нашел информацию, которой нет в собственной базе
данных, для получения полной информации об этом
канале маршрутизатор посылает пакет-запрос LSR
(Link State Request) соответствующему соседу. Сосед
отвечает пакетом LSU (Link State Update), в котором
содержится полная информация о запрашиваемом
канале. После получения пакета LSU, маршрутизатор
должен подтвердить это соответствующим пакетом
(LSAck).
Казаков Ф.А.
33

34. Состояния протокола OSPF

7. Full adjacency. После загрузки всех данных, в
состоянии Loading, маршрутизаторы считаются
полностью смежными. Каждый маршрутизатор
имеет свою таблицу смежных маршрутизаторов.
Казаков Ф.А.
34

35. Базы данных OSPF

1. База данных канального уровня. - в данной базе
содержится вся информация о состоянии каналов
всех маршрутизаторов, БД содержит общую
топологию всей сети. Все маршрутизаторы имеют
одинаковую БД канального уровня.
2. База данных о смежных устройствах. - Список всех
устройств, с которыми установлено двусторонние
соединение.
3. Таблица маршрутизации. - Список маршрутов,
который сформирован каждым маршрутизатором с
помощью алгоритма SPF.
Казаков Ф.А.
35

36. Пример 1. Простейшая сеть

Казаков Ф.А.
36

37. Пример 1. Простейшая сеть

Казаков Ф.А.
37

38. Конфигурация протокола OSPF

Команды настройки маршрутизатора OSPF:
router(config)#router ospf N
router(config-router)#
Команды добавления сетей OSPF:
router(conf-router)# network 162.8.0.0 255.255.255.0 area 10
router(conf-router)# network 193.1.1.0 255.255.255.0 area 10
где 10 – номер зоны OSPF.
Маска может указываться двумя способами 255.255.255.0
или 0.0.0.255.
В команде sh run маска отображается в инверсном виде
Казаков Ф.А.
38

39.

Пример 1. Простейшая сеть
Команды настройки маршрутизатора OSPF:
R2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R2(config)#route ospf 1
R2(config-router)#net
R2(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 1
R2(config-router)#^Z
R2#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
R2#
02:28:22: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 10.1.1.5 on
Serial0/3/0 from LOADING to FULL, Loading Done

40.

Пример 1. Простейшая сеть
Таблица маршрутизации OSPF:
R2#sh ip route
***
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 6 subnets, 2 masks
O 10.0.1.0/24 [110/65] via 10.1.1.1, 00:00:15, Serial0/3/0
O 10.0.2.0/24 [110/65] via 10.1.1.1, 00:00:15, Serial0/3/0
C 10.0.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
C 10.1.1.0/30 is directly connected, Serial0/3/0
O 10.1.1.4/30 [110/128] via 10.1.1.1, 00:00:15, Serial0/3/0
C 10.1.1.8/30 is directly connected, Serial0/3/1
R2#

41. Просмотр информации о протоколе OSPF

Команды просмотра конфигурации:
router#show ip ospf
router#show ip ospf database
Команды просмотра детальной конфигурации:
router#show ip ospf database тип_записи
где тип_записи: router, network, summary, asbr-summary, external
Команды просмотра соседей и их состояния:
router#show ip ospf neighbor [detail]
router#show ip ospf database
Информация о параметрах и статусе интерфейсов,
имеющая отношение к OSPF.
router#show ip ospf interface [интерфейс]
Казаков Ф.А.
41

42.

Пример 1. Простейшая сеть
Просмотр общей информации протокола OSPF:
R2#sh ip ospf
Routing Process "ospf 1" with ID 10.1.1.9
Supports only single TOS(TOS0) routes
Supports opaque LSA
SPF schedule delay 5 secs, Hold time between two SPFs 10
secs
Minimum LSA interval 5 secs. Minimum LSA arrival 1 secs
Number of external LSA 0. Checksum Sum 0x000000
Number of opaque AS LSA 0. Checksum Sum 0x000000
Number of DCbitless external and opaque AS LSA 0
Number of DoNotAge external and opaque AS LSA 0
Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa
External flood list length 0
<more>

43.

Пример 1. Простейшая сеть
Просмотр общей информации протокола OSPF:
Area 1
Number of interfaces in this area is 3
Area has no authentication
SPF algorithm executed 2 times
Area ranges are
Number of LSA 2. Checksum Sum 0x013e91
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
R2#

44.

Пример 1. Простейшая сеть
Просмотр общей информации протокола OSPF:
R2#sh ip ospf neighbor
Neighbor ID
10.1.1.5
R2#
Pri
State
0
FULL/-
Dead Time
00:00:34
Address
10.1.1.1
Interface
Serial0/3/0
Neighbor ID – идентификатор, который однозначно
определяет «соседа» для маршрутизатора. В случае
изменения адреса маршрутизатор считается новым и
пересчитывается вся маршрутная информация.

45. Идентификаторы маршрутизаторов

Каждый OSPF-маршрутизатор идентифицируется некоторым
IP-адресом, который помещается во все OSPF-пакеты,
сгенерированные маршрутизатором. Выбор
идентификатора производится в следующей
последовательности:
1. Индентификатор явно указан командой:
router(config-router)#router-id IP-адрес
2. Если идентификатор не указан явно, то в качестве
идентификатора выбирается наибольший из IP-адресов
интерфейсов Loopback.
3. Иначе если интерфейсы Loopback отсутствуют, то в
качестве идентификатора выбирается наибольший из IPадресов интерфейсов маршрутизатора.
Казаков Ф.А.
45

46. Команды настройки loopback интерфейса

R0#conf t
Enter configuration commands, one per line.
R0(config)#int loopback 0
End with CNTL/Z.
%LINK-5-CHANGED: Interface Loopback0, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Loopback0,
changed state to up
R0(config-if)#ip address 10.3.0.10 255.255.255.255
R0(config-if)#ex

47. Пример 1. Простейшая сеть

R2#sh ip ospf neighbor
Neighbor ID
10.3.0.1
10.3.0.10
Pri State
0
FULL/0
FULL/-
Dead Time
00:00:32
00:00:31
Address
10.1.1.1
10.1.1.10
Interface
Serial0/3/0
Serial0/3/1

48. Пример 1. Простейшая сеть

R2#sh ip route
***
O
O
C
C
O
C
O
C
O
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 9 subnets, 3 masks
10.0.1.0/24 [110/65] via 10.1.1.1, 00:04:26, Serial0/3/0
10.0.2.0/24 [110/65] via 10.1.1.1, 00:04:26, Serial0/3/0
10.0.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
10.1.1.0/30 is directly connected, Serial0/3/0
10.1.1.4/30 [110/128] via 10.1.1.10, 00:04:26, Serial0/3/1
[110/128] via 10.1.1.1, 00:04:26, Serial0/3/0
10.1.1.8/30 is directly connected, Serial0/3/1
10.3.0.1/32 [110/65] via 10.1.1.1, 00:04:26, Serial0/3/0
10.3.0.2/32 is directly connected, Loopback0
10.3.0.10/32 [110/65] via 10.1.1.10, 00:04:36, Serial0/3/1

49. Пример 1. Простейшая сеть

R0#sh ip route
Gateway of last resort is 192.168.1.2 to network 0.0.0.0
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 9 subnets, 3 masks
O 10.0.1.0/24 [110/65] via 10.1.1.5, 00:04:04, Serial0/3/0
O 10.0.2.0/24 [110/65] via 10.1.1.5, 00:04:04, Serial0/3/0
O 10.0.3.0/24 [110/65] via 10.1.1.9, 00:04:04, Serial0/3/1
O 10.1.1.0/30 [110/128] via 10.1.1.9, 00:04:04, Serial0/3/1
[110/128] via 10.1.1.5, 00:04:04, Serial0/3/0
C 10.1.1.4/30 is directly connected, Serial0/3/0
C 10.1.1.8/30 is directly connected, Serial0/3/1
O 10.3.0.1/32 [110/65] via 10.1.1.5, 00:04:04, Serial0/3/0
O 10.3.0.2/32 [110/65] via 10.1.1.9, 00:04:04, Serial0/3/1
C 10.3.0.10/32 is directly connected, Loopback0
192.168.1.0/30 is subnetted, 1 subnets
C
192.168.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
S*
0.0.0.0/0 [1/0] via 192.168.1.2

50. Пример 1. Простейшая сеть

Распространение информации о маршруте по
умолчанию:
R0(config)#route ospf 1
R0(config-router)#default-information originate
Изменения в таблице маршрутизации на R2
R2#sh ip route
Codes: * * *
E2 - OSPF external type 2, E - EGP
* * *
Gateway of last resort is 10.1.1.10 to network 0.0.0.0
* * *
O 10.3.0.2/32 [110/65] via 10.1.1.9, 00:04:04, Serial0/3/1
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] via 10.1.1.10, 00:00:11, Serial0/3/1

51. Таймеры протокола OSPF

HelloInterval - Интервал времени в секундах по
истечению которого маршрутизатор отправляет
следующий hello-пакет с интерфейса. Для
широковещательных сетей и сетей точка-точка
значение по умолчанию, как правило, 10 секунд.
RouterDeadInterval - Интервал времени в секундах по
истечению которого сосед будет считаться
«мертвым». Этот интервал должен быть кратным
значению HelloInterval. Как правило,
RouterDeadInterval равен 4 интервалам отправки
hello-пакетов, то есть 40 секунд.
Казаков Ф.А.
51

52. Таймеры протокола OSPF

Wait Timer - Интервал времени в секундах по
истечению которого маршрутизатор выберет DR
в сети. Его значение равно значению интервала
RouterDeadInterval.
RxmtInterval - Интервал времени в секундах по
истечению которого маршрутизатор повторно
отправит пакет на который не получил
подтверждения о получении (например, Database
Description пакет или Link State Request пакеты).
Это интервал называется также Retransmit
interval. Значение интервала 5 секунд.
Казаков Ф.А.
52

53. Выделенный маршрутизатор

В современной версии протокола, для того
что бы минимизировать связи между
маршрутизаторами используют режим
работы протокола ospf с выделенным
маршрутизатором (DR).
В таком случае, все маршрутизаторы
устанавливают связи и обмениваются
информацией только с ним с резервным
маршрутизатором (BDR).
Казаков Ф.А.
53

54. Выбор DR и BDR

Для того чтобы выбрать для сети DR и BDR,
маршрутизаторы просматривают значение
приоритета в hello-сообщениях и следуют таким
условиям для того чтобы определить какой
маршрутизатор выбрать:
1. Маршрутизатор с наивысшим значением
приоритета становится DR.
2. Маршрутизатор со вторым наивысшим значением
приоритета становится BDR.
Если у маршрутизаторов одинаковые приоритеты, то
DR и BDR выбираются по значению Router ID.
Маршрутизатор с приоритетом равным 0 не может
стать DR или BDR. Маршрутизатор не ставший DR
или BDR называется DROTHER.
Казаков Ф.А.
54

55. Выбор DR и BDR

Если в сети появляется новый маршрутизатор с
более высоким приоритетом чем у текущего DR,
то это не влияет на выбранных DR и BDR,
переизбрание их не происходит. DR и BDR
меняются только тогда, когда один из них вышел
из строя. Если из строя вышел DR, то его заменяет
BDR и происходят выборы нового BDR. Если из
строя выходит BDR, то выбирается новый BDR.
Для того чтобы определить, что DR вышел из строя
BDR использует Wait Timer. Если в течение этого
таймера BDR не получает подтверждения того,
что DR отправляет LSA, то он считает, что DR
вышел из строя.
Казаков Ф.А.
55

56. Установка приоритета для выбора DR и BDR в OSPF

Для указания DR у маршрутизатора R0
R0#conf t
R0(config)#int loopback 0
R0(config-if)#ip address 10.3.0.10 255.255.255.255
R0(config-if)#ip ospf priority 200
R0(config-if)#ex
Для указания BDR у маршрутизатора R2
R2#conf t
R2(config)#int loopback 0
R2(config-if)#ip address 10.3.0.12 255.255.255.255
R2(config-if)#ip ospf priority 200
R2(config-if)#ex

57. Структура зон протокола OSPF

1
Backbone (0)
3
2
Казаков Ф.А.
57

58. Типы маршрутизаторов

Внутренний маршрутизатор (internal router) маршрутизатор все интерфейсы которого
принадлежат одной зоне. У таких маршрутизаторов
только одна база данных состояния каналов.
Пограничный маршрутизатор (area border router, ABR)
- соединяет одну или больше зон с магистральной
зоной. У пограничного маршрутизатора всегда хотя
бы один интерфейс принадлежит магистральной
зоне. Для каждой присоединенной зоны
маршрутизатор поддерживает отдельную базу
данных состояния каналов.
Казаков Ф.А.
58

59. Типы маршрутизаторов

Магистральный маршрутизатор (backbone router) маршрутизатор у которого всегда хотя бы один
интерфейс принадлежит магистральной зоне.
Определение похоже на пограничный
маршрутизатор, однако магистральный
маршрутизатор не всегда является пограничным.
Пограничный маршрутизатор автономной системы
(AS boundary router, ASBR) - обменивается
информацией с маршрутизаторами
принадлежащими другим автономным системам.
Пограничный маршрутизатор автономной
системы может находиться в любом месте
автономной системы.
Казаков Ф.А.
59

60. Типы зон OSPF

• Магистральная зона (backbone area)
• Стандартная зона (standard area)
• Тупиковая зона (stub area)
• Полностью тупиковая зона (Totally
stubby area)
• «Не совсем» тупиковая зона (Not-sostubby area или NSSA)
Казаков Ф.А.
60

61. Тупиковая зона (stub area)

Тупиковая зона не принимает информацию
о внешних маршрутах для автономной
системы, но принимает маршруты из
других зон. Если маршрутизаторам из
тупиковой зоны необходимо передавать
информацию за границу автономной
системы, то они используют маршрут по
умолчанию.
Казаков Ф.А.
61

62. Полностью тупиковая зона (Totally stubby area)

• Totally stubby area не принимает
информацию о внешних маршрутах для
автономной системы и маршруты из
других зон. Если маршрутизаторам
необходимо передавать информацию за
пределы зоны, то они используют
маршрут по умолчанию
Казаков Ф.А.
62

63. «Не совсем» тупиковая зона (Not-so-stubby area)

Алгоритм передачи маршрутов
соответствует тупиковой зоне, но в зоне
разрешено устанавливать пограничный
маршрутизатор для автономной системы
(ASBR). Для передачи информации о
нем вне зоны используется
дополнительный тип LSA пактов
Казаков Ф.А.
63

64. Пример 2. Настройка зон

Казаков Ф.А.
64

65. Пример 2. Настройка зон

Команды настройки маршрутизатора OSPF:
R0#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R0(config)#route ospf 1
R0(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.255.255 area 1
R0(config-router)#network 10.1.0.0 0.0.255.255 area 1
R0(config-router)#network 10.10.0.0 0.0.255.255 area 0
R0(config-router)#^Z
R0#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
R0#

66. Преимущества OSPF

1. Каждому интерфейсу присваивается безразмерная
цена, учитывающая пропускную способность,
время транспортировки сообщения. Для каждой IPоперации может быть присвоена своя цена
(коэффициент качества).
2. При существовании эквивалентных маршрутов
OSFP распределяет поток равномерно по этим
маршрутам.
3. Поддерживается адресация субсетей (разные маски
для разных маршрутов).
4. Применение мультикастинга вместо
широковещательных сообщений снижает загрузку
не вовлеченных сегментов.
Казаков Ф.А.
66