Необходимые команды для начала работы протокола
Попробуем настроить сеть ниже
Сеть состоит из магистральной и 2-х стандартных зон.
Для запуска OSPF достаточно выполнить следующие команды:
Router(config)# router ospf номер_процесса
Router(config-router)# network IP_адрес инверсная_маска (Wildcard mask) area номер_зоны
Router(config-router)# network IP_адрес маска (Wildcard mask) area номер_зоны
Например, вот так выглядят настройки маршрутизатора F стандартной зоны:
А вот так выглядят настройки ABR маршрутизатора (маршрутизатор С):
Что означает номер процесса?
Это означает, что на маршрутизаторе могут быть запущены несколько независимых друг от друга OSPF процессов. Причем каждый процесс строит свою собственную базу данных. Номер процесса играет исключительно локальное значение и может не совпадать с номером процесса на других маршрутизаторах.
А что означает инверсная маска?
Инверсная маска (обратная маска) используется для более гибкого управления объявления подсетей в анонсах LSA, например когда требуется включить в анонсы LSA первые 8 или последние 64 подсетей определенной сети — вариантов много. Без инверсной маски пришлось бы вводить много похожих команд вручную. В OSPF данный функционал используется редко, однако мы рассмотрим его подробно в уроке по спискам доступа (Access Lists, ACL).
Поэтому для настройки OSPF вместо обратной маски можно с успехом использовать обычную маску. В дальнейшем мы рассмотрим пару примеров настройки OSPF с обратной маской.
Команды просмотра настроек протокола
Для проверки и диагностики работы протокола можно воспользоваться приведенными ниже командами.
Router# show ip route
Настройки протокола, адреса подключенных соседей, номер и тип зоны, а также ID локального маршрутизатора можно узнать из следующих 2-х команд:
Router# show ip protocols
Router# show ip ospf номер процесса
Топологическая база данных:
Router# show ip ospf database
Тип сети, DR/BDR, ID маршрутизатора:
Router# ip ospf interface
Таблица соседей и состояние смежности, установленные с ними:
Router# show ip ospf neighbor
Для управления выбором DR/BDR можно настроить Router ID:
Router(config-router)# router-id ID в формате IP адреса
Того же можно добиться с помощью настройки интерфейса обратной петли Loopback
Можно также повлиять на выбор маршрута, то есть заранее предопределить какой какой маршрут будет иметь лучшую/худшую метрику. Например, может возникнуть ситуация, когда до сети назначения ведут сразу 2 и более маршрутов с одинаковыми метриками. Однако по ряду причин требуется использовать только определенный маршрут, а остальные оставить в резерве. Это достигается 3-мя способами.
1) Изменение стоимости интерфейса. Вернемся к нашей сети и выполни команды
Router# show ip ospf interface
Router# show ip route
и обрати внимание на установленную стоимость интерфейса и метрику маршрута
Теперь изменим стоимость интерфейса с помощью команды
Router_B(config-if)# ip ospf cost 50
И посмотрим снова на вывод команд
2) Изменение полосы пропускания . Стоимость маршрута рассчитывается по формуле исходная полоса пропускания/полоса пропускания интерфейса . За исходную полосу пропускания берется 100 Мбит/с. Полоса пропускания интерфейса уже по умолчанию установлена. Например, Ethernet — 10 Мбит/с, FastEthernet — 100 Мбит/с. Значение данного параметра можно изменить, однако это не повлияет на фактическую полосу пропускания интерфейса
Router(config-if)# bandwidth значение
3) Изменение исходной полосы пропускания . В вышеупомянутой формуле можно также изменить и числитель, то есть исходную полосу пропускания
Router(config-router)# auto-cost reference-bandwidth значение
OSPF поддерживает аутентификацию паролем открытого текста и хэшем MD5.
Аутентификацию можно включить глобально для всего процесса OSPF либо на отдельном интерфейсе.
Аутентификация на отдельном интерфейсе:
1) Пароль открытым текстом
Router(config-if)# ip ospf authentication
Router(config-if)# ip ospf authentication-key пароль
2) С помощью MD5
Router(config-if)# ip ospf authentication message-digest
Router(config-if)# ip ospf message-digest-key номер ключа md5 пароль
На интерфейсе соседнего маршрутизатора (к которому подключен напрямую) должны быть идентичные настройки, то есть тип аутентификации и пароль должны совпадать, иначе оба маршрутизатора никогда не установят отношения смежности.
Глобальная настройка аутентификации:
Router(config)# router ospf номер процесса
Router(config-router)# area номер зоны authentication message-digest
Затем настроим пароли на каждом интерфейсе
Router(config-if)# ip ospf message-digest-key номер ключа md5 пароль
В этом случае аутентификация должна быть включена во всех маршрутизаторах одной зоны. Пароли на каждом интерфейсе можно использовать разные, однако они должны совпадать с паролями на соседних маршрутизаторах, подключенных напрямую.
1. Основы IGP протокола OSPF класса Link-State или базовая настройка динамической маршрутизации на роутере Cisco
- 24.11.2018
- Компьютерные сети, Протоколы динамической маршрутизации
- Комментариев нет
Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Решил создать новый раздел в рубрике Компьютерные сети, этот раздел будет называться Протоколы динамической маршрутизации и здесь я попробую рассказать о таких полезных протоколах как OSPF, EIGRP, RIP и BGP, возможно, даже будет что-нибудь про IS-IS, но с ним я на практике не сталкивался, поэтому вопрос тут спорный. Начнем мы с протокола OSPF, который относится к группе IGP протоколов и классу Link-State. Первое означает, что OSPF используется для обмена маршрутной информацией внутри локальной сети, а второе говорит нам о том, что каждый роутер OSPF обладает полной информацией о той сети, в которой он работает.
OSPF, как и любой другой порядочный протокол, используемый в компьютерных сетях, очень легко настроить, но под пальто у этого джентльмена скрывается очень много процессов, которые хороший инженер должен знать и понимать, как эти процессы проходят и почему они проходят именно так, а не как иначе. Да вы и сами в этом убедитесь, в каждой публикации по протоколу OSPF десятая часть будет посвящена командам, а всё остальное будет про то, что происходит в нашей сети после этих команд.
1.1 Введение
Первым протоколом динамической маршрутизации, о котором хотелось бы рассказать является OSPF. Почему OSPF? Потому что именно этот протокол применяется в локальных сетях для обмена маршрутной информацией чаще всего. Дело в том, что старичка RIP используют в основном некрофилы и микротикофилы, EIGRP — проприетарный протокол Cisco и для его работы вся сеть должна быть построена на оборудование этого вендора, BGP — хороший, гибкий, управляемый протокол, но заточен он не для маршрутизации внутри автономной системы, а между автономными системами, время сходимости у BGP значительно выше, нежели у трех других.
1.2 Основы протокола OSPF
Протокол OSPF (Open Shortest Path First) был создан IETF в 1988 и является стандартным протоколом, а также, как не трудно догадаться по названию, открытым, то есть его может использовать любой вендор и более того, реализации протокола OSPF у различных вендоров должны совпадать. Естественно, команды будут отличаться, но структура сообщений и общие принципы должны быть одинаковыми, хотя бывают и трудности с тем, чтобы подружить два маршрутизатора различных вендоров по OSPF.
На данный момент в мире две версии протокола OSPF: OSPFv2 и OSPFv3. Первая используется для динамической маршрутизации IPv4 (RFC 2328), вторая для IPv6 (RFC 2740). Вне зависимости от версии протокола OSPF относится к группе IGP протоколов, а это означает, что используется он в пределах одной автономной системы. Когда мы разберемся с тем, как работает OSPF, вы поймете, что этот протокол не применим для глобальной маршрутизации в силу естественных причин, связанных с производительностью роутеров, им просто не хватит вычислительной мощности, чтобы просчитать все маршруты Интернета по алгоритмам, применяющимся в OSPF.
В основе работы протокола OSPF лежит Алгоритм Дейксты или алгоритм поиска кратчайшего пути, отсюда, собственно и вытекает SPF (shortest path first). Для обмена информацией о маршрутах, а также для обмена дополнительной информацией, использует несколько разных типов пакет. Какие? Потом разберемся. Сейчас нам нужно для себя отметить, что пакеты OSPF инкапсулируются в IP-пакеты. Вы должны помнить, что у IP-пакета есть код вложения, увидев этот код, роутер поймет, что находится внутри IP-пакета, для OSPF зарезервирован код 89. Передача OSPF пакета может происходить как unicast, так и multicast, при этом используется два multicast адреса:
- 224.0.0.5, этот IP-адрес используют все маршрутизаторы, на которых запущен процесс OSPF, чтобы отправлять сообщения своим соседям;
- 224.0.0.6, а этот IP-адрес используют так называемые DR-роутеры, для тех же целей – чтобы рассказать что-нибудь своему соседу.
Ну и еще одна важна вещь, о которой стоит сказать. OSPF относится к протоколам типа Link-State, а это означает, что каждый маршрутизатор внутри автономной системы обладает полным представлением о том, как устроена его сеть на уровне IP протокола (то есть на сетевом уровне моделей TCP/IP и OSI 7), в дальнейшем мы убедимся, что это не так и поймем, почему это не так, опять же, всё упирается в производительность железок.
1.3 Терминология протокола OSPF
Терминология в OSPF, как и у любого сложного протокола, довольно объемная, буду рад, если в комментариях появятся дополнения. Термины я приведу сразу, чтобы потом каждый раз к ним не возвращаться.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не пытайтесь заучить эти термины, лучше при прочтении возвращается к этому месту, если какое-то слово покажется вам незнакомым, смысла заучивать нет, все необходимое запомнится само по мере погружения в тему.
Для облегчения задачи мы разделим термины на три группые. Стоит добавить, что терминология OSPF является устоявшейся, но все равно некоторые вендоры могут вводить что-то свое, в этом случае рекомендую обращаться к документации вендора или в Google, там ответ вы точно найдете.
1.3.1 Основные термины протокола OSPF
Начнем с основных терминов, которые так или иначе есть практически во всех протоколах динамической маршрутизации.
- Метрика (metric) – метрика является условным показателем и служит для того, чтобы маршрутизатор мог оценить расстояния до сети назначения, к которой принадлежит IP-адрес назначения в соответствующем поле IP-пакета. Чем больше метрика, тем маршрут хуже. При обмене маршрутной информацией роутеры сообщают метрику своим соседям для каждого передаваемого маршрута, то есть она передается по сети и на ее основе происходят вычисления.
- Административное расстояние (AD или administrative distance) – показывает степень надежности источника маршрутной информации, ну или проще говоря – надежность протокола динамической маршрутизации, тут каждый производитель волен выбирать свои значения. Так, например, у Cisco административное расстояние для маршрутов, полученных по EIGRP имеет значение 90, а для маршрутов, полученных по OSPF по умолчанию значение 110, то есть маршрутизатор Cisco считает, что маршруты, полученные по EIGRP более надежны, чем маршруты, полученные по OSPF, почти все сетевые инженеры считают наоборот. Административное расстояние не передается по сети, то есть оно локально для устройства и его можно переназначить для протоколов динамической маршрутизации.
- Канал/интерфейс (link/interface) – в контексте протокола OSPF различием между каналом связи и интерфейсом можно пренебречь, под этими словами стоит понимать то, какими характеристиками обладает канал или интерфейс, по которому к маршрутизатору подключается удаленная сеть. Основной характеристикой является пропускная способность канала связи между роутерами. Именно от нее в OSPF рассчитывается метрика и стоимость, о которой ниже.
- Стоимость (cost) – опять же, это условное значение, которое считает маршрутизатор для интерфейса, то есть каждый интерфейс маршрутизатора имеет стоимость. Грубо говоря, если пакет хочет пройти через интерфейс, он должен заплатить несколько монет, чем меньше монет он заплатит, тем лучше. Например, у роутера есть два интерфейса, через которые он может отправить пакет в сеть назначения, у первого стоимость 5, а у второго 10, при прочих равных, роутер выберет первый интерфейс, так как у него стоимость меньше. На основе стоимости интерфейсов рассчитывается метрика. По умолчанию стоимость зависит от пропускной способности интерфейса и у роутера есть специальная формула, по которой он эту стоимость высчитывает, хотя администратор может назначить стоимость инетрфейса сам, роутер будет вынужден подчиниться.
- Полоса пропускания (bandwidth) – полоса пропускания физического интерфейса роутера.
- Reference bandwidth – это пропусная способность, относительно которой вычисляется стоимость интерфейса, по умолчанию она равна 100 Мбит/c, но может быть изменена административно для маршрутизатора, не передается по сети и никак не влияет на реальную полосу пропускания на интерфейсах роутера.
- Автономная система (AS или autonomous system) – это группа маршрутизаторов, использующих для обмена маршрутной информацией один и тот же экземпляр протокола динамической маршрутизации. Чуть более подробно про автономные системы рассказано в публикации публичные и частные IP-адреса.
- Зона, регион (area) – в протоколе OSPF большая автономная система может делиться на небольшие участки, это позволяет снизить объемы вычислений для отдельно взятых маршрутизаторов, каждый такой участок называют area, зона или регион.
- Идентификатор маршрутизатора (RID или Router ID) – это 32-ух битное число очень похожее на IP-адрес протокола IPv4 (но IP-адресом не являющееся), которое идентифицирует маршрутизатор в пределах автономной системы, естественно, это число должно быть для каждого роутера внутри АС уникальным, иначе будет неразбериха и толком работать ничего не будет.
- База данных состояния каналов (link state database или LSDB) – протокол OSPF относится к группе Link-State протоколов, а это подразумевает, что маршрутизатор должен где-то хранить информацию о том, в каком состояния находятся каналы связи внутри той автономной системы, в которой работает роутер. То место, в котором эта информация хранится и называется LSDB, каждая запись в этой LSDB называется LSA.
- Объявление о состоянии канала (link-state advertisement или LSA) – это запись в LSDB или, если хотите, единица данных, в которой хранится информация о маршрутизаторе или удаленной сети. Для разных записей в LSDB есть свои LSA.
Это были общие термины, относящиеся к протоколу OSPF
1.3.2 Соседи и отношения соседства в OSPF
Компьютерные сети бывают большими и с огромным количеством роутеров, и этим роутерам нужно как-то взаимодействовать друг с другом в большой сети. Для описания взаимодействия роутеров по протоколу OSPF есть несколько терминов.
- Сосед/соседи (neighbor/neighbors) – это два маршрутизатора, которые находятся в одной канальной среде, но это еще не всё. На интерфейсах этих маршрутизаторов, смотрящих друг на другу, должен быть включен и правильно настроен OSPF, то есть настройки должны быть консистентные с обеих сторон.
- Отношение соседства (adjacency) – маршрутизаторы в OSPF должны постоянно синхронизировать свои базы данных, в которых хранится информации о сети, если два маршрутизатора нормально обмениваются такой информацией, то можно сказать, что они имеют соседские отношения.
- Hello-протокол (hello-protocol) – для поиска соседей, установления соседства, а также для поддержания соседских отношений маршрутизаторы используют hello-пакеты.
- База данных соседей (neighbors database) – маршрутизатор должен знать всех своих соседей, чтобы в случае чего потыкать в них палочкой и что-нибудь уточнить или что-нибудь сообщить своим соседям, например, если появилась новая сеть. Для этих целей у маршрутизаторов есть список соседей, иногда этот список называется neighbors table.
Это основные термины, которыми можно описать взаимоотношения между роутерами в рамках протокола OSPF.
1.3.3 Виды пакетов в OSPF
Последний блок терминов, который мы рассмотрим, касается пакетов в OSPF, их довольно много и у каждого типа свое назначение. Тут главное не запутаться пакетов много.
- Hello – эти пакеты используются для обнаружения соседей, установления соседских отношений, а также для поддержания соседских отношений или иначе мониторинга соседей (keepalive-ссобщения, роутер как бы спрашивает: есть кто живой на том конце?). Именно в таком порядке, как я написал сообщения hello и применяются.
- DBD (Database Description) – такой пакет роутер отправляет своему соседу, чтобы дать краткое описание всех LSA, которые хранятся в его LSDB, нет смысла сразу загружать канал маршрутной информацией, ведь сосед может уже знать эти маршруты. Роутер, получивший DBD, посмотрит его содержимое и сам запросит всю недостающую ему информацию, чтобы синхронизировать базы данных.
- LSR (Link-State Request) – этим пакетом роутер отвечает на полученный DBD пакет, в нем он сообщает какую информацию хочет получить от соседа, чтобы базы данных этих роутеров были синхронными. При помощи LSR роутер запрашивает LSU от соседа.
- LSU (Link-State Update) – этими пакетами роутер отвечает на LSR, внутри пакетов LSU роутеры передают друг другу недостающие LSA для синхронизации LSDB.
- LSAck (Link-State Acknowledgmen) – самыми большими, толстыми и важными пакетами являются LSU, их получение нужно подтверждать, для этих целей есть LSAck. Дело в том, что для передачи сообщений OSPF не используется TCP, это было бы слишком накладно, сложно, дорого и неудобно.
Теперь вы знаете пакеты, которыми обмениваются маршрутизаторы при взаимодействие по протоколу OSPF.
1.4 Как работает протокол OSPF: краткая теория и практика на примере маршрутизаторов Cisco.
Сейчас мы очень коротко, хотя так может и не показаться, поговорим о том, как работает протокол OSPF на маршрутизаторах Cisco и рассмотрим его самые базовые настройки, потом от этого материала мы сможем отталкиваться, чтобы разбираться с деталями и более глубоко изучить этот протокол. В общем, нам нужно получить общее понимание о том, как работает OSPF.
1.4.1 Схема для демонстрации и настройки IP-протокола на маршрутизаторе
Начнем с того, что я покажу вам схему, с которой мы будем работать и IP-адреса, которые будем использовать. Схему я собирал в EVE-NG, дамп трафика делал при помощи Wireshark, в качестве Telnet клиента я использую SecureCRT. Сама схема показана ниже.
1.1 Схема для демонстрации базовой настройки протокола OSPF на оборудование Cisco
Да, вот так незамысловато. Два роутера, два интерфейса, они подписаны на рисунке. На физическом интерфейсе RO1 я буду использовать IP-адрес 10.0.0.1/24, а на физическом интерфейсе RO2 10.0.0.2/24, у каждого роутера есть Loopback интерфейс, цель которых – имитировать клиентские сети. Если вам так неудобно, то представьте, что к роутеру RO1 подключен компьютер с IP-адресом 1.1.1.1, а к роутеру RO2 подключен компьютер с адресом 2.2.2.2.
Приведу IP настройки роутеров. Сначала RO1:
Очередь просмотра
Очередь
- Удалить все
- Отключить
YouTube Premium
Хотите сохраните это видео?
- Пожаловаться
Пожаловаться на видео?
Выполните вход, чтобы сообщить о неприемлемом контенте.
Понравилось?
Не понравилось?
Текст видео
Рассматривается настройка протокола динамической маршрутизации RIP version 2 на маршрутизаторах от компании Cisco.
Пример настройки маршрутизатора R1:
R1(config)#do show ip route
Codes: C — connected, S — static, I — IGRP, R — RIP, M — mobile, B — BGP D — EIGRP, EX — EIGRP external, O — OSPF, IA — OSPF inter area N1 — OSPF NSSA external type 1, N2 — OSPF NSSA external type 2 E1 — OSPF external type 1, E2 — OSPF external type 2, E — EGP i — IS-IS, L1 — IS-IS level-1, L2 — IS-IS level-2, ia — IS-IS inter area * — candidate default, U — per-user static route, o — ODR P — periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set 10.0.0.0/30 is subnetted, 2 subnets
C 10.1.0.0 is directly connected, FastEthernet0/0
C 10.3.0.0 is directly connected, Ethernet0/0/0
C 192.168.10.0/24 is directly conne
R1(config)#router rip
R1(config-router)#version 2
R1(config-router)#network 10.1.0.0
R1(config-router)#network 10.3.0.0
R1(config-router)#network 192.168.10.0
R1(config-router)#do wr
Building configuration.
[OK]
R1(config-router)#do show ip route
Codes: C — connected, S — static, I — IGRP, R — RIP, M — mobile, B — BGP D — EIGRP, EX — EIGRP external, O — OSPF, IA — OSPF inter area N1 — OSPF NSSA external type 1, N2 — OSPF NSSA external type 2 E1 — OSPF external type 1, E2 — OSPF external type 2, E — EGP i — IS-IS, L1 — IS-IS level-1, L2 — IS-IS level-2, ia — IS-IS inter area * — candidate default, U — per-user static route, o — ODR P — periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set 10.0.0.0/30 is subnetted, 3 subnets
C 10.1.0.0 is directly connected, FastEthernet0/0
R 10.2.0.0 [120/1] via 10.1.0.2, 00:00:01, FastEthernet0/0 [120/1] via 10.3.0.2, 00:00:03, Ethernet0/0/0
C 10.3.0.0 is directly connected, Ethernet0/0/0
C 192.168.10.0/24 is directly connected, FastEthernet0/1
R 192.168.20.0/24 [120/1] via 10.3.0.2, 00:00:03, Ethernet0/0/0
R 192.168.30.0/24 [120/1] via 10.1.0.2, 00:00:01, FastEthernet0/0
R 192.168.40.0/24 [120/1] via 10.1.0.2, 00:00:01, FastEthernet0/0
R 192.168.50.0/24 [120/1] via 10.3.0.2, 00:00:03, Ethernet0/0/0
R1(config-router)#
