1. Главная страница » Компьютеры » Ospf что это такое

Ospf что это такое

Автор: | 16.12.2019

ShareIT — поделись знаниями!

Полезно

Узнать IP — адрес компьютера в интернете

Онлайн генератор устойчивых паролей

Онлайн калькулятор подсетей

Калькулятор инсталляции IP — АТС Asterisk

Руководство администратора FreePBX на русском языке

Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Популярное и похожее

Зачем вам 802.1X и что он решает?

Модель OSI – это просто!

Wi-Fi 6 – новое поколение беспроводных сетей

Вирусы шифровальшики. Предупрежден — значит вооружен

Протокол OSPF

Про динамическую маршрутизацию

4 минуты чтения

OSPF (Open Shortest Path First) – дословно переводится как «Сперва открытый короткий путь» — надежный протокол внутренней маршрутизации с учетом состояния каналов (Interior gateway protocol, IGP). Как правило, данный протокол маршрутизации начинает использоваться тогда, когда протокола RIP уже не хватает по причине усложнения сети и необходимости в её легком масштабировании.

OSPF наиболее широко используемый протокол внутренней маршрутизации. Когда идёт речь о внутренней маршрутизации, то это означает, что связь между маршрутизаторами устанавливается в одном домене маршрутизации, или в одной автономной системе. Представьте компанию среднего масштаба с несколькими зданиями и различными департаментами, каждое из которых связано с другим с помощью канала связи, которые дублируются с целью увеличения надежности. Все здания являются частью одной автономной системы. Однако при использовании OSPF, появляется понятие «площадка», «зона» (Area), которое позволяет сильнее сегментировать сеть, к примеру, разделение по «зонам» для каждого отдельного департамента.

Для понимания необходимости данных «зон» при проектировании сети, необходимо понять, как OSPF работает. Есть несколько понятий, связанных с этим протоколом, которые не встречаются в других протоколах и являются уникальными:

OSPF – протокол маршрутизации с проверкой состояния каналов. Представьте себе карту сети – для того, чтобы ее сформировать, OSPF совершает следующие действия:

  1. Сперва, когда протокол только запустился на маршрутизаторе, он начинает посылать hello-пакеты для нахождения соседей и выбора DR (designated router, назначенный маршрутизатор). Эти пакеты включают в себя информацию о соседях и состоянии каналов. К примеру, OSPF может определить соединение типа «точка-точка», и после этого в протоколе данное соединение «поднимается», т.е. становится активным. Если же это распределенное соединение, маршрутизатор дожидается выбора DR перед тем как пометить канал активным.
  2. Существует возможность изменить Priority ID для, что позволит быть уверенным в том, что DR-ом станет самый мощный и производительный маршрутизатор. В противном случае, победит маршрутизатор с самым большим IP-адресом. Ключевая идея DR и BDR (Backup DR), заключается в том, что они являются единственными устройствами, генерирующими LSA и они обязаны обмениваться базами данных состояния каналов с другими маршрутизаторами в подсети. Таким образом, все не-DR маршрутизаторы формируют соседство с DR. Весь смысл подобного дизайна в поддержании масштабируемости сети. Очевидно, что единственный способ убедиться в том, что все маршрутизаторы оперируют одной и той же информацией о состоянии сети – синхронизировать БД между ними. В противном случае, если бы в сети было 35 маршрутизаторов, и требовалось бы добавить еще одно устройство, появилась бы необходимость в установлении 35 процессов соседства. Когда база централизована (т.е существует центральный, выбранный маршрутизатор — DR) данный процесс упрощается на несколько порядков.
  3. Обмен базами данных – крайне важная часть процесса по установлению соседства, после того как маршрутизаторы обменялись hello-пакетами. При отсутствии синхронизированных баз данных могут появиться ошибки, такие как петли маршрутизации и т.д. Третья часть установления соседства – обмен LSA. Это понятие будет разобрано в следующей статье, главное, что необходимо знать – нулевая зона (Area 0) особенная, и при наличии нескольких зон, все они должны быть соединены с Area 0. Так же это называется магистральной зоной.

Типы маршрутизаторов OSPF

Разберем различные типы маршрутизаторов при использовании протокола OSPF:

Area Border Router – маршрутизатор внутри нулевой зоны, через который идет связь с остальными зонами

Designated Router, Backup Designated Router – этот тип маршрутизаторов обсуждался выше, это основной и резервирующий маршрутизаторы, которые ответственны за базу данных маршрутизаторов в сети. Они получают и посылают обновления через Multicast остальным маршрутизаторам в сети.

Autonomous System Boundary Router – этот тип маршрутизаторов соединяет одну или несколько автономных систем для осуществления возможного обмена маршрутами между ними.

Подведем итоги

  • OSPF является быстро сходящимся протоколом внутренней маршрутизации с контролем состояния каналов
  • Процесс соседства формируется между соседними маршрутизаторами через DR и BDR, используя LSA
  • Зоны в данном протоколе маршрутизации используются для ограничения LSA и суммирования маршрутов. Все зоны подключаются к магистральной зоне.
  • Протокол OSPF
  • ospf протокол маршрутизации
  • ip ospf
  • 1643
  • 6

Пожалуйста, расскажите почему?

Нам жаль, что статья не была полезна для вас 🙁 Пожалуйста, если не затруднит, укажите по какой причине? Мы будем очень благодарны за подробный ответ. Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку, и мы будем присылать самые интересные публикации 🙂 Просто оставьте свои данные в форме ниже.

Принцип работы протокола. Общая информация

Д ругим типом протоколов маршрутизации являются протоколы, которые учитывают пропускную способность канала. То есть при выборе наилучшего маршрута они руководствуются не количеством промежуточных узлов, а скоростью канала. В отличие от векторных протоколов они обладают быстрой конвергенцией (сходимостью) и могут использоваться в больших сетях.

Принцип работы заключается в следующем:

  1. После включения маршрутизаторов протокол ищет непосредственно подключенных соседей и устанавливает с ними “дружеские” отношения.
  2. Затем они обмениваются друг с другом информацией о подключенных и доступных им сетях. То есть они строят карту сети (топологию сети). Данная карта одинакова на всех маршрутизаторах.
  3. На основе полученной информации запускается SPF (Shortest Path First — Выбор наилучшего пути) алгоритм, который рассчитывает оптимальный маршрут к каждой сети. Данный процесс похож на построение дерева, корнем которого является сам маршрутизатор, а ветви — пути к доступным сетям. Данный процесс, то есть конвергенция, происходит очень быстро.

SPF протоколы не рассылают периодические обновления, как это делают векторные алгоритмы. Вместо этого они рассылают обновления каждые 30 минут, причем не всю базу данных, а только определенную часть, не загружая при этом сеть.

Если какой-нибудь интерфейс или маршрутизатор отключится, то будет немедленно сгенерировано обновление и все маршрутизаторы сразу же обновят свои таблицы маршрутизации.

Для сравнения возьмем сеть и посмотрим как протоколы RIP и SPF построят маршрут от узла А до сети Е.

RIP построит следующий маршрут, учитывая наименьшее расстояния до цели:

SPF протоколы построят иной маршрут, но с учетом скорости и надежности канала:

У SPF протоколов маршрут получился гораздо длиннее, однако пропускная способность канала гораздо выше, чем у RIP.

К SPF протоколам относят OSPF и IS-IS. Это 2 похожих протокола, которые были разработаны разными организациями. Мы будем рассматривать только протокол OSPF.

Работа протокола OSPF очень сложна и чтобы понять как он работает мы рассмотрим прежде всего некоторые термины, с которыми придется еще не раз столкнуться.

Иерархия и структура сети

OSPF прекрасно работает в любой сети, однако, если сеть большая, то необходимо разделить ее на зоны.

Представим сеть, состоящую из 100 и более маршрутизаторов. Каждый маршрутизатор должен хранить в базе данных полную информацию о подключенных маршрутизаторах и интерфейсах всей сети. Кроме того, алгоритм SPF требует значительных ресурсов памяти и процессора. Чтобы уменьшить нагрузку на сеть и маршрутизаторы протоколом OSPF предусмотрено разделение сети на зоны:

Маршрутизаторы одной зоны не знают топологию сети другой зоны, то есть не получают обновления с другой зоны и таким образом уменьшается нагрузка на маршрутизатор.

Читайте также:  Msi afterburner как понизить частоту видеокарты

В OSPF зона 0 (Area 0) всегда является магистральной (backbone), к которой подключаются остальные зоны. Связь между зонами всегда осуществляется только через магистральную зону.

Всего существует 6 зон:

Отвечает за межзональную маршрутизацию. Всегда присутствует в топологии сети

Обычная зона. Может содержать пограничные маршрутизаторы зоны ABR и пограничные маршрутизаторы автономной системы ASBR, то есть может подключаться к другим автономным системам.

Не принимает анонсы о внешних сетях всей автономной зоны, однако принимает анонсы о других зонах. Маршрут к внешним сетям заменен на маршрут по умолчанию. Не может иметь ASBR маршрутизатор, то есть не подключается к другим автономным сетям.

Totally Stub — полностью тупиковая

Такая же сеть, как и Stub, однако в дополнение не принимает анонсы о других зонах. Маршруты к другим зонам заменены на маршрут по умолчанию.

Not-So-Stubby-Area (NSSA) — частично тупиковая сеть

Такая же сеть, как и Stub, однако может иметь ASBR маршрутизатор.

“Усиление” NSSA, кроме того маршруты к другим зонам заменены на маршрут по умолчанию.

Мы же рассмотрим только магистральные и стандартные зоны.

Следует выделить специальные маршрутизаторы, играющие определенную роль при разделении на зоны:

Магистральный маршрутизатор ( Backbone router, BR ) — используется только в зоне 0.

Пограничный маршрутизатор ( Area Border Router, ABR ) — включается на стыке 2-х и более зон.

Внутренний маршрутизатор ( Internal Route r) — обычный внутризонный маршрутизатор.

Пограничный маршрутизатор автономной сети ( AS Boundary router, ASBR ) — подключается на стыке разных автономных систем

К маршрутизаторам BR, ABR, ASBR предъявляются большие требования по мощности и пропускной способности, так как они оперируют с большими потоками данных.

Составление таблиц протокола

При работе протокола OSPF в каждом маршрутизаторе создаются 3 таблицы, необходимые для нормальной работы сети.

Таблица смежности или таблица соседей ( Adjacency table ) — содержит всех непосредственно подключенных соседей:

Топологическая таблица (Link State Data Base, LSDB) — содержит информацию обо всех маршрутизаторах своей зоны и активных интерфейсах этих маршрутизаторах. Все маршрутизаторы одной зоны имеют одинаковую таблицу

Таблица маршрутизации (Route table) — вычисляется алгоритмом SPF на основе информации из топологической таблицы

Чтобы понять назначение всех этих таблиц сравним работу протокола с работой обычного навигатора, установленного в машине. Водителю необходимо доехать из пункта А в пункт В. Для этого в навигатор загружают карту, чтобы он смог найти дорогу. Эта карта и является аналогом Топологической таблицы LSDB. Затем навигатор вычисляет оптимальный маршрут, учитывая при этом множества параметров:

  • пробки на дорогах
  • дорожное покрытие
  • скоростное ограничение
  • платные и бесплатные дороги
  • радары и многое другое.

Подобные параметры также учитываются протоколами SPF.

В результате на экране навигатора отображаются один или несколько маршрутов. Эти маршруты являются аналогом таблицы маршрутизации протокола OSPF.

Как же строятся таблицы смежности и топологии?

Для этого маршрутизаторы рассылают друг другу специальные обновления, называемые анонсами LSA (Link State Advertisements). Анонсы рассылаются по адресам 224.0.0.5 и 225.0.0.6. Существуют несколько типов анонсов. Мы их рассмотрим ниже в этом уроке.

Типы OSPF сетей

Маршрутизация работает на уровне L3, однако для того, чтобы связать маршрутизаторы другом с другом, используются различные технологии, работающие на уровнях L1 и L2. Одна из таких технологий Ethernet. Существуют и другие технологии такие, как Frame Relay, ATM, ISDN и так далее. Мы подробно их изучим в одной из следующих глав. Сейчас вкратце остановимся на том, каковы особенности работы протокола OSPF в сетях, где используются перечисленные технологии.

Прежде всего следует знать, что в некоторых типах сетей, протокол выбирает выделенный (Designated, DR) и резервный выделенный (Backup Designated Router, BDR) маршрутизаторы. Сделано это с целью уменьшения служебного трафика. Об этом подробнее чуть далее.

Выделяют следующие типы OSPF сетей:

  • Point-to-Point (сети типа точка-точка) — связь организуется только между парой маршрутизаторов. DR и BDR не выбираются. Например, 2 маршрутизатора связаны с помощью технологии ISDN.

  • Broadcast (широковещательные сети) — сети с множественным доступом (то есть объединяет сразу несколько маршрутизаторов) с поддержкой широковещательных рассылок. Например, сеть Ethernet. DR и BDR в данном случае выбираются

  • Nonbroadcast multiaccess, NBMA — сеть с множественным доступом, однако широковещательная рассылка в них не поддерживается. В таких сетях задействованы технологии Frame Relay, ATM, X.25. DR и BDR в них могут выбираться, а могут и не выбираться. Все зависит от режима работа сети NBMA

В данном курсе рассматривать сети NBMA мы не будем, однако для общей информации приведу таблицу режимов работы сетей NBMA

Похож на режим Broadcast в Ethernet, однако необходимо вручную указать всех соседей. Все маршрутизаторы должны находиться в одной подсети. Выбираются DR и BDR, работает в полносвязной топологии.

Сеть воспринимается как набор нескольких соединений point-to-point. Соседи обнаруживаются автоматически за счет многоадресной (multicast) рассылки пакетов Hello. Все маршрутизаторы должны находиться в одной подсети. DR и BDR не выбираются, все соседи обнаруживаются автоматически.

Похож на режим point-to-point, то есть устанавливается только парное соединение. DR и BDR не выбираются.

Похож на режим Broadcast в Ethernet.Соседи обнаруживаются автоматически за счет многоадресной (multicast) рассылки пакетов Hello. Все маршрутизаторы должны находиться в одной подсети. Выбираются DR и BDR, работает в полносвязной топологии.

Похож на режим Point-to-multipoint, однако необходимо вручную указывать всех соседей. Multicast и Broadcast рассылка пакетов Hello не поддерживается. DR и BDR не выбираются.

Итак, для чего же нужны DR и BDR?

Когда маршрутизаторы установят отношения смежности со своими соседями, то начинается обмен топологической информацией (синхронизация), которая включает в себя задействованные маршрутизаторы, состояние их интерфейсов, а также скорость этих интерфейсов.

Если взглянуть на сеть Ethernet, то отношения смежности установятся каждый с каждым. Это приведет к резкому увеличению служебного трафика. Чтобы снизить трафик была выбрана концепция с применением DR и BDR.

Данный принцип основан на следующих правилах:

  • Выбираются DR и BDR
  • Если DR выходит из строя, то BDR сразу становится DR. После этого выбирается другой BDR.
  • Отношения смежности устанавливаются только с DR и BDR. Это означает, что передача топологической информации осуществляется только между выделенным и невыделенным (DROther) маршрутизаторами.
  • Для связи с DR и BDR используется адрес групповой рассылки 224.0.0.6.
  • DR и BDR связываются с остальными маршрутизаторами по адресу 224.0.0.5
  • При любом изменении сети, обновления передаются всегда только DR и BDR (по каналу 224.0.0.6). И только после этого DR оповещает остальные маршрутизаторы (по каналу 224.0.0.5).
  • BDR не принимает активного участия в рассылке обновлений, однако содержит идентичную базу данных, что и DR на случай отказа последнего.

А как выбираются DR и BDR?

В OSPF каждый маршрутизатор обязан иметь свой ID. ID представляет собой 32-х битный десятичный номер, который выглядит как IP адрес. Поэтому в качестве ID выбирается IP адрес работающего порта. Затем все маршрутизаторы сравнивают свои ID. Побеждает тот у кого ID имеет большее значение. Весь процесс выбора DR автоматический, однако на его результаты можно повлиять.

Для этого можно настроить один из следующих параметров:

  • Приоритет интерфейса
  • Router ID
  • IP адрес loopback интерфейса

Если приоритет установлен на 0, то маршрутизатор никогда не будет выбран в качестве DR/BDR. На блок-схеме внизу указан процесс выбора ID OSPF маршрутизатора:

Сам процесс выбора DR и BDR рассмотрен подробнее в конце данного урока.

Принцип работы протокола. Типы пакетов, состояния связей

Углубимся немного в детали протокола. Рассмотрим типы пакетов, а также узнаем какие стадии проходит маршрутизатор в процессе конвергенции.

Рассмотрим весь процесс по порядку на примере сети

Как только включили маршрутизаторы они находятся в состоянии Down , то есть никаких отношений соседства нет и они даже не знают друг о друге.

1. Чтобы обнаружить соседей каждые 10 с каждый маршрутизатор отправляет пакет Hello по адресу 224.0.0.5, а также сам принимает такой же пакет от соседей.

  • Свой ID (Router ID)
  • Hello Interval
  • Dead Interval
  • ID своих соседей (Neighbors)
  • Маску подесети (Subnet mask)
  • Номер зоны (Area ID)
  • Приоритет маршрутизатора (Router Priority)
  • Адреса DR и BDR маршрутизаторов
  • Пароль аутентификации

2. Сразу после отправки пакета маршрутизаторы переходят в состояние Init .

3. Первый пакет Hello не содержит ID соседа. Пакет посылается по групповому адресу 224.0.0.5:

Читайте также:  Ddos атака через сайт

Как только R2 получит пакет от R1, то R2 в начале сравнит все параметры. если они совпадают, то адрес R1 вносится в таблицу соседей. После этого R2 вложит ID R1 в следующий пакет. Hello, который отправляется по адресу маршрутизатора R1, то есть ответный пакет Hello не использует групповой адрес:

R1, приняв пакет от R2 тоже сравнит параметры. И если они совпадают, то адрес R2 вносится в таблицу соседей. Затем R1 анализирует ID соседей в принятом пакете. Как только R1 увидит свой ID в пакете от R2, то перейдет в состояние двусторонней связи 2WAY . Аналогичный процесс происходит и с R2. Весь процесс проиллюстрирован ниже:

4. Если тип сети Broadcast, то выбирается DR/BDR. В процессе выбора все маршрутизаторы переходят в состояние Exstart . Изначально на стадиях INIT и 2WAY все маршрутизаторы в пакетах Hello указывают, что DR и BDR = 0.0.0.0, то есть не определены.

После того, как определены все соседи, маршрутизатор с более высоким ID указывает себя в качестве DR во пакетах Hello. Остальные маршрутизаторы, приняв такой пакет, сравнивают свои ID c ID “самопровозглашенного” DR. Если их ID меньше, то они с этим соглашаются и также передают его ID в своих пакетах Hello.

Аналогичным способом выбирается и BDR.

Что будет, если после выбора DR/BDR в сети появится маршрутизатор с большим ID?

Ничего. Процесс выбора DR/BDR запускается лишь раз. Если DR отключится, то его место займет BDR, а вместо BDR может стать новый маршрутизатор с более высоким ID.

Если тип сети Point-to-Point, то данный процесс пропускается.

5. Затем начинается процесс обмена топологическими данными. Для этого маршрутизаторы рассылают друг другу пакеты DBD ( Database Description ). Маршрутизаторы переходят в состоянии Exchange. На основе данных, полученных от DBD строится топологическая таблица. Для подтверждения приема пакета DBD маршрутизатор отправляет пакет LSAck ( Link State Acknowledgment ), в котором говорится: “Я все принял.” На данной стадии маршрутизаторы используют одноадресатные пакеты (unicast), то есть не используют групповой адрес 224.0.0.5.

6. Если у маршрутизатора отсутствует часть информации о структуре сети либо его база данных устарела и он хочет ее обновить, то отправит запрос LSR ( Link State Request ), в котором говорится: “Моя база данных неполная либо устарела. Отправьте мне актуальную информацию.” Ответом на запрос LSR будет пакет LSU ( Link State Update ). Получив LSU маршрутизатор подтвердит его получение пакетом LSAck. Во время данного процесса маршрутизатор пребывает в состоянии Loading .

7. Когда у маршрутизаторов больше нет вопросов друг к другу и их базы данных актуальны и равны они переходят в состоянии FULL .

Итак, подведем итоги.

Для своей работы OSPF использует следующие типы пакетов:

Hello — keep-alive пакет, которые рассылается каждые 10 с. Предназначен для установления “добрососедских” отношений между маршрутизаторами, которые непосредственно подключены друг к другу. А также для объявления соседям, что канал/маршрутизатор все еще “жив”. С ним связан Dead интервал, который ждет 40с (всегда в 4 раза больше, чем Hello интервал). Если маршрутизатор не примет Hello от соседа в течении 40 c, то вся таблица пересчитывается снова. А соседям сразу высылается новый анонс.

Database Description , DBD — передает топологическую информацию сети.

Link State Request , LSR — запрос соседям на передачу части данных о состоянии каналов для обновления топологической базы данных.

Link State Update , LSU — ответ маршрутизатора на запрос LSR

Link State Acknowledgment , LSAck — подтверждение в получении LSU.

В процессе работы протокола маршрутизатор проходит через следующие состояния:

Down — процесс не был запущен. база данных пуста

Init — начался поиск соседей

2WAY — сосед найден и установлена двусторонняя связь

Exstart — процесс выбора DR/BDR

Exchange — взаимный обмен топологической информацией

Loading — запрос дополнительной информации о сети

Full — процесс обмена завершен, все базы данных актуальны.

В сетях со множественным доступом отношения соседства устанавливаются между всеми маршрутизаторами. Если бы все маршрутизаторы в состоянии соседства обменивались топологической информацией, это привело бы к рассылке большого количество копий LSA. Если, к примеру, количество маршрутизаторов в сети со множественным доступом равно n, то будет установлено n(n-1)/2 отношений соседства. Каждый маршрутизатор будет рассылать n-1 LSA своим соседям, плюс одно LSA для сети, в результате сеть сгенерирует LSA.

Для предотвращения проблемы рассылки копий LSA в сетях со множественным доступом выбираются выделенный маршрутизатор (DR) и запасной выделенный маршрутизатор (BDR).

Выделенный маршрутизатор (designated router, DR) — управляет процессом рассылки LSA в сети. Каждый маршрутизатор сети устанавливает отношения смежности с DR. Информация об изменениях в сети отправляется DR маршрутизатором, обнаружившим это изменение, а DR отвечает за то, чтобы эта информация была отправлена остальным маршрутизаторам сети.

Недостатком в схеме работы с DR маршрутизатором является то, что при выходе его из строя должен быть выбран новый DR. Новые отношения соседства должны быть сформированы и, пока базы данных маршрутизаторов не синхронизируются с базой данных нового DR, сеть будет недоступна для пересылки пакетов. Для устранения этого недостатка выбирается BDR.

Резервный выделенный маршрутизатор (backup designated router, BDR). Каждый маршрутизатор сети устанавливает отношения соседства не только с DR, но и BDR. DR и BDR также устанавливают отношения соседства и между собой. При выходе из строя DR, BDR становится DR и выполняет все его функции. Так как маршрутизаторы сети установили отношения соседства с BDR, время недоступности сети минимизируется.

Маршрутизатор, выбранный DR или BDR в одной присоединённой к нему сети со множественным доступом, может не быть DR (BDR) в другой присоединённой сети. Роль DR (BDR) является свойством интерфейса, а не свойством всего маршрутизатора.

Таймеры протокола

  • HelloInterval — Интервал времени в секундах по истечении которого маршрутизатор отправляет следующий hello-пакет с интерфейса. Для широковещательных сетей и сетей точка-точка значение по умолчанию, как правило, 10 секунд. Для нешироковещательных сетей со множественным доступом значение по умолчанию 30 секунд.
  • RouterDeadInterval — Интервал времени в секундах по истечении 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.
  • Wait Timer — Интервал времени в секундах по истечении которого маршрутизатор выберет DR в сети. Его значение равно значению интервала RouterDeadInterval.
  • RxmtInterval — Интервал времени в секундах по истечении 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.

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 и выполняет функции шлюза для межзонального трафика. У пограничного маршрутизатора всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне. Для каждой присоединенной зоны маршрутизатор поддерживает отдельную базу данных состояния каналов.

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. Внутренний маршрутизатор, интерфейсы которого принадлежат нулевой зоне, также является магистральным.

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 и быть внутренним, пограничным или магистральным маршрутизатором.

Типы объявлений о состоянии канала (LSA)

Type 1 LSA — Router LSA — объявление о состоянии каналов маршрутизатора. Эти LSA распространяются всеми маршрутизаторами. В LSA содержится описание всех каналов маршрутизатора и стоимость (cost) каждого канала. Распространяются только в пределах одной зоны.

Type 2 LSA — Network LSA — объявление о состоянии каналов сети. Распространяется DR в сетях со множественным доступом. В LSA содержится описание всех маршрутизаторов присоединенных к сети, включая DR. Распространяются только в пределах одной зоны.

Type 3 LSA — Network Summary LSA — суммарное объявление о состоянии каналов сети. Объявление распространяется пограничными маршрутизаторами. Объявление описывает только маршруты к сетям вне зоны и не описывает маршруты внутри автономной системы. Пограничный маршрутизатор отправляет отдельное объявление для каждой известной ему сети.

Читайте также:  1С асинхронный вызов функции

Когда маршрутизатор получает Network Summary LSA от пограничного маршрутизатора он не запускает алгоритм вычисления кратчайшего пути. Маршрутизатор просто добавляет к стоимости маршрута указанного в LSA стоимость маршрута к пограничному маршрутизатору. Затем маршрут к сети через пограничный маршрутизатор помещается в таблицу маршрутизации.

Type 4 LSA — ASBR Summary LSA — суммарное объявление о состоянии каналов пограничного маршрутизатора автономной системы. Объявление распространяется пограничными маршрутизаторами. ASBR Summary LSA отличается от Network Summary LSA тем, что распространяется информация не о сети, а о пограничном маршрутизаторе автономной системы.

Type 5 LSA — AS External LSA — объявления о состоянии внешних каналов автономной системы. Объявление распространяется пограничным маршрутизатором автономной системы в пределах всей автономной системы. Объявление описывает маршруты внешние для автономной системы OSPF или маршруты по умолчанию (default route) внешние для автономной системы OSPF.

Type 6 LSA — Multicast OSPF LSA — специализированный LSA, который используют мультикаст OSPF приложения (Not implemented by CISCO).

Type 7 LSA — AS External LSA for NSSA — объявления о состоянии внешних каналов автономной системы в NSSA зоне. Это объявление может передаваться только в NSSA зоне. На границе зоны пограничный маршрутизатор преобразует type 7 LSA в type 5 LSA.

Type 8 LSA — Link LSA — анонсирует link-local адрес и префикс(ы) маршрутизатора всем маршрутизаторам разделяющим канал (link). Отправляется только если на канале присутствует более чем один маршрутизатор. Распространяются только в пределах канала (link).

Типы зон

При разделении автономной системы на зоны, маршрутизаторам принадлежащим к одной зоне не известна информация о детальной топологии других зон.

Разделение на зоны позволяет:

  • Снизить нагрузку на ЦП маршрутизаторов за счёт уменьшения количества перерасчётов по алгоритму OSPF
  • Уменьшить размер таблиц маршрутизации
  • Уменьшить количество пакетов обновлений состояния канала

Каждой зоне присваивается идентификатор зоны (area ID). Идентификатор может быть указан в десятичном формате или в формате записи IP-адреса. Однако идентификаторы зон не являются IP-адресами и могут совпадать с любым назначенным IP-адресом.

Существует несколько типов зон:

Магистральная зона (backbone area)

Магистральная зона (известная также как нулевая зона или зона 0.0.0.0) формирует ядро сети OSPF. Все остальные зоны соединены с ней, и межзональная маршрутизация происходит через маршрутизатор соединенный с магистральной зоной. Магистральная зона ответственна за распространение маршрутизирующей информации между немагистральными зонами. Магистральная зона должна быть смежной с другими зонами, но она не обязательно должна быть физически смежной; соединение с магистральной зоной может быть установлено и с помощью виртуальных каналов.

Стандартная зона (standard area)

Обычная зона, которая создается по умолчанию. Эта зона принимает обновления каналов, суммарные маршруты и внешние маршруты.

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. В тупиковой зоне не может находиться ASBR. Исключение из этого правила — ABR может быть и ASBR.

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.

Not-so-stubby area (NSSA)

Зона NSSA определяет дополнительный тип LSA — LSA type 7. В NSSA зоне может находиться ASBR.

Формат OSPF-пакетов

OSPF-пакет инкапсулируется непосредственно в поле данных IP-пакета. Значение поля «протокол верхнего уровня» в заголовке IP-дейтаграммы для OSPF равно 89.

Заголовок пакета

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
  • Version — номер версии протокола OSPF, текущая версия OSPF для сетей IPv4 — 2;
  • Type — тип OSPF-пакета;
  • Packet length — длина пакета, включая заголовок;
  • Router >Hello-пакет

Hello-пакет предназначен для установления и поддержания отношений с соседями. Пакет периодически посылается на все интерфейсы маршрутизатора.

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type = 1 Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
24—27 Network mask
28—31 Hello interval Options Router priority
32—35 Router dead interval
36—39 Designated router
40—43 Backup designated router
44—47 Neighbor ID
  • Network mask — сетевая маска интерфейса, через который отправляется hello-пакет;
  • Hello interval — интервал задающий частоту рассылки приветственных сообщений для обнаружения соседей в автономной системе, для LAN значение по умолчанию равно 10 секундам;
  • Options — 8-битное поле опций, описывает возможности маршрутизатора;
  • Router priority — приоритет маршрутизатора, 8-битное число, символизирующее приоритет маршрутизатора при выборе DR (англ.Designated router ) и BDR (англ.Backup designated router );
  • Router dead interval — период времени, в течение которого маршрутизатор ожидает ответа соседей;
  • Designated router (DR) — IP-адрес DR;
  • Backup designated router (BDR) — IP-адрес BDR;
  • Neighbor >Database Description

Пакет Database Description описывает содержание базы данных состояния канала. Обмен пакетами производится при установлении состояния смежности.

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type = 2 Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
24—27 Interface MTU Options I M MS
28—31 DD sequence number
LSA headers
  • Interface MTU — размер в байтах наибольшей IP дейтаграммы, которая может быть послана через данный интерфейс без фрагментации;
  • I-бит — устанавливается для первого пакета в последовательности;
  • M-бит — указывает наличие последующих дополнительных пакетов;
  • MS-бит — устанавливается для ведущего, сбрасывается для ведомого;
  • DD sequence number — в начальном пакете устанавливается на уникальное значение, при передаче каждого последующего пакета увеличивается на единицу, пока не будет передана вся база данных;
  • LSA headers — массив заголовков базы данных состояния каналов.

Link State Request

Пакет Link State Request предназначен для запроса части базы данных соседнего маршрутизатора.

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type = 3 Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
24—27 LS Type
28—31 Link State ID
32—35 Advertising Router
  • LS Type — тип объявления о состоянии канала;
  • Link State >Link State Update

Пакет Link State Update предназначен для рассылки объявлений о состоянии канала. Пакет посылается по групповому адресу на один хоп.

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type = 4 Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
24—27 Number of LSA
LSA
  • Number of LSA — количество объявлений в пакете.

Link State Acknowledgment

Подтверждает получение пакета Link State Update.

Октет 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0—3 Version Type = 5 Packet length
4—7 Router ID
8—11 Area ID
12—15 Checksum Authentication type
16—19 Authentication
20—23
LSA headers

Версии протокола OSPF

OSPF версия 1

OSPF версия 2

поддерживает версию протокола IPv4

OSPF версия 3

поддерживает версию протокола IPv6

Критика

Считается, что благодаря использованию алгоритма Дейкстры специфического критерия качества распределения входного потока информации, он абсолютно не защищает IP-сеть от перегрузок, что требует реализации дополнительных методов по снижению вероятности перегрузки. Например, предлагается использовать в критерии распределения остаточную пропускную способность канала. [1]

В то же время, к положительным качествам протокола можно отнести относительную простоту практической реализации алгоритма.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *