Šodien mēs sāksim mācīties par OSPF maršrutēšanu. Šī tēma, tāpat kā EIGRP protokols, ir vissvarīgākā tēma visā CCNA kursā. Kā redzat, 2.4. sadaļai ir nosaukums “OSPFv2 vienas zonas un vairāku zonu konfigurēšana, testēšana un problēmu novēršana IPv4 (izņemot autentifikāciju, filtrēšanu, manuālo maršruta apkopošanu, pārdali, apakšapgabalu, virtuālo tīklu un LSA).”
OSPF tēma ir diezgan plaša, tāpēc būs nepieciešamas 2, varbūt 3 video nodarbības. Šodienas nodarbība būs veltīta jautājuma teorētiskajai pusei; es jums pastāstīšu, kas vispār ir šis protokols un kā tas darbojas. Nākamajā videoklipā mēs pāriesim uz OSPF konfigurācijas režīmu, izmantojot Packet Tracer.
Tāpēc šajā nodarbībā mēs apskatīsim trīs lietas: kas ir OSPF, kā tas darbojas un kas ir OSPF zonas. Iepriekšējā nodarbībā mēs teicām, ka OSPF ir Link State maršrutēšanas protokols, kas pārbauda sakaru saites starp maršrutētājiem un pieņem lēmumus, pamatojoties uz šo saišu ātrumu. Garam kanālam ar lielāku ātrumu, tas ir, ar lielāku caurlaidspēju, tiks dota prioritāte salīdzinājumā ar īsu kanālu ar mazāku caurlaidspēju.
RIP protokols, būdams attāluma vektora protokols, izvēlēsies viena lēciena ceļu, pat ja šai saitei ir mazs ātrums, un OSPF protokols izvēlēsies garu maršrutu ar vairākiem apiņiem, ja kopējais ātrums šajā maršrutā ir lielāks par satiksmes ātrums īsajā maršrutā.
Mēs izskatīsim lēmumu pieņemšanas algoritmu vēlāk, taču šobrīd jums vajadzētu atcerēties, ka OSPF ir saites stāvokļa protokols. Šis atvērtais standarts tika izveidots 1988. gadā, lai to varētu izmantot ikviens tīkla iekārtu ražotājs un jebkurš tīkla pakalpojumu sniedzējs. Tāpēc OSPF ir daudz populārāks nekā EIGRP.
OSPF 2. versija atbalstīja tikai IPv4, un gadu vēlāk, 1989. gadā, izstrādātāji paziņoja par 3. versiju, kas atbalstīja IPv6. Tomēr pilnībā funkcionējoša trešā OSPF versija IPv6 parādījās tikai 2008. gadā. Kāpēc izvēlējāties OSPF? Pēdējā nodarbībā mēs uzzinājām, ka šis iekšējās vārtejas protokols veic maršruta konverģenci daudz ātrāk nekā RIP. Šis ir bezklases protokols.
Ja atceraties, RIP ir klases protokols, kas nozīmē, ka tas nesūta apakštīkla maskas informāciju, un, ja tas saskaras ar A/24 klases IP adresi, tas to nepieņems. Piemēram, ja to uzrādīsit ar IP adresi, piemēram, 10.1.1.0/24, tas uztvers to kā tīklu 10.0.0.0, jo tas nesaprot, kad tīkls ir apakštīklā, izmantojot vairāk nekā vienu apakštīkla masku.
OSPF ir drošs protokols. Piemēram, ja divi maršrutētāji apmainās ar OSPF informāciju, varat konfigurēt autentifikāciju, lai informāciju varētu koplietot tikai ar blakus esošo maršrutētāju pēc paroles ievadīšanas. Kā jau teicām, tas ir atvērts standarts, tāpēc OSPF izmanto daudzi tīkla iekārtu ražotāji.
Globālā izpratnē OSPF ir mehānisms Link State Advertisements jeb LSA apmaiņai. LSA ziņojumus ģenerē maršrutētājs, un tajos ir daudz informācijas: maršrutētāja unikālais identifikators maršrutētāja ID, dati par maršrutētājam zināmajiem tīkliem, dati par to izmaksām utt. Maršrutētājam ir nepieciešama visa šī informācija, lai pieņemtu lēmumus par maršrutēšanu.
Maršrutētājs R3 nosūta savu LSA informāciju maršrutētājam R5, un maršrutētājs R5 kopīgo LSA informāciju ar R3. Šie LSA ir datu struktūra, kas veido saites stāvokļa datu bāzi jeb LSDB. Maršrutētājs apkopo visus saņemtos LSA un ievieto tos savā LSDB. Pēc tam, kad abi maršrutētāji ir izveidojuši savas datu bāzes, viņi apmainās ar Hello ziņojumiem, kas palīdz atklāt kaimiņus, un sāk savu LSDB salīdzināšanas procedūru.
Maršrutētājs R3 nosūta maršrutētājam R5 DBD jeb “datu bāzes apraksta” ziņojumu, un R5 nosūta savu DBD maršrutētājam R3. Šie ziņojumi satur LSA indeksus, kas ir pieejami katra maršrutētāja datu bāzēs. Pēc DBD saņemšanas R3 nosūta LSR tīkla statusa pieprasījumu uz R5, sakot: "Man jau ir ziņojumi 3,4, 9 un 5, tāpēc sūtiet man tikai 7 un XNUMX."
R5 dara to pašu, paziņojot trešajam maršrutētājam: "Man ir informācija 3,4, 9 un 1, tāpēc atsūtiet man 2 un 5." Saņemot LSR pieprasījumus, maršrutētāji nosūta atpakaļ LSU tīkla stāvokļa atjaunināšanas paketes, tas ir, atbildot uz tā LSR, trešais maršrutētājs saņem LSU no maršrutētāja R100. Pēc tam, kad maršrutētāji ir atjauninājuši savas datu bāzes, tiem visiem, pat ja jums ir XNUMX maršrutētāji, būs vienādi LSDB. Kad maršrutētājos ir izveidotas LSDB datu bāzes, katrs no tiem zinās par visu tīklu kopumā. OSPF protokols maršrutēšanas tabulas izveidošanai izmanto algoritmu Shortest Path First, tāpēc svarīgākais nosacījums tā pareizai darbībai ir visu tīklā esošo ierīču LSDB sinhronizācija.
Iepriekš redzamajā diagrammā ir 9 maršrutētāji, no kuriem katrs apmainās ar LSR, LSU un tā tālāk ziņojumiem ar saviem kaimiņiem. Visi no tiem ir savienoti viens ar otru, izmantojot p2p vai “point-to-point” saskarnes, kas atbalsta darbību, izmantojot OSPF protokolu, un mijiedarbojas savā starpā, lai izveidotu vienu un to pašu LSDB.
Tiklīdz bāzes tiek sinhronizētas, katrs maršrutētājs, izmantojot īsākā ceļa algoritmu, veido savu maršrutēšanas tabulu. Šīs tabulas dažādiem maršrutētājiem būs atšķirīgas. Tas ir, visi maršrutētāji izmanto vienu un to pašu LSDB, bet izveido maršrutēšanas tabulas, pamatojoties uz viņu pašu apsvērumiem par īsākajiem maršrutiem. Lai izmantotu šo algoritmu, OSPF regulāri jāatjaunina LSDB.
Tātad, lai OSPF darbotos pats, tam vispirms ir jānodrošina 3 nosacījumi: jāatrod kaimiņi, jāizveido un jāatjaunina LSDB un jāveido maršrutēšanas tabula. Lai izpildītu pirmo nosacījumu, tīkla administratoram, iespējams, būs manuāli jākonfigurē maršrutētāja ID, laiki vai aizstājējzīmes maska. Nākamajā videoklipā mēs apskatīsim ierīces iestatīšanu darbam ar OSPF, pagaidām jums jāzina, ka šis protokols izmanto apgriezto masku un, ja tā nesakrīt, ja jūsu apakštīkli nesakrīt vai autentifikācija neatbilst. , maršrutētāju apkārtne nevarēs izveidoties. Tāpēc, veicot OSPF problēmu novēršanu, jums ir jānoskaidro, kāpēc šī apkārtne nav izveidota, tas ir, pārbaudiet, vai iepriekš minētie parametri atbilst.
Jūs kā tīkla administrators neesat iesaistīts LSDB izveides procesā. Datu bāzes tiek atjauninātas automātiski pēc maršrutētāju apkaimes izveidošanas, tāpat kā maršrutēšanas tabulu izveide. To visu veic pati ierīce, kas konfigurēta darbam ar OSPF protokolu.
Apskatīsim piemēru. Mums ir 2 maršrutētāji, kuriem vienkāršības labad piešķīru RID 1.1.1.1 un 2.2.2.2. Tiklīdz mēs tos savienosim, saites kanāls nekavējoties pāries uz augšu, jo es vispirms konfigurēju šos maršrutētājus darbam ar OSPF. Tiklīdz ir izveidots sakaru kanāls, maršrutētājs A nekavējoties nosūtīs Hello paketi maršrutētājam A. Šajā paketē būs informācija, ka šis maršrutētājs vēl nevienu nav “redzējis” šajā kanālā, jo tas pirmo reizi sūta Hello, kā arī savs identifikators, dati par tam pievienoto tīklu un cita informācija, ko tas var dalīties ar kaimiņu.
Saņemot šo paketi, maršrutētājs B sacīs: “Es redzu, ka šajā sakaru kanālā ir potenciāls OSPF kaimiņa kandidāts” un pāries uz Init stāvokli. Hello pakete nav unicast vai apraides ziņojums, tā ir multiraides pakete, kas nosūtīta uz multiraides OSPF IP adresi 224.0.0.5. Daži cilvēki jautā, kas ir multiraides apakštīkla maska. Fakts ir tāds, ka multiraidei nav apakštīkla maskas, tā izplatās kā radio signāls, ko dzird visas ierīces, kas noregulētas uz tā frekvenci. Piemēram, ja vēlaties dzirdēt FM radio, kas raida 91,0 frekvenci, noregulējiet savu radio uz šo frekvenci.
Tādā pašā veidā maršrutētājs B ir konfigurēts, lai saņemtu ziņojumus par multiraides adresi 224.0.0.5. Klausoties šo kanālu, tas saņem maršrutētāja A nosūtīto Hello paketi un atbild ar savu ziņojumu.
Šajā gadījumā apkaimi var izveidot tikai tad, ja atbilde B atbilst kritēriju kopumam. Pirmais kritērijs ir tāds, ka Hello ziņojumu sūtīšanas biežumam un atbildes gaidīšanas intervālam uz šo ziņojumu Dead Interval jābūt vienādam abiem maršrutētājiem. Parasti Dead Interval ir vienāds ar vairākām Hello taimera vērtībām. Tādējādi, ja maršrutētāja A sveiciena taimeris ir 10 s un maršrutētājs B nosūta tam ziņojumu pēc 30 s, bet miris intervāls ir 20 s, blakus nav.
Otrs kritērijs ir tāds, ka abiem maršrutētājiem ir jāizmanto viena veida autentifikācija. Attiecīgi arī autentifikācijas parolēm ir jāsakrīt.
Trešais kritērijs ir Arial ID zonas identifikatoru atbilstība, ceturtais ir tīkla prefiksa garuma atbilstība. Ja maršrutētājs A ziņo par /24 prefiksu, tad maršrutētājam B ir jābūt arī /24 tīkla prefiksam. Nākamajā video mēs to aplūkosim sīkāk, pagaidām atzīmēšu, ka šī nav apakštīkla maska, šeit maršrutētāji izmanto reverso aizstājējzīmju masku. Un, protams, arī Stub apgabala karodziņiem ir jāsakrīt, ja maršrutētāji atrodas šajā zonā.
Pēc šo kritēriju pārbaudes, ja tie atbilst, maršrutētājs B nosūta savu Hello paketi maršrutētājam A. Atšķirībā no A ziņojuma, maršrutētājs B ziņo, ka redzējis maršrutētāju A un iepazīstina ar sevi.
Atbildot uz šo ziņojumu, maršrutētājs A atkārtoti nosūta maršrutētājam B, kurā apstiprina, ka ir redzējis arī maršrutētāju B, sakaru kanālu starp tiem veido ierīces 1.1.1.1 un 2.2.2.2, un tas pats ir ierīce 1.1.1.1. . Šis ir ļoti svarīgs apkaimes izveides posms. Šajā gadījumā tiek izmantots divvirzienu 2-WAY savienojums, bet kas notiek, ja mums ir slēdzis ar sadalītu 4 maršrutētāju tīklu? Šādā “koplietotā” vidē vienam no maršrutētājiem ir jāpilda izraudzītā maršrutētāja DR loma, bet otrajam jāpilda rezerves maršrutētāja (BDR) loma.
Katra no šīm ierīcēm veidos pilnu savienojumu jeb pilnīgas blakusesības stāvokli, vēlāk apskatīsim, kas tas ir, tomēr šāda veida savienojums tiks izveidots tikai ar DR un BDR, divi apakšējie maršrutētāji D un B joprojām sazināties savā starpā, izmantojot divvirzienu savienojuma shēmu "punkts-punkts".
Tas ir, ar DR un BDR visi maršrutētāji izveido pilnīgas kaimiņattiecības, bet viens ar otru - savienojumu no punkta uz punktu. Tas ir ļoti svarīgi, jo divvirzienu savienojuma laikā starp blakus esošajām ierīcēm visiem Hello paketes parametriem ir jāsakrīt. Mūsu gadījumā viss sakrīt, tāpēc ierīces bez problēmām veido apkaimi.
Tiklīdz ir izveidots divvirzienu sakari, maršrutētājs A nosūta maršrutētājam B datu bāzes apraksta paketi jeb “datu bāzes aprakstu” un pāriet ExStart stāvoklī - apmaiņas sākumā vai gaida ielādi. Datu bāzes deskriptors ir informācija, kas ir līdzīga grāmatas satura rādītājam - tas ir visa maršrutēšanas datubāzē esošā uzskaitījums. Atbildot uz to, maršrutētājs B nosūta savu datu bāzes aprakstu maršrutētājam A un pāriet Exchange kanāla sakaru stāvoklī. Ja Exchange stāvoklī maršrutētājs konstatē, ka tā datu bāzē trūkst kādas informācijas, tas pāries ielādes stāvoklī LOADING un sāks apmainīties ar LSR, LSU un LSA ziņojumiem ar savu kaimiņu.
Tātad maršrutētājs A nosūtīs LSR savam kaimiņam, kurš atbildēs ar LSU paketi, uz kuru maršrutētājs A atbildēs maršrutētājam B ar LSA ziņojumu. Šī apmaiņa notiks tik reižu, cik ierīces vēlas apmainīties ar LSA ziņojumiem. Stāvoklis LOADING nozīmē, ka LSA datubāzes pilnīga atjaunināšana vēl nav notikusi. Kad visi dati ir lejupielādēti, abas ierīces pāries PILNĪGA blakusstāvokļa stāvoklī.
Ņemiet vērā, ka ar divvirzienu savienojumu ierīces vienkārši atrodas blakus stāvoklī, un pilns blakus stāvoklis ir iespējams tikai starp maršrutētājiem, DR un BDR. Tas nozīmē, ka katrs maršrutētājs informē DR par izmaiņām tīklā, un visi maršrutētāji. uzziniet par šīm izmaiņām no DR
DR un BDR izvēle ir svarīgs jautājums. Apskatīsim, kā DR tiek atlasīts vispārējā vidē. Pieņemsim, ka mūsu shēmā ir trīs maršrutētāji un slēdzis. OSPF ierīces vispirms salīdzina prioritāti ziņojumos Hello, pēc tam salīdziniet maršrutētāja ID.
Ierīce ar augstāko prioritāti kļūst par DR Ja divu ierīču prioritātes sakrīt, tad ierīce ar augstāko maršrutētāja ID tiek atlasīta no divām un kļūst par DR.
Ierīce ar otro augstāko prioritāti vai otro augstāko maršrutētāja ID kļūst par rezerves maršrutētāju BDR. Ja DR neizdodas, tā nekavējoties tiks aizstāta ar BDR. Tā sāks pildīt DR lomu, un sistēma atlasīs citu. BDR
Ceru, ka esat izdomājis DR un BDR izvēli, ja nē, es atgriezīšos pie šī jautājuma kādā no šiem videoklipiem un izskaidrošu šo procesu.
Līdz šim esam apskatījuši, kas ir Hello, datu bāzes deskriptors un LSR, LSU un LSA ziņojumi. Pirms pāriet pie nākamās tēmas, parunāsim nedaudz par OSPF izmaksām.
Cisco maršruta izmaksas tiek aprēķinātas, izmantojot atsauces joslas platuma attiecību, kas pēc noklusējuma ir iestatīta uz 100 Mbit/s, un kanāla izmaksām. Piemēram, savienojot ierīces, izmantojot seriālo portu, ātrums ir 1.544 Mbps, un izmaksas būs 64. Izmantojot Ethernet savienojumu ar ātrumu 10 Mbps, izmaksas būs 10, bet FastEthernet savienojuma izmaksas ar ātrums 100 Mb/s būs 1.
Izmantojot Gigabit Ethernet, mūsu ātrums ir 1000 Mb/s, taču šajā gadījumā ātrums vienmēr tiek pieņemts kā 1. Tātad, ja jūsu tīklā ir Gigabit Ethernet, ir jāmaina Ref noklusējuma vērtība. BW par 1000. Šajā gadījumā izmaksas būs 1, un visa tabula tiks pārrēķināta, izmaksu vērtībām palielinoties 10 reizes. Kad esam izveidojuši blakus teritoriju un izveidojuši LSDB, mēs pārejam pie maršrutēšanas tabulas izveides.
Pēc LSDB saņemšanas katrs maršrutētājs patstāvīgi sāk ģenerēt maršrutu sarakstu, izmantojot SPF algoritmu. Mūsu shēmā maršrutētājs A izveidos sev šādu tabulu. Piemēram, tas aprēķina maršruta A-R1 izmaksas un nosaka, ka tās ir 10. Lai diagramma būtu vieglāk saprotama, pieņemsim, ka maršrutētājs A nosaka optimālo maršrutu uz maršrutētāju B. Saites A-R1 izmaksas ir 10 , saite A-R2 ir 100, un maršruta A-R3 izmaksas ir vienādas ar 11, tas ir, maršruta A-R1(10) un R1-R3(1) summa.
Ja maršrutētājs A vēlas nokļūt pie maršrutētāja R4, tas to var izdarīt pa maršrutu A-R1-R4 vai pa maršrutu A-R2-R4, un abos gadījumos maršrutu izmaksas būs vienādas: 10+100 =100+10=110. Maršruts A-R6 maksās 100+1= 101, kas jau ir labāk. Tālāk mēs apsveram ceļu uz maršrutētāju R5 pa maršrutu A-R1-R3-R5, kura izmaksas būs 10+1+100 = 111.
Ceļu uz maršrutētāju R7 var novietot pa diviem maršrutiem: A-R1-R4-R7 vai A-R2-R6-R7. Pirmā cena būs 210, otrā - 201, kas nozīmē, ka jums vajadzētu izvēlēties 201. Tātad, lai sasniegtu maršrutētāju B, maršrutētājs A var izmantot 4 maršrutus.
Maršruta A-R1-R3-R5-B izmaksas būs 121. Maršruts A-R1-R4-R7-B maksās 220. Maršruts A-R2-R4-R7-B maksās 210, bet A-R2- R6-R7- B izmaksas ir 211. Pamatojoties uz to, maršrutētājs A izvēlēsies maršrutu ar viszemākajām izmaksām, kas vienāds ar 121, un ievietos to maršrutēšanas tabulā. Šī ir ļoti vienkāršota SPF algoritma darbības shēma. Faktiski tabulā ir ne tikai maršrutētāju apzīmējumi, caur kuriem iet optimālais maršruts, bet arī tos savienojošo ostu apzīmējumi un visa cita nepieciešamā informācija.
Apskatīsim citu tēmu, kas attiecas uz maršrutēšanas zonām. Parasti, uzstādot uzņēmuma OSPF ierīces, tās visas atrodas vienā kopējā zonā.
Kas notiek, ja ierīce, kas savienota ar R3 maršrutētāju, pēkšņi neizdodas? Maršrutētājs R3 nekavējoties sāks sūtīt ziņojumu maršrutētājiem R5 un R1, ka kanāls ar šo ierīci vairs nedarbojas, un visi maršrutētāji sāks apmainīties ar atjauninājumiem par šo notikumu.
Ja jums ir 100 maršrutētāji, tie visi atjauninās saites stāvokļa informāciju, jo tie atrodas vienā kopējā zonā. Tas pats notiks, ja kāds no blakus esošajiem maršrutētājiem neizdosies - visas zonas ierīces apmainīsies ar LSA atjauninājumiem. Pēc šādu ziņojumu apmaiņas mainīsies pati tīkla topoloģija. Kad tas notiks, SPF pārrēķinās maršrutēšanas tabulas atbilstoši mainītajiem nosacījumiem. Tas ir ļoti apjomīgs process, un, ja vienā zonā ir tūkstoš ierīču, jums ir jākontrolē maršrutētāju atmiņas lielums, lai ar to pietiktu visu LSA un milzīgās LSDB saišu stāvokļa datu bāzes saglabāšanai. Tiklīdz kādā zonas daļā notiek izmaiņas, SPF algoritms nekavējoties pārrēķina maršrutus. Pēc noklusējuma LSA tiek atjaunināts ik pēc 30 minūtēm. Šis process nenotiek visās ierīcēs vienlaikus, taču jebkurā gadījumā atjauninājumus veic katrs maršrutētājs ik pēc 30 minūtēm. Jo vairāk tīkla ierīču. Jo vairāk atmiņas un laika nepieciešams LSDB atjaunināšanai.
Šo problēmu var atrisināt, sadalot vienu kopīgu zonu vairākās atsevišķās zonās, tas ir, izmantojot daudzzonu. Lai to izdarītu, jums ir jābūt visa pārvaldītā tīkla plānam vai diagrammai. AREA 0 ir jūsu galvenais apgabals. Šī ir vieta, kur tiek izveidots savienojums ar ārējo tīklu, piemēram, piekļuve internetam. Veidojot jaunas zonas, ir jāievēro noteikums: katrā zonā jābūt vienam ABR, Area Border Router. Malas maršrutētājam ir viena saskarne vienā zonā un otra saskarne citā zonā. Piemēram, R5 maršrutētājam ir saskarnes zonā 1 un zonā 0. Kā jau teicu, katrai no zonām jābūt savienotai ar zonu nulli, tas ir, jābūt malas maršrutētājam, kura viena no saskarnēm ir savienota ar AREA 0.
Pieņemsim, ka R6-R7 savienojums nav izdevies. Šajā gadījumā LSA atjauninājums tiks izplatīts tikai 1. APgabalā un ietekmēs tikai šo zonu. 2. un 0. zonā esošās ierīces par to pat nezinās. Edge maršrutētājs R5 apkopo informāciju par tā zonā notiekošo un nosūta kopsavilkuma informāciju par tīkla stāvokli uz galveno zonu AREA 0. Ierīcēm vienā zonā nav jāapzinās visas LSA izmaiņas citās zonās, jo ABR maršrutētājs pārsūtīs maršruta kopsavilkuma informāciju no vienas zonas uz otru.
Ja jums nav pilnībā skaidrs zonu jēdziens, varat uzzināt vairāk nākamajās nodarbībās, kad mēs iedziļināsimies OSPF maršrutēšanas konfigurācijā un aplūkosim dažus piemērus.
Paldies, ka palikāt kopā ar mums. Vai jums patīk mūsu raksti? Vai vēlaties redzēt interesantāku saturu? Atbalsti mūs, pasūtot vai iesakot draugiem, 30% atlaide Habr lietotājiem unikālam sākuma līmeņa serveru analogam, ko mēs jums izgudrojām: (pieejams ar RAID1 un RAID10, līdz 24 kodoliem un līdz 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 reizes lētāk? Tikai šeit Nīderlandē! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2x960 GB SSD 1 Gbps 100 TB — no 99 USD! Lasīt par
Avots: www.habr.com