Hari ini kita akan mula belajar tentang penghalaan OSPF. Topik ini, seperti protokol EIGRP, adalah topik yang paling penting dalam keseluruhan kursus CCNA. Seperti yang anda lihat, Bahagian 2.4 bertajuk "Mengkonfigurasi, Menguji dan Menyelesaikan Masalah OSPFv2 Zon Tunggal dan Berbilang Zon untuk IPv4 (Tidak Termasuk Pengesahan, Penapisan, Ringkasan Laluan Manual, Pengagihan Semula, Kawasan Stub, VNet dan LSA)."
Topik OSPF agak meluas, jadi ia akan mengambil 2, mungkin 3 pelajaran video. Pelajaran hari ini akan ditumpukan kepada bahagian teori isu ini; Saya akan memberitahu anda apakah protokol ini secara umum dan cara ia berfungsi. Dalam video seterusnya, kita akan beralih ke mod konfigurasi OSPF menggunakan Packet Tracer.
Jadi dalam pelajaran ini kita akan merangkumi tiga perkara: apakah OSPF, cara ia berfungsi, dan apakah zon OSPF. Dalam pelajaran sebelumnya, kami mengatakan bahawa OSPF ialah protokol penghalaan Link State yang meneliti pautan komunikasi antara penghala dan membuat keputusan berdasarkan kelajuan pautan tersebut. Saluran panjang dengan kelajuan yang lebih tinggi, iaitu, dengan lebih banyak daya, akan diberi keutamaan berbanding saluran pendek dengan kurang daya.
Protokol RIP, sebagai protokol vektor jarak, akan memilih laluan satu-hop, walaupun pautan ini mempunyai kelajuan rendah, dan protokol OSPF akan memilih laluan panjang beberapa hop jika jumlah kelajuan pada laluan ini lebih tinggi daripada kelajuan lalu lintas di laluan pendek.
Kami akan melihat algoritma keputusan kemudian, tetapi buat masa ini anda harus ingat bahawa OSPF ialah Protokol Negeri Pautan. Piawaian terbuka ini telah dicipta pada tahun 1988 supaya setiap pengeluar peralatan rangkaian dan mana-mana pembekal rangkaian boleh menggunakannya. Oleh itu OSPF jauh lebih popular daripada EIGRP.
OSPF versi 2 hanya menyokong IPv4, dan setahun kemudian, pada tahun 1989, pembangun mengumumkan versi 3, yang menyokong IPv6. Walau bagaimanapun, versi ketiga OSPF yang berfungsi sepenuhnya untuk IPv6 hanya muncul pada tahun 2008. Mengapa anda memilih OSPF? Dalam pelajaran lepas, kami mengetahui bahawa protokol gerbang dalaman ini melakukan penumpuan laluan lebih cepat daripada RIP. Ini adalah protokol tanpa kelas.
Jika anda masih ingat, RIP ialah protokol kelas, bermakna ia tidak menghantar maklumat topeng subnet, dan jika ia menemui alamat IP kelas A/24, ia tidak akan menerimanya. Sebagai contoh, jika anda membentangkannya dengan alamat IP seperti 10.1.1.0/24, ia akan menganggapnya sebagai rangkaian 10.0.0.0 kerana ia tidak memahami apabila rangkaian disubnet menggunakan lebih daripada satu topeng subnet.
OSPF ialah protokol selamat. Sebagai contoh, jika dua penghala bertukar-tukar maklumat OSPF, anda boleh mengkonfigurasi pengesahan supaya anda hanya boleh berkongsi maklumat dengan penghala jiran selepas memasukkan kata laluan. Seperti yang telah kami katakan, ia adalah standard terbuka, jadi OSPF digunakan oleh banyak pengeluar peralatan rangkaian.
Dalam pengertian global, OSPF ialah mekanisme untuk bertukar-tukar Iklan Negeri Pautan, atau LSA. Mesej LSA dijana oleh penghala dan mengandungi banyak maklumat: id penghala pengecam unik penghala, data tentang rangkaian yang diketahui oleh penghala, data tentang kosnya dan sebagainya. Penghala memerlukan semua maklumat ini untuk membuat keputusan penghalaan.
Penghala R3 menghantar maklumat LSAnya ke penghala R5 dan penghala R5 berkongsi maklumat LSAnya dengan R3. LSA ini mewakili struktur data yang membentuk Pangkalan Data Negeri Pautan atau LSDB. Penghala mengumpul semua LSA yang diterima dan meletakkannya dalam LSDBnya. Selepas kedua-dua penghala mencipta pangkalan data mereka, mereka bertukar-tukar mesej Hello, yang berfungsi untuk menemui jiran, dan memulakan prosedur membandingkan LSDB mereka.
Penghala R3 menghantar penghala R5 sebuah DBD, atau mesej "keterangan pangkalan data", dan R5 menghantar DBDnya ke penghala R3. Mesej ini mengandungi indeks LSA yang tersedia dalam pangkalan data setiap penghala. Selepas menerima DBD, R3 menghantar permintaan status rangkaian LSR kepada R5 dengan mengatakan "Saya sudah mempunyai mesej 3,4 dan 9, jadi hantarkan saya hanya 5 dan 7."
R5 melakukan perkara yang sama, memberitahu penghala ketiga: "Saya mempunyai maklumat 3,4 dan 9, jadi hantarkan saya 1 dan 2." Setelah menerima permintaan LSR, penghala menghantar semula paket kemas kini keadaan rangkaian LSU, iaitu, sebagai tindak balas kepada LSRnya, penghala ketiga menerima LSU daripada penghala R5. Selepas penghala mengemas kini pangkalan data mereka, kesemuanya, walaupun anda mempunyai 100 penghala, akan mempunyai LSDB yang sama. Setelah pangkalan data LSDB dibuat dalam penghala, setiap daripada mereka akan mengetahui tentang keseluruhan rangkaian secara keseluruhan. Protokol OSPF menggunakan algoritma Laluan Terpendek Pertama untuk mencipta jadual penghalaan, jadi syarat paling penting untuk operasi yang betul ialah LSDB semua peranti pada rangkaian disegerakkan.
Dalam rajah di atas, terdapat 9 penghala, setiap satunya bertukar-tukar mesej LSR, LSU, dan sebagainya dengan jirannya. Kesemuanya disambungkan antara satu sama lain melalui p2p, atau antara muka "point-to-point" yang menyokong operasi melalui protokol OSPF, dan berinteraksi antara satu sama lain untuk mencipta LSDB yang sama.
Sebaik sahaja pangkalan disegerakkan, setiap penghala, menggunakan algoritma laluan terpendek, membentuk jadual penghalaan sendiri. Jadual ini akan berbeza untuk penghala yang berbeza. Iaitu, semua penghala menggunakan LSDB yang sama, tetapi mencipta jadual penghalaan berdasarkan pertimbangan mereka sendiri tentang laluan terpendek. Untuk menggunakan algoritma ini, OSPF perlu sentiasa mengemas kini LSDB.
Jadi, untuk OSPF berfungsi sendiri, ia mesti menyediakan 3 syarat dahulu: cari jiran, buat dan kemas kini LSDB, dan bentuk jadual penghalaan. Untuk memenuhi syarat pertama, pentadbir rangkaian mungkin perlu mengkonfigurasi id penghala, pemasaan atau topeng kad bebas secara manual. Dalam video seterusnya kita akan melihat pada penyediaan peranti untuk berfungsi dengan OSPF, buat masa ini anda harus tahu bahawa protokol ini menggunakan topeng terbalik, dan jika ia tidak sepadan, jika subnet anda tidak sepadan, atau pengesahan tidak sepadan , kejiranan penghala tidak akan dapat dibentuk. Oleh itu, apabila menyelesaikan masalah OSPF, anda mesti mengetahui mengapa kejiranan ini tidak terbentuk, iaitu, pastikan parameter di atas sepadan.
Sebagai pentadbir rangkaian, anda tidak terlibat dalam proses penciptaan LSDB. Pangkalan data dikemas kini secara automatik selepas mencipta kejiranan penghala, begitu juga dengan pembinaan jadual penghalaan. Semua ini dilakukan oleh peranti itu sendiri, dikonfigurasikan untuk berfungsi dengan protokol OSPF.
Mari kita lihat satu contoh. Kami mempunyai 2 penghala, yang saya berikan RID 1.1.1.1 dan 2.2.2.2 untuk kesederhanaan. Sebaik sahaja kami menyambungkannya, saluran pautan akan segera pergi ke keadaan atas, kerana saya mula-mula mengkonfigurasi penghala ini untuk berfungsi dengan OSPF. Sebaik sahaja saluran komunikasi terbentuk, penghala A akan segera menghantar paket Hello ke penghala A. Paket ini akan mengandungi maklumat bahawa penghala ini belum lagi "melihat" sesiapa di saluran ini, kerana ia menghantar Hello buat kali pertama, serta pengecamnya sendiri, data tentang rangkaian yang disambungkan kepadanya dan maklumat lain yang ia boleh berkongsi dengan jiran.
Setelah menerima paket ini, penghala B akan berkata: "Saya melihat bahawa terdapat calon berpotensi untuk jiran OSPF pada saluran komunikasi ini" dan akan masuk ke keadaan Init. Paket Hello bukan mesej unicast atau siaran, ia adalah paket multicast yang dihantar ke alamat IP OSPF multicast 224.0.0.5. Sesetengah orang bertanya apakah subnet mask untuk multicast. Hakikatnya ialah multicast tidak mempunyai subnet mask; ia merambat sebagai isyarat radio, yang didengari oleh semua peranti yang ditala pada frekuensinya. Sebagai contoh, jika anda ingin mendengar penyiaran radio FM pada frekuensi 91,0, anda menala radio anda kepada frekuensi tersebut.
Dengan cara yang sama, penghala B dikonfigurasikan untuk menerima mesej untuk alamat multicast 224.0.0.5. Semasa mendengar saluran ini, ia menerima paket Hello yang dihantar oleh Router A dan membalas dengan mesejnya sendiri.
Dalam kes ini, kejiranan hanya boleh diwujudkan jika jawapan B memenuhi satu set kriteria. Kriteria pertama ialah kekerapan menghantar mesej Hello dan selang menunggu untuk respons kepada mesej Dead Interval ini mestilah sama untuk kedua-dua penghala. Biasanya Selang Mati adalah sama dengan beberapa nilai pemasa Hello. Oleh itu, jika Pemasa Hello penghala A ialah 10 s, dan penghala B menghantar mesej selepas 30 s, manakala Selang Mati ialah 20 s, kedekatan tidak akan berlaku.
Kriteria kedua ialah kedua-dua penghala mesti menggunakan jenis pengesahan yang sama. Sehubungan itu, kata laluan pengesahan juga mesti sepadan.
Kriteria ketiga ialah padanan pengecam zon ID Arial, yang keempat ialah padanan panjang awalan rangkaian. Jika Penghala A melaporkan awalan /24, maka Penghala B juga mesti mempunyai awalan rangkaian /24. Dalam video seterusnya kita akan melihat ini dengan lebih terperinci, buat masa ini saya akan ambil perhatian bahawa ini bukan topeng subnet, di sini penghala menggunakan topeng Wildcard terbalik. Dan sudah tentu, bendera kawasan Stub juga mesti sepadan jika penghala berada dalam zon ini.
Selepas menyemak kriteria ini, jika ia sepadan, penghala B menghantar paket Hellonya ke penghala A. Berbeza dengan mesej A, Router B melaporkan bahawa ia melihat Router A dan memperkenalkan dirinya.
Sebagai tindak balas kepada mesej ini, penghala A sekali lagi menghantar Hello kepada penghala B, di mana ia mengesahkan bahawa ia juga melihat penghala B, saluran komunikasi di antara mereka terdiri daripada peranti 1.1.1.1 dan 2.2.2.2, dan ia sendiri adalah peranti 1.1.1.1 . Ini adalah peringkat yang sangat penting untuk mewujudkan kejiranan. Dalam kes ini, sambungan 2 hala dua hala digunakan, tetapi apa yang berlaku jika kita mempunyai suis dengan rangkaian teragih 4 penghala? Dalam persekitaran "berkongsi" sedemikian, salah satu penghala harus memainkan peranan sebagai DR penghala yang ditetapkan, dan yang kedua harus memainkan peranan sebagai penghala yang ditetapkan Sandaran, BDR
Setiap peranti ini akan membentuk sambungan Penuh, atau keadaan keterkaitan lengkap, kemudian kita akan melihat apakah ini, bagaimanapun, sambungan jenis ini akan diwujudkan hanya dengan DR dan BDR; dua penghala yang lebih rendah D dan B akan masih berkomunikasi antara satu sama lain menggunakan skema sambungan dua hala "point-to-point".
Iaitu, dengan DR dan BDR, semua penghala mewujudkan hubungan kejiranan penuh, dan antara satu sama lain - sambungan titik ke titik. Ini sangat penting kerana semasa sambungan dua hala antara peranti bersebelahan, semua parameter paket Hello mesti sepadan. Dalam kes kami, semuanya sepadan, jadi peranti membentuk kejiranan tanpa sebarang masalah.
Sebaik sahaja komunikasi dua hala diwujudkan, penghala A menghantar penghala B paket Perihalan Pangkalan Data, atau "keterangan pangkalan data", dan masuk ke keadaan ExStart - permulaan pertukaran, atau menunggu untuk dimuatkan. Deskriptor Pangkalan Data ialah maklumat yang serupa dengan jadual kandungan buku - ia adalah penyenaraian semua yang ada dalam pangkalan data penghalaan. Sebagai tindak balas, Penghala B menghantar penerangan pangkalan datanya ke Penghala A dan memasuki keadaan komunikasi saluran Exchange. Jika dalam keadaan Exchange, penghala mengesan bahawa beberapa maklumat tiada dalam pangkalan datanya, ia akan masuk ke dalam keadaan memuatkan LOADING dan mula bertukar-tukar mesej LSR, LSU dan LSA dengan jirannya.
Jadi, penghala A akan menghantar LSR kepada jirannya, yang akan bertindak balas dengan paket LSU, yang mana penghala A akan bertindak balas kepada penghala B dengan mesej LSA. Pertukaran ini akan berlaku seberapa banyak kali peranti ingin bertukar-tukar mesej LSA. Keadaan LOADING bermakna kemas kini penuh pangkalan data LSA belum lagi berlaku. Setelah semua data dimuat turun, kedua-dua peranti akan memasuki keadaan bersebelahan PENUH.
Ambil perhatian bahawa dengan sambungan dua hala, peranti hanya berada dalam keadaan bersebelahan dan keadaan bersebelahan penuh hanya boleh dilakukan antara penghala, DR dan BDR. Ini bermakna setiap penghala memberitahu DR tentang perubahan dalam rangkaian dan semua penghala belajar tentang perubahan ini daripada DR
Pemilihan DR dan BDR adalah isu penting. Mari kita lihat bagaimana DR dipilih dalam persekitaran umum. Mari kita anggap bahawa skim kami mempunyai tiga penghala dan suis. Peranti OSPF mula-mula membandingkan keutamaan dalam mesej Hello, kemudian bandingkan ID Penghala.
Peranti dengan keutamaan tertinggi menjadi DR Jika keutamaan dua peranti bertepatan, maka peranti dengan ID Penghala tertinggi dipilih daripada kedua-duanya dan menjadi DR
Peranti dengan keutamaan kedua tertinggi atau ID Penghala kedua tertinggi menjadi BDR penghala khusus sandaran. Jika DR gagal, ia akan segera digantikan oleh BDR. Ia akan mula memainkan peranan DR, dan sistem akan memilih yang lain BDR
Saya harap anda telah mengetahui pilihan DR dan BDR, jika tidak, saya akan kembali kepada isu ini dalam salah satu video berikut dan menerangkan proses ini.
Setakat ini kami telah melihat apa itu Hello, Deskriptor Pangkalan Data dan mesej LSR, LSU dan LSA. Sebelum beralih ke topik seterusnya, mari kita bercakap sedikit tentang kos OSPF.
Di Cisco, kos laluan dikira menggunakan formula nisbah lebar jalur Rujukan, yang ditetapkan kepada 100 Mbit/s secara lalai, kepada kos saluran. Contohnya, apabila menyambungkan peranti melalui port bersiri, kelajuannya ialah 1.544 Mbps dan kosnya ialah 64. Apabila menggunakan sambungan Ethernet dengan kelajuan 10 Mbps, kosnya ialah 10, dan kos sambungan FastEthernet dengan kelajuan 100 Mbps akan menjadi 1.
Apabila menggunakan Gigabit Ethernet kami mempunyai kelajuan 1000 Mbps, tetapi dalam kes ini kelajuan sentiasa diandaikan sebagai 1. Jadi, jika anda mempunyai Gigabit Ethernet pada rangkaian anda, anda mesti menukar nilai lalai Ruj. BW sebanyak 1000. Dalam kes ini, kosnya ialah 1, dan keseluruhan jadual akan dikira semula dengan nilai kos meningkat sebanyak 10 kali ganda. Sebaik sahaja kami telah membentuk adjacency dan membina LSDB, kami meneruskan untuk membina jadual routing.
Selepas menerima LSDB, setiap penghala secara bebas mula menjana senarai laluan menggunakan algoritma SPF. Dalam skema kami, penghala A akan membuat jadual sedemikian untuk dirinya sendiri. Sebagai contoh, ia mengira kos laluan A-R1 dan menentukannya menjadi 10. Untuk menjadikan rajah lebih mudah difahami, andaikan penghala A menentukan laluan optimum ke penghala B. Kos pautan A-R1 ialah 10 , pautan A-R2 ialah 100, dan kos laluan A-R3 adalah sama dengan 11, iaitu jumlah laluan A-R1(10) dan R1-R3(1).
Jika penghala A ingin pergi ke penghala R4, ia boleh melakukan ini sama ada di sepanjang laluan A-R1-R4 atau di sepanjang laluan A-R2-R4, dan dalam kedua-dua kes kos laluan adalah sama: 10+100 =100+10=110. Laluan A-R6 akan berharga 100+1= 101, yang sudah lebih baik. Seterusnya, kami mempertimbangkan laluan ke penghala R5 di sepanjang laluan A-R1-R3-R5, kosnya ialah 10+1+100 = 111.
Laluan ke penghala R7 boleh diletakkan di sepanjang dua laluan: A-R1-R4-R7 atau A-R2-R6-R7. Kos yang pertama ialah 210, yang kedua - 201, bermakna anda harus memilih 201. Jadi, untuk mencapai penghala B, penghala A boleh menggunakan 4 laluan.
Kos laluan A-R1-R3-R5-B ialah 121. Kos laluan A-R1-R4-R7-B ialah 220. Kos laluan A-R2-R4-R7-B ialah 210 dan A-R2- R6-R7- B mempunyai kos 211. Berdasarkan ini, penghala A akan memilih laluan dengan kos terendah, bersamaan dengan 121, dan meletakkannya dalam jadual penghalaan. Ini adalah gambar rajah yang sangat ringkas tentang cara algoritma SPF berfungsi. Sebenarnya, jadual mengandungi bukan sahaja sebutan penghala yang melaluinya laluan optimum berjalan, tetapi juga penunjukan pelabuhan yang menghubungkannya dan semua maklumat lain yang diperlukan.
Mari lihat topik lain yang berkenaan dengan zon penghalaan. Biasanya, apabila menyediakan peranti OSPF syarikat, semuanya terletak dalam satu zon biasa.
Apakah yang berlaku jika peranti yang disambungkan ke penghala R3 tiba-tiba gagal? Penghala R3 akan mula menghantar mesej kepada penghala R5 dan R1 dengan serta-merta bahawa saluran dengan peranti ini tidak lagi berfungsi dan semua penghala akan mula bertukar-tukar kemas kini tentang acara ini.
Jika anda mempunyai 100 penghala, mereka semua akan mengemas kini maklumat keadaan pautan kerana mereka berada dalam zon biasa yang sama. Perkara yang sama akan berlaku jika salah satu penghala jiran gagal - semua peranti dalam zon akan bertukar-tukar kemas kini LSA. Selepas pertukaran mesej sedemikian, topologi rangkaian itu sendiri akan berubah. Sebaik sahaja ini berlaku, SPF akan mengira semula jadual penghalaan mengikut keadaan yang diubah. Ini adalah proses yang sangat besar, dan jika anda mempunyai seribu peranti dalam satu zon, anda perlu mengawal saiz memori penghala supaya ia mencukupi untuk menyimpan semua LSA dan pangkalan data keadaan pautan LSDB yang besar. Sebaik sahaja perubahan berlaku di beberapa bahagian zon, algoritma SPF segera mengira semula laluan. Secara lalai, LSA dikemas kini setiap 30 minit. Proses ini tidak berlaku pada semua peranti secara serentak, tetapi dalam apa jua keadaan, kemas kini dilakukan oleh setiap penghala setiap 30 minit. Lebih banyak peranti rangkaian. Lebih banyak memori dan masa yang diperlukan untuk mengemas kini LSDB.
Masalah ini boleh diselesaikan dengan membahagikan satu zon biasa kepada beberapa zon berasingan, iaitu menggunakan multizoning. Untuk melakukan ini, anda mesti mempunyai pelan atau gambar rajah keseluruhan rangkaian yang anda uruskan. KAWASAN 0 ialah kawasan Utama anda. Ini adalah tempat di mana sambungan ke rangkaian luaran dibuat, sebagai contoh, akses ke Internet. Apabila mencipta zon baharu, anda mesti mengikut peraturan: setiap zon mesti mempunyai satu ABR, Penghala Sempadan Kawasan. Penghala tepi mempunyai satu antara muka dalam satu zon dan antara muka kedua dalam zon lain. Sebagai contoh, penghala R5 mempunyai antara muka dalam zon 1 dan zon 0. Seperti yang saya katakan, setiap zon mesti disambungkan ke zon sifar, iaitu, mempunyai penghala tepi, salah satu antara mukanya disambungkan ke AREA 0.
Mari kita anggap bahawa sambungan R6-R7 telah gagal. Dalam kes ini, kemas kini LSA akan disebarkan hanya melalui KAWASAN 1 dan akan menjejaskan zon ini sahaja. Peranti di zon 2 dan zon 0 tidak akan mengetahuinya. Edge router R5 meringkaskan maklumat tentang perkara yang berlaku dalam zonnya dan menghantar maklumat ringkasan tentang keadaan rangkaian ke zon utama AREA 0. Peranti dalam satu zon tidak perlu mengetahui semua perubahan LSA dalam zon lain kerana penghala ABR akan memajukan maklumat laluan ringkasan dari satu zon ke zon lain.
Jika anda tidak begitu jelas tentang konsep zon, anda boleh mengetahui lebih lanjut dalam pelajaran seterusnya apabila kita mula mengkonfigurasi penghalaan OSPF dan melihat beberapa contoh.
Terima kasih kerana tinggal bersama kami. Adakah anda suka artikel kami? Ingin melihat kandungan yang lebih menarik? Sokong kami dengan membuat pesanan atau mengesyorkan kepada rakan, Diskaun 30% untuk pengguna Habr pada analog unik pelayan peringkat permulaan, yang kami cipta untuk anda: (tersedia dengan RAID1 dan RAID10, sehingga 24 teras dan sehingga 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya disini di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - daripada $99! Baca tentang
Sumber: www.habr.com