Idag börjar vi studera routing med OSPF-protokollet. Detta Àmne, liksom behandling av EIGRP-protokollet, Àr det viktigaste i hela CCNA-kursen. Som ni ser heter avsnitt 2.4 "Konfiguration, verifiering och felsökning av enstaka zon och flera zoner för OSPFv2 för IPv4 (exklusive autentisering, filtrering, manuell ruttaggregatering, omfördelning, stubomrÄde, virtuellt nÀtverk och LSA)".
Ămnet OSPF Ă€r ganska omfattande, sĂ„ det kommer att ta 2, kanske 3 videolektioner. Dagens lektion kommer att handla om den teoretiska delen, jag kommer att berĂ€tta för er vad detta protokoll handlar om och hur det fungerar. I nĂ€sta video gĂ„r vi över till OSPF-konfiguration med Packet Tracer.
SÄ idag kommer vi att titta pÄ tre saker: vad OSPF Àr, hur det fungerar och vad OSPF-zoner Àr. I den föregÄende lektionen sa vi att OSPF Àr ett protokoll för lÀnkstatusrouting som utforskar kommunikationskanaler mellan routrar och fattar beslut baserat pÄ hastigheten hos dessa kanaler. En lÄng kanal med högre hastighet, det vill sÀga med högre bandbredd, kommer att prioriteras över en kort kanal med lÀgre bandbredd.
RIP-protokollet, som Àr av distansvektor-typ, kommer att vÀlja en vÀg med ett hopp, Àven om denna kanal har lÄg hastighet, medan OSPF-protokollet vÀljer en lÀngre rutt med flera hopp om den totala hastigheten pÄ den rutten Àr högre Àn hastigheten pÄ trafiken pÄ den korta rutten.
Senare kommer vi att titta pÄ beslutsalgoritmen, men för nu ska ni komma ihÄg att OSPF Àr ett protokoll för lÀnkstatus. Denna öppna standard skapades 1988, sÄ att alla tillverkare av nÀtverksutrustning och alla nÀtverksleverantörer kunde dra nytta av den. DÀrför Àr OSPF mycket mer populÀr Àn EIGRP.
OSPF version 2 stöder endast IPv4-protokollet, och ett Är senare, 1989, tillkÀnnagav utvecklarna lanseringen av version 3 som stöder IPv6. FullstÀndigt fungerande version 3 av OSPF för IPv6 kom dock först 2008. Varför valde man just OSPF? I den senaste lektionen fick vi veta att detta interna gatewayprotokoll konvergerar rutter mycket snabbare Àn RIP. Det Àr ett klasslöst protokoll.
Om du minns, sÄ Àr RIP ett klassbaserat protokoll, vilket innebÀr att det inte skickar information om subnetmasken, och om det stöter pÄ en IP-adress av klass A/24, accepterar det den inte. Till exempel, om du presenterar en IP-adress i formatet 10.1.1.0/24, sÄ uppfattar det den som nÀtverket 10.0.0.0, eftersom det inte förstÄr hur nÀtverket delas upp i subnet med hjÀlp av mer Àn en subnetmask.
OSPF Àr ett sÀkert protokoll. Om tvÄ routrar utbyter OSPF-information, kan du konfigurera autentisering pÄ ett sÀtt sÄ att information kan delas med en angrÀnsande router först efter att ett lösenord har angetts. Som vi redan nÀmnt Àr detta en öppen standard, sÄ mÄnga tillverkare av nÀtverksutrustning anvÀnder OSPF.
I ett globalt perspektiv representerar OSPF en mekanism för att utbyta meddelanden om lÀnkstatus, Link State Advertisements, eller LSA. LSA-meddelanden genereras av routern och innehÄller mycket information: en unik identifierare för routern, router-id, data om de nÀtverk som routern kÀnner till, information om deras kostnad och sÄ vidare. All denna information behövs av routern för att fatta routingbeslut.
Router R3 skickar sin LSA-information till router R5, och router R5 delar sin LSA-information med R3. Dessa LSA utgör en databasstruktur som formar Link State Data Base, eller LSDB. Routern samlar alla mottagna LSA och placerar dem i sin LSDB. Efter att bÄda routrarna har skapat sina databaser, utbyter de Hello-meddelanden, vilket anvÀnds för att upptÀcka grannar, och pÄbörjar proceduren för att jÀmföra sina LSDB.
Router R3 skickar ett DBD-meddelande, eller "databasbeskrivning", till router R5, och R5 skickar sitt DBD till router R3. Dessa meddelanden innehÄller index för LSA som finns i varje routers databaser. Efter att ha mottagit DBD skickar router R3 en förfrÄgan om nÀtverksstatus, LSR, till router R5, dÀr det stÄr: "jag har redan meddelandena 3, 4 och 9, sÄ skicka mig bara 5 och 7."
PÄ samma sÀtt informerar R5 den tredje routern: "Jag har information 3, 4 och 9, sÄ skicka mig 1 och 2." Efter att ha mottagit LSR-begÀran skickar routrarna tillbaka nÀtverksstatuspaket LSU, det vill sÀga som svar pÄ sin LSR fÄr den tredje routern LSU frÄn routern R5. NÀr routrarna har uppdaterat sina databaser kommer alla, Àven om du har 100 routrar, att ha samma LSDB-databaser. SÄ snart routrarna har skapat LSDB-databaser kommer varje router att kÀnna till hela nÀtverket som helhet. OSPF-protokollet anvÀnder algoritmen för den kortaste vÀgen för att skapa routingtabellen, sÄ den viktigaste förutsÀttningen för dess korrekta funktion Àr synkroniseringen av LSDB pÄ alla enheter i nÀtverket.
I den angivna schemat finns 9 routrar, som vart och ett utbyter LSR, LSU-meddelanden och sÄ vidare med sina grannar. Alla Àr kopplade till varandra via p2p-typ eller "punkt till punkt"-grÀnssnitt som stöder OSPF-protokollet, och interagerar med varandra för att skapa identiska LSDB.
SÄ snart databaserna har synkroniserats, kommer varje router, genom att anvÀnda algoritmen för den kortaste vÀgen, att skapa sin egen routingtabell. Dessa tabeller kommer att vara olika för olika routrar. Det vill sÀga att alla routrar anvÀnder samma LSDB, men skapar routingtabeller baserade pÄ sina egna övervÀganden om kortaste vÀgar. För att anvÀnda denna algoritm behöver OSPF regelbundna uppdateringar av LSDB.
SÄ för att OSPF ska fungera korrekt mÄste det först uppfylla 3 villkor: hitta grannar, skapa och uppdatera LSDB och skapa en routingtabell. För att uppfylla det första villkoret kan nÀtverksadministratören behöva konfigurera router-id, timing eller wildcard-mask manuellt. I den följande videon kommer vi att titta pÄ hur man konfigurerar en enhet för att arbeta med OSPF, men för tillfÀllet bör du veta att detta protokoll anvÀnder en omvÀnd mask, och om den inte stÀmmer, om dina subnÀt inte matchar, eller autentiseringen inte stÀmmer, kommer grannskapet mellan routrarna inte att kunna etableras. DÀrför, nÀr du felsöker OSPF, bör du ta reda pÄ varför detta grannskap inte etableras, det vill sÀga kontrollera matchningen av ovanstÄende parametrar.
Som nÀtverksadministratör deltar du inte i processen för att skapa LSDB. Databaserna uppdateras automatiskt efter att grannrelationer mellan routrar har skapats, likasÄ byggs routingtavlorna. Allt detta utförs av enheten som Àr konfigurerad för att arbeta med OSPF-protokollet.
LÄt oss ta ett exempel. Vi har tvÄ routrar som jag för enkelhetens skull har tilldelat ID:n RID 1.1.1.1 och 2.2.2.2. SÄ snart vi kopplar ihop dem, kommer lÀnken omedelbart att gÄ till status up, eftersom jag först har konfigurerat dessa routrar för att arbeta med OSPF. NÀr kommunikationskanalen har bildats, kommer router A omedelbart att skicka ett Hello-paket till den andra. Detta paket kommer att innehÄlla information om att denna router Ànnu inte har 'sett' nÄgon pÄ denna kanal, eftersom den skickar Hello första gÄngen, samt dess eget ID, information om det anslutna nÀtverket och annan information som den kan dela med sin granne.
NÀr router B tar emot detta paket sÀger den: "Jag ser att det finns en potentiell granne för OSPF-protokollet pÄ denna kommunikationskanal" och gÄr in i initialiseringstillstÄndet Init state. Hello-paketet Àr inte ett unicast- eller broadcast-meddelande, det Àr ett multicastpaket som skickas till multicast OSPF IP-adressen 224.0.0.5. Vissa mÀnniskor frÄgar vad nÀtmasken för multicast Àr. Faktum Àr att multicast inte har nÄgon nÀtmask, det sprids som en radiosignal som hörs av alla enheter som Àr instÀllda pÄ dess frekvens. Om du till exempel vill höra FM-radio som sÀnder pÄ frekvensen 91,0, stÀller du in din radio pÄ denna frekvens.
PÄ samma sÀtt Àr router B instÀlld pÄ att ta emot meddelanden för multicastadressen 224.0.0.5. Genom att lyssna pÄ denna kanal tar den emot Hello-paketet som skickades av router A och svarar med sitt eget meddelande.
Grannrelationen kan endast etableras om svaret frÄn B uppfyller ett antal kriterier. Det första kriteriet Àr att frekvensen för att skicka Hello-meddelanden och tiden för att vÀnta pÄ svar pÄ detta meddelande, Dead Interval, mÄste matcha mellan de bÄda routrarna. Vanligtvis Àr Dead Interval flera vÀrden av Hello-timern. Om Hello-timern för router A Àr 10 s, och router B skickar ett meddelande till den efter 30 s nÀr Dead Interval Àr 20 s, kommer grannrelationen inte att etableras.
Det andra kriteriet Àr att bÄda routrarna mÄste anvÀnda samma typ av autentisering. DÀrför mÄste ocksÄ autentiseringslösenorden överensstÀmma.
Det tredje kriteriet Ă€r att zonidentifierarna Arial ID ska matcha, det fjĂ€rde â att prefixlĂ€ngden för nĂ€tverket Ă€r densamma. Om router A rapporterar prefixet /24, sĂ„ mĂ„ste router B ocksĂ„ ha nĂ€tverksprefixet /24. I nĂ€sta video kommer vi att gĂ„ in pĂ„ detta mer detaljerat, men jag vill pĂ„peka att detta inte Ă€r en subnĂ€tmask, hĂ€r anvĂ€nder routrarna en omvĂ€nd wildcard-mask. Och naturligtvis mĂ„ste flaggorna för stub omrĂ„de ocksĂ„ stĂ€mma överens, om routrarna befinner sig i detta omrĂ„de.
Efter att ha verifierat dessa kriterier, om de stÀmmer överens, skickar router B sin Hello-paket till router A. Till skillnad frÄn meddelandet frÄn A, meddelar router B att den har sett router A, och presenterar sig sjÀlv.
I svar pÄ detta meddelande skickar router A Äterigen en Hello till router B, dÀr den bekrÀftar att den ocksÄ har sett router B, kommunikationen mellan dem sker genom enheter 1.1.1.1 och 2.2.2.2, och den sjÀlvt Àr enheten 1.1.1.1. Detta Àr en mycket viktig fas i etableringen av grannskap. I detta fall anvÀnds en tvÄvÀgskoppling, men vad hÀnder om vi har en switch med ett distribuerat nÀtverk av 4 routrar? I en sÄdan 'delad' miljö mÄste en av routrarna spela rollen som den utsedda routern (Designated router, D.R), medan den andra Àr reservden utsedda routern (Backup designated router, B.D.R).
Varje enhet kommer att skapa en Full connection, eller tillstÄnd av full nÀrhet, senare kommer vi att titta nÀrmare pÄ vad detta innebÀr, men denna typ av anslutning kommer endast att upprÀttas med D.R. och B.D.R, medan de tvÄ lÀgre routrarna D och B ÀndÄ kommer att kommunicera enligt en tvÄvÀgskoppling 'point-to-point'.
Det innebÀr att med D.R. och B.D.R upprÀttar alla routrar ett förhÄllande av full nÀrhet, medan kommunikation mellan varandra Àr av typ 'point-to-point'. Detta Àr mycket viktigt, eftersom alla parametrar i Hello-paketet mÄste stÀmma överens vid en tvÄvÀgskoppling av grannskapade enheter. I vÄrt fall stÀmmer allt, sÄ enheterna kan utan problem bilda grannskap.
SĂ„ snart den tvĂ„vĂ€gskommunikationen etableras, skickar router A ett databaspaket, eller "databasinformation", till router B och gĂ„r in i tillstĂ„ndet ExStart â vilket innebĂ€r att utbytet börjar, eller att den vĂ€ntar pĂ„ att ladda. Databasbeskrivaren bestĂ„r av information som liknar innehĂ„llet i en bok â det listar allt som finns i routingdatabasen. I respons skickar router B sin databasbeskrivning till router A och gĂ„r in i tillstĂ„ndet för utbyte av kanalinformation Exchange. Om router B i Exchange-tillstĂ„ndet upptĂ€cker att viss information saknas i dess databas gĂ„r det in i tillstĂ„ndet för laddning LOADING och börjar utbyta med grannen med meddelandena LSR, LSU och LSA.
Router A kommer att skicka en LSR till grannen, som svarar med ett LSU-paket, och router A svarar router B med ett LSA-meddelande. Detta utbyte kommer att ske lika mÄnga gÄnger som enheterna önskar utbyta LSA-meddelanden. LOADING-tillstÄndet innebÀr att en fullstÀndig uppdatering av LSA-databasen Ànnu inte har skett. Efter att alla data har laddats kommer bÄda enheterna att gÄ in i tillstÄndet för full grannskap FULL.
Jag vill pÄpeka att vid en tvÄvÀgskontakt Àr enheterna helt enkelt i ett grannskapslÀge, medan tillstÄndet för fullstÀndigt grannskap endast Àr möjligt mellan routrar, D.R. och B.D.R. Detta innebÀr att varje router informerar D.R. om förÀndringar i nÀtverket, och alla routrar fÄr information om dessa förÀndringar frÄn D.R.
Valet av D.R. och B.D.R. Àr en viktig frÄga. LÄt oss övervÀga hur valet av D.R. sker i en allmÀn miljö. Anta att det finns tre routrar och en switch i vÄrt schema. Först jÀmför OSPF-enheterna prioritet i Hello-meddelandena, och dÀrefter jÀmför de Router ID.
Enheten med högst prioritet blir D.R. Om tvÄ enheter har samma prioritet, vÀljs den med högst Router ID som blir D.R.
Den reservdedikerade routern B.D.R. blir enheten med nÀst högst prioritet eller nÀst högst Router ID. Om D.R. gÄr ner kommer B.D.R. omedelbart att ta dess plats. Den börjar agera som D.R., och systemet kommer att vÀlja en annan B.D.R.
Jag hoppas att du har förstÄtt valet av D.R. och B.D.R. Om du inte har det, kommer jag att Äterkomma till denna frÄga i en av de kommande videorna och förklara processen.
SÄ vi har sett pÄ vad Hello, databasbeskrivning Database Descriptor och meddelandena LSR, LSU och LSA innebÀr. Innan vi gÄr vidare till nÀsta Àmne, lÄt oss prata lite om kostnaden för OSPF.
I Cisco berÀknas kostnaden för en vÀg enligt formeln förhÄllandet mellan referensbandbredd Reference bandwidth, som standard Àr satt till 100 Mbit/s, till kostnaden för lÀnken. Till exempel, nÀr enheter ansluts via en seriell port, Àr hastigheten 1,544 Mbit/s och kostnaden blir 64. Vid anvÀndning av en Ethernet-anslutning med hastigheten 10 Mbit/s Àr kostnaden 10, och kostnaden för en FastEthernet-anslutning med hastigheten 100 Mbit/s blir 1.
Vid anvÀndning av Gigabit Ethernet har vi hastigheten 1000 Mbit/s, men i det hÀr fallet antas hastigheten alltid vara 1. SÄ om du har Gigabit Ethernet i ditt nÀtverk, mÄste du Àndra det standardvÀrdet för Ref. BW till 1000. I sÄ fall blir kostnaden 1, och hela tabellen kommer att omrÀknas med en ökning av kostnadsvÀrdena med 10 gÄnger. Efter att vi har bildat grannskapet och byggt databas LSDB, gÄr vi vidare till att bygga routingtabellen.
Efter att ha erhÄllit LSDB börjar varje router sjÀlvstÀndigt att skapa en lista över rutter med hjÀlp av SPF-algoritmen. I vÄr skiss kommer router A att skapa en sÄdan tabell för sig sjÀlv. Till exempel berÀknar den kostnaden för vÀgen A-R1 och faststÀller den till 10. För att förenkla förstÄelsen av skissen, lÄt oss anta att router A bestÀmmer den optimala vÀgen till router B. Kostnaden för förbindelsen A-R1 Àr 10, kostnaden för A-R2 Àr 100, och kostnaden för vÀgen A-R3 Àr 11, vilket Àr summan av vÀgen A-R1(10) och R1-R3(1).
Om router A vill nÄ router R4 kan den göra det antingen via vÀgen A-R1-R4 eller vÀgen A-R2-R4, dÀr kostnaden för bÄda vÀgarna Àr densamma: 10+100 =100+10=110. VÀgen A-R6 kostar 100+1= 101, vilket Àr bÀttre. NÀsta övervÀgs vÀgen till router R5 via vÀgen A-R1-R3-R5, vars kostnad blir 10+1+100 = 111.
VĂ€gen till router R7 kan göras via tvĂ„ vĂ€gar: A-R1-R4-R7 eller A-R2-R6-R7. Kostnaden för den första blir 210, den andra â 201, sĂ„ det Ă€r bĂ€ttre att vĂ€lja 201. SĂ„, för att nĂ„ router B kan router A anvĂ€nda 4 vĂ€gar.
Kostnaden för rutten A-R1-R3-R5-B kommer att vara 121. Rutten A-R1-R4-R7-B kommer att kosta 220. Rutten A-R2-R4-R7-B kostar 210, och A-R2-R6-R7-B har en kostnad av 211. Baserat pÄ detta kommer router A att vÀlja rutten med den lÀgsta kostnaden, vilket Àr 121, och lÀgga in just denna i rutningstabellen. Detta Àr en mycket förenklad översikt av hur SPF-algoritmen fungerar. I verkligheten lÀggs det inte bara in beteckningar för routrar genom vilka den optimala rutten gÄr, utan Àven beteckningar för de portar som binder dem samt all annan nödvÀndig information.
LÄt oss titta pÄ ett annat Àmne som rör rutningszoner. Vanligtvis, nÀr OSPF-enheter stÀlls in, befinner de sig alla i en gemensam zon.
Vad hÀnder om en enhet som Àr ansluten till router R3 plötsligt gÄr sönder? Router R3 kommer omedelbart att börja sÀnda ett meddelande till routrarna R5 och R1 om att kanalen med den hÀr enheten inte lÀngre fungerar, och alla routrar kommer att börja utbyta uppdateringar om denna hÀndelse.
Om du har 100 routrar kommer alla att uppdatera informationen om kanalernas tillstĂ„nd eftersom de befinner sig i en gemensam zon. Detsamma kommer att hĂ€nda om en av de nĂ€rstĂ„ende routrarna gĂ„r sönder â alla enheter i zonen kommer att utbyta LSA-uppdateringar. Efter att sĂ„dana meddelanden har utbytts kommer nĂ€tverkets topologi att förĂ€ndras. SĂ„ snart detta intrĂ€ffar kommer SPF att rĂ€kna om rutningstabellerna i enlighet med de förĂ€ndrade förhĂ„llandena. Detta Ă€r en mycket omfattande process, och om du har tusen enheter i en zona mĂ„ste du övervaka routrarnas minnesstorlek sĂ„ att den Ă€r tillrĂ€cklig för att lagra alla LSA och den stora LSDB-databasen för kanalernas tillstĂ„nd. SĂ„ snart det sker förĂ€ndringar i nĂ„gon del av zonen, berĂ€knar SPF genast rutterna pĂ„ nytt. Som standard uppdateras LSA var 30:e minut. Denna process sker inte samtidigt pĂ„ alla enheter, men i vilket fall som helst utförs uppdateringar av varje router med en frekvens av 30 minuter. Ju fler nĂ€tverksenheter, desto mer minne och tid krĂ€vs för att uppdatera LSDB.
Det hÀr problemet kan lösas genom att dela upp en gemensam zon i flera separata zoner, det vill sÀga att anvÀnda multizoning. För detta behöver du en plan eller karta över hela nÀtverket du hanterar. Nollzonen AREA 0 Àr din huvudzon (Main area). Det Àr hÀr anslutningen till det externa nÀtverket sker, till exempel internetuppkopplingen. NÀr du skapar nya zoner bör du följa regeln: varje zon mÄste ha en Area Border Router (ABR). En border router har ett grÀnssnitt i en zon och ett annat grÀnssnitt i en annan zon. Till exempel har routern R5 grÀnssnitt i zon 1 och zon 0. Som jag nÀmnde tidigare, varje zon mÄste vara ansluten till nollzonen, det vill sÀga ha en border router vars ett grÀnssnitt Àr anslutet till AREA 0.
Anta att anslutningen mellan R6 och R7 har gÄtt ner. I sÄ fall kommer uppdateringen av LSA endast att spridas inom zon AREA 1 och endast angÄ denna zon. Enheter i zon 2 och zon 0 kommer inte ens att veta om detta. Border routern R5 summerar informationen om vad som hÀnder i sin zon och skickar sammanfattande information om nÀtverksstatus till huvudzonen AREA 0. Enheter i en zon behöver inte veta om alla förÀndringar av LSA i andra zoner, eftersom ABR-routern kommer att vidarebefordra sammanfattande information om rutter frÄn en zon till en annan.
Om du inte riktigt har förstÄtt konceptet av zoner, kan du lÀra dig mer i de kommande lektionerna nÀr vi gÄr igenom instÀllningen av OSPF-routing och ser pÄ nÄgra exempel.
Tack för att ni stannar med oss. Gillar ni vÄra artiklar? Vill ni se mer intressant material? Stöd oss genom att göra en bestÀllning eller rekommendera oss till vÀnner, 30% rabatt för Habr-anvÀndare pÄ vÄrt unika alternativ till entry-level servrar, som vi har designat för er: (alternativ med RAID1 och RAID10 finns tillgÀngliga, upp till 24 kÀrnor och upp till 40GB DDR4).
Dell R730xd till halva priset? Bara hos oss i NederlĂ€nderna! Dell R420 â 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB â frĂ„n $99! LĂ€s om
KĂ€lla: habr.com
