НОУ ІНТУІТ, Лекція, Протокол маршрутизації OSPF

13.1. Загальні відомості про протокол OSPF

Open Shortest Path First (OSPF)єпротоколом стану каналуLink-state, який швидко реагує на зміни в мережі, розсилаючи модифікації при змінах мережної топології всім маршрутизаторам в межах деякої області мережі. OSPF призначений для роботи у великих гнучких складових мережах і може працювати з обладнанням різних фірм-виробників, тому отримав широке поширення.

Адміністративна відстань протоколу OSPF дорівнює 110 (див. таблицю 11.2). Протокол використовується всередині певної області, де маршрутизатори поділяють маршрутну інформацію між собою (рис. 13.2). Таких областей може бути кілька, серед яких нульова область (area 0) є головною чи єдиною. Далі розглядається випадок єдиної області area 0.

Для обміну інформацією між пристроями протокол OSPF використовує п'ять типів пакетів:

Пакет Hello.
Пакет опису бази даних DataBase Description – DBD.
Пакет запиту Link-State Request – LSR.
Пакет оновлень Link-State Update – LSU.
Пакет підтвердження Link-State Acknowledgment – LSAck.

Період часу обміну Hello-пакетами (Hello Interval).
Період часу (Dead Interval), після якого зв'язок вважається втраченою, якщо цей час було отримано жодного Hello-пакета.
Тип мережі (Network Type).

Розрізняють три типи мереж:

Широкомовні з множинним доступом (Broadcast multiaccess), наприклад Ethernet.
Мережі типу "крапка-точка" (Point-to-point).
Неширокомовні з множинним доступом (NonBroadcastMulti-Access - NBMA), наприклад, мережі Frame Relay, ATM.

Пакет DBD містить скорочений список баз даних передавального маршрутизатора; приймаючий маршрутизатор застосовує цей пакет для перевірки своєї бази даних. Приймаючий маршрутизатор може запросити повну інформацію про входи бази даних, використовуючи пакет запиту Link-State Request – LSR.

Для підтвердження прийнятого пакета оновлень LSU використовуєтьсяпакет підтвердження(Link-State Acknowledgment – LSAck).

топологічну базу даних (link-state database);
базу даних суміжних пристроїв (adjacency database);
таблицю маршрутизації.

Пакет OSPF розміщується всередині IP-пакета відразу за заголовком. Основною інформацією пакету OSPF є:

тип пакета;
ідентифікатор маршрутизатора (Router ID);
номер області (area 0);
маска мережі чи підмережі;
інтервали часу (Hello Interval, Dead Interval);
ідентифікаториголовного визначального маршрутизатора (Designated Router – DR) тазапасного (Backup Designated Router – BDR)визначального маршрутизатора даної області;
Список сусідніх пристроїв.

Вибір головного визначального маршрутизатора області мережі (DR) та запасного визначального маршрутизатора мережі (BDR) здійснюється в мережах з множинним доступом. У мережах "точка-точка" цей механізм не використовується. У сегменті мережі з множинним доступом кілька маршрутизаторів пов'язані між собою. Кожен маршрутизатор повинен встановити повне відношення суміжності з усіма сусідніми маршрутизаторами та обмінятися інформацією про стан зв'язку (з'єднань), тому, наприклад, при 5 маршрутизаторах необхідний обмін 10 станами зв'язку. УУ випадку n маршрутизаторів має бути n (n-1)/2 обмінів, потім мають бути виділені додаткові ресурси, передусім смуга пропускання .

Існує три механізми вибору маршрутизаторівDRтаBDR.

Після вибору DR та BDR зберігають свої ролі, навіть якщо до мережі додаються маршрутизатори з більш високим пріоритетом, доки маршрутизатори не будуть переконфігуровані.

Створення інтерфейсу loopback здійснюється за командою interface loopback, наприклад:

Інтерфейс loopback повинен формуватися з маскою підмережі на 32 біти -255.255.255.255. Така маска називається маскою вузла, оскільки маска підмережі визначає мережу одного вузла.

Зміна пріоритету OSPF може здійснюватися адміністратором за командою ip ospf priority в режимі конфігурування інтерфейсу:

Значення пріоритету (№) інтерфейсу може змінюватися в межах від 0 до 255. Пріоритет можна переглянути за командою show ip ospf interface :

Крім того, ідентифікатор маршрутизатора може бути заданий адміністратором за командою

Метрика протоколу OSPF

Протокол маршрутизації OSPF використовує метрикуcost. Метрика протоколу OSPF базується на смузі пропускання bandwidth. Алгоритм протоколу розраховує сумарне значення метрики всіх з'єднань через мережу. Найменше число вказує найкращий маршрут. Для обчислення метрики OSPF застосовується така формула:

Поєднання FastEthernet має вартість 1 одиниця, Ethernet – 10 одиниць, канал ОЦК зі швидкістю 64 Кбіт/с – 1562,5 1562, канал зі швидкістю 128 Кбіт/с – 781, канал Т1 – 64, канал Е1 – 48 одиниць. Якщо маршрут складається з кількох з'єднань, значення метрик складаються. Наприклад, для мережі (рис. 13.2) метрика маршруту з локальної Мережі 1 до локальноїМережа 2 складатиметься з метрики вихідної Мережі 1 – Fast Ethernet (1), метрики з'єднання маршрутизаторів А та В (48), метрики з'єднання маршрутизаторів В та С (1562) та метрики мережі призначення Ethernet (10).

Сумарне значення метрики дорівнюватиме М = 1+48+1562+10 = 1621.

Значення смуги пропускання можна змінити за командою bandwidth , наприклад:

Зміна смуги пропускання має відповідати реальним лініям зв'язку. Причому ширина смуги пропускання повинна бути задана однаковою по обидва боки з'єднання "точка-точка". Операційна система Cisco IOS дозволяє задавати не тільки ширину смугиbandwidth, але й безпосередньо значенняcostза командою

Застосування з'єднань Gigabit Ethernet та 10Gigabit Ethernet призводить до необхідності зміни значень метрики.