Werken met Open Shortest Path First (OSPF) Routing Protocol - dummies

Omdat O pen Kortste pad eerst (O SPF) een open standaardprotocol is, veel mensen hebben bijgedragen aan het ontwerp en duizenden en duizenden mensen hebben het beoordeeld. In dit gedeelte worden enkele functionele componenten van dit interne gateway-protocol (IGP) en het gebruik ervan in uw netwerken benadrukt.

Omdat elke IGP zich iets anders gedraagt dan andere IGP's, moet u bekend zijn met een paar OSPF-termen die bij het protocol worden gebruikt voordat u in de configuratieopdrachten springt. In deze sectie wordt geprobeerd de belangrijkste termen en concepten waarmee u bekend moet zijn te verduidelijken.

OSPF als een link-state protocol

In link-state protocollen, is het link deel van het protocol de interface op de router, terwijl de staat is hoe het zich verhoudt tot zijn buren, waaronder adres- en netwerkinformatie. Raadpleeg de korte lijst met termen die in dit gedeelte worden gebruikt voordat u aan de slag gaat:

Link State (LSA): Een eenvoudige update van de verbindingsstatus van een router, zodat er een wordt verzonden wanneer een verbinding is gemaakt, de verbinding is verbroken, of anderszins gewijzigd
Topologische database: Een tabel in het geheugen van de router die linkinformatie bevat over alle bekende routers (zie hoofdstuk 6 van dit miniboek)
SPF-algoritme: Een wiskundige berekening die gebruikt het Dijkstra-algoritme (genoemd naar een Nederlandse wiskundige) om het kortste pad naar bestemmingen te bepalen en dat zwaar is toegepast op computernetwerken
SPF-structuur: Een lijst met alle routes naar elke bestemming met een volgorde van voorkeur

Elke router die is geconfigureerd voor een OSPF-gebied, verzendt een koppelingsstatus (LSA) regelmatig. Al deze linkstatusinformatie wordt opgeslagen in een topologische database, waarna een SPF-algoritme wordt toegepast op de gegevens in de database.

Dit proces genereert een SPF-structuur waarin alle routes naar elke bestemming worden vermeld met een voorkeursvolgorde. De voorkeursvolgorde wordt vervolgens opgeslagen in de routeringstabel, waardoor de router de beste routeringskeuzes krijgt voor die bestemmingen. Afbeelding 8-1 illustreert dit proces:

Routers in Exchange Link-State-gegevens starten het proces.
Elke router slaat de koppelingsstatusinformatie op in het geheugen met behulp van een structuur met de naam de topologie-tabel of topologie.
De router verwerkt alle gegevens in de topologietabel en maakt gebruik van het Dijkstra-algoritme om alle routes naar alle netwerken te bepalen, evenals de routes met de laagste kosten.
Al deze informatie wordt opgeslagen in de SFP-structuur en identificeert de voorkeurs- en secundaire routes.
De routeringsinformatie wordt doorgegeven aan de routeringstabel.

OSPF-pakkettypen

OSPF werkt met een paar verschillende soorten pakketten om informatie over te brengen naar omliggende routers.

Hello-pakket: ruilt informatie over buren met elkaar uit.
Database met databeschrijving: Verkiest een versie van de te gebruiken database.
Pakket met koppelingsverzoek: Verzoekt een specifieke LSA van een buur.
Updatepakket voor koppelingsstatus: verzendt een volledige LSA naar een buur die om een update heeft gevraagd.
Bevestigingspakket gekoppelde status: Bevestigt de ontvangst van een koppelingsstatusupdatepakket.

Het standaardinterval voor het verzenden van LSA-updates is 30 minuten, met een willekeurige afwijking van 4 minuten om te voorkomen dat alle routers tegelijkertijd worden verzonden. Dit interval betekent niet dat wanneer er een wijziging optreedt in een interface, het tot 30 minuten duurt om het replicatieproces te starten. Integendeel, wijzigingen in interfacestatus of -configuratie worden onmiddellijk verzonden. Het interval van 30 minuten wordt gebruikt om gegevens te vernieuwen die al bestaan op andere routers.

Omdat een router verwacht om de 30 minuten updates te ontvangen, vraagt u zich misschien af wat er gebeurt als een update niet op tijd wordt weergegeven. Als een update niet binnen vier intervallen (120 minuten) wordt ontvangen, wordt de router verouderd uit de topologiedatabase. Dit kan gebeuren als er iets onverwachts gebeurt met de router, zoals een stroomstoring of het loskoppelen van de voeding.

Alle routers die een gemeenschappelijke gebiedsidentificatie (of gebieds-ID) delen, ontvangen de LSA-gegevens, niet alleen routers op dezelfde gegevenskoppeling.

Kennismaken met gebieden en autonome systemen

Bij het ontwerpen van uw OSPF-netwerk zijn de twee belangrijkste factoren waarmee u werkt gebieden en hoe deze in een AS passen. Gebieden zijn functionele gebieden van uw netwerk, misschien een gebouw of de vloer van een gebouw, en autonome systemen zijn verzamelingen van gebieden, die doorgaans uw gehele netwerk zijn.

Het algemene OSPF-netwerk is verdeeld in groepen die gebieden worden genoemd, terwijl alle routers in een organisatie waarschijnlijk deel uitmaken van een enkele AS. Het -gebied wordt gedefinieerd als een logische indeling van het AS, onderverdeeld in aaneengesloten delen van het IP-netwerk.

Met andere woorden, u breekt het gebied langs groepen subnetten die kunnen worden gegroepeerd met één routingitem. In een typisch groot netwerk kan een gebied uit 30 tot 40 routers bestaan.

Het Hello-pakket

Het snellere, meer reguliere pakket van OSPF-beheerpakketten, is het multicast OSPF Hello-pakket, dat naar het adres 224 gaat. 0. 0. 5. Het Hello-pakket is het mechanisme dat de buurrelaties tussen routers creëert. Standaard gaan deze pakketten elke tien seconden uit op uitgezonden media, waardoor omliggende buren worden gewaarschuwd dat de router nog steeds actief is.

Het dode interval (de tijd dat een neighbor mogelijk niet beschikbaar is) voor Hello-informatie is vier keer het Hello-interval, dus als een router vier sets Hello-pakketten niet verzendt, wordt deze gemarkeerd als niet beschikbaar en zijn de routes verdachte.Het wordt later verwijderd wanneer vier update-intervallen zijn verstreken.

Wanneer OSPF Hello-pakketten worden verzonden, bevatten deze verschillende soorten informatie. Hier is een lijst met de belangrijkste items:

Router ID: Gevonden in de OSPF-header is de router-ID een 32-bits numerieke identificatie die standaard het hoogste IP-adres is van alle beschikbare interfaces. Door een loopback-interface te implementeren, kunt u enige controle uitoefenen over de router-ID. U kunt ook de configuratieparameter router-id gebruiken om de router-ID in te stellen op een gewenste waarde.
Buren: Aan het einde van het Hello-pakket staat een lijst met alle bekende burenrouters, waarmee elke buurman kennis kan nemen van alle andere buren.
Gebieds-ID: Buren moeten een gemeenschappelijk segment delen en hun interfaces moeten tot hetzelfde OSPF-gebied in dat segment behoren. Ze moeten ook hetzelfde subnet en hetzelfde masker delen.
Routerprioriteit: Een 8-bits nummer voor prioriteit, gebruikt om Designated Router (DR) en Backup Designated Router (BDR) te selecteren.
DR- en BDR IP-adressen: De adressen van zowel de DR als de BDR.
Verificatiewachtwoord: Het authenticatiewachtwoord. Verificatie uitvoeren is een optionele beveiligingsfunctie met het OSPF-protocol.
Stub gebiedsvlag: Vermindert updates door ze individueel te routeren met een standaardroute.

Basiskosten controleren

Nadat de router alle informatie heeft verzameld, worden de basiskosten voor elke route berekend. De kosten worden berekend met deze formule:

Kosten = referentiebandbreedte / interfacebandbreedte in bps

De referentiebandbreedte is gelijk aan Fast Ethernet, wat 100, 000, 000 is. Fast Ethernet-koppelingen kosten altijd 1. Als u de kosten van een Gigabit Ethernet-verbinding berekent, gebruikt u 100, 000, 000/1, 000, 000, 000, wat u 0 geeft.

De kosten van een Ethernet-verbinding link is 100, 000, 000/10, 000, 000, wat je 10 geeft; de kosten van een T1-koppeling zijn 100, 000, 000/1, 544, 000, wat u 64 kosten oplevert. Hoe langzamer de link, hoe hoger de kosten en des te lager de voorkeur. De link met de laagste kosten heeft altijd de voorkeur.