Transcript OSPF

OSPF
Click to Đồ
edit
Master title style
án tốt nghiệp
GIAO
OSPF
Click
to editTHỨC
Master subtitle
style
Giáo viên hướng dẫn : Ks. Nguyễn Đình Long
Ths. Dương Thị Thanh Tú
Sinh viên thực hiện : Phan Trùng Hưng
1
1
Nội dung đồ án
OSPF
• Giới thiệu về OSPF
• Một số thuật ngữ
• Một số khái niệm trong OSPF
• Tràn lụt (Flooding) trong OSPF
• Vùng (Area) trong OSPF
• Các loại Router trong OSPF
• Các loại LSA trong OSPF
• Ứng dụng của OSPF
2
Giới thiệu về OSPF
OSPF
•
•
•
OSPF (Open Shortest Path First) được phát triển bởi IETF.
OSPF là giao thức trạng thái liên kết sử dụng thuật toán
SPF (Shortest Path First) của Dijktra và là một giao thức
mở.
Ưu điểm chính của OSPF so với các giao thức vector
khoảng cách là khả năng đáp ứng nhanh theo sự thay đổi
của hệ thống mạng, hoạt động tốt trong các mạng cỡ lớn
và ít bị ảnh hưởng đối với các thông tin định tuyến tồi.
Một số đặc điểm khác của OSPF là:
• Thực hiện cập nhật khi có mạng có sự thay đổi.
• So dụng chi phí (cost) làm thông số định tuyến để chọn
đường đi trong mạng.
• Mọi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó
để chọn đường.
• Hỗ trợ CIDR (Classless Interdomain Routing) và VLSM
(Variable length subnetmask).
3
Một số thuật ngữ
OSPF
•
Router ID: Nhận dạng router trong một miền tự trị AS gồm 32 bit,
thường lấy giá trị địa chỉ IP có trọng số cao nhất để gán
•
Link State: trạng thái của các liên kết (up/down) và trọng số của
các liên kết (cost)
•
Cost : có giá trị từ 1-65.536 miêu tả chiều dài của một liên kết, nó
cho phép người quản trị mạng gán trực tiếp hay tính theo công
thức mặc định trong IOS
•
LSA: bản tin thông báo về trạng thái liên kết, được trao đổi giữa
các router trong một miền tự trị AS
•
Metric: trọng số của một tuyến từ một router đến mạng đích
4
Một số khái niệm trong OSPF
OSPF
• Giao thức Hello
• Neighbor và Adjacency
• Các loại mạng
• DR và BDR
5
Giao thức Hello
OSPF
Giao thức Hello thực hiện các chức năng sau:
• Dùng để khám phá các Neighbor
• Dùng để quảng cáo các tham số mà hai Router phải chấp
nhận trước khi chúng trở thành các Neighbor của nhau.
• Đảm bảo thông tin hai chiều giữa các Neighbor.
• Các gói Hello hoạt động như các Keepalive giữa các
Neighbor.
• Dùng để bầu cử DR và BDR trong mạng Broadcast và
Nonbroadcast Multiaccess (NBMA).
6
Neighbor và Adjacency
OSPF
Trước khi gửi các LSA, các Router OSPF phải khám phá các
Neighbor của nó và thiết lập Adjacency với chúng.
Router A
Router B
Neighbor
của B
Neighbor
của A
Hello ?
Hello ?
NO
NO
OK
Adjacency
7
Các loại mạng
•
Mạng điểm - điểm: là mạng nối hai Router với nhau.
•
Mạng quảng bá: là mạng có khả năng kết nối nhiều
hơn hai thiết bị và các thiết bị này đều có thể nhận các
gói gửi từ một thiết bị bất kì trong mạng.
•
Mạng NBMA: là mạng có khả năng kết nối nhiều hơn
hai Router nhưng không có khả năng Broadcast. Tức
một gói gửi bởi một Router trong mạng không được
nhận bởi tất cả các Router khác của mạng.
•
Mạng điểm – đa điểm: là trường hợp đặc biệt của
NBMA. Nó có thể coi là một tập hợp các kết nối điểm điểm.
•
Các liên kết ảo: là một cấu trúc đặc biệt được Router
hiểu như là các mạng điểm - điểm không đánh số.
OSPF
8
DR và BDR
•
•
OSPF
DR và BDR được bầu ra trong các mạng đa truy nhập
DR có các nhiệm vụ sau:
– Mô tả mạng đa truy nhập và các Router gắn vào mạng cho phần còn lại của
liên mạng.
– Quản lý quá trình tràn lụt trong mạng đa truy nhập.
– DR đại diện cho mạng đa truy nhập. Các Router khác chỉ thiết lập Adjacency
với DR.
BDR được bầu cử ra để dự phòng cho DR. Tất cả các Router thiết lập Adjacency
với cả DR và BDR. Nếu DR hỏng, BDR sẽ trở thành DR mới.
•
A
B
C
C
D
E
B
D
E
A (DR)
9
Tràn lụt (Flooding)
OSPF
•
•
Tràn lụt là quá trình các gói LSA được gửi qua mạng để đảm
bảo cơ sở dữ liệu của mỗi node được cập nhật và duy trì sự
đồng nhất với các node khác.
Quá trình tràn lụt sử dụng hai loại gói OSPF sau:
– Gói cập nhật trạng thái liên kết (loại 4).
– Gói xác nhận trạng thái liên kết (loại 5).
•
Mỗi gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết có thể mang
nhiều LSA. Các LSA được tràn lụt qua liên mạng, nhưng các
gói cập nhật và xác nhận chỉ được truyền giữa hai node.
Router A
Update
Router A
LSA 1
LSA 2
LSA 3
LSA 4
Các LSA được truyền qua Adjacency trong gói cập nhật
10
Vùng (Area)
OSPF
•
•
•
•
Area : là một nhóm logic các Router và các liên kết giúp phân chia
hiệu quả một miền OSPF thành các miền con
Lợi ích của việc sử dụng Area: OSPF sử dụng các Area để giảm kích
thước cơ sở dữ liệu của Router khi mạng phát triển
Area ID : Area được nhận dạng bởi 32 bit Area ID. Area ID có thể được
viết dưới dạng số thập phân hoặc số thập phân được ngăn cách bởi
các dấu chấm
Backbone: Area ID 0 được sử dụng cho mạng Backbone. Mạng
Backbone là mạng chịu trách nhiệm thông báo các thông tin về cấu
hình tổng quát của mỗi Area cho các Area khác.
11
Area có thể phân chia
OSPF
Area có thể phân chia: là Area trong đó một lỗi liên kết sẽ phân chia Area
thành hai phần tách biệt nhau. Nếu một Area bị phân chia, và tất cả các
Router ở hai bên phân chia vẫn có thể nhìn thấy ABR thì sẽ không có sự
phá vỡ nào xảy ra. Backbone sẽ xem các Area phân chia như là hai Area
tách biệt.
Area 3
Area 3
Area 0
Area 0
12
Liên kết ảo
OSPF
Liên kết ảo: là một liên kết nối tới Backbone thông qua một Area
khác (không phải là Backbone)
Virtual Link
Area 0
Area 1
Area 12
Liên kết ảo không gắn với một liên kết vật lí đặc biệt nào. Nó là
một đường hầm mà thông qua nó, các gói được định tuyến trên
đường đi ngắn nhất từ nguồn đến đích.
13
Các loại Router
OSPF
•
Router nội (Internal Router): là Router mà tất cả các giao
diện của nó thuộc về cùng một Area. Các Router này có cơ
sở dữ liệu trạng thái liên kết đơn.
•
Router biên giới Area (Area border Router-ABR): Kết nối
một hay nhiều Area tới Backbone và hoạt động như một
Gateway đối với lưu lượng liên Area. ABR luôn có ít nhất
một giao diện thuộc về mạng Backbone, và phải duy trì cơ
sở dữ liệu trạng thái liên kết tách biệt cho mỗi Area liên kết
với nó.
•
Router Backbone: là Router có ít nhất một giao diện gắn
vào mạng Backbone.
•
Router biên giới hệ thống độc lập (Autonomous System
Boundary Router-ASBR): hoạt động như là một Gateway
đối với lưu lượng ngoài.
14
Các loại Router
OSPF
BG
P
Backbone
Router
ASBR
Area 0
ABR
P
EIG
Area 1
Internal
Router
Area
10.5.53.16
15
Các loại LSA
OSPF
Loại mã
Loại LSA
1
Router LSA
2
Network LSA
3
Network Summary LSA
4
ASBR Summary LSA
5
AS External LSA
6
Group Membership LSA
7
NSSA External LSA
8
External Attribute LSA
9
Opaque LSA (link – local scope)
10
Opaque LSA (Area local scope)
11
Opaque LSA (As scope)
16
Các loại LSA
OSPF
Router LSA: được tạo ra bởi mọi Router. LSA này chứa danh sách tất
cả các liên kết của Router cùng với trạng thái và chi phí (cost) đầu ra
của mỗi liên kết. Các LSA này chỉ được tràn lụt trong Area tạo ra nó.
Type = 1
Router ID =
192.168.30.10
Number of links = 3
Type = 1
Router ID =
192.168.30.10
Number of links = 3
Link 1 Description
Link 1 Description
Link 2 Description
Link 2 Description
Link 3 Description
Link 3 Description
Link 1
Link 2
nk
Li
3
Type = 1
Router ID =
192.168.30.10
Number of links = 3
Link 1 Description
Link 2 Description
Link 3 Description
17
Các loại LSA
OSPF
•
Network LSA: được tạo ra bởi DR trong các mạng đa truy nhập.
Network LSA chứa danh sách tất cả các Router gắn với DR và cả DR.
Các LSA này được tràn lụt trong Area tạo ra nó.
Type = 2
192.168.17.18
Subnet Mask = 255.255.255.248
Attached Router = 192.168.30.20
Attached Router = 192.168.30.10
Attached Router = 192.168.30.30
DR
Router ID = 192.168.30.20
Type = 2
192.168.17.18/29
192.168.17.18
Subnet Mask = 255.255.255.248
Attached Router = 192.168.30.20
Attached Router = 192.168.30.10
Router ID = 192.168.30.10
Router ID = 192.168.30.30
18
Các loại LSA
OSPF
•
Network Summary LSA: Được tạo ra bởi các ABR. Chúng được gửi
vào Area để quảng cáo cho các đích bên ngoài Area đó. ABR cũng
quảng cáo các đích bên trong Area gắn với nó cho các Router bên
trong Backbone bằng các LSA này.
Type = 3
Type = 3
192.168.17.16
192.16.121.0
Mask = 255.255.255.240
Metric = 120
172.16.121.0/24
Mask = 255.255.255.0
Metric = 120
192.168.13.16/28
Area 0
Area 192.168.13.0
19
Các loại LSA
•
OSPF
ASBR Summary LSA: được tạo ra bởi ABR. Nó giống hệt
Network Summary LSA ngoại trừ việc nó dùng để quảng cáo
cho các đích đến là ASBR..
Type = 4
192.168.30.12
Mask = 0.0.0.0
Metric = 64
ASBR
Router ID = 192.168.30.12
Area 0
20
Các loại LSA
OSPF
•
AS External LSA (Autonomous System External LSA): Được tạo ra
bởi các ASBR. Các LSA này dùng để quảng cáo cho các đích bên
ngoài hệ thống độc lập OSPF hoặc các tuyến mặc định bên ngoài
vào hệ thống độc lập OSPF.
Type = 5
10.83.10.0/24
10.83.10.0
Mask = 255.255.255.0
Metric = 10
172.20.57.254
Forwarding Address
= 172.20.57.254
ASBR
Router ID = 192.168.30.60
OSPF Autonomous System
21
Các loại LSA
OSPF
•
LSA hội viên nhóm (Group Membership LSA): Sử dụng trong Multicast OSPF
(MOSPF). MOSPF định tuyến các gói từ một nguồn tới nhiều đích hay một
nhóm thành viên chia sẻ địa chỉ multicast lớp D.
•
NSSA External LSA: được tạo ra bởi các ASBR trong các not – so – stubby
Area (NSSAs). NSSA External LSA hầu như giống hệt với AS External LSA
ngoại trừ việc NSSA External LSA được tràn lụt chỉ trong NSSA tạo ra nó.
•
External attributes LSA (LSA thuộc tính ngoài): được đề xuất để chạy
internal BGP (iBGP) hợp lệ để truyền tải thông tin BGP qua miền OSPF. Tuy
nhiên, nó chưa được triển khai
•
Opaque LSA (LSA mờ): gồm phần Header tiêu chuẩn và trường thông tin.
Trường thông tin có thể sử dụng cho OSPF hoặc bởi các ứng dụng khác để
phân phối thông tin qua miền OSPF. LSA này cũng chưa được triển khai.
22
Các loại Area
OSPF
Gồm ba loại :
•
Stub area
•
Totally stubby area
•
Not-so-stubby area
23
Stub Area
OSPF
Stub area : Là Area không chấp nhận các LSA loại 4 và 5. Nếu Router
trong Stub Area muốn định tuyến tới các đích bên ngoài nó sẽ sử
dụng tuyến mặc định.
LSA 3
LSA 3
LSA 4
LSA 4
LSA 5
Area 1
LSA 5
LSA 5
Area 0 Khoá X
X Khoá
Tuyến
mặc
định
tới
ABR
Stub Area
Area 2
24
Totally Stubby Area
OSPF
Totally stubby area : sử dụng tuyến mặc định để định tuyến các đích bên
ngoài đến không chỉ hệ thống độc lập mà còn đến Area. ABR của Area này
sẽ ngăn chặn tất cả các Summary LSA ngoại trừ các LSA loại 3 dùng để
quảng cáo tuyến mặc định
LSA 3
LSA 3
LSA 4
X
LSA 4
LSA 5
Area 1
LSA 5
LSA 5
Area 0
Khoá
X
X Khoá
Tuyến
mặc
định
tới
ABR
Totally Stub Area
Area 2
25
NSSA
OSPF
Not-so-stubby areas : là Area cho phép các đích bên ngoài được quảng cáo vào hệ
thống độc lập OSPF trong khi vẫn giữ được các đặc trưng của một Stub Area.
NSSA
ASBR
Type 7
Type 7
Type 5
Type 7
ABR
Type 7
Area 2 (NSSA)
Type 7
Area 0
ASBR tạo ra LSA loại 7 để quảng cáo cho các đích bên ngoài. Các LSA 7 được tràn lụt
trong NSSA nhưng bị chặn lại tại ABR.
ABR sẽ chuyển đổi LSA 7 thành LSA 5 dựa vào bit P và tràn lụt chúng vào các Area khác
26
Một số ứng dụng của OSPF
OSPF
• Ứng dụng của OSPF trong mạng IP
phân cấp
• Ứng dụng OSPF trong mạng NGN
của VNPT
27
OSPF trong mạng IP phân cấp
OSPF
Area 0
Core layer
Distribute
layer
Distribute
layer
Distribute
layer
Access
layer
Ac
la ces
ye s
r
Lớp lõi của mạng sẽ tương ứng với mạng backbone trong
miền OSPF. Lớp phân phối và truy nhập tương ứng với các
vùng con khác không phải backbone
28
OSPF trong mạng NGN của VNPT
OSPF
Mô hình phân lớp mạng NGN của VNPT
Các Router M160 sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn
đa giao thức MPLS và sử dụng giao thức định tuyến OSPF.
29
Kết luận
OSPF
•
Với các thuộc tính ưu việt của mình, OSPF hiện đang
được chọn là giao thức tiêu biểu cho IGP
•
Tuy nhiên, OSPF cũng có những nhược điểm đó là
nó đòi hỏi các thiết bị mạng sử dụng giao thức này
phải có cấu hình mạnh tức là dung lượng bộ nhớ
phải lớn và tốc độ CPU phải cao.
•
Đồ án hi vọng đã cung cấp một cách tương đối đầy
đủ các kiến thức cần thiết nhất về giao thức OSPF.
Tuy vậy, nó vẫn còn những vấn đề còn bỏ ngỏ cần
tiếp tục nghiên cứu để giao thức này ngày một hoàn
thiện hơn.
30
OSPF
31