0SPFv2
David Rohleder davroOics.muni.cz
22. dubna 2014
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
OSPF - základní charakteristiky
OSPF - základní charakteristiky
• link state algoritmus
• Dijkstrův Shortest Path First
• VLSM, CIDR
• hierarchický model
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
0SPFv2 - specifikace
0SPFv2 - specifikace
• definován v RFC 1247, 2328
• založen na samotném IP, protokol 89
• výhody?
• nevýhody?
• bezrozměrná metrika (záleží na rozhodnutí správce, obvykle rychlost)
• ECMP (Equal Cost MultiPath)
• používá vyhrazené multicastové adresy
• 224.0.0.5 - všechny OSPF routery
• 224.0.0.6 - DR nebo BDR router
David Rohleder davro@ics.muni.cz OSPFv2
Typy sítí, na kterých 0SPFv2 funguje
Typy sítí, na kterých 0SPFv2 funguje
• Point to Point linky P-t-P (mohou být i unnumbered)
• broadcastové sítě (Ethernet, TokenRing, FDDI)
• NBMA (X.25, Frame Relay, ATM, ...) - neumí broadcast, komunikace mezi jednotlivými routery funguje (není možné používat volbu DR a BDR)
• Point to Multipoint (Frame Relay, vyhrazené okruhy) -speciální případ NBMA, kdy není propojení full mesh
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Hierarchický mode
Hierarchický model
• dvouvrstvá hierarchie
• rozdělení do oblastí Area (32b číslo dělené jako IP adresa)
• backbone oblast 0.0.0.0
• všechny ostatní oblasti musejí být připojeny k backbone oblasti
David Rohleder davro@ics.muni.cz OSPFv2
Typy oblastí
Typy oblastí
• backbone - všechny oblasti musejí být propojeny s backbone oblastí
• standardní oblast
• Stub Area - připojena pouze jedním směrovačem k backbone, není nutné tam šířit informace o všech sítích externích k autonomnímu systému, pouze default
• NSSA (Not So Stubby Area) - oblast téměř podobná Stub, nicméně někde uvnitř dochází k redistribuci z jiného směrovacího protokolu, tento typ oblasti zabraňuje šíření Externích LSA mimo oblast
• Totally Stubby Area (cisco specifické) - Stub a navíc se tam nešíří ani cesty mimo oblast (LSA typ 3)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Typy OSPF paketů
Typy OSPF paketü
• Hello
• Database Description
• Link State Request
• Link State Update
• Link State Acknowledgement
David Rohleder davro@ics .muni . cz OSPFv2
Budování sousednosti
Budování sousednosti
• Router ID
• Hello Protokol
• stavy pro výměnu LSDB:
• objevování sousedů
• neighbor (soused)
• synchronizace databází
• full adjacency (použitelný soused)
• volba DR (designated router) a BDR (backup designated router). BDR se volí jako první.
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Adajcency
Adjacency se vytvářiv následujících případech:
• síť mezi dvěma směrovači je typu point-to-point
• spojení je pomocí nakonfigurované virtuální linky protokolu OSPF
• směrovač je DR
• druhá strana je DR
• směrovač je BDR
• druhá strana je BDR
Směrovací informace se vyměňují pouze mezi adjacent směrovači.
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Hello Protokol
Hello Protokol - parametry
• Router ID
• Hello interval
• Area ID
• Router Priority
• DR a BDR
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Výměna směrovacích informací
Výměna směrovacích informací
O routery pomocí Hello Protokolu naváží spojení
O routery si pomocí OSPF paketů Database Description vymění seznam LSA, které mají ve své databázi
O router si pomocí OSPF paketů Link State Request požádá o LSA z předchozí výměny LSDB
O druhý router pošle pomocí OSPF Link State Update paketu informaci o celém LSA
O router potvrdí pomocí OSPF Link State Acknowledgement, že update dostal
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Hello Protokol
Hello pakety obsahují následující informace:
• Router ID směrovače, který paket generuje
• Area ID rozhraní
• netmasku rozhraní, přes které je paket posílán
• autentizační informace
• Hellolnterval daného rozhraní
• RouterDeadlnterval daného rozhraní
• RouterPriority
• DR nebo BDR
• volitelné capabilities, které směrovač podporuje
• Router ID směrovačů, jejichž Hello pakety už tento směrovač na tomto rozhraní viděl
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Typy směrovačů
Typy směrovačů v závislosti na jejich umístění v topologii
• standardní router - nachází se pouze v jedné oblasti a běží na něm pouze jeden směrovací protokol
• ABR (Area Border Router) - nachází se ve více oblastech, možná sumarizace
• ASBR (AS boundary Router) - nachází se na rozhraní více autonomních systémů a probíhá u něj redistribuce z jednoho směrovacího protokolu do jiného (včetně redistribuce statických nebo přímo připojených sítí)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Typy LSA
Typy LSA
• Router LSA (typ 1)
• Network LSA (typ 2)
• Summary LSA (typ 3)
• ASBR summary LSA (typ 4)
• AS external LSA (typ 5) - dva subtypy Type 1 a Type 2
• NSSA LSA (typ 7)
• group membership LSA (typ 6) - multicast OSPF
• další typy (external atributes...)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Router LSA (typ 1)
Router LSA (typ 1):
• obsahuje Router ID směrovače, který tento paket generuje
• obsahuje seznam všech interfaců, které se na daném směrovací účastní směrování protokolem OSPF, včetně metriky
• šíří se pouze v jedné area
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Network LSA (typ 2)
Network LSA (typ 2):
• generuje jej DR
• obsahuje Router ID DR
• obsahuje netmasku dané sítě
• obsahuje seznam sousedících směrovačů, včetně DR
• šíří se pouze v jedné area
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Network Summary LS A (typ 3)
Network Summary LSA (typ 3):
• je generován ABR
• obsahují seznam sítí vyskytujících se v oblasti
• u každé sítě je metrika, která říká, jak daleko je ABR od dané sítě (i když zná více cest, je posílána pouze ta nej lepší)
• jsou posílány mimo danou oblast (tj. hlavně do backbone oblasti 0 nebo z backbone do oblasti)
• tímto způsobem ABR oznamuje ostatním směrovačům mimo oblasti, že je přes něj možné se dostat k oznamovaným sítím
• pokud dostane směrovač toto oznámení od ABR, nepočítá SPF, pouze připočítá hodnotu rozhrania umístí jej do směrovací tabulky (DV chování)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
ASBR Summary LSA (typ 4)
ASBR Summary LSA (typ 4):
• jsou podobné Network Summary LSA (typ 3)
• neoznam ují sít, ale ASBR
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Autonomous System External LSA (External LSA) (typ 5)
Autonomous System External LSA (typ 5):
• generuje jej ASBR
• obsahuje bud default routě nebo sítě externí OSPF autonomnímu protokolu (tj. nemají informaci o tom, ve které leží oblasti)
• šíří se celým autonomním systémem
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
NSSA External LSA (typ 7)
NSSA External LSA (typ 7)
• používá se při redistribuci směrovacích informací v NSSA oblastech
• je podobný External LSA (typ 5), ale nevytváří ze směrovače ASBR
• tento typ LSA se šíří pouze v dané NSSA oblasti (narozdíl od External LSA, který se šíří celým OSPF autonomním systémem)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
LSA šířené v oblastech
Typ oblasti	1 a 2	3 a 4	5	7
Backbone (area 0)	ano	ano	ano	ne
standardní oblast	ano	ano	ano	ne
Stub	ano	ano	ne	ne
Totally stubby	ano	ne	ne	ne
NSSA	ano	ano	ne	ano
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Typy OSPF paketů
Typ paketu	číslo	funkce
Hello	1	objevuje a udržuje sousedy
Database description	2	sumarizuje obsah databáze
		(hlavičky LSA)
Link State Request	3	žádost o LSA
Link State Update	4	seznam úplných informací
		o LSA
Link State Acknowledgement	5	potvrzuje přijetí LSU
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
Ceny linek v grafu
Pokud není cena linky nastavena konfiguračně, obvykle se počítá jako:
cost = 108/ ba ndwidt h
pro dnešní rychlosti to není dostatečná metrika. Je možněji změnit tak, aby odpovídala dnešním linkám (pokud nenastavíme cost ručně).
Porovnávání ceny linek (s klesající preferencí):
O intra-area
O inter-area
O External Type 1 - cena externí cesty + cena cesty k ASBR
O External Type 2 - cena externí cesty
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Down - směrovač zatím nedostal žádné OSPF pa kety
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Attempt - pouze pro NBMA sítě
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Init - směrovač obdržel Hello paket, ale RID směrovače není v Hello paketu obsaženo (RID bude obsaženo, až směrovač pošle Hello svému sousedovi, který pak pošle nové Hello)
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
2-way - směrovač obdržel Hello paket, který obsahuje RID tohoto směrovače. Směrovače jsou nyní sousedé. Nastává volba DR a BDR Ve stavu 2-way zůstává směrovač se všemi ostatními směrovači s výjimkou DR a BDR.
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Exstart - první stav ve vytváření adjacency. Ustavuje se master-slave relace pro výměnu LSA. Masterem se stává směrovač s vyšším RID. Příprava k výměně DD paketů (Database Description) - dohoda o počátečním čísle DD paketů.
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Exchange - výměna DD paketů. Směrovače se střídají v posílání DD a vždycky zvýší číslo DD (tím zajistí potvrzení přijetí - pokud směrovač nedostane další DD, patrně se předchozí DD ztratil).
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Loading - výměna směrovacích informací pomocí Link State Request a Link State Update zpráv
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2
konečný automat OSPF stavů
Full - výměna LSA je ukončena a směrovače jsou plně synchronizovány.
David Rohleder davro@ics.muni.cz 0SPFv2