Hoạt động của giao thức OSPF

1
Mạng máy tính
Đề tài: Hoạt động củagiaothức
OSPF
Sinh viên thựchiện:
Nguyễn Hoàng Lê - Hà Thanh Hường
Lớp : ĐT7 - K48
Mụclục
• Đặctrưng của định tuyếngiaothứctrạng thái kếtnối.
•Thuậtngữ OSPF.
•Cácbướccơ bản trong hoạt động củaOSPF
•CấuhìnhOSPF
2
Thuậtngữ
• Link: Giao diệntrênmộtbộđịnh tuyến
• Link state (trạng thái kếtnối): Mô tả một
mạch ghép nốivàmốiquanhệ củanóvới
các bộđịnh tuyếnlâncận, bao gồm:
- Địachỉ IP/ mask củagiaodiện
-Kiểumạng mà nó kếtnốitới
-Bộđịnh tuyếnkếtnốivớimạng đó
- Giá thành củakếtnối đó
•Tổng hợpcủatấtcả các Link-states sẽ tạo
nên một link state database
Link-State Routing
Protocols
3
Link-State
1. Tràn thông tin trạng thái kếtnối
- Đốivớimỗi nút thì trướctiênbộđịnh tuyến trong hệ
thống mạng sẽ thông báo mộtphầncủa thông tin trạng

thái kếtnốitớitấtcả các bộđịnh tuyến trong hệ thống.
Nó bao gồm các bộđịnh tuyếnlâncận và cost của đường
kếtnốigiữa chúng
-Mỗibộđịnh tuyếnsẽ gửi các thông báo tớitấtcả các bộ
định tuyến trong mạng.
Link-State
2. Xây dựng Topo cơ sở dữ liệu
-Mỗibộđịnh tuyếnthuthậptấtcả thông tin trạng thái kếtnối
từ các bộđịnh tuyếnkhácvàxếp nó vào 1 Topo cơ sở dữ liệu
3. Cây đường ngắnnhất (SPF), giảithuật Dijkstra
-Sử dụng thông tin này, các bộđịnh tuyếncóthể xây dựng
được 1 biểu đồ Topo củamạng lưới.
4
Link-State
4. Cây đường ngắnnhất
-Giảithuậtnàytạo ra 1 cây SPF, nghĩalàmỗibộđịnh
tuyếntự tạoragốccủa cây và kếtnốivớicácbộđịnh
tuyếnkháctạo thành nhiều nhánh khác nhau.
5. Bảng định tuyến
-Sử dụng cây SPF, bộđịnh tuyếntạora1 bảng định
tuyến.
Giao thức định tuyếntrạng thái
kếtnối
•Toànbộ Topo mạng đượcmôtả trong bảng cậpnhật định
tuyến.
• Các giao thứctrạng thái kếtnốiphảitínhtoánkíchthước
thay vì được đề cậptớikíchthước trong việccậpnhật
định tuyến
• Thông tin Topo bao gồm cost kếthợpvớimỗi đường kết
nối trong mạng

• Các giao thứctrạng thái kếtnốiquảng bá mộtlượng lớn
Topo thông tin về mạng.
•Giảithuật
đượcsử dụng để tính toán các tuyếnvớigiao
thứctrạng thái kếtnối đượcgọilàthuậttoántìmđường
ngắnnhất. (Giảithuật Dijkstra SPF).
5
Giao thức định tuyếntrạng thái
kếtnối
• Các router biếtdượcbảng của router, subnet và router
nào sẽ kếtnốivới subnet nào.
•Giaothứctrạng thái kếtnốichưabắt đầu phát các Topo
thông tin tới các giao diện khi bộđịnh tuyếnkhởi động lần
đầu tiên.
•Thayvàođó, các giao thứctrạng thái kếtnốisử dụng quá
trình xử lý bằng cách dò tìm các bộđịnh tuyếnlâncận.
•Cácbộđịnh tuyếnlâncậnlàcácbộđịnh tuyếncũng họat
đọng cùng mộtgiaothứctrạng thái kếtnối, nghĩalàchia
sẻ 1 subnet chung
• Ngay khi bộđịnh tuyến phát hiện đượccácbộđịnh tuyến
lân cận, nó sẽ rao đổiTopocơ sở dữ liệuvàsauđótiến
hành việc tìm đường ngắnnhất để tính toán các tuyếnmới.
Giao thức định tuyến
OSPF
Giao
Giao
th
th
ứ
ứ

c
c
đ
đ
ị
ị
nh
nh
tuy
tuy
ế
ế
n
n
OSPF
OSPF
6
Họat động củaOSPF
1. Mỗibộđịnh tuyến tìm ra các bộđịnh tuyếnlâncậntrênmột
giao diện. Tậphợpcácbộđịnh tuyếnnàyđượclưu trong
bảng neighbor table
2. Mỗibộđịnh tuyếnsử dụng 1 giao thứcxácđịnh để trao đổi
Topo thông tin (LSAs) vớicácbộđịnh tuyếnlậncậncủa nó.
LSA: Mô tả số subnet và mask, cost và các thông tin khác về
subnet
3. Mỗibộđịnh tuyến đặt Topo thông tin trong Topo cơ sở dữ
liệucủa nó.
4. Mỗibộđịnh tuyếntiếnhànhviệctìmđường ngắnnhấtdựa
vào Topo cơ sở dữ liệucủanóđể tính toán tuyếntốtnhấttới
mỗi subnet trong cơ sở dữ liệu.

5. Mỗibộđịnh tuyến đặttuyếntốtnhấttớimỗimạng cấpdưới
trong bảng định tuyếnIP
Ưu điểmcủa OSPF (1 of 2)
• OSPF là giao thức định tuyếntrạng thái kếtnối
- RIP, IGRP và EIGRP là các giao thức định tuyếnvecto
khoảng cách, dễ dàng tạo thành vòng định tuyến,
• OSPF có độ hộitụ nhanh
- RIP và IGRP giữ trạng thái định thờicóthể là nguyên nhân
làm giảmsự hộitụ.
• OSPF hỗ trợ VLSM và CIDR
- RIPv1 và IGRP thì không
7
Ưu điểmcủa OSPF (2 of 2)
•Hệ OSPF củaCisco dựatrênbăng thông.
-RIP dựatrênsố bướctruyền.
- IGRP/EIGRP băng thông, độ trễ, độ tin cậyvàtải.
• OSPF chỉ gửisự thay đổi ra bên ngoài khi chúng xảyra.
-RIP gửitoànbộ bảng định tuyến trong 30s, con IGRP thì mất
90s để gửi.
-Thêmnữa: với OSPF, bộđịnh tuyếnsẽ tràn LSAs của nó khi
nó đạt 30 phút .
• OSPF cũng sử dụng khái niệm vùng để thựchiện định tuyến
phân cấp.
•Giaothức định tuyếnchuẩnmở
- IGRP và EIGRP là mộtdạng củaCISCO
Hoạt động trạng thái ổn định
• OSPF liên lạcvới vùng lân cậnbằng cách gửingẫu nhiên các
gói nhỏ Hello packets thay vì cậpnhật đầy đủ định tuyến.
• Hello packets nhậndạng subnet mà router đang gửi
• Khi router lỗi không nhận đượcHellos từ vùng lân cậncho

một dead interval, router tin rằng sự im lặng đóbị lỗi.
- Hello interval: 10s ( trên giao diệnEthernet)
- Dead interval: 40s ( trên giao diệnEthernet)
• OSPF tiếptụchoạt động cho tớikhikếtthúckhoảng dead
interval; sau đó, router đánh dấu now-silent router như “giảm
bớt” trong Topo cơ sở dữ liệu.
• Router kết thúc nhậnHellos , tiếnhànhgiảithuật Dijkstra để
tính toán các tuyếnmới, dựa vào 1 trong số các ộđịnh tuyến
củahệ thống hiện ở ngoài vùng phụcvụ.
8
Hạnchế loop OSPF
•Giảithuật SPF hạnchế vòng lặpnhư 1 phầnthiếtyếucủa
quá trình Topo cơ sở dữ liệu.
•Giaothứctrạng thái kếtnỗi không cầnhạnchế vòng lặp,
đặcbiệtnhư split horizon, poison revese
Vấn đề trong hệ thống OSPF lớn
•Một topo cơ sở dữ liệulớn đòi hỏibộ nhớ lớnhơn trong bộ
định tuyến.
•Việcxử lý 1 topo cơ sở dữ liệulớnbằng giảithuật SPF đòi hỏi
xử lý năng lượng tăng theo hàm mũ củakíchthướccơ sở dữ
liệu.
•Cấpcủamộtgiaodiện đơn thay đổi(từ trên xuống dướihoặc
ngượ
clại) ảnh hưởng đếnmọi router để tiến hành SPF 1 lần
nữa.
9
Giải pháp: Tiếnhànhphân
cấp
• OSPF Areas phá vỡ mạng lưới để router trong vùng này không
biết được thông tin Topo về các subnet trong vùng khác

Phân loại định tuyếnOSPF
Internal: Các
router vớicác
giao diệncủanó
thuộc cùng một
vùng
ASBR: Bộđịnh
tuyếncóítnhất1
giao diệntương tác
vớimạng bên ngoài
( hệ thống tự trị khác
Backbone: Bộ
định tuyếncóít
nhất 1 giao diện
kếtnốivớiarea 0
ABR: Bộđịnh
tuyếnvớigiao
diệngắnvới nhiều
vùng
10
Thuậtngữ OSPF
• Router ID: đượcsử dụng để đánh dấu các bộđịnh tuyến trong
hệ thống OSPF.
- Địachỉ IP định cấuhìnhvớilệnh OSPF router-id command
- Địachỉ vòng lặpdàinhất (Highest loopback address).
- Địachỉ IP có độ linh động cao nhất (Highest active IP
address).
• Địachỉ vòng lặpcóưu điểm là không bao giờ suy giảm, do đó
giảmkhả năng tái thiếtlậpliềnkề.
Lựachọn DR và BDR

• Trong hệ thống đatruynhập, broadcast links (Ethernet), 1 DR và BDR (nếu
có hơn 1 router) cần đượclựachọn.
•DR -Bộđịnh tuyếnchỉđịnh.
•BDR-Bộđịnh tuyếnchỉđịnh
dự phòng.
•ServvecủaDR như các điểmthu
thậpchoviệcquảng bá trạng thái
kếtnốitrênhệ thống đatruynhập
(Link State Advertisement -LSAs).
• 1 BDR dự bị cho DR.
•Nếu1 mạng IP là hệ thống đatruynhập, router OSPF sẽ lựachọn1 DR và1
BDR.
•Ngo
ạitrừ 1 DR, sự hình thành của1 đường gầnkề giữamỗi router thêm vào
sẽ tạoranhiều LSA không cầnthiết n(n-1)/2 đường liềnkề.
• Tràn trong mạng lướisẽ tạonênsự hỗn độn.
11
Lựachọn DR và BDR
•Bộđịnh tuyếnvới Router ID cao nhấtsẽ lựachọnDE, tiếptheo
là BDR.
•Phạmvi ưutiêncủa Router có thểđảmbảochắcchắnrằng nó
trở thành DR hay ngănchặnnótrở thành DR.
Rtr(config-ì) # ip ospf priority <0-255>
-Mặc định = 1
- 0 = không đủ tiêu chuẩntrở thành DR/BDR.
* 1 router có thểđượcgánmức ưutiêntừ 0 đến 255, với0 thìngăn
Router này trở thành DR (hoặcBDR)
Lựachọn DR và BDR (tiếp)
•Tấtcả các router khác, “DROther”, thiếtlậpliềnkề vớichỉ DR và BDR.
• DRother router truyềndữ liệu1-nhiều LSAs tớichỉ DR và BDR.(224.0.0.6 -

tấtcả DR router)
•DR gửiLSA tớitấtcả DROther lân cận.
(224.0.0.5 OSPF router).
Bộđịnh tuyếnchỉđịnh dự phòng - BRD
•Lắng nghe, nhưng không hoạt động.
•NếuLSA đượcgửi, BDR đặt1 bộđịnh giờ.
•Nếubộđịnh giờ kếtthúctrướckhicóphản
hồitừ DR, thì nó trở thành DR và đảm
nhiệm quá trình cậpnhật.
• Quá trình xử lý cho mộtBDR mớibắt đầu.
12
LựachọnDR vàDR (tiếp)
Một router mới tham gia vào hệ thống
•Mỗilần1 DR đượcthiếtlập, 1 router mới tham gia và mạng với
mức ưutiênlớnhơnhoặc Router ID sẽ không trở thành DR hoặc
BDR.
•Bấtchấpmức ưutiênhoặc Router ID, router đósẽ trở thành
DROther.
•NếuDR hỏng, BDR đảm nhiệmnhư là DR và quá trình lựachọn
xử lý cho BDR mớibắt đầu.
So sánh
RIP là chung
IGRP thì không
OSPF là chungChuẩnchunghoặc
quyềnsở hữuriêng
NoYesThiếtkế cho mạng
lớnhơn
ChậmCó thể lớn, thiếtkế
tốtcóthể giảmtối
thiểu

Bộ nhớ và CPU
Đồihỏi thêm các
đặctrưng như split
horizontal
Đượcxácđịnh trong
giao thức
Hạnchế vòng lặp
Chậm, chủ yếu do
hạnchế vòng lặp
NhanhĐộ hộit
ụ
Vecto khoảng cáchTrạng thái kếtnốiĐặctrưng
13
EIGRP - IGRP - OSPF
YESNONOTheo chuẩn chung
NOYESNOYêu cầu đặcbiệthạnchế vòng lặp vecto
khoảng cách
NOYESNOGửi đầy đủ thông tin định tuyếntrêntất
cả các vòng cạpnhật định tuyến
NOYESYESSử dụng chi phí dựatrênbăng thông và
trễ bằng mặc định
YES
NOYESĐộ hộitụ nhanh
YES
NOYESXây dựng mộtvàidạng bảng topo để
thêm vào các định tuyếntrongbảng định
tuyến
YES
NOYESPhát hiệnrahàngxómtrướckhitraođổi
thông tin

OSPFIGRPEIGRPĐặctrưng
CấuhìnhOSPF
C
C
ấ
ấ
u
u
h
h
ì
ì
nh
nh
OSPF
OSPF
14
Enale OSPF
Rtr (config) # router ospf process - id
• process-id: 1 - 65,535
• Đặctrưng của Cisco là cho phép hoạt động phứctạp, khác
với quá trình định tuyến OSPF trên cùng 1 router.
• Process-id là địachỉ vùng quan trọng, và không có cùng số
trên các router khác.
• Nó khác với process-id sử dụng cho IGRP và EIGRP, phải
có cùng số trên tấtcả các router chia sẻ thông tin định tuyến.
Lệnh “network”
Rtr (config) # router ospf process-id
Rtr (config-router) # network address wildcard-mask area area-id
•Nóiđến OSPF là nói đếngiaodiện mà cho phép OSPF hoạt động (gửivà

nhậncáccậpnhật), kếtnối địachỉ và wildcard mask.
• OSPF bao gồmlệnh “network” trong cậpnhậtcủanó
• Wildcard là cầnthiếtvìOSPF hỗ trợ CIDR và VLSM (giao thức định tuyến
không phân lớp).
•Hầuhếtthờigianbạncóthể chỉ sử dụng một inverse-mask (như các access-
list) như network wildcard mask.
Rtr (config-if) # ip address 10.5.1.1 255.255.255.0
Rtr (config) # router ospf 10
Rtr (config-router) #network 10.5.1.0 0.0.0.255 area 0
15
Lệnh “passive-interface”
Rtr (config-router) # passive-interface [default]
interface
• Ko cho phép việcgửicậpnhật định tuyếntrêngiaodiện.
•Cậpnhậttừ những router khác trên giao diện đóvẫntiếp
tụcnhậnvàđượcxử lý.
• Subnet riêng biệtsẽ tiếptục được thông báo tới các giao
diện khác.
Rtr (config-router) # passive-interface E0
Rtr (config-router) # passive-interface default
Cấuhìnhmột địachỉ
Loopback
Rtr (config) # interface loopback 0
Rtr (config-if) # ip add 10.1.1.1 255.255.255.0
•Tựđộng là “up” và “up”
•Rất có ích trong việccàiđặt các Router ID khi chúng không bao giờ
giảmxuống.
• Router ID đượcsử dụng để nhậndạng các router trong cùng một
mạng OSPF
- Địachỉ IP đượccấuhìnhvớilệnh Router-ID

- Địachỉ loopback cao nhất.
- Địachỉ IP linh động cao nhất.
•Quantrọng cho việclựachọn DR/BDR nếukosử dụng lệnh IP OSPF
ưu tiên ( slide sau ).
•Rấtcóíchtrọng việccấuhìnhmạng ảomàbạncóthể ping và đị
nh
tuyếnnhư thể chúng đãlànhững attached network.
16
LựachọnDR/BDR
• Router với Router ID cao nhất đượclựachọnDR, tiếp đólàBDR.
• Không như những lựachọn khác, lựachọn này có thểđượctrangbị
• Rtr (config) # interface fastethernet 0
• Rtr (config-if) # ip ospf priority <0-255>
•Quyền ưu tiên cao hơntrở thành
DR/BDR
•Mặc định = 1
• Không đủ tiêu chuẩn để trở thành
DR/BDR = 0
Băng thông tham chiếucủa
OSPF
(config-if) # ip ospf cost x
•Thiếtlập cost OSPF kếthợpvớigiaodiện.
(config-if) # bandwidth kbps
•Thiếtlậpbăng thông giao diện, từ những thiếtbị OSPF mà
giá thành củanódựa trên công thức10
8
/ bandwidth
(config-router) # auto-cost reference-bandwidth Mbps
• Thay đổibăng thông tham chiếu, mà là giá trị trong phần
tử số trong công thứctrên.