Giáo trình tổng hợp phân tích khả năng ứng dụng của giao thức bộ định tuyến OSPF thẻo chuẩn IETF phần 2 potx

250

Node B chọn
đư
ờ
ng
đ
ế
n
node F là
đư
ờ
ng
thông qua node C có chi phí là 5. Mọi
đư
ờ
ng
khác
đ
ề
u
có thể bị lặp vòng hoặc có chi phí cao hơn.
Hình 2.2.4.a
Hình 2.2.4.b

251

2.2.5. Các loại mạng OSPF

Các OSPF router phải thiết lập mối quan hệ láng giềng
đ

ể

trao
đ
ổ
i
thông tin
đ
ị
nh

tuyến. Trong mỗi một mạng IP kết nối vao router, nó
đ
ề
u
cố gắng ít nhất là trở
thành một láng giềng hoặc là láng giềng thân mật với một router khác. Router
OSPF quyết
đ
ị
nh
chọn router nào làm láng giềng thân mật là tuỳ thuộc vào mạng
kết nối của nó. Có một số router có thể cố gắng trở thành láng giềng thân mật với
mọi router láng giềng khác. Có một số router khác lại có thể chỉ cố gắng trở thành
láng giềng thân mật với một hoặc hai router láng giềng thôi. Một khi mối quan hệ
láng giềng thân mật
đ
ã
đư
ợ

c
thiết lập giữa hai láng giềng với nhau thì thông tin về
trạng thái
đư
ờ
ng
liên kết mới
đư
ợ
c
trao
đ
ổ
i.

Giao tiếp OSPF nhận biết ba loại mạng sau:
Mạng quảng bá
đ
a
truy cập, ví dụ như mạng Ethernet.
Mạng
đ
i
ể
m
-
n
ố
i
-

đ
i
ể
m.

Mạng không quảng bá
đ
a
truy cập (NBMA – Nonbroadcast multi-access), ví
dụ như Frame Relay.
Loại mạng thứ 4 là mạng
đ
i
ể
m
-
đ
ế
n
-
nhi
ề
u
đ
i
ể
m
có thể
đư
ợ

c
nhà quản tr
ị

m
ạ
ng
cấu
hình cho một cổng của router.
•
•

•

Hình 2.2.5.a.
Ba loại mạng của OSPF.
252

Trong mạng
đ
a
truy cập không thể biết
đư
ợ
c
là có bao nhiêu router sẽ có thể kết
nối
đư
ợ
c

kết nối vào mạng. Trong mạng
đ
i
ể
m
-
đ
ế
n
-
đ
i
ể
m
chỉ có hai router kết nối
với nhau.
Trong mạng quảng bá
đ
a
truy cập có rất nhiều router kết nối vào. Nếu mỗi router
đ
ề
u
thiết lập mối quan hệ thân mật với mọi router khác và thực hiện trao
đ
ổ
i
thông
tin về trạng thái
đư

ờ
ng
liên kết với mọi router láng giềng thì sẽ quá tải. Nếu có 10
router thì sẽ cần 45 mối liên hệ thân mật, nếu có n router thì sẽ có n*(n-1)/2 mối
quan hệ láng giềng thân mật cần
đư
ợ
c
thiết lập.
Giải pháp cho vấn
đ
ề

quá tải trên là bầu ra một router làm
đ
ạ
i
diện (DR –
Designated Router). Router này sẽ thiết lập mối quan hệ thân mật với mọi router
khác trong mạng quảng bá. Mọi router còn lại sẽ chỉ gửi thông tin về trạng thái
đư
ờ
ng
liên kết cho DR. Sau
đ
ó
DR sẽ gửi các thông tin này cho mọi router khác
trong mạng bằng
đ
ị

a
chỉ mutlticast 224.0.0.5. DR
đ
óng
vai trò như một người phát
ngôn chung.
Việc bầu DR rất có hiệu quả nhưng cũng có một số nhược
đ
i
ể
m.
DR trở thành một
tâm
đ
i
ể
m
nhạy cảm
đ
ố
i
với sự cố. Do
đ
ó,
cần có một router thứ hai
đư
ợ
c
bầu ra
đ

ể

làm router
đ
ạ
i
diện dự phòng (BDR – Backup Designated Router), router này sẽ
đ
ả
m
trách vai trò của DR nếu DR bị sự cố.
Đ
ể

đ
ả
m
bảo cả DR và BDR
đ
ề
u
nhận
đư
ợ
c các thông tin về trạng thái
đư
ờ
ng
liên kết từ mọi router khác trong cùng một
mạng, chúng ta sử dụng

đ
ị
a
chỉ multicast 224.0.0.6 cho các router
đ
ạ
i
diện.
Hình 2.2.5.b.
DR và BDR nhận các gói LSAs.
253

Trong mạng
đ
i
ể
m
-
n
ố
i
-
đ
i
ể
m
chỉ có 2 router kết nối với nhau nên không cần bầu ra
DR và BDR. Hai router này sẽ thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật với nhau.
Hình 2.2.5.c

2.2.6. Giao thức OSPF Hello
Khi router bắt
đ
ầ
u
khởi
đ
ộ
ng
tiến trình
đ
ị
nh
tuyến OSPF trên một cổng nào
đ
ó
thì
nó sẽ gửi một gói hello ra cổng
đ
ó
và tiếp tục gửi hello theo
đ
ị
nh
kỳ. Giao thức
Hello
đư
a
ra các nguyên tắc quản lý việc trao
đ

ổ
i
các gói OSPF Hello.
Ở

Lớp 3 của mô hình OSI, gói hello mang
đ
ị
a
chỉ multicast 224.0.0.5.
Đ
ị
a
chỉ này
chỉ
đ
ế
n
tất cả các OSPF router. OSPF router sử dụng gói hello
đ
ể

thiết lập một
quan hệ láng giềng thân mật mới
đ
ể

xác
đ
ị

nh
là router láng giềng có còn hoạt
đ
ộ
ng

hay không. Mặc
đ
ị
nh,
hello
đư
ợ
c
gửi
đ
i
10 giây 1 lần trong mạng quảng bá
đ
a
truy
cập và mạng
đ
i
ể
m
-
n
ố
i

-
đ
i
ể
m.
Trên cổng nối vào mạng NBMA, ví dụ như Frame
Relay, chu kỳ mặc
đ
ị
nh
của hello là 30 giây.
Trong mạng
đ
a
truy cập, giao thức hello tiến hành bầu DR và BDR.
Mặc dù gói hello rất nhỏ nhưng nó cũng bao gồm cả phần header của gói OSPF.
Cấu trúc của phần header trong gói OSPF
đư
ợ
c
thể hiện trên hình 2.2.6.a. Nếu là
gói hello thì trường Type sẽ có giá trị là 1.
254

Hình 2.2.6.a. Phần header của gói OSPF.

Gói hello mang những thông tin
đ
ể

thống nhất giữa mọi láng giềng với nhau trước
khi có thể thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật và trao
đ
ổ
i
thông tin về trạng
thái các
đư
ờ
ng
liên kết.
Hình 2.2.6.b. Phần header của gói OSPF Hello. Các thông tin trong phần Hello

Interval, Đea Interval và Router ID phải đồng nhất thì các router mới có thể

thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật.

2.2.7. Các bước hoạt động của OSPF
255

Khi bắt
đ
ầ
u
khởi
đ
ộ
ng
tiến trình
đ

ị
nh
tuyến OSPF trên một cổng nào
đ
ó,
nó sẽ gửi
gói Hello ra cổng
đ
ó
và tiếp tục gửi hello theo
đ
ị
nh
kỳ. Giao thức Hello là một tập
hợp các nguyên tắc quản lý việc trao
đ
ổ
i
gói Hello. Gói Hello mang các thông tin
cần thống nhất giữa mọi router láng giềng trước khi có thể thiết lập mối quan hệ
thân mật và trao
đ
ổ
i
thông tin về trạng thái các
đư
ờ
ng
liên kết. Trong mạng
đ

a
truy
cập, giao thức Hello sẽ bầu ra m
ộ
t
DR và BDR. DR và BDR duy trì mối quan hệ
thân mật với mọi router OSPF còn lại trong cùng một mạng.
Hình 2.2.7.a. Bước 1: phát hiện các router láng giềng. Trong từng mạng IP kết

nối vào router, router cố gắng thiết lập mối quan hệ thân mật với ít nhất một

láng giềng.

256

Hình 2.2.7.b. Bước 2: bầu ra DR và BDR. Quá trình này chỉ được thực hiện
trong mạng đa truy cập.
Các router
đ
ã
có mối quan hệ thân mật lần lượt thực hiên các bước trao
đ
ổ
i
thông
tin về trạng thái các
đư
ờ
ng
liên kết. Sau khi hoàn tất quá trình này các

ở

trạng thái
gọi la full state. Mỗi router gửi thông tin quảng cáo về trạng thái các
đư
ờ
ng
liên kết
trong gói LSAs (Link-State Advertisements) và gửi thông tin cập nhật các trạng
thái này trong gói LSUs (Link-State Updates). Mỗi router nhận các gói LSAs này
từ láng giềng rồi ghi nhận thông tin vào cơ sở dữl iệu của nó. Tiến trình này
đư
ợ
c

lặp lại trên m
ọ
i
router trong mạng OSPF.
Khi cơ sở dữ liệu về trạng thái các
đư
ờ
ng
liên kết
đ
ã
đ
áy
đ
ủ

,
mỗi router áp dụng
thuật toán SPF
đ
ể

tự tính toán chọn
đư
ờ
ng
tốt nhất d
ự
a
trên cơ sở dữ liệu mà nó có.
Đư
ờ
ng
ngắn nhất là
đư
ờ
ng
có chi phí thấp nhất
đ
ế
n
mạng
đ
ích.

257

Hình 2.2.7.c. Bước 3: áp dụng thuật toán SPF vào cơ sở dữ liệu về trạng thái
các đường liên kết để chọn đường tốt nhất đưa lên bảng định tuyến.

Sau
đ
ó
các thông tin
đ
ị
nh
tuyến cần phải
đư
ợ
c
bảo trì. Khi có một sự thay
đ
ổ
i
nào
về trạng thái của
đư
ờ
ng
liên kết, router l
ậ
p
tức phát thông báo cho mọi router khác
trong mạng. Thời gian Dead interval trong giao thức Hello là một thông số
đơ

n

giản
đ
ể

xác
đ
ị
nh
một router láng giềng thân mật còn hoạt
đ
ộ
ng
hay không.
258

259

Hình 2.2.7.d.
R1 phát hiện một liên kết bị
đ
ứ
t
và gửi LSU cho DR bằng
đ
ị
a
chỉ
multicast 224.0.0.6. DR gửi báo nhận cho R1.

Hình 2.2.7.e. Tiếp theo DR gửi LSU mới nhận cho tất cả các router còn lại trong

cùng một mạng bằng địa chỉ multicast 224.0.0.5. Sau khi nhận được LSU, các
router gửi báo nhận lại cho DR.