Ciele cvičenia

  • Charakteristika a komponenty OSPF
  • Typy paketov a databáz protokolu OSPF
  • Operačné stavy protokolu OSPF
  • Procesy protokolu OSPF - vytvorenie susedstva a voľba najlepšej cesty
  • Proces voľby DR, BDR a RID v rámci OSPF
  • Konfigurácia OSPF
  • Packet Tracer aktivita

Charakteristika a komponenty OSPF

Definícia OSPF protokolu

OSPF je typickým predstaviteľom smerovacieho protokolu typu link-state. Vytvára teda v pamäti smerovača (routra) kompletnú mapu celej siete, označovanú ako topologická databáza (Link State Database). Nad touto databázou potom pomocou algoritmu Shortest Path First (SPF), ktorý protokol OSPF využíva, prevádza výpočty potrebné k nájdení najvýhodnejšej cesty do jednotlivých sietí.

  • Single-Area OSPF
    • všetky routre sa nachádzajú v jednej oblasti a označujú sa ako backbone
    • používa sa v malých sieťach
  • Multi-Area OSPF
    • je to dvojúrovňové hierarchické rozdelenie autonómneho systému
    • existuje viacero oblastí - jedna je 0 s názvom backbone a potom sú ostatné oblasti, ktoré musia byť priamo pripojené k backbone
    • používa sa vo veľkých sieťach a flooding updatov nastáva len v danej oblasti
Vlastnosti OSPF protokolu
  • Je to classless-ový protokol.
  • Využíva rýchlu konvergenciu dát.
  • Efektívnosť - posiela updaty len po zmene sieti.
  • Škálovateľnosť - dá sa použiť pri malých, ale aj pri veľkých rozsiahlych sieťach
  • Bezpečnosť - podporuje overovanie zariadení cez MD5
Komponenty OSPF protokolu
  • Tabuľka susedstiev - obsahuje zoznam všetkých susedov používajúcich OSPF (# show ip ospf neighbor)
  • Tabuľka topológie - obsahuje link-state databázu, ktorá obsahuje informácie o všetkých sieťach zahrnutých v OSPF (# show ip ospf database)
  • Routovacia tabuľka - obsahuje siete, do ktorých vie smerovať pakety, neobsahuje všetky siete z tabuľky topológie (# show ip route)

Typy paketov a databáz protokolu OSPF

  • Hello pakety
    • slúžia na vytváranie a udržiavanie susedstiev
    • death interval je čas, za ktorý vyhlási suseda za nedostupného
    • v non-cisco zariadeniach má hodnotu 10 v sieťach point-to-point a hodnotu 30
    • medzi cisco zariadeniami je to 4-násobok
  • Database description (DBD) - obsahuje skrátený výpis z link-state databázy a používa sa na kontrolu konvergencie zariadení
  • Link-state request (LSR) - obsahuje požiadavku na doplnenie informácie do LSDB
  • Link-state update (LSU) - obsahuje kompletný výpis požadovanej informácie z LSDB
  • Link-state acknowledgment (LSAck) - potvrdenie o prijatí LSU

Operačné stavy protokolu OSPF

  • Down-state - router posiela hello pakety
  • Init state - hello packety sú prijímané od susedov
  • Two-way state - v tomto stave je komunikácia medzi dvoma routrami obojsmerná
  • Exstart state - v point-to-point sieťach dva routre rozhodujú o tom, ktorý router začne s výmenou DBD packetov
  • Exchange state - routre si vymieňajú DBD packety
  • Loading state - routre doplnia informácie o voľbe
  • Full state - link-state databáza routra je synchronizovaná

Procesy protokolu OSPF - vytvorenie susedstva a voľba najlepšej cesty

  1. Po zapnutí routera sa zapíšu do routrovacej tabuľky priamo pripojené siete a na základe typu linky sa im pridajú jednotlivé ceny.
  2. Cez všetky siete sa odosiela hello packet, ktorý má za úlohu vyhľadať susedov.
  3. Router vytvára link-state packet, ktorý obsahuje informácie z routovacej tabuľky (priamo pripojené siete a ich ceny) a posiela ho len na tie rozhrania odkiaľ dostal odpoveď na hello paket.
  4. Nastáva zaplavovanie (flooding) LS paketmi v celej sieti.
  5. Vytváranie link-state databázy ktorá obsahuje záznamy o všetkých sieťach.
  6. Z link-state databázy si vytvorí fyzickú topológiu siete a vypočíta najlepšie ceny do cieľovej siete.
  7. Cesty z najmenšou metrikou pridá do routovacej tabuľky.

DR, BDR a proces voľby RID v rámci OSPF

Základné pojmy
  • Designated Router (DR) - je to router v multi-accessovej sieti, ktorý je informovaný o zmene v sieti a túto informáciu posiela všetkým routrom v oblasti a taktiež zabraňuje zaplavovaniu LSA paketmi. (LSR, LSU, LSAck)
  • Backup Designated Router (BDR) - je tiež informovaný o zmene v sieti, no neposiela ďalej LSA pakety a v prípade výpadku DR sa stáva DR on.
  • Drother - sú to všetky ostatné routre v oblasti
  • Router ID - číslo v tvare IPv4 adresy, ktoré sa porovnáva počas voľby DR a BDR
Proces voľby RID
  • Ak má router nastavené ID, tak sa ID stáva RID.
  • Ak router nemá nastavené ID, tak sa za RID nastavuje najvyššia IPv4 adresa loopback.
  • Ak router nemá nastavený ani loopback, tak za RID vyberá najväčšiu IPv4 adresu aktívneho interface-u.
  • Interface nemusí byť zahrnutý v OSPF smerovaní.
  • Číselný rozsah môže mať rovnako ako IP adresa od 0 po 255 v každom oktete.

Konfigurácia OSPF

1. Základná konfigurácia:

Router(config)# router ospf [číslo] - nastavené číslo je číslo OSPF smerovacieho procesu, ktoré má význam len na routri

Router(config-router)# router-id [číslo] - číslo v tvare IPv4 adresy, ktoré sa porovnáva počas voľby DR a BDR

Router(config-router)# network [ip adresa] [wild-card maska] area [číslo] - číslo OSPF oblasti musí byť v danej oblasti rovnaké pri Single-Area OSPF na všetkých routroch

Router(config-router)# passive-interface [port] - nastavenie pasívneho interface-u

2. Pokročilá konfigurácia:

Router(config-if)# ip ospf network point-to-point - zmena typu rozhrania

Router(config-if)# ip ospf priority 15 - zmena priority rozhrania

Router(config-if)# ip ospf cost 15 - zmena metriky oznamovaných ciest

Router(config-if)# bandwidth [číslo] - zmena šírky pásma na interface-i

Router(config-router)# auto-cost reference-bandwidth [číslo] - zmena referenčnej šírky pásma

Router(config-if)# ip ospf hello-interval 5 - zmena hello-interval časovaču

Router(config-if)# ip ospf dead-interval 20 - zmena death-interval častovaču

Router(config)# default-information originate [always] - oznamovanie predvolenej cesty do protokolu OSPF

3. Kontrola konfigurácie:

Router# show ip protocols - zobrazenie bežiacich dynamických smerovacích protokolov na zariadení

Router# show ip ospf neighbors - zobrazenie "ospf susedov", teda susedných sietí

Router# show ip ospf database - zobrazenie ospf databázy

Packet Tracer aktivita

  • Táto aktivita slúži na interaktívnejšie precvičenie protokolu OSPF.
  • V tejto aktivite si môžete precvičiť:
    • Celkovú konfiguráciu OSPF protokolu
    • IPv6 routing
    • OSPFv2
    • OSPFv3
    • Nastavovanie RID - voľba DR a BDR
  • Táto aktivita je v anglickom jazyku, pretože cieľom tohoto predmetu je aj opakovanie technickej angličtiny.
  • Aktivita nie je časovo obmedzená a taktiež nebude ani hodnotená.
  • Toto cvičenie obsahuje taktiež aj GNS-3 aktivitu, na ktorú sa dostanete cez tento odkaz.