Đề tài Thiết kế và cấu hình mạng thông tin sử dụng giao thức định tuyến OSPF

g đoạn mạng đều nghe được thông tin về cập nhật đó. Nội dung của bản tin update là toàn bộ tuyến đường nó có. Thông tin cập nhật được gửi ra một cách định kỳ sau một thời gian, bộ định thời được đặt lại ngay lập tức sau khi Router đã gửi một cập nhật. Do đó giao thức định tuyến gửi toàn bộ bảng định tuyến tới hàng xóm của nó, và bộ định thời tính giờ sau một khoảng thời gian được xách định trước ( 30 giây đối với RIP ) gửi lại toàn bộ bảng định tuyến. Sau khi nhận được một bảng định tuyến của hàng xóm, Router cập nhật vào bảng định tuyến của chính nó và gửi đi một bảng định tuyến đã được thay đổi trong các bản tin cập nhật tiếp theo. Vì một Router gửi đi thông tin mà nó nghe được từ các hàng xóm của nó, trái với việc một bản tin cập nhật được gửi từ một Router đến tất cả các Router khác trong toàn mạng, giao thức vector khoảng cách còn được gọi là " định tuyến bằng tin đồn ". Điều đó gây lên một nhược điêm rất lón của phương pháp định tuyến này là gây ra lặp trên mạng, thông tin gửi một cách sai lệch nhưng router láng giềng vẫn tin dùng, khác với giao thức kiểu trạng thái liên kết không tin theo hàng xóm mà tự mình tính toán đường đi khi đã có đầy đủ thông tin về topo mạng. Thông tin cập nhật mà Router nhận được từ hang xóm của nó bao gồm số mạng con và metric, và giá trị metric nhỏ hơn thì tuyến được coi là tốt hơn. Metric có thể tính bằng số hop ( trong giao thức RIP ) tính theo băng thông và độ trễ ( trong IGRP ): Hình 2-3: Cập nhật định tuyến cơ bản của distance vector Nếu Router học được nhiều tuyến tới cùng một mạng con, Router sẽ chọn tuyến tốt nhất dựa vào metric để đưa vào bảng định tuyến. Mục đích của giao thức định tuyến vector khoảng cách là cung cấp thông tin chính xác và không bị lặp tới các Router. Nhưng vì một nhược điểm lớn của Distance vector là sự hội tụ chậm và điều này gây ra routing loop trên mạng. Để ngăn cản loop routing Distance vector tiến hành các kỹ thuật sau: Split-horizonm, Poison reverse, Holdown, Trigger update … Một Router xác định thông tin hop tiếp theo bằng cách sử dụng thuật toán phân bố Bellman-Ford để nhận được thông tin ước lượng giá trị của đường liên kết, thuật toán được phân tích dưới đây : 5. Phương pháp trạng thái liên kết ( Link-state ) Định tuyến link-state là một giao thức phức tạp được dành riêng duy trì loop-free, và bảng định tuyến chính xác. Nó không gửi quảng bá toàn bộ bảng định tuyến một cách định kỳ như là giao thức vectơ khoảng cách đã làm ( như RIP), mà thay vào đó nó chỉ gửi đi các trạng thái các cổng của nó và các cập nhật thay đổi. Tuy nhiên bảng địng tuyến sẽ được gửi đầy đủ sau mỗi khoảng thời gian định kỳ tương đối lâu nhưng không phải đồng thời đối với mọi Router trên toàn mạng để tránh tắc nghẽn. Mọi liên kết (link) được hiển thị là kết nối giữa các Router đó là kết nối vật lý hay đường truyền giữa các Router trên mỗi nối kết logic. Do đó một giao thức định tuyến link-state là một giao thức mà thông tin về kết giữa các Router, khi có một sự thay đổi trong trạng thái của một trong các link này thì Router của link đó sẽ truyền đi một bản tin cập nhật thông báo cho toàn mạng biết về sự thay đổi của link này (up or down). Không giống các giao thức vector khoảng cách, thông tin chỉ liên quan đến một link (không phải một tuyến) được nối vào Router và những link này được thay đổi, được truyền tới mọi Router trong mạng. Gửi một cập nhật về liên kết hiệu quả hơn là gửi thông tin về các tuyến, vì một liên kết có thể ảnh hưởng đến nhiều tuyến. Gửi thông tin về liên kết cho phép Router rính toán các tuýên có thể bị ảnh hưởng. Với giao thức này ta tiết kiệm được băng thông bằng việc sử dụng tài nguyên CPU của Router. Học về mạng: Giao thức định tuyến Router phát triển và duy trì mối quan hệ hàng xóm cùng với các Router trên cùng liên kết bằng việc gửi một bản tin hello đơn giản qua đường truyền. Đây là một sự trao đổi có định hướng. Sau khi các Router đồng bộ bảng định tuyến của chúng bằng sự trao đổi các gói tin nhỏ Hello và các gói tin update, chúng được coi là các hàng xóm lân cận. Mối quan hệ giữa hàng xóm và lân cận kế tiếp này được tiếp tục duy trì miễn là giao thức hello được trao đổi giữa chúng. Để làm việc này, 2 Router phải có cùng mặt lạ mạng và cùng đồng hồ cho bản tin hello. Khi quan hệ hàng xóm giữ liên lạc, thông tin được trao đổi giữa định tuyến một cách nhanh chóng và hiệu quả, dẫn đến sự thay đổi liên kết trong mạng được nhận ra rất nhanh. Một Router biết hàng xóm của mình, củng có thể là chặng tiếp theo là chết hay còn hoạt động ngay khi Router không còn nhận được bản tin hello nữa. Ngay khi giao thức địng tuyến xác định được một sự cố nó gửi ngay đi một bản tin, không cần đợi đồng hò cập nhật hết giờ. Điều này được biết là một cập nhật nhanh chóng (trigged update) và cũng là một cập nhật thay đổi( incremental update ) vì nó chỉ chứa thông tin mạng thay đổi. Bản tin cập nhật thay đổi cải thiện thời gian hội tụ và cũng giãm lượng thông tin cần gửi qua mạng hay nói cách khác nó tiết kiệm được tài nguyên băng thông. Khi đó tổng phí mạng trên đường truyền vật lý là rất nhỏ cho phép nhiều băng thông cho dữ liệu hơn. Giao thức địng tuyến link-state được sử dụng trong các mạng rộng và phức tạp vì Router mà chúng sử dụng cập nhật bảng định tuyến yêu cầu ít tài nguyên mạng hơn. Các giao thức định tuyến link-state thực hiện giảm tổng phí mạng bằng giải pháp: Sử dụng địa chỉ multicast Gửi các cập nhật nhanh chóng Sử dụng các gói nhỏ trên mỗi Router để thông tin về kết nối của nó thay vì sử dụng toàn bộ bảng địng tuyến. Các giao thức Link – state phổ biến hiện nay là: OSPF và IS – IS. Phần III Thiết kế và cấu hình mạng chạy giao thức OSPF. I. Khái quát về giao thức OSPF ( OSPF overview ) Một nhóm làm việc của IETF (Internet Engineering Task Force) đã thiết kế ra một giao thức loại IGP sử dụng giải thuật SPF. Nó được gọi là Open SPF, một giao thức mới xử lý một số vấn đề chúng ta hằng mong đợi. OSPF được mô tả trong RFC 2328, là một giao thức chuẩn và mở, tức là bất cứ ai cũng có thể thiết kế các sản phẩm sử dụng nó mà không phải trả chi phí cho bản quyền. Ngoài OSPF ra, còn có nhiều giao thức chuẩn, mở khác như RIP, IS-IS. Tuy nhiên OSPF được yêu thích hơn các giao thức mở khác như RIPv1, và RIPv2 vì nó có nhiều ưu điểm vượt trội. Các thuật ngữ sử dụng trong giao thức OSPF Để cho phép sự tăng trưởng và thực thi mạng tại một Site được quản lý dễ dàng thì OSPF cho phép một Site phân nhỏ các mạng của nó và các Router ra thành các mạng con được gọi là các vùng (area). Mỗi vùng tự bản thân nó đã chứa đựng những kiến thức về Topology của vùng. Do vậy, nhiều nhóm trong một site cho trước có thể phối hợp sử dụng OSPF cho việc chọn đường mặc dù mỗi nhóm ngăn cản khả năng thay đổi topology mạng bên trong nó một cách độc lập. Giao thức OSPF xác định rõ là tất cả mọi trao đổi giữa các Router phải được cho phép. OSPF cho phép nhiều kế hoạch xác nhận và thậm chí một vùng chọn kế hoạch khác so với các vùng khác. Ý tưởng đằng sau sự xác nhận là để đảm bảo rằng chỉ các Router được tin cậy mới được phép truyền bá thông tin chọn đường. Để hiểu tại sao điều này là quan trọng thì chúng ta hãy xem xét điều gì xảy ra khi sử dụng RIP (RIPv1 không có cơ chế xác nhận ). Nếu một người có ác ý dùng một máy tính cá nhân để truyền bá các thông báo RIP để báo tin về các tuyến có chi phí thấp, thì các Router khác và host chạy RIP sẽ thay đổi tuyến đường của chúng và bắt đầu gửi các gói tin tới các PC. OSPF hỗ trợ các host-specific Routes và các subnet route cũng như network-specific route. Tất cả 3 kiểu trên đều cần thiết trong mạng internet. Để phù hợp với các mạng CSMA/CD như Ethernet, OSPF mở rộng giải thuật SPF. Chúng ta đã biết giải thuật SPF phải quảng bá rộng rãi định kì các thông tin tình trạng liên kết về các hàng xóm có liên kết với chúng. Nếu có K Router nối với cùng một Ethernet, chúng sẽ quảng bá số thông báo là K2. OSPF tối thiểu hoá các gói tin quảng bá bằng việc cho phép một đồ hình phức tạp hơn trong đó mỗi node có thể là một Router hoặc là một mạng. Hệ quả là, OSPF cho phép mỗi mạng CSMA/CD phải có một Router dành riêng (được gọi là Designated Router) dùng để gửi các thông báo thay mặt cho tất cả các Router cùng gắn tới mạng đó. OSPF cũng sử dụng khả năng quảng bá bằng địa chỉ multicast để làm giảm thiểu băng thông trên đường truyền. Để cho phép việc tính toán linh hoạt tối đa, OSPF cho phép các nhà quản lý mô tả 1 topology mạng ảo. Ví dụ, nhà quản lý có thể cấu hình 1 liên kết ảo giữa hai Router trong đồ hình chọn đường ngay cả nếu kết nối vật lý giữa chúng đòi hỏi sự thông tin qua một mạng trung gian. OSPF cho phép các Router trao đổi các thông tin được học từ những site khác. Về bản chất, một hoặc nhiều Router với các kết nối tới site khác học thông tin về các site đó và gộp cả nó khi gửi các thông tin cập nhật chọn đường. Khuôn dạng các thông báo phân biệt giữa thông tin được yêu cầu từ các nguồn ngoài và thông tin được yêu cầu từ các nguồn trong đối với site, vì vậy không gây ra sự nhập nhằng về nguồn hay khả năng tin cậy của các tuyến đường. Ngoài ra còn nhiều các thuật ngữ thường xuyên sử dụng trong giao thức OSPF: Lân cận ( Adjacency ): Là dạng khi hai Router hàng xóm trao đổi thông tin với nhau và có cùng topology table. Cơ sở dữ liệu được đồng bộ và cả hai đều có một cái nhìn giống nhau về mạng. Vùng ( Area): Một nhóm Router cùng ở trong một số nhận dạng vùng (Area ID). Mỗi Router trong vùng có cùng topology table và mỗi Router trong vùng gọi là Router trong. Area được định nghĩa trên giao diện cơ bản của Router trong cấu hình OSPF. Khác với giao thức IS-IS vùng được định nghĩa trên toàn bộ Router. Hệ thống độc lập ( AS ): Các Router cùng có giao thức định tuyến giống nhau trong một tổ chức. Hình 3-1: Thuật ngữ OSPF Mô tả cơ sở dữ liệu (Database descriptor ): Viết tắt là DBDs hoặc các gói tin mô tả cơ sở dữ liệu DDPs. Các gói tin này được trao đổi giữa các hàng xóm trong trạng thái trao đổi. DDPs chứa một phần LSAs nó tóm lược các liên kết của mọi Router trong tolopogy table của hàng xóm. Router được chỉ định ( Designated Router ): DR đóng vai trò là lân cận của tất cả các hàng xóm trên một mạng đa truy nhập như là Ethernet hay FDDI. Router chỉ định dự phòng (Backup Designated Router BDR): BDR luôn có trong mạng đa truy nhập và được sử dụng khi DR hỏng Cơ sở dữ liệu lân cận ( Adjacencies database ): Là cơ sở dữ liệu về tất cả các router láng giềng. Cơ sở dữ liệu về toàn mạng ( topologicy database ): Lưu trên các router về trạng thái của tất cả các mạng trong tất cả các vùng. 2. Các trạng thái của OSPF 2.1 Tổng quan Giao thức OSPF là giao thức kiểu trạng thái liên kết có sự thiết lập quan hệ láng giềng và chia sẻ thông tin thông qua nhiều loại gói tin, không giống như giao thức kiểu vector khoảng cách sẽ quảng bá toàn bộ bảng định tuyến của mình cho các router lân cận. Trong OSPF sử dụng 5 loại bản tin khác nhau để trao đổi tin tức với các router láng giềng. Đặc điểm chung củabản tin OSPF là có phần Header như sau: Hình 3-2: Header của thông báo OSPF gồm 24 octets cố định Trong đó trường Type xác định loại bản tin sử dụng: Type Meaning 1 Hello (used to test reachability) 2 Database description (topology) 3 Link status request 4 Link status update 5 Link status acknowledgement Bảng 1: Các loại bản tin sử dụng trong OSPF. Trong mỗi trạng thái sẽ có các loại bản tin cụ thể được sử dụng. Để router chạy OSPF có thể trở thành hàng xóm của nhau, chúng phải trải qua 7 trạng thái thiết lập quan hệ láng giềng. Chi tiết về các trạng thái sẽ được trình bày trong phần tiếp theo. 2.2. Các trạng thái để thiết lập láng giềng Như đã trình bày ở trên để 2 router có thể thiết lập quan hệ láng giềng chúng phải trải qua 7 trạng thái. Bao gồm: Trạng thái Down: Trong trạng thái này tiến trình OSPF không trao đổi thông tin với bất kì hàng xóm nào, mà các Router OSPF sẽ đợi vào trạng thái tiếp theo, là trạng thái Init. Trạng thái Init: Các Router OSPF gửi đi các gói tin Hello ( gói tin Hello ta sẽ nói rõ trong phần sau ) trong khoảng thời gian định kì ( 10s đối với mạng Ethernet, và 30s đối với mạng có tốc độ đường truyền < T1 ) để thiết lập mối quan hệ với các Router hàng xóm. Khi một giao diện nhận được một gói tin Hello đầu tiên, Router vào trạng thái Init State. Điều này có nghĩa là Router biết một hàng xóm và đang đợi một trả lời để thiết lập mối quan hệ trong bước tiếp theo. Để 2 Router OSPF có thể thiết lập quan hệ hàng xóm thì điều đầu tiên là chúng phải trao đổi các gói tin Hello với nhau, nếu Router OSPF mà không nhận được gói tin Hello thì chúng không thể thiết lập quan hệ láng giềng với bất kì Router nào khác. Trạng thái Two – way: Sử dụng các gói tin Hello, mọi Router OSPF cố gắng thiết lập một trạng thái 2 chiều hay kết nối song phương với mỗi Router hàng xóm trong cùng mạng IP. Một Router chỉ ở vào trạng thái Two-Way khi nó nhìn thấy bản thân nó trong gói tin Hello của hàng xóm. Trạng thái 2 chiều này là quan hệ cơ bản nhất mà các Router OSPF cần có, nhưng thông tin định tuyến không trao đổi qua quan hệ này mà trao đổi giữa các Router lân cận nhau. Ví dụ 2 Router : RTA, RTB muốn trở thành quan hệ 2 chiều, RTB phải thấy bản thân nó trong bản tin Hello của RTA: Ngoài ra trong trạng thái này các Router cũng phải xác định DR, và BDR. Cụ thể vê quá trình thiết lập DR, và BDR sẽ được trình bày trong phần tiếp theo. Các Router muốn trở thành lân cận với các Router khác thì chúng phải qua các trạng thái tiếp theo, và chỉ khi trở thành lân cận của nhau thì chúng mới trao đổi các gói tin DBD. Bước đầu tiên để 2 Router có thể trao đổi cơ sở dữ liệu là ExStart State. Trạng thái ExStart: Khi một Router và hàng xóm của nó vào trạng thái này sự giao tiếp của chúng được mô tả như một lân cận nhưng chưa phải là lân cận đầy đủ. Exstart State sử dụng các gói tin DDP để trao đổi cơ sở dữ liệu. Ngoài ra hai Router hàng xóm sử dụng gói tin Hello thương lượng với nhau quan hệ chủ / tớ dựa trên địa chỉ IP cao nhất. Điều này chỉ xác định Router nào bắt đầu giao tiếp trước trong trạng thái trao đổi. Khi mà 2 Router đã xác định xong chủ / tớ thì chúng sẽ chuyển vào trạng thái Exchange và bắt đầu trao đổi thông tin định tuyến. Trạng thái Exchange: Trong trạng thái này các Router hàng xóm sử dụng các gói DDP để gửi cho nhau về thông tin trạng thái liên kết của chúng, hay nói cách khác các Router diễn tả cho nhau các cơ sở dữ liệu của chúng. Nếu một trong các Router này nhận được thông tin về một liên kết không có trong cơ sở dữ liệu của nó, Router sẽ yêu cầu một cập nhật đầy đủ từ hàng xóm của nó. Thông tin định tuyến đầy đủ được trao đổi trong trạng thái Loading State. Trạng thái Loading: Sau khi cơ sở dữ liệu được vạch ra cho mỗi Router, chúng có thể yêu cầu thông tin đầy đủ hơn bằng việc sử dụng các gói tin loại 3, Link – State Request ( LSR). Khi một Router nhận được một gói LSR, nó gửi một cập nhật đáp ứng lại, và sử dụng gói tin loại 4, Link – State Update ( LSU ). Thực tế gói LSU chứa gói tin LSA, là phần cốt lõi của giao thức định tuyến theo kiểu Link – State. Ngoài ra gói tin loại 4 cũng có gói tin đáp lại là gói tin loại 5 Link – State Ackowledgments ( LSAcks ). Trạng thái Full Adjacency: Kết thúc trạng thái Loading State các Router là các lân cận đầy đủ. Lúc này mỗi Router giữ một danh sách các hàng xóm lân cận, được gọi là cơ sở dữ liệu về các lân cận ( adjacency database ) hay bảng các hàng xóm ( neighbor table ). Hình 3-3: Các trạng thái phải trải qua để trao đổi tin trong OSPF. 3. Các loại mạng trong OSPF Do hiện nay có rất nhiều topo vật lý nên OSPF quy định rất nhiều loại mạng tương ứng với các topo vật lý khác nhau, hay tương ứng với các loại truyền dẫn khác nhau. Mỗi giao diện OSPF sẽ tự động tổ chức loại mạng chúng kết nối, bao gồm 3 loại mạng sau: Mạng đa truy cập kiểu quảng bá ( Broadcast Multiaccess ): Với loại mạng này các Router OSPF phải có sự bầu chọn ra một người là DR, một là BDR, còn lại gọi chung là Drother. Mạng quảng bá đa truy nhập là một mạng LAN bất kỳ nào đó như Ethernet, Tokenring , hay FDDI. Mạng kiểu điểm – tới – điểm ( point – to – point ): Trong loại này OSPF không quy định phải chọn ra DR và BDR, một ví dụ điển hình là một đường Serial. Ngoài ra môi trường này còn sử dụng các subinterface trên một giao diện vật lý để tạo các kết nối điểm - điểm với các Router OSPF khác. Mạng đa truy cập nhưng không quảng bá Nonbroadcast Multiaccess ( NBMA): ví dụ như trong môi trường Frame Relay. Tùy vào cấu hình người quản trị có thể phải chọn ra DR, hay BDR. Hình 3-4: các loại mạng trong OSPF II. Nguyên tắc hoạt động của OSPF OSPF là một giao thức hoạt động khá là phức tạp, tuy nhiên có thể tóm tắt quá trình hoạt động của OSPF trải qua 5 phần tách biệt. Bao gồm: - Thiết lập các Router lân cận - Chọn lựa DR và BDR nếu cần thiết - Khám phá các tuyến - Lựa chọn các tuyến tối ưu để sử dụng - Duy trì thông tin định tuyến 1. Qúa trình thiết lập quan hệ láng giềng Đây là qua trình đầu tiên của OSPF. Để trở thành láng giềng của nhau, các Router OSPF phải trao đổi các bản tin Hello và trải qua các trạng thái Down và Init ( như đã trình bày phía trên ). Khi một Router OSPF nhân gói tin Hello mà trong đó có số ID của nó thì nó biết rằng phía kia cũng có Router chạy OSPF, và nó thiết lập láng giềng. Sau khi trở thành láng giềng của nhau Router OSPF sẽ xác định xem có phải bình chọn DR, BDR hay không. Nếu phải bình chọn thì sẽ sang bước thứ 2. 2. Lựa chọn DR và BDR Quá trình chọn DR, BDR xảy ra ở trạng thái Two – way, theo đó DR và BDR có thể chọn bởi người quản trị hoặc được chọn tự động thông qua giao thức Hello. Chọn tự động: Theo cách này các DR được chọn bất kỳ, quá trình chọn dựa vào ID cao nhất và địa chỉ IP của Router trên đoạn mạng. Sau khi DR và BDR được chọn, tất cả các Router trên mạng đa truy nhập sẽ giao tiếp trực tiếp với DR sử dụng địa chỉ multicast ( 224.0.0.6 ). Chọn bằng cách cấu hình: Để xác định Router nào là DR, cần thay đổi giá trị ưu tiên cho Router. Một giao diện Router có thể có một giá ưu tiên trong khoảng 0 - 255. Giá trị 0 cho biết Router không thể là DR hay BDR được, ngoài ra Router có gía trị ưu tiên lớn thì có sơ hội trở thành DR nhiều hơn. Giá trị ưu tiên mặc định trên giao diện của Router Cisco là 1. 3. Khám phá các tuyến đường Để khám phá các tuyến các Router OSPF qua 4 trạng thái sau : Exstart State: Khi một Router và hàng xóm của nó vào trạng thái này sự giao tiếp của chúng được mô tả như một lân cận nhưng chưa phải là lân cận đầy đủ. Exstart State sử dụng các gói tin DDP để trao đổi cơ sở dữ liệu. Ngoài ra hai Router hàng xóm sử dụng gói tin Hello thương lượng với nhau quan hệ chủ / tớ dựa trên địa chỉ IP cao nhất. Điều này chỉ xác định Router nào bắt đầu giao tiếp trước trong trạng thái trao đổi. Exchange State : Trong trạng thái này các Router hàng xóm sử dụng các gói DDP để gửi cho nhau về thông tin trạng thái liên kết của chúng, hay nó cách khác các Router diễn tả cho nhau các cơ sở dữ liệu của chúng . Nếu một trong các Router này nhận được thông tin về một liên kết không có trong cơ sở dữ liệu của nó, Router sẽ yêu cầu một cập nhật đầy đủ từ hàng xóm của nó. Thông tin định tuyến đầy đủ được trao đổi trong trạng thái Loading State. Loading State: Sau khi cơ sở dữ liệu được chỉ ra cho mỗi Router, chúng có thể yêu cầu thông tin đầy đủ hơn bằng việc sử dụng các gói LSR. Khi một Router nhận được một gói LSR, nó gửi một cập nhật đáp ứng lại sử dụng gói LSU. Thực tế gói LSU chứa gói tin LSA. Full Adjacency: Kết thúc trạng thái Loading State các Router là các lân cận đầy đủ. Lúc này mỗi Router giữ một danh sách các hàng xóm lân cận, được gọi là cơ sở dữ liệu về các lân cận ( adjacency database ) hay bảng các hàng xóm ( neighbor table ). 4. Lựa chọn tuyến đường tối ưu nhất Sau khi một Router có một cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết hoàn chỉnh, nó sẵn sàng tạo ra một bảng định tuyến để định tuyến thông tin. OSPF dùng giá trị metric gọi là cost để xác định đường tốt nhất đến đích, gía trị chi phí dựa trên băng thông đường truyền, nói chung chi phí giảm khi mà tốc độ của liên kết tăng. Ta có chi phí ( metric ) trong OSPF được tính theo công thức: Metric = 10.000.000 / Bandwidth ( kps ). Để tính toán chi phí thấp nhất đến đích các Router OSPF dùng thuật toán SPF ( Shortest Path Fist ), nó sẽ tính tổng chi phí giữa Router gốc đến mỗi mạng đích. Nếu có nhiều đường đến một đích, đường có chi phí nhỏ nhất được chọn, OSPF mặc định có thể cân bằng tải cho bốn tuyến có chi phí bằng nhau trong bảng định tuyến. Ngoài ra ta có thể thay đổi giá trị này lên tối đa là 6 tuyến ( trên Router Cisco ). Sau khi các Router đã chọn được các tuyến tốt nhất bằng cách sử dụng thuật toán SPF nó chuyển sang trạng thái hoạt động tiếp theo. 5. Duy trì thông tin định tuyến Sau khi cài đặt các tuyến đường vào trong bảng định tuyến ( Routing Table ), Router OSPF sẽ duy trì bảng này trong bộ nhớ RAM, nếu như có bất kì sự thay đổi nào trong mạng thì Router OSPF sẽ làm lụt thông tin thay đổi đó cho các Router khác trong mạng biết để cập nhật cơ sở dữ liệu của mình. Cụ thể nó sẽ xác định một sự thay đổi trạng thái liên kết của nó với một trong các lý do sau: - Router mất liên kết vật lý hay kết nối lớp 2 trên mạng nối với nó. Router gửi một gói tin LSU tới các DR trong mạng đa truy nhập với địa chỉ 224.0.0.6 sau đó các DR này gửi chuyển tiếp đến các Router OSPF khác với địa chỉ 224.0.0.5. Đối với mạng kết nối kiểu điểm - điểm thì nó gửi đến Router lân cận ( địa chỉ 224.0.0.5 ) từ đó chúng truyền lan toàn mạng. - Router không còn nghe thấy bản tin của giao thức Hello nữa, Router gửi đi gói tin LSU tới DR trong mạng đa truy nhập và Router lân cận trong mạng điểm- điểm . - Router nhận được một cập nhật LSA từ một hàng xóm lân cận thông báo cho nó về sự thay đổi trong mạng. Gói tin LSU đáp ứng được gửi ra các giao diện OSPF khác. Ngoài ra khi trên mạng không có bất kì sự thay đổi nào thì sau 30 phút, Router sẽ gửi bản tin update tới lân cận để làm mới lại cơ sở dũ liệu. 6. Hạn chế của OSPF trong vùng đơn Với việc chạy OSPF đơn vùng thì gây ra rất nhiều hạn chế: Tiêu tốn tài nguyên bộ nhớ và tài nguyên xử lý: trong môi trường mạng lớn, thường xuyên có sự thay đổi trên mạng ( như hiện tượng flap, thêm mạng … ), sau mỗi lần thay đổi thì Router OSPF sẽ phải chạy lại giải thuật SPF để tính toán lại đường đi. Điều này có thể làm tiêu tốn rất nhiều tài nguyên về bộ nhớ cũng như CPU. Làm tăng kích cỡ bảng định tuyến: Khi kích cỡ mạng lớn thì một điều đương nhiên là bảng định tuyến cũng lớn. Nếu trong bảng định tuyến của Router lên đến hàng trăm, hàng ngàn routes thì mỗi packet đến routes lại phải tra trong hàng trăm, ngàn routes để tìm ra tuyến đường phù hợp. Làm tăng cơ sở dữ liệu: cuối cùng là cơ sở dữ liệu rất lớn, vì mỗi router chạy giao thức kiểu link – state đều có bảng topologicy lên kích cỡ bảng này có thể trở lên cực lớn. Gây lãng phí tài nguyên của router, ngoài ra có những router ở vùng mà bản thân nó không cần phải biết nhiều các tuyến đường nhưng bản thân nó lại vẫn nhận được các tuyến đường này. III. OSPF đa vùng, nguyên tắc hoạt động và các loại vùng trong OSPF Để qiải quyết vấn đề hạn chế của OSPF trong 1 vùng đơn, ta chia mạng lớn ra thành nhiều vùng nhỏ hơn gọi các Area, phương pháp này gọi là phân cấp OSPF. Nó cho phép Router trong mỗi vùng đó duy trì cơ sở dữ liệu mạng của riêng vùng đó và tóm lược cơ sở dữ liệu của các vùng khác. Đảm bảo tính kết nối giữa các Area và các mạng ngoài hệ thống là độc lập. - Lợi ích đầu tiên của việc phân cấp là các Router bên trong một Area không cần quan tâm đến cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của toàn mạng, nó chỉ quan tâm đến Area chứa nó, điều này giảm tổng phí của bộ nhớ. - Lợi ích thứ hai, các Router bên trong một area chỉ phải tính toán lại cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của chúng khi có một thay đổi của mạng trong Area cụ thể của chúng. Topology trong một vùng thay đổi không gây ra việc tính toán lại cho toàn thể mạng chạy OSPF, điều này giảm tổng phí xử lý . - Lợi ích thứ ba, khi các tuyến được tóm lược ở biên của các vùng, bảng định tuyến trên mỗi Router ở biên sẽ nhỏ hơn các bảng định tuyến của các Router bên trong. Ngoài ra khi phân ra các vùng nó cũng làm giảm các bản tin LSU, khi có sự thay đổi xảy ra thì router chỉ update cho các router trong area của nó. 1. Các loại router và các loại thông điệp LSA của OSPF đa vùng Do có nhiều vùng nên cần phải có đường ranh rới để phân biệt giữa các vùng, OSPF quy định đường ranh rới đó được thực hiện ngay trên một Router. Nghĩa là 2 area của OSPF có thể được phân biệt bởi 1 Router. Thêm nữa các area này phải kết nối vào vùng Bachbone, do đó ta có rất nhiều loại Router, mỗi loại đều có nhiệm vụ và chức năng riêng. Internal Router: Là các Router có tất cả các giao diện cùng nằm trong Area, chỉ hoạt động trong vùng đơn của mạng OSPF. Nó chịu trách nhiệm làm chính xác cơ sở dữ liệu và duy trì mạng hiện hành trên mọi mạng con trong vùng. Ngoài ra nó cũng có nhiệm vụ đưa dữ liệu tới các đích khác bằng đường ngắn nhất. Backbone Router: Quy định khi tiến hành OSPF nhiều vùng yêu cầu tất cả các vùng phảI được nối tới một vùng đơn được biết là