Đồ án Giao thức OSPF

Click to edit Master title style Click to edit Master subtitle style * * * * GIAO THỨC OSPF Giáo viên hướng dẫn : Ks. Nguyễn Đình Long Ths. Dương Thị Thanh Tú Sinh viên thực hiện : Phan Trùng Hưng Đồ án tốt nghiệp Nội dung đồ án Giới thiệu về OSPF Một số thuật ngữ Một số khái niệm trong OSPF Tràn lụt (Flooding) trong OSPF Vùng (Area) trong OSPF Các loại Router trong OSPF Các loại LSA trong OSPF Ứng dụng của OSPF OSPF (Open Shortest Path First) được phát triển bởi IETF. OSPF là giao thức trạng thái liên kết sử dụng thuật toán SPF (Shortest Path First) của Dijktra và là một giao thức mở. Ưu điểm chính của OSPF so với các giao thức vector khoảng cách là khả năng đáp ứng nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng, hoạt động tốt trong các mạng cỡ lớn và ít bị ảnh hưởng đối với các thông tin định tuyến tồi. Một số đặc điểm khác của OSPF là: Thực hiện cập nhật khi có mạng có sự thay đổi. So dụng chi phí (cost) làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng. Mọi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường. Hỗ trợ CIDR (Classless Interdomain Routing) và VLSM (Variable length subnetmask). Giới thiệu về OSPF Một số thuật ngữ Router ID: Nhận dạng router trong một miền tự trị AS gồm 32 bit, thường lấy giá trị địa chỉ IP có trọng số cao nhất để gán Link State: trạng thái của các liên kết (up/down) và trọng số của các liên kết (cost) Cost : có giá trị từ 1-65.536 miêu tả chiều dài của một liên kết, nó cho phép người quản trị mạng gán trực tiếp hay tính theo công thức mặc định trong IOS LSA: bản tin thông báo về trạng thái liên kết, được trao đổi giữa các router trong một miền tự trị AS Metric: trọng số của một tuyến từ một router đến mạng đích Một số khái niệm trong OSPF Giao thức Hello Neighbor và Adjacency Các loại mạng DR và BDR Giao thức Hello Giao thức Hello thực hiện các chức năng sau: Dùng để khám phá các Neighbor Dùng để quảng cáo các tham số mà hai Router phải chấp nhận trước khi chúng trở thành các Neighbor của nhau. Đảm bảo thông tin hai chiều giữa các Neighbor. Các gói Hello hoạt động như các Keepalive giữa các Neighbor. Dùng để bầu cử DR và BDR trong mạng Broadcast và Nonbroadcast Multiaccess (NBMA). Neighbor và Adjacency Trước khi gửi các LSA, các Router OSPF phải khám phá các Neighbor của nó và thiết lập Adjacency với chúng. Các loại mạng Mạng điểm - điểm: là mạng nối hai Router với nhau. Mạng quảng bá: là mạng có khả năng kết nối nhiều hơn hai thiết bị và các thiết bị này đều có thể nhận các gói gửi từ một thiết bị bất kì trong mạng. Mạng NBMA: là mạng có khả năng kết nối nhiều hơn hai Router nhưng không có khả năng Broadcast. Tức một gói gửi bởi một Router trong mạng không được nhận bởi tất cả các Router khác của mạng. Mạng điểm – đa điểm: là trường hợp đặc biệt của NBMA. Nó có thể coi là một tập hợp các kết nối điểm - điểm. Các liên kết ảo: là một cấu trúc đặc biệt được Router hiểu như là các mạng điểm - điểm không đánh số. DR và BDR DR và BDR được bầu ra trong các mạng đa truy nhập DR có các nhiệm vụ sau:  Mô tả mạng đa truy nhập và các Router gắn vào mạng cho phần còn lại của liên mạng. Quản lý quá trình tràn lụt trong mạng đa truy nhập. DR đại diện cho mạng đa truy nhập. Các Router khác chỉ thiết lập Adjacency với DR. BDR được bầu cử ra để dự phòng cho DR. Tất cả các Router thiết lập Adjacency với cả DR và BDR. Nếu DR hỏng, BDR sẽ trở thành DR mới. Tràn lụt (Flooding) Tràn lụt là quá trình các gói LSA được gửi qua mạng để đảm bảo cơ sở dữ liệu của mỗi node được cập nhật và duy trì sự đồng nhất với các node khác. Quá trình tràn lụt sử dụng hai loại gói OSPF sau: Gói cập nhật trạng thái liên kết (loại 4). Gói xác nhận trạng thái liên kết (loại 5). Mỗi gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết có thể mang nhiều LSA. Các LSA được tràn lụt qua liên mạng, nhưng các gói cập nhật và xác nhận chỉ được truyền giữa hai node. Các LSA được truyền qua Adjacency trong gói cập nhật Vùng (Area) Area : là một nhóm logic các Router và các liên kết giúp phân chia hiệu quả một miền OSPF thành các miền con Lợi ích của việc sử dụng Area: OSPF sử dụng các Area để giảm kích thước cơ sở dữ liệu của Router khi mạng phát triển Area ID : Area được nhận dạng bởi 32 bit Area ID. Area ID có thể được viết dưới dạng số thập phân hoặc số thập phân được ngăn cách bởi các dấu chấm Backbone: Area ID 0 được sử dụng cho mạng Backbone. Mạng Backbone là mạng chịu trách nhiệm thông báo các thông tin về cấu hình tổng quát của mỗi Area cho các Area khác. Area có thể phân chia Area có thể phân chia: là Area trong đó một lỗi liên kết sẽ phân chia Area thành hai phần tách biệt nhau. Nếu một Area bị phân chia, và tất cả các Router ở hai bên phân chia vẫn có thể nhìn thấy ABR thì sẽ không có sự phá vỡ nào xảy ra. Backbone sẽ xem các Area phân chia như là hai Area tách biệt. Liên kết ảo Liên kết ảo: là một liên kết nối tới Backbone thông qua một Area khác (không phải là Backbone) Liên kết ảo không gắn với một liên kết vật lí đặc biệt nào. Nó là một đường hầm mà thông qua nó, các gói được định tuyến trên đường đi ngắn nhất từ nguồn đến đích. Các loại Router Router nội (Internal Router): là Router mà tất cả các giao diện của nó thuộc về cùng một Area. Các Router này có cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết đơn.  Router biên giới Area (Area border Router-ABR): Kết nối một hay nhiều Area tới Backbone và hoạt động như một Gateway đối với lưu lượng liên Area. ABR luôn có ít nhất một giao diện thuộc về mạng Backbone, và phải duy trì cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết tách biệt cho mỗi Area liên kết với nó.   Router Backbone: là Router có ít nhất một giao diện gắn vào mạng Backbone. Router biên giới hệ thống độc lập (Autonomous System Boundary Router-ASBR): hoạt động như là một Gateway đối với lưu lượng ngoài. Các loại Router Các loại LSA Các loại LSA Router LSA: được tạo ra bởi mọi Router. LSA này chứa danh sách tất cả các liên kết của Router cùng với trạng thái và chi phí (cost) đầu ra của mỗi liên kết. Các LSA này chỉ được tràn lụt trong Area tạo ra nó. Các loại LSA Network LSA: được tạo ra bởi DR trong các mạng đa truy nhập. Network LSA chứa danh sách tất cả các Router gắn với DR và cả DR. Các LSA này được tràn lụt trong Area tạo ra nó. Các loại LSA Network Summary LSA: Được tạo ra bởi các ABR. Chúng được gửi vào Area để quảng cáo cho các đích bên ngoài Area đó. ABR cũng quảng cáo các đích bên trong Area gắn với nó cho các Router bên trong Backbone bằng các LSA này. Các loại LSA ASBR Summary LSA: được tạo ra bởi ABR. Nó giống hệt Network Summary LSA ngoại trừ việc nó dùng để quảng cáo cho các đích đến là ASBR.. Các loại LSA AS External LSA (Autonomous System External LSA): Được tạo ra bởi các ASBR. Các LSA này dùng để quảng cáo cho các đích bên ngoài hệ thống độc lập OSPF hoặc các tuyến mặc định bên ngoài vào hệ thống độc lập OSPF. Các loại LSA LSA hội viên nhóm (Group Membership LSA): Sử dụng trong Multicast OSPF (MOSPF). MOSPF định tuyến các gói từ một nguồn tới nhiều đích hay một nhóm thành viên chia sẻ địa chỉ multicast lớp D. NSSA External LSA: được tạo ra bởi các ASBR trong các not – so – stubby Area (NSSAs). NSSA External LSA hầu như giống hệt với AS External LSA ngoại trừ việc NSSA External LSA được tràn lụt chỉ trong NSSA tạo ra nó. External attributes LSA (LSA thuộc tính ngoài): được đề xuất để chạy internal BGP (iBGP) hợp lệ để truyền tải thông tin BGP qua miền OSPF. Tuy nhiên, nó chưa được triển khai Opaque LSA (LSA mờ): gồm phần Header tiêu chuẩn và trường thông tin. Trường thông tin có thể sử dụng cho OSPF hoặc bởi các ứng dụng khác để phân phối thông tin qua miền OSPF. LSA này cũng chưa được triển khai. Các loại Area Gồm ba loại : Stub area Totally stubby area Not-so-stubby area Stub Area X Khoá Khoá X Stub Area Stub area : Là Area không chấp nhận các LSA loại 4 và 5. Nếu Router trong Stub Area muốn định tuyến tới các đích bên ngoài nó sẽ sử dụng tuyến mặc định. X Khoá Khoá X X Totally Stub Area Totally stubby area : sử dụng tuyến mặc định để định tuyến các đích bên ngoài đến không chỉ hệ thống độc lập mà còn đến Area. ABR của Area này sẽ ngăn chặn tất cả các Summary LSA ngoại trừ các LSA loại 3 dùng để quảng cáo tuyến mặc định Totally Stubby Area NSSA Not-so-stubby areas : là Area cho phép các đích bên ngoài được quảng cáo vào hệ thống độc lập OSPF trong khi vẫn giữ được các đặc trưng của một Stub Area.  NSSA ASBR tạo ra LSA loại 7 để quảng cáo cho các đích bên ngoài. Các LSA 7 được tràn lụt trong NSSA nhưng bị chặn lại tại ABR. ABR sẽ chuyển đổi LSA 7 thành LSA 5 dựa vào bit P và tràn lụt chúng vào các Area khác Một số ứng dụng của OSPF Ứng dụng của OSPF trong mạng IP phân cấp Ứng dụng OSPF trong mạng NGN của VNPT OSPF trong mạng IP phân cấp Lớp lõi của mạng sẽ tương ứng với mạng backbone trong miền OSPF. Lớp phân phối và truy nhập tương ứng với các vùng con khác không phải backbone OSPF trong mạng NGN của VNPT Mô hình phân lớp mạng NGN của VNPT Các Router M160 sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và sử dụng giao thức định tuyến OSPF. Kết luận Với các thuộc tính ưu việt của mình, OSPF hiện đang được chọn là giao thức tiêu biểu cho IGP Tuy nhiên, OSPF cũng có những nhược điểm đó là nó đòi hỏi các thiết bị mạng sử dụng giao thức này phải có cấu hình mạnh tức là dung lượng bộ nhớ phải lớn và tốc độ CPU phải cao. Đồ án hi vọng đã cung cấp một cách tương đối đầy đủ các kiến thức cần thiết nhất về giao thức OSPF. Tuy vậy, nó vẫn còn những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu để giao thức này ngày một hoàn thiện hơn.