Arbeitet mit OSPF-Routing-Protokoll (Open Shortest Path First) - Dummies

Weil O der Stift Kürzester Pfad zuerst (O SPF) ist ein offenes Standardprotokoll, viele Menschen haben zu seinem Design beigetragen und Tausende von Menschen haben es überprüft. In diesem Abschnitt werden einige funktionale Komponenten dieses IGP (Interior Gateway Protocol) und seine Verwendung in Ihren Netzwerken hervorgehoben.

Da sich jeder IGP etwas anders verhält als andere IGPs, sollten Sie mit einigen OSPF-Begriffen vertraut sein, die mit dem Protokoll verwendet werden, bevor Sie in die Konfigurationsbefehle springen. In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Begriffe und Konzepte erläutert, mit denen Sie vertraut sein sollten.

OSPF als Link-State-Protokoll

Bei Link-State-Protokollen ist der Link Teil des Protokolls die Schnittstelle auf dem Router, während der -Zustand bezieht sich auf seine Nachbarn, die seine Adresse und Netzwerkinformationen enthalten. Bevor Sie beginnen, sollten Sie sich die folgende kurze Liste der in diesem Abschnitt verwendeten Begriffe ansehen:

Link State (LSA): Eine einfache Aktualisierung des Verbindungsstatus eines Routers, so dass einer gesendet wird, wenn ein Link verbunden ist. oder anderweitig geändert
Topologische Datenbank: Eine Tabelle im Speicher des Routers, die Verknüpfungsinformationen zu allen bekannten Routern enthält (siehe Kapitel 6 dieses Minibooks)
SPF-Algorithmus: Eine mathematische Berechnung, die verwendet den Dijkstra-Algorithmus (benannt nach einem holländischen Mathematiker), um den kürzesten Pfad zu Zielen zu bestimmen, und wurde stark auf Computernetze angewendet
SPF tree: A listet alle Routen zu einem beliebigen Ziel mit einer bevorzugten Reihenfolge auf

Jeder Router, der für einen OSPF-Bereich konfiguriert wurde, sendet einen Link State (LSA) aus in regelmäßigen Abständen. Alle diese Verbindungsstatusinformationen werden in einer topologischen Datenbank gespeichert, wonach ein SPF-Algorithmus auf die Daten in der Datenbank angewendet wird.

Dieser Prozess generiert einen SPF-Baum, der alle Routen zu einem beliebigen Ziel mit einer bevorzugten Reihenfolge auflistet. Die bevorzugte Reihenfolge wird dann in der Routingtabelle gespeichert, wodurch der Router die besten Routing-Auswahlmöglichkeiten für diese Ziele erhält. Abbildung 8-1 veranschaulicht diesen Prozess:

Router in Exchange Link-Status-Daten starten den Prozess.
Jeder Router speichert die Verbindungsstatusinformationen im Speicher unter Verwendung einer Struktur, die als Topologietabelle Topologietabelle oder bezeichnet wird.
Der Router verarbeitet alle Daten in der Topologietabelle und verwendet den Dijkstra-Algorithmus, um alle Routen zu allen Netzwerken sowie die Routen mit den geringsten Kosten zu bestimmen.
Alle diese Informationen werden im SFP-Baum gespeichert, wobei bevorzugte und sekundäre Routen identifiziert werden.
Die Routing-Informationen werden an die Routing-Tabelle weitergegeben.

OSPF-Pakettypen

OSPF arbeitet mit einigen verschiedenen Pakettypen, um Informationen an umgebende Router zu übermitteln.

Hallo Paket: Tauscht Informationen über Nachbarn untereinander aus.
Datenbankbeschreibungspaket: Wählt eine Version der Datenbank aus, die verwendet werden soll.
Verbindungsstatus-Anforderungspaket: Fordert eine bestimmte LSA von einem Nachbarn an.
Verbindungsstatus-Aktualisierungspaket: Sendet eine vollständige LSA an einen Nachbarn, der eine Aktualisierung angefordert hat.
Verbindungsstatus-Bestätigungspaket: Bestätigt den Empfang eines Verbindungsstatus-Aktualisierungspakets.

Das Standardintervall für das Senden von LSA-Updates beträgt 30 Minuten mit einem zufälligen 4-Minuten-Versatz, um zu verhindern, dass alle Router gleichzeitig senden. Dieses Intervall bedeutet nicht, dass eine Änderung an einer Schnittstelle bis zu 30 Minuten dauert, um den Replikationsprozess zu starten. Vielmehr werden Änderungen des Schnittstellenstatus oder der Konfiguration sofort gesendet. Das 30-Minuten-Intervall dient zum Aktualisieren von Daten, die bereits auf anderen Routern vorhanden sind.

Da ein Router erwartet, alle 30 Minuten Updates zu erhalten, fragen Sie sich möglicherweise, was passiert, wenn ein Update nicht rechtzeitig angezeigt wird. Wenn ein Update nicht innerhalb von vier Intervallen (120 Minuten) empfangen wird, wird der Router aus der Topologiedatenbank herausgelöst. Dies kann passieren, wenn dem Router etwas Unerwartetes passiert, z. B. ein Stromausfall oder ein Unplugged-Vorgang.

Alle Router, die eine gemeinsame Bereichs-ID (oder Bereichs-ID) verwenden, empfangen die LSA-Daten und nicht nur Router auf der gleichen Datenverbindung.

Bereiche und autonome Systeme kennen

Beim Entwerfen Ihres OSPF-Netzwerks sind die beiden Hauptfaktoren, mit denen Sie arbeiten, Bereiche und wie sie in ein AS passen. Bereiche sind funktionale Bereiche Ihres Netzwerks, etwa ein Gebäude oder der Boden eines Gebäudes, und Autonome Systeme sind Sammlungen von Bereichen, bei denen es sich typischerweise um Ihr gesamtes Netzwerk handelt.

Das gesamte OSPF-Netzwerk ist in Gruppen unterteilt, die als Bereiche bezeichnet werden, wohingegen alle Router in einer Organisation wahrscheinlich Teil eines einzigen AS sind. Der -Bereich ist als eine logische Unterteilung des AS definiert, die in zusammenhängende Abschnitte des IP-Netzwerks aufgeteilt ist.

Mit anderen Worten: Sie teilen den Bereich entlang von Gruppen von Subnetzen auf, die zusammen mit einem einzelnen Routing-Eintrag gruppiert werden können. In einem typischen großen Netzwerk kann ein Bereich aus 30 bis 40 Routern bestehen.

Das Hello-Paket

Das schnellere, regelmäßigere Paket von OSPF-Verwaltungspaketen ist das Multicast-OSPF-Hello-Paket, das an die Adresse 224 geht. 0. 0. 5. Das Hello-Paket ist der Mechanismus, der die Nachbarschaftsbeziehungen zwischen Routern erstellt. Standardmäßig werden diese Pakete alle zehn Sekunden auf Broadcast-Medien ausgegeben, um die Nachbarn darauf aufmerksam zu machen, dass der Router noch aktiv ist.

Das tote Intervall (die Zeit, wenn ein Nachbar möglicherweise ausgefallen ist) für Hello-Informationen ist das Vierfache des Hallo-Intervalls. Wenn ein Router also vier Sätze von Hello-Paketen nicht sendet, wird er als nicht verfügbar markiert. vermuten.Es wird später entfernt, wenn vier Aktualisierungsintervalle verstrichen sind.

Wenn OSPF-Hello-Pakete gesendet werden, enthalten sie mehrere Informationen. Hier ist eine Liste der wichtigsten Elemente:

Router-ID: Die Router-ID im OSPF-Header ist eine numerische 32-Bit-ID, die standardmäßig die höchste IP-Adresse aller verfügbaren Schnittstellen ist. Durch die Implementierung einer Loopback-Schnittstelle können Sie die Router-ID steuern. Sie können auch den Konfigurationsparameter router-id verwenden, um die Router-ID auf einen bevorzugten Wert festzulegen.
Neighbors: Am Ende des Hello-Pakets befindet sich eine Liste aller bekannten Nachbar-Router, die es jedem Nachbarn ermöglicht, alle anderen Nachbarn zu kennen.
Bereichs-ID: Nachbarn müssen ein gemeinsames Segment verwenden, und ihre Schnittstellen müssen demselben OSPF-Bereich in diesem Segment angehören. Sie müssen auch das gleiche Subnetz und die gleiche Maske verwenden.
Routerpriorität: Eine 8-Bit-Nummer für die Priorität, die zum Auswählen von Designated Router (DR) und Backup Designated Router (BDR) verwendet wird.
DR- und BDR-IP-Adressen: Die Adressen von DR und BDR.
Authentifizierungspasswort: Das Authentifizierungspasswort. Die Durchführung der Authentifizierung ist eine optionale Sicherheitsfunktion des OSPF-Protokolls.
Stub-Bereichsflag: Reduziert die Aktualisierungen, indem sie einzeln mit einer Standardroute weitergeleitet werden.

Auschecken der Basiskosten

Nachdem der Router alle Informationen gesammelt hat, berechnet er die Basiskosten für jede Route. Die Kosten werden mit dieser Formel berechnet:

Kosten = Referenzbandbreite / Schnittstellenbandbreite in Bit / s

Die Referenzbandbreite ist dasselbe wie Fast Ethernet, also 100, 000, 000. Fast Ethernet-Verbindungen Haben Sie immer Kosten von 1. Wenn Sie die Kosten für eine Gigabit-Ethernet-Verbindung berechnen, verwenden Sie 100, 000, 000/1, 000, 000, 000, wodurch Sie 0 erhalten. 1.

Die Kosten für ein Ethernet Link ist 100, 000, 000/10, 000, 000, was Ihnen 10 gibt; Die Kosten für eine T1-Verbindung betragen 100.000, 000/1, 544.000, was einen Kostenaufwand von 64 ergibt. Je langsamer die Verbindung, desto höher die Kosten und desto weniger wird sie bevorzugt. Der Link mit den niedrigsten Kosten wird immer bevorzugt.