پروتکل OSPF
Open Shortest Path First
پروتکلی است استاندارد که در دسته Link-state Routing Protocols قرار می گیرد. ویژگی های این پروتکل عبارت است از:
Fast Convergence
یعنی سرعت همگرایی بین روترها بسیار زیاد است. اگر تغییری در Routing Table یکی از روترها ایجاد شود، بسرعت این تغییرات در کل شبکه بروزرسانی می شود. البته این سرعت همگرایی به سرعت همگرایی پروتکل eigrp نمی رسد.
VLSM Support
در هنگام ارسال آپدیت، prefix شبکه ها را بصورت درست ارسال می کند.
Partial Updates (incremental update)
در زمان راه اندازی، تمامی روترها بروزرسانی های خود را برای یکدیگر ارسال می کنند، اما از آن به بعد تا زمانی که تغییری ایجاد نشود دیگر هیچ آپدیتی بین روترها ارسال نمی شود، حتی اگر چندین سال هم از آن بگذرد.
Support large network size
در شبکه های با سایزهای بسیار بزرگ مثلا بیش از ۵۰۰ روتر، استفاده می شود. دلیل آن نیز استفاده از ساختار سلسله مراتبی است.
Grouping of members into Areas
مفهوم جدیدی به نام Area در این پروتکل وجود دارد که در ادامه در مورد آن صحبت خواهد شد.
تعاریف
EIGRP Tables
این پروتکل دارای سه نوع table است. روترها در ابتدا یک رابطه همسایگی با یکدیگر برقرار می کنند، هر روتر اطلاعات مربوط به روترهای کناری خود و اینترفیس هایی که از طریق آنها به آن روترها می رسد را در Adjacency Database قرار می دهد. سپس هر روتر اطلاعاتی را که از روترهای همسایه دریافت می کند در link-state Database یا اختصارا LSDB قرار می دهد. در نهایت الگوریتم SPF بر روی LSDB اجرا شده و بهترین ها را انتخاب و در Forwarding Database قرار می دهد.
Shortest Path First (SPF)
الگوریتمی است که بهترین مسیرها را از داخل Adjacency database انتخاب و آنها را در Forwarding database قرار می دهد.
Link-State Advertisements (LSA)
به هر entry که در داخل LSDB وجود دارد یک LSA می گویند که دارای چندین نوع مختلف است:
نوع ۱: توسط هر روتری میتواند ساخته شود.
نوع ۲: توسط روتر DR برای یک لینک multiaccess ساخته می شود.
نوع ۳: برای خلاصه کردن یا summary روت های داخلی یک ناحیه ساخته میشود.
نوع ۴: توسط روتر ASBR ساخته میشود.
نوع ۵: وقتی که یک روت خارجی میخواهد وارد OSPF شود ساخته و استفاده میشود.
نوع ۷: در ناحیه های stub به جای LSA نوع ۵ مورد استفاده قرار می گیرد.
در فرآیند SPF ابتدا هر روتر خودش را در root یک درخت قرار داده و سپس تمامی مسیرهای ممکن به تمامی مقصدهای مختلف را محاسبه کرده و در نهایت بهترین ها را در Forwarding table قرار می دهد:
Area
پروتکل ospf برخلاف سایر پروتکل ها که دارای یک ساختار flat هستند، از یک ساختار سلسله مراتبی برخوردار است. همه روترها در یک مرتبه نیستند و برای خودشان سطح بندی دارند و بر اساس طراحی که انجام می دهیم، روترها را در area های مختلف قرار می دهیم. هر تغییری که در روتر یک area داده می شود، تمامی روترهای آن area آگاه شده و محاسبات جدید می کنند و در نهایت تنها نتیجه را به area های دیگر مخابره می کنند. مشاهده می کنید که میزان محاسبات روترها در این حالت به شدت پایین می آید و به همین دلیل است که در شبکه های بسیار بزرگ از ospf استفاده می شود.
نکته: اینترفیس های دو روتر که به یکدیگر متصل هستند، حتما باید در یک area قرار بگیرند در غیراینصورت رابطه همسایگی آنها ایجاد نمی شود.
انواع ناحیه ها عبارتند از:
۱ – Backbone Area (Transit Area)(Area 0)
قانون مهمی در ospf برای جلوگیری از loop وجود دارد که می گوید ترافیک تمام area ها برای رسیدن به area های دیگر باید از Backbone area عبور نماید. به همین دلیل روترهایی که در این قسمت قرار می گیرند باید از نظر سخت افزاری قوی باشند.
۲ – Regular Area (Standard Area)(Non-Backbone Area)
به سایر area ها می گویند که حتما باید به backbone area متصل باشند (البته فعلا!!!).
۳ – Stub Area
۴ – Totally Stubby Area
۵ – Not-so-stubby Area
انواع روتر در Ospf عبارتند از:
۱- Backbone Router
به روترهایی می گویند که در درون Area 0 قرار می گیرند. در شکل زیر روترهای R1، R2، R3 و R4 از این دسته هستند.
۲- Area Border Router (ABR)
به روترهایی می گویند که بیش از یک area را به هم متصل می کنند. در شکل زیر R3 و R4 از این دسته هستند. این نوع از روترها به تعداد area هایی که در آنها شرکت کرده اند، LSDB دارند.
۳ – Regular Router (Non-Backbone Router)
روترهایی هستند که در Area 0 قرار ندارند.
۴ – Internal Router
روترهایی هستند که کاملا در یک area قرار دارند و هیچ اینترفیس ارتباطی با area های دیگر ندارند.
۵ – Autonomous System Boundary Router (ASBR)
روتری که دامین های دیگر را به داخل ospf تزریق می کند.
Designated Router (DR)
برخلاف پروتکل های دیگر که تمامی روترها به یکدیگر آپدیت ارسال می کنند، در ospf یک روتر به عنوان DR انتخاب شده و همه روترها آپدیت های خودشان را تنها برای آن ارسال می کنند. در هر Segment یا network تنها یک DR انتخاب می شود و باید بدانید که انتخاب DR هیچ ربطی به area ندارد. این روترها آپدیت ها را از طریق آی پی مالتی کست ۲۲۴.۰.۰.۶ تحویل سایرین می دهند.
Backup Designated Router (BDR)
این روتر در نقش بکاپ برای DR عمل می کند.
DR Other
روتری است که نه در نقش DR باشد و نه در نقش BDR. این روترها آپدیت های خود را به آی پی مالتی کست ۲۲۴.۰.۰.۵ ارسال می کنند.
نکته: در خط های سریال دیگر DR و BDR معنا ندارد چون فقط دو تا هستند.
روند انتخاب DR: هر روتری که priority بالاتری داشته باشد انتخاب می شود که بصورت پیش فرض عدد ۱ برای روترهای سیسکو انتخاب شده است. اگر این عدد برای روترها مساوی باشد، اولویت بعدی Router ID است، هر روتری که آی دی آن بزرگتر باشد انتخاب می شود. فرمت این آی دی به مانند IPv4 است و می توان بصورت دستی آنرا در اصطلاح hard code کرد، اما اگر اینکار را بصورت دستی انجام ندهیم، روتر اینترفیس های loopback خود را که در وضعیت up and up باشد نگاه کرده و آنرا که بزرگتر است به عنوان router id انتخاب می کند. در نهایت اگر هیچ اینترفیس لوپ بکی نیز وجود نداشته باشد، روتر بزرگترین آی پی زیر اینترفیس های غیر لوپ بک که در حالت up and up باشد را انتخاب می کند.
Hello Packet
شکل گیری رابطه همسایگی بین روترها از طریق ارسال این پکت ها انجام می شود، که هر ۱۰ ثانیه یکبار ارسال می شوند، تا ۴۰ ثانیه اگر هیچ پکتی از روتر همسایه دریافت نشد، آن روتر از دسترس خارج شده فرض شده و اطلاعاتی که از آن روتر دریافت شده پاک می گردد. نوع دیگری وجود دارد که هر ۳۰ ثانیه یکبار ارسال می شود و تا ۱۲۰ ثانیه نیز صبر می کند!!!!!!
نکته: در ospf برای اینکه دو روتر، رابطه همسایگی برقرار کنند باید حتما hello time آنها یکسان باشند. اما در eigrp این قانون برقرار نیست.
Authentication Password
در ospf می توان برای برقراری رابطه همسایگی بین روترها یک پسورد مشترک قرار داد.
Stub Area Flag
اگر این گزینه را فعال نماییم، چک می کند که اگر یک area در حالت stub قرار گرفته است، طرف دیگر هم حتما باید stub area باشد.
نحوه محاسبه متریک
Cost = 10۷ / BW (bps)
نکته: در ospf مسیری اولویت بالاتری دارد که cost کمتری داشته باشد.
پیکربندی OSPF
وارد محیط Configuration Terminal شده و دستور زیر را اجرا می کنیم:
#router ospf <Process_ID>
نکته: روش دومی نیز برای فعال کردن ospf وجود دارد که می توانیم زیر اینترفیس ها، دستورات را بزنیم که در این حالت دیگر نیازی به استفاده از دستور بالا نیست.
بجای Process_ID باید یک عدد وارد شود و مهم نیست که این عدد در روترهای دیگر نیز یکسان باشد.
در ospf نیاز به غیرفعال کردن summarization نیست زیرا بصورت پیش فرض فعال نمی باشد.
در مرحله بعد باید تعیین نماییم که برای چه شبکه هایی می خواهیم ospf را فعال نماییم و برای تعیین network نیز باید از wild card bits استفاده کنیم. عموما در این مواقع آدرس آی پی کارت شبکه خروجی را وارد می کنیم و با زدن ۰.۰.۰.۰ اشاره می کنیم که تنها برای همین آی پی این پروتکل را فعال کن و اگر آی پی تغییر کرد بطور مثال شد ۱۹۲.۱۶۸.۰.۲ دیگر این پروتکل برای آن کارت شبکه فعال نخواهد شد. همچنین شماره area را در انتها وارد می نماییم:
#network 192.168.0.1 0.0.0.0 area <area_number>
زمانی که ospf بر روی یک اینترفیس فعال می شود این اتفاقات خواهد افتاد، البته به استثنای passive interface که تنها مرحله ۳ انجام خواهد شد:
۱ – از طریق آن اینترفیس hello packet ارسال می شود.
۲ – از طریق آن اینترفیس hello packet دریافت می شود.
۳ – network مربوط به آن اینترفیس advertise خواهد شد.
برای اینکه یک کارت شبکه را به مد Passive ببریم از دستور زیر استفاده می کنیم:
#passive-interface gigabitEthernet 0/0
برای بررسی پیکربندی eigrp و عملکرد آن از دستورات زیر استفاده می نماییم:
#show ip protocols
#show ip ospf
#show ip ospf interface
#show ip ospf interface <interface_ID>
#show ip ospf neighbor
#show ip ospf database
#show ip route ospf
نکته: در کنار بعضی از Route ها O می بینیم و در کنار بعضی دیگر O IA می بینیم. اگر O باشد یعنی این network را در داخل area خود یاد گرفته است و اگر O IA باشد یعنی آن network را از بیرون area وارد شده است.
#debug ip ospf adj
بیشتر بدانید:
