Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Link-state protokoly, OSPF Josef Horálek. Vnitřní a vnější směrovací protokol  vnitřní směrovací protokoly - (Interior Gateway Protocols, IGP) se používají.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Link-state protokoly, OSPF Josef Horálek. Vnitřní a vnější směrovací protokol  vnitřní směrovací protokoly - (Interior Gateway Protocols, IGP) se používají."— Transkript prezentace:

1 Link-state protokoly, OSPF Josef Horálek

2 Vnitřní a vnější směrovací protokol  vnitřní směrovací protokoly - (Interior Gateway Protocols, IGP) se používají pro směrovaní uvnitř jednoho autonomního systemu14  vnější směrovací protokoly - (Exterior Gateway Protocols, EGP) se používají pro směrování mezi různými autonomními systémy (používají algoritmus vektor cesty).

3 Vektor vzdálenosti X Link-State  Vektor vzdálenosti  Kvalitativně odpovídají dopravnímu značení (routery pouze ukazují kudy vede cesta k cíli)  Stav linky  Kvalitativně srovnatelné s GPS navigací s opravdu aktuálními mapovými podklady

4 Vektor vzdálenosti  vektor vzdálenosti (distance vector) – vektor vzdálenosti znamená že směry (cesty) jsou inzerovány jako vektory vzdálenosti a směr.  Vektor je zadán metrikou (metric) (například počet skoků) a směrem (direction).

5 Stav linky  stav linky (link state) – na rozdíl od činnosti protokolů vektor vzdálenosti může směrovač s nastaveným protokolem typu stav linky vytvořit „úplný přehled“ nebo model topologie sítě shromažďováním informací ze všech ostatních směrovačů.  Směrovač s protokolem stavu linky používá informace o stavu linky k vytvořeni topologické mapy a k výběru nejlepší cesty do všech cílových sítí v celé topologii.  Neposílají se periodické aktualizace.  Potom, co je síť konvergována, jsou aktualizace stavu linky posílány pouze při změně v topologii.

6 Typy protokolů

7 OSPF  Protokol vhodný pro středně velké až velké topologie  Rychlá konvergence  Trochu složitější konfigurace a ladění  Dostupný na i non-CISCO zařízeních  Dostupný na většině platforem  Pro IPv6 velmi vhodný a komfortní  Velmi dobrá perspektiva dalšího vývoje  Na IPv4 využívá vlastní transportní protokol č. 89 a dvě multicastové IP adresy:  : všechny OSPF směrovače na daném segmentu  : DR/BDR směrovač na daném segmentu  AD je 110  Metrikou je cena (cost), obvykle vypočtená z šířky pásma

8 Dijkstrův algoritmus  Algoritmus „nejkratší cesta první“ (Shortest Path First, SPF) akumuluje ceny (costs) každé cesty od zdroje do cíle.  Každý router počítá vše sám a hodnotí cesty ze své perspektivy Edsger Wybe Dijkstra (1930 – 2002) byl holandsky vědec v oboru počítačů

9 Postup zpracování algoritmu SPF na směrovači  1. Každý směrovač se dozví o každé k sobě přímo připojené síti  2. Každý směrovač řekne „hello“ (= pošle kontaktní pakety) každému sousedovi v přímo připojené síti, tak se vytvoří vztah sousedství (adjacency)  3. Každý směrovač sestavuje pakety stavu linky (Link-State Packet, LSP), které obsahují stavy každé přímo připojené linky  LSP obsahuje údaje o lince mezi dvěma směrovači ID souseda, typ linky, adresa sítě, maska, přenosová kapacita, cena, nebo informace o netranzitní siti.  4. Kdykoliv při změně topologie (vytvoření/zánik vztahu sousedství), každý směrovač zaplavuje (flood) všechny sousedy v přímo připojených, přilehlých sítích pakety stavu linky (LSP) ve směrovací oblasti, kteří potom ukládají všechny přijaté LSP do své link-state database (LSDB).  Nezapomeňte: LSP není posílán periodicky!  Každý směrovač ve směrovací oblasti (area) bude mít LSP ze všech směrovačů v této oblasti  5. Jednotlivé směrovače si vytvářejí úplnou a synchronizovanou mapu topologie sítě a nezávisle  počítají nejlepší cestu do každé cílové sítě.  Vytváří si strom sítě (Link State Tree) – mapu neobsahující smyčky.

10 Pojmy OSPF  Link  Rozhraní routeru  Link-state  Vlastnosti rozhraní (IPa+maska, sousedství, metrika)  Link-state ID  Unikátní identifikátor v databázi LSDB pro konkrétní link-state záznam  Router ID  4B číslo jednoznačně identifikuje router v AS (obvykle některá jeho IPa)  Area  Množina směrovačů, které sdílí společné informace o topologii, ale neznají topologii zbytku AS  Area ID je 4B číslo  Každá area musí být spojená s oblastí 0 (backbone)  Hranice oblastí jsou na smerovačích (ne na linkách!)  Link State Advertisement (LSA)  Datová struktura posílaná v paketech OSPF protokolu, která přenáší topologické informace  Není to samostatný paket!

11 Role směrovačů v OSPF  Area Border Router (ABR)  Směrovač na rozhraní mezi různými oblastmi  V OSPF musí každý ABR být členem area0 (páteř)  ABR plní úlohy při šíření, filtrování a sumarizaci směrovacích informací mezi oblastmi  Autonomous System Boundary Router (ASBR)  Směrovač na rozhraní AS a zbytkem světa  ASBR plní úlohy při plnění, filtrování a sumarizaci směrovacích informací do OSPF z vnějšku  Designated Router (DR)  Směrovač na multiaccess části, je centrálním bodem pro výměnu směrovací informace: ostatní na adresují informace na DR, který je předává ostatním v segmentu a do dalších segmentů.  Jeden DR se volí dynamicky pro každý multiaccess segment (t.j. pro každou IP síť na multiaccess segmentu)  Backup Designated Router (BDR)  Zálohuje činnost DR a přebírá jeho roli v případě jeho výpadku  Nemusí existovat

12 Vztahy mezi routery  Neighborhood  Komunikační vztah mezi dvojicí sousedních routerů  Vzniká při shodě na hodnotě povinných parametrů  Přes neighborhood sa nepřenáší routovací informace, jen o schopnosti se domluvit  Neighborhood je teda vytvořený vždy mezi správně nakonfigurovanými routery  Adjacency  Adjacency je užší komunikační vztah, který umožňuje výměnu směrovacích informací  Vytváří se pouze mezi vybranými směrovači

13 Pakety OSPF  OSPF má 5 základních druhů paketů  Hello paket  Database Description Packet (DDP nebo DBD)  Link State Request (LSR)  Link State Update (LSU)  Link State Acknowledgement (LSAck)

14 Hello paket Slouží k objevení a udržování neighborhood se sousedními směrovači a na volbu DR/BDR Přenáší informace, které musí být na obou koncích spoje stejné, jinak nedojde k navázání adjacency. Číslo area musí souhlasit Adresa společné sítě i maska musí být shodné Hello a Dead interval musí být shodné Autentifikace musí proběhnout (pokud je zapnuta) Hello paket se posílají každých 10 s na sítích typu broadcast a Point-to-Point 30 s na sítích typu NBMA a Point-to-Multipoint Na směrovačích Cisco je dead interval implicitně 4-krát větší než Hello interval

15 Database Description Packet Používá se při úvodní synchronizaci topologických databází mezi dvojicemi routerů Přenáší jen seznam Link State ID (databázové klíče) položek obsažených v topologické databázi daného směrovače, spolu s pomocnými informacemi o jejich verzi a stáří. Nepřenáší vlastní směrovací informace DDP komunikují routery ve fázi synchronizace topologických databází, když si vytváří seznam položek topologické databáze (Co je u souseda novějšího? resp. Co vůbec nemám?)

16 Zbylé 3 typy paketů  3) Link State Request (LSR)  Pomocí LSR si router vyžádá konkrétní položku se sousedovy topologické databáze  Přenáší požadovaný Link-state ID (databázový klíč)  4) Link State Update (LSU)  LSU nese samotnou topologickou informaci  Topologická informace je vnitřně obsažená v LSU jako jedna nebo několik LSA položek  5) Link State Acknowledgement (LSAck)  Slouží k potvrzování úspěšného přijetí LSA  V jednom LSAck může být potvrzeno mnoho jednotlivých LSA

17 Činnost OSPF  Rozběh OSPF je možné rozdělit do 5 kroků 1. Lokalizace sousedů a vytvoření partnerství (adjacency) 2. Volba DR/BDR, pokud má smysl 3. Synchronizace topologických databází 4. Výpočet stromu nejkratších cest (Dijkstra) a naplnění routovací tabulky 5. Udržování aktuálního stavu směrovací databáze

18 2. Krok – volba DR a BDR

19 3. Krok Synchronizace topologických databází  Každá dvojice routerů prochází několika fázemi při vytváření komunikačního vztahu  Fáze Down:  Odesílá Hello, ale zatím žádný nedostal  Fáza Attempt:  To samé, ale na jen na NBMA sítích. Odesíláme Hello na konkrétního souseda  Fáza Init:  Od souseda jsme dostali Hello paket a informace v něm jsou OK. Nevidíme však svoje vlastní RID v tomto Hello paketu.  Fáza 2-Way  Od souseda jsme dostali Hello paket a informace v něm splňují kritéria, a navíc v něm vidíme vlastní RID

20 3. Krok Synchronizace topologických databází  Fáze ExStart:  Probíhá určování autority pro jednotlivé sítě (kdo bude mater/slave) – více v CCNP  Fáze Exchange:  Výměna DBD pakety s popisem topologických databází  Na základe informací v přijatých DBD paketech si každý router tvoří seznam LSA, které má soused novější a které si bude chtít stáhnout  Fáze Loading:  Routery si během fáze Exchange vytvořily seznamy LSA, které chtějí od souseda stáhnout. Ve fázi Loading si tyto topologické komponenty navzájem vyžádají pakety LSR, pošlou pakety LSU a potvrdí pakety LSAck.  Fáze Full:  Fáze Full nastává v momentě, když router od souseda získal všechny informace, o které měl zájem. Dva ve stave Full mají identické topologické databáze a jsou plně synchronizované.

21 3. Krok Synchronizace topologických databází

22 Kroky 4 a 5 – Strom nejkratších cest a jeho údržba  Router, s plně synchronizovanou databází, může spustit Dijkstrův algoritmus a určit strom nejkratších cest od sebe do ostatních sítí.  Každá změna topologické databáze vyvolá  Informovaní okolí o změně  Spočítaní nového stromu nejkratších vzdáleností  Informování o změně:  Když je na síti DR/BDR, potom směrovač, který zpozoroval změnu, posílá o ní info pomocí LSU na adresu DR tuto informaci šíří všem OSPF směrovačům na adrese Ti potvrzují zasláním LSAck  Dvojice routerů ve Full stavu si info posílá bezprostředně.

23 Pohled hlouběji do nitra  OSPF zpracovává tři databáze:  Adjacency Database ( show ip ospf neighbor )  Databáze sousedů a komunikačních vztahů mezi nimi  Link-state Database ( show ip ospf database )  Topologická databáze obsahující orientovaný graf sítě  Forwarding Database ( show ip route )  Routovací tabulka  V OSPF teoreticky směrovač zná celou cestu od sebe až do cílové sítě, ve směrovací tabulce je však jen následující směrovač (brána)

24 Číslování LSA  Každý LSA v LSDB má vlastní sekvenční číslo velké 4 B  Číslovaní libovolného LSA začíná od konstanty 0x a končí hodnotou 0x7FFFFFFF  Hodnota 0x je vyhrazená a nepoužitá.  OSPF router pošle každých 30 minut všechny LSA ze své LSDB kvůli jejich obnově  Při každém tomto kroku se příslušné sekvenční číslo každého LSA inkrementuje.  Po jistém čase sekvenční číslo dosáhne hodnotu 0x7FFFFFFF  Další inkrementování by vedlo na hodnotu 0x  Při pokusu inkrementovat hodnotu sekvenčního čísla nad hodnotu 0x7FFFFFFF se dané LSA nechá expirovat (rozešle se do sítě s věkem 60 minut), čím bude z topologických databází odstraněné.  Následně se začne toto LSA posílat znovu se sekvenčním číslem 0x  Pokud router přijme víceré instance stejného LSA, musí určit, které je novější. LSA s vyšším sekvenčním číslem se považuje za novější.

25 Konec  Děkuji Vám za pozornost


Stáhnout ppt "Link-state protokoly, OSPF Josef Horálek. Vnitřní a vnější směrovací protokol  vnitřní směrovací protokoly - (Interior Gateway Protocols, IGP) se používají."

Podobné prezentace


Reklamy Google