Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
MỤC LỤC
1. Các khái niệm về OSPF đơn vùng 5
1.1. Tổng quát về OSPF 5
1.2. Thuật ngữ của OSPF 6
2. OSPF với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách 10
2.1. Thuật toán chọn đường ngắn nhất 12
2.2. Các loại mạng OSPF 13
2.3. GiaothứcOSPF Hello 16
2.4. Các bước hoạtđộngcủaOSPF 17
3. Cấu hình OSPF đơn vùng 21
3.1. Cấu hình tiến trình định tuyến OSPF 21
3.2. Cấu hình địa chỉ loop back cho OSPF và quyền ưu tiên cho router. 22
3.3. Thay đổi giá trị chi phí của OSPF 25
3.4. Cấu hình quá trình xác minh cho OSPF 27
3.5. Cấu hình các thong số thời gian của OSPF 28
3.6. OSPF thực hiện quảng bá đường mặc định 29
3.7. Những lỗi thường gặp trong cấu hình OSPF 30
3.8. Kiểm tra cấu hình OSPF 31
TỔNG KẾT 32
TÀI LIỆU THAM KHẢO 33
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 1
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN NHÓM
TT Họ và tên MSSV Điểm
1 Hồ Đình Kỳ 11350561
2 Phạm Thanh Tùng 11359881
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 4
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ
ỨNG DỤNG VỀ MÔ HÌNH OSPF
1. Các khái niệm về OSPF đơn vùng
1.1. Tổng quát về OSPF
OSPF là một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được triển khai
dựa trên các chuẩn mở. OSPF đựơc mô tả trong nhiều chuẩn của IETF (Internet
Engineering Task Force). Chuẩn mở ở đây có nghĩa là OSPF hoàn toàn mở đối với công
cộng, không có tính độc quyền.
Nếu so sánh với RIPv1 và v2 thí OSPF là một giao thức định tuyến nội vi IGP tốt
hơn vì khả năng mở rộng của nó. RIP chỉ giới hạn trong 15 hop, hội tụ chậm và đôi khi
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
Hình 1.2.b. Link-state database (Topological database) – danh sách các thông tin
về mọi đường liên kết trong vùng.
Hình 1.2.c. Area - Tập hợp các mạng và các router có cùng chỉ số danh định
vùng. Mỗi router trong một vùng chỉ xây dựng cơ sở dữ liệu về trạng thái các
đường liên kết trong vùng đó. Do đó, các router trong cùng một vùng sẽ có
thông tin giống nhau về trạng thái các đường liên kết. Router nằm trong một
vùng được gọi la router nội vùng.
Mỗi router áp dụng thuật toán SPF và cơ sở dữ liệu của nó để tính toán chọn
đường tốt nhất đến từng mạng đích. Thuật toán SPF tính toàn chi phí dựa trên băng
thông củađường truyền. Đường nào có chi phí nhỏ nhất sẽ được chọn để đưa vào
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 7
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
bảng định tuyến.
Hình 1.2.d. Cost – giá trị chi phí đặt cho một đường liên kết. Giao thức định tuyến
theo trạng thái đường liên kết tính chi phí cho một liên kết dựa trên bang thông
hoặc tốc độ của đường liên kết đó.
Hình 1.2.e. Routing table – hay còn gọi là cơ sở dữ liệu để chuyển gói. Bảng định
tuyến là kết quả chọn đường của thuật toán chọn đường địa dựa trên cơ sở dữ liệu
về trạng thái các đường liên kết.
Mỗi router giữ một danh sách các láng giềng thân mật, danh sách này gọi là
cơ sở dữ liệu các láng giềng thân mật. Các láng giềng được gọi là thân mật là những
theo vectơ khoảng cách. Do đó, các router định tuyến theo trạng thái đường liên kết
sử dụng ít băng thông hơn cho hoạt động duy trì bảng định tuyến.
RIP phù hợp cho các mạng nhỏ và đường tốt nhất đối với RIP là đường có số
lượng hợp ít nhất. OSPF thì phù hợp với mạng lớn, có khả năng mở rộng, đường đi
tốt nhất của OSPF được xác định dựa trên tốc độ của đường truyền. RIP cũng như
các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách đều sử dụng thuật toán chọn
đường đơn giản. Còn thuật toán SPF thì rất phức tap. Do đó, nếu router chạy giao
thì chi phí OSPF tương ứng càng thấp OSPF chọn đường tốt nhất từ cây SPF.
OSPF bảo đảm không bị định tuyến lặp vòng. Còn giao thức định tuyến theo
vectơ khoảng cách vẫn có thể bị định tuyến thức định tuyến theo vectơ khoảng cách
sẽ cần ít bộ nhớ và năng lực xử lý thấp hơn so với khi chạy OSPF.
OSPF chọn đường dựa trên chi phí được tính từ tốc độ của đường truyền.
Đường truyền có tốc độ càng cao lặp vòng. Nếu một kết nối không ổn định, chập
chờn, việc phát liên tục các thông tin về trang thái của đường liên kết này sẽ dẫn
đến tình trạng các thông tin quảng cáo không đồng bộ làm cho kết quả chọn đường
của các router bị đảo lộn.
OSPF giải quyết được các vấn đề sau:
* Tốc độ hội tụ.
* Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask).
* Kích cỡ mạng
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 10
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
* Chọn đường
* Nhóm các thành viên.
Hình 2. Sự cố xảy ra khi một kết nối không ổn định làm cho việc cập nhật
không đồng bộ
Trong một hệ thống mạng lớn, RIP phải mất vài phút mới có thể hội tụ được
vì mỗi router chỉ trao đổi bảng định tuyến với các router láng giềng kết nối trực tiếp
2.1. Thuật toán chọn đường ngắn nhất.
Trong phần này sẽ giải thích cách OSPF sử dụng thuật toán chọn đường ngắn
nhất như thế nào. Theo thuật toán này, đường tốt nhất là đường có chi phí thấp nhất.
Edsger Wybe Dijkstra, một nhà khoa học máy tính người Hà Lan, đã phát minh
thuật toán này nên nó còn có tên là thuật toán Dijkstra. Thuật toán này xem hệ thống
mạng là một tập hợp các nodes được kết nối với nhau bằng kết nối điểm-đến-điểm.
Mỗi kết nối này có một chi phí. Mỗi node có một cái tên. Mỗi node có đầy đủ cơ sở
dữ liệu về trạng thái của các đường liên kết, do đó chúng có đầy đủ thông tin về cấu
trúc vật lý của hệ thống mạng. Tất cả các cơ sở dữ liệu này đều giống nhau cho mọi
router trong cùng một vùng. Ví dụ như trên hình 2.1.a, D có các thông tin là nó kết
nối tới node C bằng đường liên kết có chi phí là 4 và nó kết nối đến node E bằng
đường liên kết có chi phí là 1. Thuật toán chọn đường ngắn nhất sẽ sữ dụng bản thân
node làm điểm xuất phát và kiểm tra các thông tin mà nó có về các node kế cận.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 12
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
Trong hình 2.1.b, node B chọn đường đến D. Đường tốt nhất đến D là đi bằng
đường của node E có chi phí là 4. Như vậy là gói dữ liệu đi từ B đến D sẽ đi theo
đường từ B qua C qua E rồi đến D.
Node B chọn đường đến node F là đường thông qua node C có chi phí là 5.
Mọi đường khác đều có thể bị lặp vòng hoặc có chi phí cao hơn.
Hình 2.1.a
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 13
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
Hình 2.1.b
2.2. Các loại mạng OSPF
Các OSPF router phải thiết lập mối quan hệ láng giềng để trao đổi thông tin
1)/2 mối quan hệ láng giềng thân mật cần được thiết lập.Giải pháp cho vấn đề quá
tải trên là bầu ra một router làm đại diện (DR – Designated Router). Router này sẽ
thiết lập mối quan hệ thân mật với mọi router khác trong mạng quảng bá. Mọi
router còn lại sẽ chỉ gửi thông tin về trạng thái đường liên kết cho DR. Sau đó DR
sẽ gửi các thông tin này cho mọi router khác trong mạng bằng địa chỉ mutlticast
224.0.0.5. DR đóng vai trò như một người phát ngôn chung.Việc bầu DR rất có
hiệu quả nhưng cũng có một số nhược điểm. DR trở thành một tâm điểm nhạy cảm
đối với sự cố. Do đó, cần có một router thứ hai được bầu ra để làm router đại diện
dự phòng (BDR – Backup Designated Router), router này sẽ đảm trách vai trò của
DR nếu DR bị sự cố. Để đảm bảo cả DR và BDR đều nhận được các thông tin về
trạng thái đường liên kết từ mọi router khác trong cùng một mạng, chúng ta sử
dụng địa chỉ multicast 224.0.0.6 cho các router đại diện.
Hình 2.2.b. DR và BDR nhận các gói LSAs
Trong mạng điểm-nối-điểm chỉ có 2 router kết nối với nhau nên không cần
bầu ra DR và BDR. Hai router này sẽ thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật với nhau .
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 15
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
Hình 2.2.c
2.3. Giao thức OSPF Hello
Khi router bắt đầu khởi động tiến trình định tuyến OSPF trên một cổng nào
đó thì nó sẽ gửi một gói hello ra cổng đó và tiếp tục gửi hello theo định kỳ. Giao
thức Hello đưa ra các nguyên tắc quản lý việc trao đổi các gói OSPF Hello.Ở Lớp 3
của mô hình OSI, gói hello mang địa chỉ multicast 224.0.0.5. Địa chỉ này chỉ đến tất
cả các OSPF router. OSPF router sử dụng gói hello để thiết lập một quan hệ láng
giềng thân mật mới để xác định là router láng giềng có còn hoạt động hay không.
Mặc định, hello được gửi đi 10 giây 1 lần trong mạng quảng bá đa truy cập và mạng
Hình 2.4.a. Bước 1: phát hiện các router láng giềng. Trong từng mạng IP kết nối
vào router, router cố gắng thiết lập mối quan hệ thân mật với ít nhất một láng
giềng.
Hình 2.4.b. Bước 2: bầu ra DR và BDR. Quá trình này chỉ được thực hiện
trong mạng đa truy cập.
Các router đã có mối quan hệ thân mật lần lượt thực hiên các bước trao đổi
thông tin về trạng thái các đường liên kết. Sau khi hoàn tất quá trình này các ở
trạng thái gọi la full state. Mỗi router gửi thông tin quảng cáo về trạng thái các
đường liên kết trong gói LSAs (Link-State Advertisements) và gửi thông tin cập
nhật các trạng thái này trong gói LSUs (Link-State Updates). Mỗi router nhận các
gói LSAs này từ láng giềng rồi ghi nhận thông tin vào cơ sở dữl iệu của nó. Tiến
trình này được lặp lại trên mọi router trong mạng OSPF. Khi cơ sở dữ liệu về trạng
thái các đường liên kết đã đáy đủ, mỗi router áp dụng thuật toán SPF để tự tính toán
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 18
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
chọn đường tốt nhất dựa trên cơ sở dữ liệu mà nó có. Đường ngắn nhất là đường có
chi phí thấp nhất đến mạng đích.Hình 2.4.c. Bước 3: áp dụng thuật toán SPF vào cơ sở dữ liệu về trạng thái các
đường liên kết để chọn đường tốt nhất đưa lên bảng định tuyến.
Sau đó các thông tin định tuyến cần phải được bảo trì. Khi có một sự thay đổi
nào về trạng thái của đường liên kết, router lập tức phát thông báo cho mọi router
khác trong mạng. Thời gian Dead interval trong giao thức Hello là một thông số
đơn giản để xác định một router láng giềng thân mật còn hoạt động hay không.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 19
Trong mạng OSPF đa vùng, tất cả các vùng đều phải kết nối vào vùng 0. Do đó
vùng được gọi là vùng xương sống.Trước tiên, bạn cần khởi động tiến trình định
tuyến OSPF trên router, khai báo địa chỉ mạng và chỉ số vùng. Địa chỉ mạng được
khai báo kèm theo wilđcard mask chứ không phải là subnet mask. Chỉ số danh định
(ID) của vùng được viết dưới dạng số hoặc dưới dạng số thập phân có dấu chấm
tượng tự như IP.Để khởi động định tuyến OSPF bạn dùng lệnh sau trong chế độ cấu
hình toàn cục: Router (config)#router ospf process-id Process-id là chỉ số xác định
tiến trình địng tuyến OSPF trên router. Bạn có thể khởi động nhiều tiến trình OSPF
trên cùng một router. Chỉ số này có thể là bất kỳ giá trị nào trong khoảng từ 1 đến
65.535. Đa số các nhà quản trị mạng thường giữ chỉ số process-id này giống nhau
trong cùng một hệ tự quản, nhưng điều này là không bắt buộc. Rất hiếm khi nào bạn
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 22
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
cần chạy nhiều hơn một tiến trình OSPF trên một router. Bạn khai báo địa chỉ mạng
cho OSPF như sau: Router(config-router)#network address wildcard-mask area
area-id.
Mỗi mạng được quy ước thuộc về một vùng. Adress có thể là địa chỉ của toàn
mạng, hoặc là một subnet hoặc là địa chỉ của một cổng giao tiếp. Wildcard-mask sẽ
xác định chuỗi địa chỉ host nằm trong mạng mà bạn cần khai báo.
Hình 3.1. Cấu hình OSPF cơ bản
3.2. Cấu hình địa chỉ loopback cho OSPF và quyền ưu tiên cho
router
Khi tiến trình OSPF bắt đầu hoạt động, Cisco IOS sử dụng địa chỉ IP lớn nhất
đang hoạt động trên router làm router ID. Nều không có cổng nào đang hoạt động
thì tiến trình OSPF không thể bắt đầu được. Khi router đã chọn địa chỉ IP của một
cổng làm router ID và sau đó cổng này bị sự cố thì tiến trình sẽ bị mất router ID.Khi
đó tiến trình OSPF sẽ bịi ngưng hoạt động cho đến khi cổng đó hoạt động trở lại.
Cổng của router nào có giá trị ưu tiên cao nhất thì router đó chắc chắn là DR. Giá trị
ưu tiên có thể đặt bất kỳ giá trị nào nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Giá trị 0 sẽ làm
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 24
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
201
2
cho router đó không bao giờ được bầu chọn. Router nào có giá trị ưu tiên.
OSPF cao nhất sẽ được chọn làm DR. Router nào có vị trí ưu tiên thứ 2 sẽ là
BDR. Sau khi bầu chọn xong, DR và BDR sẽ giữ luôn vai trò của nó cho dù chúng
ta có đặt thêm router mới vào mạng với giá trị ưu tiên OSPF cao hơn. Để thay đổi
giá trị ưu tiên OSPF, bạn dùng lệnh ip ospf priority trên cổng nào cần thay đổi. Bạn
dùng lệnh showip ospf interface có thể xem được giá trị ưu tiên của cổng và nhiều
thông tin quan trọng khác. Router(config-if)#ip ospf priority number
Router#show ip ospf interfacetype number.
Hình 3.2.b. Trong gói hello phát ra cổng Fast Ethernet 0/0, trường Router
Priority sẽ có giá trị là 50
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 25
Copyright: Tài liệu đại học ©