Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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
2012
DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN NHÓM
TT Họ và tên MSSV Điểm
1 Hồ Đình Kỳ 11350561
2 Phạm Thanh Tùng 11359881
3 Trần Hoàng Công 11346141
4 Nguyễn Ngọc Khánh 11344421

GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 4
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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
chọn đường có tốc độ chậm vì khi quyết định chọn đường nó không quan tâm đến các yếu
tố quan trọng khác như băng thông chẳng hạn. OSPF khắc phục được các nhược điểm của
RIP và nó là một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mở rộng, phù hợp với các hệ
thống mạng hiện đại. OSPF có thể được cấu hình đơnvùng để sử dụng cho các mạng nhỏ.
Hình 1.1 Mạng OSPF lớn được thiết kế phân cấp và chia thành nhiều 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
bảng định tuyến.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 7
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012

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
láng giềng mà router có thiết lập mối quan hệ hai chiều. Một router có thể có nhiều
láng giềng nhưng không phải láng giềng nào cũng có mối quan hệ thân mật. Do đó
bạn cần lưu ý mối quan hệ láng giềng khác với mối quan hệ láng giềng thân mật,
hay gọi tắt là mối quan hệ thân mật. Đối với mỗi router danh sách láng giềng thân
mật sẽ khác nhau.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 8
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012

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
* Chọn đường
* Nhóm các thành viên.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 10
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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
với mình mà thôi. Còn đối với OSPF sau khi đã hội tụ vào lúc khởi động, khi có
thay đổi thì việc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay đổi được phát ra
cho mọi router trong vùng.
OSPF có hõ trợ VLSM nên nó được xem là một giao thức định tuyến không
theo lớp địa chỉ. RIPv1 không có hỗ trợ VLSM, tuy nhiên RIPv2 có hỗ trợ VLSM.
Đối với RIP, một mạng đích cách xa hơn 15 router xem như không đến được
vì RIP có số lượng hop giới hạn là 15. Điều này làm kích thước mạng của RIP bị
giới hạn trong phạm vi nhỏ. OSPF thì không hề có giới hạn về kích thước mạng,
OSPFhoàn toàn phù hợp cho các mạng vừa và lớn.
Khi nhận được từ láng giềng các router bao cáo về số lượng hop đến mạng
đích, RIP sẽ cộng thêm 1 vào thống số hop này và dựa vào số lượng hop đó để chọn

node làm điểm xuất phát và kiểm tra các thông tin mà nó có về các node kế cận.
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.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 12
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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
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
định tuyến. Trong mỗi một mạng IP kết nối vao router, nó đều cố gắng ít nhất là trở
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 13
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
thành một láng giềng hoặc là láng giềng thân mật với một router khác. Router
OSPF quyết định chọn router nào làm láng giềng thân mật là tuỳ thuộc vào mạng
kết nối của nó. Có một số router có thể cố gắng trở thành láng giềng thân mật với
mọi router láng giềng khác. Có một số router khác lại có thể chỉ cố gắng trở thành
láng giềng thân mật với một hoặc hai router láng giềng thôi. Một khi mối quan hệ
láng giềng thân mật đã được thiết lập giữa hai láng giềng với nhau thì thông tin về
trạng thái đường liên kết mới được trao đổi.
Giao tiếp OSPF nhận biết ba loại mạng sau:
• Mạng quảng bá đa truy cập, ví dụ như mạng Ethernet.
•
Mạng điểm-nối-điểm.
• Mạng không quảng bá đa truy cập (NBMA – Nonbroadcast multi-
access), ví dụ như Frame Relay.

bầu ra DR và BDR. Hai router này sẽ thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật với nhau .

Hình 2.2.c
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 15
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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
điểm-nối-điểm. Trên cổng nối vào mạng NBMA, ví dụ như Frame Relay, chu kỳ
mặc định của hello là 30 giây.Trong mạng đa truy cập, giao thức hello tiến hành bầu
DR và BDR.Mặc dù gói hello rất nhỏ nhưng nó cũng bao gồm cả phần header của
gói OSPF. Cấu trúc của phần header trong gói OS được thể hiện trên hình 2.3.a. Nếu
là gói hello thì trường Type sẽ có giá trị là 1.

Hình 2.3.a. Phần header của gói OSPF
Gói hello mang những thông tin để thống nhất giữa mọi láng giềng với nhau
trước khi có thể thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật và trao đổi thông tin về
trạng thái các đường liên kết.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 16
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012

Hình 2.3.b. Phần header của gói OSPF Hello. Các thông tin trong phần Hello
Interval, Đea Interval và Router ID phải đồng nhất thì các router mới có thể thiết


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
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 18
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
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.

Hình 2.4.d. R1 phát hiện một liên kết bị đứt và gửi LSU cho DR bằng địa chỉ
multicast 224.0.0.6. DR gửi báo nhận cho R1.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 19
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012

Hình 2.4.e. Tiếp theo DR gửi LSU mới nhận cho tất cả các router còn lại trong cùng một
mạng bằng địa chỉ multicast 224.0.0.5. Sau khi nhận được LSU, các router gửi báo nhận lại
cho DR.

Hình 2.4.f. Nếu router OSPF nào còn có kết nối đến mạng khác thì nó sẽ
chuyển tiếp LSU ra mạng đó.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 20
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012

Hình 2.4.g. Sau khi nhận được LSU với thông tin mới, router OSPF sẽ cập nhật
vào cơ sở dữ liệu của nó rồi áp dụng thuật toán SPF với thông tin mới này để tính
toán lại bảng định tuyến.

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.
Để đảm bảo cho OSPF hoạt động ổn định chúng ta cần phải có một cổng luôn
luôn tồn tại cho tiến trình OSPF. Chính vì vậy cần cấu hình một cổng loopback là
một cổng luận lý chứ không phải cổng vật lý. Nếu có một cổng loopback được cấu
hình thì OSPF sẽ sử dụng địa chỉ của cổng loopback làm router ID mà không quan
tâm đến giá trị của địa chỉ nàyNếu trên router có nhiều hơn một cổng loopback thì
OSPF sẽ chọn địa chỉ IP lớn nhất trong các địa chỉ IP của các cổng loopback làm
router ID.Để tạo cổng loopback và đặt địa chỉ IP cho nó bạn sử dụng các lệnh sau:
Router (config)#interface loopback numberRouter (config-if)#ip address ip-
address subnet-mask Bạn nên sử dụng cổng loopback cho mọi router chạy OSPF.
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 22
Đề Tài: Tìm Hiểu Về Mô Hình OSPF
2012
Cổng loopback này nên được cấu hình với địa chỉ có subnet mask là
255.255.255.255. Địa chỉ 32-bit subnet mask như vậy gọi là host mask vì subnet
mask này xác định một địa chỉ mạng chỉ có một host. Khi OSPF phát quảng cáo về
mạng loopback, OSPF sẽ luôn luôn quảng cáo loopback như là một host với 32-bit
mask.

Hình 3.2.a. Cổng loopback chỉ là một cổng phần mềm. Để xoá cổng loopback bạn
dùng dạng no của câu lệnh tạo cổng.
Trong mạng quảng bá đa truy cập có thể có nhiều hơn hai router. Do đó,
OSPF bầu ra một router đại diện (DR – Designated Router) làm điểm tập trung tất
cả các thông tin quảng cáo và cập nhật về trạng thái của các đường liên kết. Vì vai
trò của DR rất quan trọng nên một router đại diện dự phòng (BDR – Backup
Designated Router) cũng được bầu ra để thay thế khi DR bị sự cố. Đối với cổng kết
nối vào mạng quảng bá, giá trị ưu tiên mặc định của OSPF trên cổng đó là 1. Khi

mạng điểm-nối-điểm nên không thực hiện bầu DR và BDR. Trong mạng Ethernet
10.4.0.0/16 kết nối giữa RTA và RTB giả sử giá trị ưu tiên trên 2 cổng Ethernet của
RTA và RTB đều bằng nhau và bằng giá trị mặc định là 1. Khi đó router nào có
router ID lớn nhất trong mạng này sẽ được bầu làm DR. Router ID của RTA là
10.5.0.1, router ID của RTB là 10.6.0.1. Vậy RTB làm DR và RTA làm BDR.
3.3. Thay đổi giá trị chi phí của OSPF
OSPF sử dụng chi phí làm thông số chọn đường tốt nhất. Giá trị chi phí này
liên quan đến đường truyền và dữ liệu nhận vào của một cổng trên router. Nói tóm
lại, chi phí của một kết nối được tính theo công thức 108/băng thông, trong đó băng
GVHD: Nguyễn Minh Hải Trang 25

Trích đoạn Cấu hình quá trình xác minh cho OSPF

---