Сегодня мы начнем изучать маршрутизацию OSPF. Эта тема, как и протокол EIGRP, является самой важной во всем курсе CCNA. Как видите, раздел 2.4 озаглавлен «Настройка, тестирование и устранение неполадок однозонной и многозонной сети OSPFv2 для IPv4 (за исключением аутентификации, фильтрации, ручного суммирования маршрутов, перераспределения, тупиковой области, виртуальной сети и LSA)».
Тема OSPF довольно обширная, поэтому потребуется 2, а может и 3 видеоурока.
Сегодняшний урок будет посвящен теоретической стороне вопроса; Я расскажу вам, что это за протокол в общих чертах и как он работает. В следующем видео мы перейдем в режим настройки OSPF с помощью Packet Tracer. Итак, в этом уроке мы рассмотрим три вещи: что такое OSPF, как он работает и что такое зоны OSPF. На предыдущем уроке мы говорили, что OSPF — это протокол маршрутизации состояния канала, который проверяет каналы связи между маршрутизаторами и принимает решения на основе скорости этих каналов.
Длинный канал с более высокой скоростью, то есть с большей пропускной способностью, будет иметь приоритет над коротким каналом с меньшей пропускной способностью.
Протокол RIP, являющийся протоколом вектора расстояния, выберет путь с одним прыжком, даже если этот канал имеет низкую скорость, а протокол OSPF выберет длинный маршрут из нескольких прыжков, если общая скорость на этом маршруте выше, чем скорость движения на коротком маршруте.
Алгоритм принятия решения мы рассмотрим позже, а пока следует помнить, что OSPF — это протокол состояния канала.
Этот открытый стандарт был создан в 1988 году, чтобы его мог использовать каждый производитель сетевого оборудования и любой сетевой провайдер.
Поэтому OSPF гораздо более популярен, чем EIGRP. OSPF версии 2 поддерживал только IPv4, а год спустя, в 1989 году, разработчики анонсировали версию 3, поддерживающую IPv6. Однако полнофункциональная третья версия OSPF для IPv6 появилась только в 2008 году.
Почему вы выбрали OSPF? На прошлом уроке мы узнали, что этот протокол внутреннего шлюза выполняет конвергенцию маршрутов намного быстрее, чем RIP. Это бесклассовый протокол.
Если вы помните, RIP — это классовый протокол, то есть он не отправляет информацию о маске подсети, и если он встретит IP-адрес класса A/24, он не примет его.
Например, если вы предоставите ему IP-адрес типа 10.1.1.0/24, он воспримет его как сеть 10.0.0.0, поскольку не понимает, когда сеть разделена на подсети с использованием более одной маски подсети.
OSPF — безопасный протокол.
Например, если два маршрутизатора обмениваются информацией OSPF, вы можете настроить аутентификацию так, чтобы обмениваться информацией с соседним маршрутизатором можно только после ввода пароля.
Как мы уже говорили, это открытый стандарт, поэтому OSPF используется многими производителями сетевого оборудования.
В глобальном смысле OSPF — это механизм обмена объявлениями о состоянии канала или LSA. LSA-сообщения генерируются маршрутизатором и содержат много информации: уникальный идентификатор маршрутизатора router-id, данные об известных маршрутизатору сетях, данные об их стоимости и так далее.
Вся эта информация необходима маршрутизатору для принятия решений о маршрутизации.
Маршрутизатор R3 отправляет информацию LSA маршрутизатору R5, а маршрутизатор R5 передает информацию LSA маршрутизатору R3. Эти LSA представляют собой структуру данных, которая формирует базу данных состояния каналов или LSDB. Маршрутизатор собирает все полученные LSA и помещает их в свою LSDB. После того как оба маршрутизатора создали свои базы данных, они обмениваются сообщениями Hello, которые служат для обнаружения соседей, и начинают процедуру сравнения своих LSDB.
Маршрутизатор R3 отправляет маршрутизатору R5 сообщение DBD или «описание базы данных», а R5 отправляет свой DBD маршрутизатору R3. Эти сообщения содержат индексы LSA, которые доступны в базах данных каждого маршрутизатора.
После получения DBD R3 отправляет R5 запрос о состоянии сети LSR, говоря: «У меня уже есть сообщения 3, 4 и 9, поэтому пришлите мне только 5 и 7».
R5 делает то же самое, сообщая третьему маршрутизатору: «У меня есть информация 3,4 и 9, поэтому пришлите мне 1 и 2».
Получив запросы LSR, маршрутизаторы отправляют обратно пакеты обновления состояния сети LSU, то есть в ответ на свой LSR третий маршрутизатор получает LSU от маршрутизатора R5. После того, как маршрутизаторы обновят свои базы данных, все они, даже если у вас 100 маршрутизаторов, будут иметь одинаковые LSDB. Как только в маршрутизаторах будут созданы базы данных LSDB, каждый из них будет знать обо всей сети в целом.
Протокол OSPF использует алгоритм Shortest Path First для создания таблицы маршрутизации, поэтому важнейшим условием его корректной работы является синхронизация LSDB всех устройств в сети.
На схеме выше представлено 9 маршрутизаторов, каждый из которых обменивается сообщениями LSR, LSU и т. д. со своими соседями.
Все они связаны друг с другом через p2p, или интерфейсы «точка-точка», поддерживающие работу по протоколу OSPF, и взаимодействуют друг с другом, создавая одну и ту же LSDB. 
Как только базы синхронизируются, каждый маршрутизатор по алгоритму кратчайшего пути формирует свою таблицу маршрутизации.
Эти таблицы будут разными для разных маршрутизаторов.
То есть все маршрутизаторы используют одну и ту же LSDB, но создают таблицы маршрутизации исходя из собственных соображений о кратчайших маршрутах.
Чтобы использовать этот алгоритм, OSPF необходимо регулярно обновлять LSDB. Итак, чтобы OSPF функционировал сам, он должен сначала обеспечить 3 условия: найти соседей, создать и обновить LSDB и сформировать таблицу маршрутизации.
Чтобы выполнить первое условие, сетевому администратору может потребоваться вручную настроить идентификатор маршрутизатора, время или подстановочную маску.
В следующем видео мы рассмотрим настройку устройства для работы с OSPF, а пока вы должны знать, что этот протокол использует обратную маску, и если она не совпадает, если у вас не совпадают подсети или не совпадает аутентификация , окрестность маршрутизаторов не сможет сформироваться.
Поэтому при устранении неполадок OSPF необходимо выяснить, почему не формируется это самое соседство, то есть проверить соответствие приведенных выше параметров.
Как сетевой администратор вы не участвуете в процессе создания LSDB. Базы данных обновляются автоматически после создания окружения маршрутизаторов, как и построение таблиц маршрутизации.
Все это выполняет само устройство, настроенное на работу по протоколу OSPF. Давайте посмотрим на пример.
У нас есть 2 роутера, которым я для простоты присвоил RID 1.1.1.1 и 2.2.2.2. Как только мы их подключим, канал связи сразу перейдет в состояние up, потому что я предварительно настроил эти роутеры для работы с OSPF. Как только будет сформирован канал связи, маршрутизатор А немедленно отправит маршрутизатору А пакет Hello. Этот пакет будет содержать информацию о том, что этот маршрутизатор еще никого не «видел» на этом канале, поскольку он отправляет Hello впервые, а также собственный идентификатор, данные о подключенной к нему сети и другую информацию, которой он может поделиться с соседом.
Получив этот пакет, маршрутизатор B скажет: «Я вижу, что на этом канале связи есть потенциальный кандидат в соседи OSPF» и перейдет в состояние Init. Пакет Hello не является одноадресным или широковещательным сообщением, это многоадресный пакет, отправленный на многоадресный IP-адрес OSPF 224.0.0.5. Некоторые люди спрашивают, что такое маска подсети для многоадресной рассылки.
Дело в том, что у мультикаста нет маски подсети; он распространяется как радиосигнал, который слышат все устройства, настроенные на его частоту.
Например, если вы хотите слушать FM-радиовещание на частоте 91,0, вы настроите свое радио на эту частоту.
Таким же образом маршрутизатор B настроен на получение сообщений для многоадресного адреса 224.0.0.5. Прослушивая этот канал, он получает пакет Hello, отправленный маршрутизатором A, и отвечает своим собственным сообщением.
В этом случае соседство можно установить только в том случае, если ответ B удовлетворяет набору критериев.
Первый критерий — частота отправки сообщений Hello и интервал ожидания ответа на это сообщение Dead Interval должны быть одинаковыми для обоих маршрутизаторов.
Обычно мертвый интервал равен нескольким значениям таймера Hello. Таким образом, если Hello Timer маршрутизатора A равен 10 с, а маршрутизатор B отправляет ему сообщение через 30 с, а Dead Interval равен 20 с, то смежность не состоится.
Второй критерий заключается в том, что оба маршрутизатора должны использовать один и тот же тип аутентификации.
Соответственно, пароли аутентификации также должны совпадать.
Третий критерий — совпадение идентификаторов зоны Arial ID, четвёртый — совпадение длины сетевого префикса.
Если маршрутизатор A сообщает префикс /24, то маршрутизатор B также должен иметь сетевой префикс /24. В следующем видео мы рассмотрим это подробнее, а пока отмечу, что это не маска подсети, здесь роутеры используют обратную маску Wildcard. И конечно же, флаги Stub области также должны совпадать, если маршрутизаторы находятся в этой зоне.
После проверки этих критериев, если они совпадают, маршрутизатор B отправляет свой пакет Hello маршрутизатору A. В отличие от сообщения A, маршрутизатор B сообщает, что он увидел маршрутизатор A, и представляется.
В ответ на это сообщение маршрутизатор А снова отправляет Hello маршрутизатору Б, в котором подтверждает, что он также видел маршрутизатор Б, канал связи между ними состоит из устройств 1.1.1.1 и 2.2.2.2, а сам он является устройством 1.1.1.1. .
Это очень важный этап установления соседства.
В данном случае используется двустороннее соединение 2-WAY, но что будет, если у нас свитч с распределённой сетью из 4-х роутеров? В такой «разделяемой» среде один из маршрутизаторов должен играть роль назначенного маршрутизатора D.R., а второй — роль резервного назначенного маршрутизатора B.D.R. 
Каждое из этих устройств будет формировать полное соединение или состояние полной смежности, мы посмотрим, что это такое позже, но этот тип соединения будет установлен только с D.R. и B.D.R, два нижних маршрутизатора D и B по-прежнему будут взаимодействовать друг с другом, используя двустороннее соединение «точка-точка».
То есть с Д.
Р.
и B.D.R, все маршрутизаторы устанавливают отношения полного соседства, а друг с другом — соединение «точка-точка».
Это очень важно, поскольку при двустороннем соединении между соседними устройствами все параметры пакета Hello должны совпадать.
В нашем случае все совпадает, поэтому устройства без проблем образуют соседство.
Как только установится двусторонняя связь, маршрутизатор А отправляет маршрутизатору Б пакет описания базы данных, или «описание базы данных», и переходит в состояние ExStart — начало обмена, или ожидание загрузки.
Дескриптор базы данных — это информация, аналогичная оглавлению книги — это список всего, что находится в базе данных маршрутизации.
В ответ маршрутизатор B отправляет описание своей базы данных маршрутизатору A и переходит в состояние связи по каналу Exchange. Если в состоянии Exchange маршрутизатор обнаруживает, что в его базе данных отсутствует некоторая информация, он перейдет в состояние загрузки LOADING и начнет обмениваться сообщениями LSR, LSU и LSA со своим соседом.
Итак, маршрутизатор A отправит LSR своему соседу, который ответит пакетом LSU, на что маршрутизатор A ответит маршрутизатору B сообщением LSA. Этот обмен будет происходить столько раз, сколько устройства захотят обмениваться сообщениями LSA. Состояние ЗАГРУЗКА означает, что полного обновления базы данных LSA еще не произошло.
После загрузки всех данных оба устройства перейдут в состояние ПОЛНОЙ смежности.
Заметим, что при двустороннем соединении устройства просто находятся в состоянии смежности, а состояние полной смежности возможно только между маршрутизаторами, - сказал Д.
Р.
и Б.
Д.
Р.
Это означает, что каждый маршрутизатор сообщает D.R. об изменениях в сети, и все маршрутизаторы узнают об этих изменениях от Д.
Р.
Выбор Д.
Р.
и БДР является важным вопросом.
Рассмотрим, как происходит выбор ДР в общей среде.
Предположим, что в нашей схеме есть три маршрутизатора и свитч.
Устройства OSPF сначала сравнивают приоритет в сообщениях Hello, а затем сравнивают идентификатор маршрутизатора.
Устройство с наивысшим приоритетом становится D.R. Если приоритеты двух устройств совпадают, то из двух выбирается устройство с наибольшим идентификатором маршрутизатора, которое становится D.R. Устройство со вторым по величине приоритетом или вторым по величине идентификатором маршрутизатора становится резервным выделенным маршрутизатором B.D.R. Если Д.
Р.
потерпит неудачу, он будет немедленно заменен на B.D.R. Он начнет играть роль Д.
Р.
, и система подберет другого Б.
Р.
Р.
Надеюсь, вы поняли выбор Д.
Р.
и Б.
Д.
Р, если нет, то я вернусь к этому вопросу в одном из следующих видео и объясню этот процесс.
До сих пор мы рассмотрели, что такое Hello, дескриптор базы данных и сообщения LSR, LSU и LSA. Прежде чем перейти к следующей теме, давайте немного поговорим о стоимости OSPF. 
В Cisco стоимость маршрута рассчитывается по формуле отношения эталонной пропускной способности, которая по умолчанию установлена на уровне 100 Мбит/с, к стоимости канала.
Например, при подключении устройств через последовательный порт скорость составит 1,544 Мбит/с, а стоимость составит 64. При использовании Ethernet-соединения со скоростью 10 Мбит/с стоимость составит 10, а стоимость соединения FastEthernet с скорость 100 Мбит/с будет равна 1. При использовании Gigabit Ethernet мы имеем скорость 1000 Мбит/с, но в этом случае скорость всегда предполагается равной 1. Итак, если в вашей сети есть Gigabit Ethernet, вам необходимо изменить значение по умолчанию Ref. BW на 1000. В этом случае стоимость будет равна 1, а вся таблица будет пересчитана с увеличением значений стоимости в 10 раз.
После того как мы сформировали смежность и построили LSDB, переходим к построению таблицы маршрутизации.
После получения LSDB каждый маршрутизатор самостоятельно начинает формировать список маршрутов по алгоритму SPF. В нашей схеме маршрутизатор А создаст себе такую таблицу.
Например, он вычисляет стоимость маршрута A-R1 и определяет ее равной 10. Чтобы диаграмму было легче понять, предположим, что маршрутизатор A определяет оптимальный маршрут к маршрутизатору B. Стоимость канала A-R1 равна 10. , ссылка A-R2 равна 100, а стоимость маршрута A-R3 равна 11, то есть сумма маршрутов A-R1(10) и R1-R3(1).
Если маршрутизатор A хочет добраться до маршрутизатора R4, он может сделать это либо по маршруту A-R1-R4, либо по маршруту A-R2-R4, и в обоих случаях стоимость маршрутов будет одинакова: 10+100. =100+10=110. Маршрут A-R6 будет стоить 100+1= 101, что уже лучше.
Далее рассмотрим путь к маршрутизатору R5 по маршруту A-R1-R3-R5, стоимость которого составит 10+1+100 = 111. Путь к маршрутизатору R7 можно проложить по двум маршрутам: A-R1-R4-R7 или A-R2-R6-R7. Стоимость первого составит 210, второго — 201, значит, вам следует выбрать 201. Итак, чтобы добраться до маршрутизатора B, маршрутизатор A может использовать 4 маршрута.
Стоимость маршрута A-R1-R3-R5-B составит 121. Маршрут A-R1-R4-R7-B будет стоить 220. Маршрут A-R2-R4-R7-B будет стоить 210, а A-R2- R6-R7-B имеет стоимость 211. Исходя из этого, маршрутизатор А выберет маршрут с наименьшей стоимостью, равной 121, и поместит его в таблицу маршрутизации.
Это очень упрощенная схема работы алгоритма SPF. Фактически в таблице содержатся не только обозначения роутеров, через которые проходит оптимальный маршрут, но и обозначения соединяющих их портов и вся другая необходимая информация.
Давайте рассмотрим еще одну тему, касающуюся зон маршрутизации.
Обычно при настройке OSPF-устройств компании все они располагаются в одной общей зоне.
Что произойдет, если устройство, подключенное к маршрутизатору R3, внезапно выйдет из строя? Маршрутизатор R3 немедленно начнет отправлять маршрутизаторам R5 и R1 сообщение о том, что канал с этим устройством больше не работает, и все маршрутизаторы начнут обмениваться обновлениями об этом событии.
Если у вас 100 маршрутизаторов, все они обновят информацию о состоянии канала, поскольку находятся в одной общей зоне.
То же самое произойдет, если один из соседних маршрутизаторов выйдет из строя — все устройства в зоне будут обмениваться обновлениями LSA. После обмена такими сообщениями изменится сама топология сети.
Как только это произойдет, SPF пересчитает таблицы маршрутизации в соответствии с изменившимися условиями.
Это очень большой процесс, и если у вас тысяча устройств в одной зоне, вам необходимо контролировать размер памяти маршрутизаторов, чтобы ее было достаточно для хранения всех LSA и огромной базы данных состояний каналов LSDB. Как только в какой-то части зоны происходят изменения, алгоритм SPF тут же пересчитывает маршруты.
По умолчанию LSA обновляется каждые 30 минут. Этот процесс не происходит на всех устройствах одновременно, но в любом случае обновления выполняются каждым роутером каждые 30 минут. Чем больше сетевых устройств.
Тем больше памяти и времени требуется для обновления LSDB. Эту проблему можно решить, разделив одну общую зону на несколько отдельных зон, то есть применив мультизонирование.
Для этого у вас должен быть план или схема всей сети, которой вы управляете.
ОБЛАСТЬ 0 — ваша основная зона.
Это место, где осуществляется подключение к внешней сети, например, доступ в Интернет. При создании новых зон необходимо следовать правилу: в каждой зоне должен быть один ABR, Area Border Router. Граничный маршрутизатор имеет один интерфейс в одной зоне и второй интерфейс в другой зоне.
Например, маршрутизатор R5 имеет интерфейсы в зоне 1 и зоне 0. Как я уже говорил, каждая из зон должна быть подключена к зоне 0, то есть иметь пограничный маршрутизатор, один из интерфейсов которого подключен к ОБЛАСТИ 0. 
Предположим, что соединение R6-R7 не удалось.
В этом случае обновление LSA будет распространяться только через ОБЛАСТЬ 1 и затронет только эту зону.
Устройства в зоне 2 и зоне 0 даже не узнают об этом.
Граничный маршрутизатор R5 суммирует информацию о том, что происходит в его зоне, и отправляет сводную информацию о состоянии сети в основную зону AREA 0. Устройствам в одной зоне не обязательно быть в курсе всех изменений LSA внутри других зон, поскольку маршрутизатор ABR будет пересылать сводную информацию о маршруте из одной зоны в другую.
Если вы не совсем понимаете концепцию зон, вы можете узнать больше в следующих уроках, когда мы перейдем к настройке маршрутизации OSPF и рассмотрим некоторые примеры.
Спасибо, что остаетесь с нами.
Вам нравятся наши статьи? Хотите увидеть больше интересных материалов? Поддержите нас, разместив заказ или порекомендовав друзьям, Скидка 30% для пользователей Хабра на уникальный аналог серверов начального уровня, который мы придумали для вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от 20$ или как правильно раздать сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40 ГБ DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только здесь 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon, 2 x E5-2697v3, 2,6 ГГц, 14C, 64 ГБ DDR4, 4 твердотельных накопителя по 960 ГБ, 1 Гбит/с, 100 ТВ от 199 долларов США в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430, 2,2 ГГц, 6C, 128 ГБ DDR3, 2 твердотельных накопителя по 960 ГБ, 1 Гбит/с, 100 ТБ — от 99 долларов США! Прочтите об этом Как построить корпоративную инфраструктуру класса, используя серверы Dell R730xd E5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки? Теги: #cisco #cisco #Сетевые технологии #Хостинг #ИТ-инфраструктура #CCNA #CCNA #CCNA
-
Пво
19 Oct, 24 -
Фитцпатрик Опубликовал Api Social Graph
19 Oct, 24 -
Доступна Версия Zabbix 5.2.
19 Oct, 24 -
Нетбук Touch Book На Базе Arm
19 Oct, 24 -
Чем Интересуются Боты И Кто Они Такие?
19 Oct, 24
