Содержание
Термины
ABR
ASBR
DR
BDR
LSA
LSDB
DBD
LSR
LSU
LSAck
Динамическая маршрутизация
Статическая маршрутизация, рассмотренная в документе Статическая маршрутизация, имеет ряд существенных недостатков:
- масштабируемость: появление каждого нового устройства в сети требует изменения конфигурации всех существующих узлов;
- эксплуатация: изменения в сети потребуют обновления маршрутной информации на всех сетевых узлах;
- оперативность: выход из строя устройств или каналов связи требует внесения изменений в таблицы маршрутизации устройств, которые необходимо выполнить вручную.
Протоколы динамической маршрутизации лишены всех перечисленных недостатков статической маршрутизации. Кроме того, некоторые из протоколов поддерживают следующие функции:
- балансировка: при наличии нескольких путей прохождения трафика маршрутизатор выполняет распределение передаваемых данных между каналами связи, обеспечивая равномерное распределение утилизации устройств и каналов;
- отказоустойчивость: автоматический переход на использование резервной инфраструктуры в случае выхода из строя основной.
Из названия следует, что протоколы динамической маршрутизации выполняют обмен маршрутной информацией и её актуализацию в автоматическом режиме и, несмотря на схожесть основной функциональности, протоколы можно классифицировать следующим образом:
- По области применения:
- внутренние: протоколы динамической маршрутизации, используемые внутри автономной системы, т.е. набора устройств и каналов связи, находящихся под единым управлением (например, ODR, RIP, OSPF);
- внешние: протоколы динамической маршрутизации, используемые для обмена маршрутной информацией между автономными системами (например, BGP).
- По принципу работы:
- дистанционно-векторные (distance-vector): протоколы подобного типа предусматривают обмен таблицами маршрутизациями, при этом сетевые узлы оперируют только информацией о своих непосредственных соседях и маршрутной информацией, полученной от них (например RIP, ODR);
- состояния канала связи (link state): протоколы подобного типа предусматривают обмен таблицами топологии, при этом каждый из сетевых узлов оперирует информацией о структуре всей сети и может воспроизвести всю схему (например, OSPF).
Поддержка протоколов динамической маршрутизации реализована на устройствах Инфинет семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2. Далее все примеры будут рассматриваться для устройств данного типа.
За работу каждого из протоколов динамической маршрутизации отвечает отдельный модуль в архитектуре устройства, однако для модулей RIP и OSPF добавлен модуль ARDA (см. Команда ARDA), выполняющий функции координации и интеграции в общую систему (рис. 1). Конфигурация и анализ работы протоколов OSPF и RIP выполняются через ARDA.
Рисунок 1 - Внутренняя архитектура модулей динамической маршрутизации в устройствах InfiLINK 2x2, InfiMAN 2x2
Описание протоколов динамической маршрутизации
Ниже, в текущем документе будет представлено описание протоколов динамической маршрутизации ODR, RIP, OSPF. Для каждого из протоколов предусмотрены дочерние страницы с примера практической настройки устройств:
Протокол ODR
ODR (On Demand Routing - маршрутизация по запросу) - протокол распространения маршрутной информации, применяемый в сетевых топология типа "звезда". Топология "точка-многоточка" по своему смыслу является "звездой", поэтому ODR широко используется в беспроводных сетях. Алгоритм работы ODR, по сравнению с другими протоколами динамической маршрутизации, очень прост, поэтому его использование не является ресурсозатратным.
Рассмотрим алгоритм работы протокола ODR на примере (рис. 2). Схема сети состоит из базовой станции БС1 и трёх абонентских устройств АС2, АС3 и АС4, подключенных к БС1. За каждым беспроводным устройством расположен сегмент локальной сети с закреплённой за ним адресацией. За областью MINT также закреплена IP-подсеть.
- Этап 0: предварительная настройка. Необходимо установить радиоканал между беспроводными устройствами, назначить IP-адреса на сетевые интерфейсы и глобально отключить коммутацию. Таблица маршрутизации устройств после выполнения предварительной настройки представлена в таблице 1.
- Этап 1: распределение ролей. Протокол ODR предусматривает две роли: hub - центральное устройство, spoke - тупиковые устройства. Как правило в качестве центрального устройства выступает сектор базовой станции, имеющий подключение к опорной сети, а в качестве тупиковых устройств - абонентские станции, за которыми непосредственно расположены пользовательские устройства.
- Этап 2: рассылка маршрута по умолчанию. Устройства, для которых определена роль hub, рассылают сообщения, в которых сообщают о своей роли всем устройствам. Для рассылки таких сообщений используются служебные поля протокола MINT (см. Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.), т.е. граница получателей сообщений ограничена областью MINT. Получая такое сообщение, устройства с ролью spoke формируют список hub'ов. Поскольку топология "звезда" подразумевает, что устройство с ролью hub имеет подключение к опорной сети, то устройства с ролью spoke могут добавить в таблицу маршрутизации маршрут по умолчанию, указав в качестве шлюза адрес hub'а (таблица 2). В одной области MINT может быть несколько устройств с ролью hub, поэтому каждый из spoke'ов может иметь в RIB несколько маршрутов по-умолчанию.
- Этап 3: выборы маршрута по умолчанию. Для распространения информации об устройствах с ролью hub используется протокол MINT, имеющий внутреннюю метрику, отражающую радиопараметры каналов связи и их текущую загрузку, поэтому критерием для выбора маршрута по умолчанию для добавления в FIB является наименьшее значение этой метрики. Анализ метрик для каждого из устройств с ролью hub выполняется перманентно, поэтому, в случае роста метрики для используемого маршрута по умолчанию он может быть заменён другим. Таким образом реализуются функции отказоустойчивости и балансировки.
- Этап 4: рассылка маршрутной информации. Каждое из устройств с ролью spoke формирует служебные сообщения для каждого устройства с ролью hub. Эти сообщения содержат информацию о непосредственно подключенных и статических маршрутах, находящихся в FIB устройства. Важно отметить, что информация о сетях, общих с hub'ами, в такие сообщения не включаются. Например, устройство АС3 сообщит БС1 о сети 192.168.3.0/24, но не сообщит о 172.16.0.0/29, т.к. радиоинтерфейс БС1 ассоциирован с этой сетью и информация о ней уже есть в FIB БС1 (таблица 1).
- Этап 5: связность между всеми сегментами локальной сети достигнута. В таблицу маршрутизации беспроводных устройств добавлены необходимые маршруты (таблица 2).
Рисунок 2 - Схема работы протокола ODR в сети с топологией "звезда"
Таблица 1 - Таблицы маршрутизации беспроводных устройств после предварительной настройки
Таблица 2 - Таблицы маршрутизации беспроводных устройств после настройки ODR
Чаще всего протокол ODR используется в схеме PTMP (рис. 2), однако для лучшего понимания усложним схему, реализовав функцию балансировки и отказоустойчивости (рис.3):
- два сектора БС1 и БС2, коммутаторы InfiMUX1 и InfiMUX2 подключены в Коммутатор 1;
- к каждому из секторов подключены по два абонентских устройства: АС11 и АС12 к БС1, АС21 и АС22 к БС2;
- все устройства объединены в единую область MINT (см. Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.);
- устройствам InfiMUX1 и InfiMUX2 назначены роли hub, т.к. они имеют подключение к внешней сети WAN, беспроводным устройствам - роль spoke.
Следует пояснить, что роль - характеристика не устройства, а интерфейса, поддерживающему работу протокола MINT. Например, беспроводное устройство может играть роль hub в области MINT, к которой оно подключено интерфейсом rf5.0, и роль spoke в области MINT, подключенной через интерфейс prf0. В рассматриваемом примере используется одна общая область MINT, поэтому на устройствах БС1 и БС2 достаточно активировать поддержку протокола ODR на одном из интерфейсов, поддерживающих работу MINT
После предварительной настройки и распределения ролей, устройства АС11, АС12, АС21 и АС22 добавят в таблицу маршрутизации маршрут по умолчанию, указав в качестве шлюза InfiMUX1 или InfiMUX2. Выбор шлюза будет продиктован наименьшим значением метрики до этого устройства. Каждое из устройств с ролью hub получит маршрутную информацию о пользовательских сетях LAN-11, LAN-12, LAN-21 и LAN-22 от устройств с ролями spoke. Устройства БС1 и БС2 являются в данной схеме промежуточными и не сообщают маршрутную информацию устройствам с ролью hub.
Отказоустойчивость: допустим, что весь трафик, проходящий через БС1, также проходит через InfiMUX1, а трафик БС2 - через InfiMUX2. В случае выхода из строя InfiMUX1, устройства БС1, АС11 и АС12 удалят из таблицы маршрутизации запись со шлюзом InfiMUX1, а вместо него добавят другой маршрут по умолчанию через InfiMUX2. Аналогичная ситуация произойдёт при выходе из строя InfiMUX 2.
Балансировка: метрика маршрутов по умолчанию в ODR рассчитывается исходя из радиопараметров и уровня загрузки каналов. Это позволяет выполнять балансировку трафика на стороне устройств с ролью spoke и равномерно утилизировать устройства и каналы связи в области MINT.
можно вместо картинки сделать видео
Рисунок 3 - Схема резервирования с использованием протокола ODR
Особенности протокола ODR
В списке особенностей протокола ODR по сравнению со статической маршрутизацией можно выделить:
- простота настройки: базовая конфигурация ODR подразумевает распределение ролей;
- масштабируемость: рост числа устройств в сети не требует выполнения большего объёма работ, на устройствах достаточно выполнить предварительную настройку и определить роль;
- оперативность: состояние устройств и каналов связи постоянно отслеживаются протоколом ODR, поэтому изменения в топологии сети мгновенно отразятся на таблице маршрутизации;
- отказоустойчивость и балансировка: реализация схем повышения надёжности и равномерной утилизации не требует дополнительных манипуляций и выполняется автоматически;
- ограничение топологии: ODR не может быть применён в сетях с произвольной топологией и предназначен для сетей типа "звезда";
- фирменная реализация: протокол ODR поддерживается другими производителями оборудования, однако эти реализации не будет совместимы с устройствами Инфинет. Это происходит потому что транспортная технология для ODR не стандартизована и в устройствах Инфинет используется фирменный протокол MINT.
Практика ODR
Практические примеры по настройки ODR представлены на дочерней странице документа: Настройка протокола ODR.
Протокол OSPF
OSPF (Open Short Path First - открытый протокол выбора кратчайшего пути) - протокол динамической маршрутизации, базирующийся на алгоритме построения дерева кратчайших путей. Протокол OSPF обладает следующими характеристиками:
- OSPF разработан сообществом IETF в 1988 году. Поскольку протокол является открытым, то он может использоваться в герерогенных сетях, построенных с использованием оборудования разных производителей.
- На текущий момент актуальны две версии протокола OSPF: версия 2 для IPv4-сетей, описанная в RFC 2328, и версия 3 для IPv6-сетей, описанная в RFC 2740. Устройства Инфинет поддерживают работу протокола IPv4, поэтому далее в статье будет рассматриваться OSPF версии 2.
- OSPF относится к протоколам динамической маршрутизации состояния каналов связи.
- OSPF является внутренним протоколом маршрутизации, т.е. используется для обмена маршрутной информации внутри автономной системы (АС).
- Служебные сообщений протокола OSPF инкапсулируются в IP-пакеты. Поле "Протокол верхнего уровня" устанавливается равным 89.
- За протоколом OSPF зарезервированы два адреса группового вещания 224.0.0.5 и 224.0.0.6. Их назначение описано ниже (см. этапы установки отношений соседства и алгоритм выбора DR и BDR).
- Значение Distance для протокола OSPF равно 110.
- Как рассчитывается метрика?
Области OSPF
Число маршрутизаторов автономной системы, использующих протокол OSPF для обмена маршрутной информацией может быть велико. Следствием этого является высокая загрузка каналов связи из-за большого объёма служебных сообщений OSPF. Для снижения объёма передаваемой служебной информации, в протоколе OSPF предусмотрено деление автономной системы на области (аrea).
Каждая из областей имеет 32-битный идентификатор, который принято записывать в двух форматах:
- формат IP-адреса: используется в конфигурации устройств. Так, например области 0 и 2 (рис. 4а) в конфигурации устройств будут записаны как 0.0.0.0 и 0.0.0.2 соответственно;
- формат числа: используется на схемах (рис. 4а-б) для того, чтобы упростить понимание и проще запоминать.
Не обязательно использовать последовательные идентификаторы для областей. Так, например, сеть может включать в себя области с идентификаторами 0,2 и 7 (рис. 4а).
Принадлежность к области является характеристикой интерфейса, а не устройства. Таким образом, один маршрутизатор может быть подключен к нескольким областям (рис. 4а).
За областью с идентификатором 0.0.0.0 зарезервировано специальное название - магистральная. Наличие магистральной области является обязательным условием для работы протокола OSPF. Каждая из областей должна быть непосредственно подключена к магистральной области, т.е. схема, в которой одна из областей подключена к другой, не имея соединения с магистральной, запрещена (рис. 4б).
Рисунок 4а - Разрешённая схема сети с использованием нескольких областей OSPF
Рисунок 4б - Запрещённая схема сети с использованием нескольких областей OSPF
Типы маршрутизаторов
В зависимости от места маршрутизатора в схеме сети выделяют следующие типы устройств (рис. 5):
- Внутренний маршрутизатор (IR - internal router): маршрутизатор, все интерфейсы которого ассоциированы с одной областью. Маршрутизаторы R2 и R4 являются внутренними.
- Магистральный маршрутизатор (BR - backbone router): маршрутизатор, обладающий интерфейсом, подключенным к магистральной области. Маршрутизаторы R1, R2 и R3 являются магистральными.
- Пограничный маршрутизатор области (ABR - area border router): маршрутизатор, интерфейсы которого ассоциированы с разными областями OSPF. Маршрутизатор R3 является ABR, т.к. находится на стыке областей 0 и 2.
- Пограничный маршрутизатор автономной системы (ASBR - autonomous system border router): маршрутизатор, имеющий подключение к внешней сети. Маршрутизатор R1 является ASBR, т.к. имеет подключение к сети LAN, которая находится под управлением сторонних лиц.
Рисунок 5 - Схема сети с маршрутизаторами различных типов
Алгоритм работы OSPF
Рассмотрим этапы работы протокола OSPF. Некоторые из этапов потребуют подробного объяснения - оно приведено в соответствующих разделах ниже.
- Этап 1: Запуск протокола OSPF. Устройство определяет список интерфейсов, которые будут участвовать в работе протокола OSPF, и идентификаторы областей, к которым эти интерфейсы подключены.
- Этап 2: Установка отношений соседства. На списке интерфейсов, определённых на этапе 1, предпринимается попытка найти другие маршрутизаторы и установить с ними соседские отношения.
- Этап 3: Распределение ролей. Для снижения объёма служебных сообщений в широковещательных сегментах сети выбирается назначенный маршрутизатор (DR), являющийся центральной точкой обмена обмена маршрутной информацией в сегменте.
- Этап 4: Синхронизация базы данных о состоянии каналов связи (LSDB). В соответствии с протоколом OSPF каждый из маршрутизаторов должен обладать одинаковым набором маршрутной информации, что требует синхронизации базы данных о состоянии каналов связи.
- Этап 5: Построение дерева кратчайших связей (SPT). К маршрутной информации, полученной на этапе 4, применяется алгоритм Дейкстры, позволяющий получить дерево кратчайших связей. Корнем этого дерева является устройство, запустившее алгоритм, а ветками - известные сети назначения, информация о которых получена от других маршрутизаторов. Таким образом, каждое из устройств обладает набором путей к каждой из сетей, оптимизированных по критерию метрики.
- Этап 6: Экспорт маршрутов в FIB. Набор маршрутов, полученный на этапе 5 хранится в RIB, поэтому устройство проводит дополнительную оптимизацию, сравнивая значения Distance для маршрутной информации, полученной из разных источников. Лучшие маршруты, полученные в ходе сравнения, помещаются в FIB и используются при передачи пользовательских и служебных данных.
- Этап 7: Контроль за состоянием сети. Протоколы динамической маршрутизации выполняют постоянный контроль за состоянием каналов связи, т.к. таблица маршрутизации всех устройств должна поддерживаться в актуальном состоянии.
Запуск протокола OSPF
Начало работы протоколы OSPF сопровождается с двумя процессами: выбором идентификатора маршрутизатора (router-id) и определением списка интерфейсов, участвующих в работе OSPF.
Маршрутизатор имеет 32-битный идентификатор, который, как правило, записывается в формате IP-адреса. Идентификатор может быть установлен вручную, либо выбран автоматически, как наибольший IP-адрес устройства. При ручном выборе идентификатора рекомендуется устанавливать его равным IP-адресу, предварительно ассоциированным с интерфейсом loopback0. Совпадение адреса управления и идентификатора маршрутизатора упростит эксплуатацию и диагностику сетевых проблем. При автоматическом выборе идентификатора, устройство Инфинет генерирует специальный адрес из подсети группового вещания 224.*.*.*, связанный с серийным номером маршрутизатора. Это позволяет избежать переопределения идентификатора при удалении IP-адреса или сетевого интерфейса.
Набор интерфейсов, участвующих в работе протокола OSPF, определяется в соответствии со следующей логикой:
- в конфигурации устройства указывается диапазон адресов для работы OSPF и их связь с конкретной областью;
- сетевые интерфейсы, IP-адреса которых включены в указанный диапазон, используются в OSPF и связываются с заданной областью. Следует понимать, что проверяется вхождение в диапазон не только IP-адреса интерфейса, но и всех адресов этой сети.
Если протокол OSPF не был запущен на одном из сетевых интерфейсов, это не значит, что сеть, связанная с этим интерфейсом, не будет анонсирована для других маршрутизаторов. Запуск протокола OSPF на интерфейсе влияет лишь на попытку обнаружения соседей.
Команда | Соответствие eth1 | Соответствие eth2 | Комментарий |
---|---|---|---|
network 0.0.0.0/0 area 0 | да | да | Сеть 0.0.0.0/0 включает в себя все IP-адреса, поэтому сети, ассоциированные с интерфейсами eth1 и eth2, входят в этот диапазон. Такая конфигурация обладает скрытым поведением: если в конфигурации устройства появится новый IP-адрес, то на интерфейсе, ассоциированным с ним, будет запущен протокол OSPF. Это происходит потому что сеть 0.0.0.0/0 включает в себя все сети. |
network 10.10.30.0/24 area 0 network 192.168.6.0/28 area 1 | да | да | В команде явно указаны сети, ассоциированные с интерфейсами erh1 и eth2, поэтому протокол OSPF будет использовать оба этих интерфейса. |
network 10.10.30.0/25 area 0 network 192.168.6.0/28 area 1 | нет | да | Несмотря на то, что IP-адрес маршрутизатора R1 принадлежит сети 10.10.30.0/25, протокол OSPF на этом интерфейсе запущен не будет. Это происходит потому что сеть, ассоциированная с интерфейсом eth1, содержит адреса в диапазоне 10.10.30.0-255, что не удовлетворяет команде 10.10.30.0/25 (10.10.30.0-127). Протокол OSPF будет запущен на интерфейсе eth2. |
Рисунок 6 - Схема маршрутизатора с двумя сетевыми интерфейсами
Установка отношений соседства
Обмен маршрутной информации возможен только после установления отношений соседства между маршрутизаторами. Два маршрутизатора, имеющих общий канал связи, установят отношения соседства при совпадении следующих параметров:
- адрес маска сети на интерфейсе в сторону потенциального соседа;
- MTU на интерфейсах в сторону потенциального соседа;
- идентификатор области и тип области (ВСТАВИТЬ ССЫЛКУ);
- параметры аутентификации;
- интервал отправки Hello-сообщений и Router dead интервал (см. этап 1 установки отношений соседства).
Установка отношений соседства происходит в несколько этапов. Рассмотрим их на примере сети (рис. 7а): сеть состоит из трёх маршрутизаторов R1, R2 и R3, подключенных к коммутатору, между маршрутизаторами установлены отношения соседства, причём маршрутизатор R2 выбран назначенным маршрутизатором (DR), а R3 - резервным назначенным маршрутизатором (BDR). В схему сети будет добавлен маршрутизатор R4, причём будем считать, что выполняются условия для установления отношений соседства.
- Этап 1: маршрутизатор R4 выполняет рассылку Hello-сообщений на групповой адрес 224.0.0.5 (рис. 7б). Этот адрес поддерживается всеми устройствами, на которых запущен протокол OSPF. Hello-сообщения рассылаются со всех интерфейсов, определённых на этапе запуска OSPF, с заданной периодичностью. По умолчанию используется интервал рассылки Hello-сообщений равный 10 секунд. Hello-сообщения - индикатор соединения с соседом, поэтому, если от соседа не получены Hello-сообщения на протяжении Router dead интервала, то устройство считается недоступным. По умолчанию Router dead интервал равен четырём интервалам рассылки Hello-сообщений.
- Этап 2: маршрутизаторы R1, R2 и R3, получив Hello-сообщение от R1 добавляют его в список соседей со статусом Init (рис. 7б).
- Этап 3: в соответствии с внутренними таймерами, маршрутизаторы R1, R2, R3 отправляют Hello-сообщения маршрутизатору R4 (рис. 7в). Поскольку Hello-сообщения содержат список соседей, то сообщения, отправленные для R4 содержат его идентификатор. Это значит, что маршрутизатор R4 может добавить в список соседей все маршрутизаторы сети со статусами 2-Way, пропустив статус Init. Далее R4 сформирует Hello-сообщения для маршрутизаторов, где укажет их в качестве соседей, что позволит R1, R2 и R3 сменить статус для R4 с Init на 2-Way (рис. 7г).
- Этап 4: в широковещательных сегментах (Ethernet, MINT, и т.д.) должны быть выбраны основной и резервный назначенные маршрутизаторы, DR и BDR соответственно. Остальным маршрутизаторам будет назначены роли DROther. Этот механизм нужен для того, чтобы снизить объём служебной информации: каждый из DROther будет выполнять обмен маршрутной информацией только с DR и BDR. Алгоритм выбора DR и BDR описан ниже. Следует иметь в виду, что роли закрепляются не за устройством, а за интерфейсом, поэтому маршрутизатор, у которого есть несколько интерфейсов в разных широковещательных сегментах, может быть DR в одном и DROther в другом.
- Этап 4а: пусть R2 будет назначен DR, а R3 - BDR, как и было до подключения R4 к сети. Маршрутизаторам R1 и R4 назначены роли DROther, поэтому статус отношений между ними останется равным 2-Way.
- Этап 5: пары маршрутизаторов R2-R4 и R3-R4 распределяют роли master и slave между собой, статус их отношений становится равным ExStart.
- Этап 6: устройство с ролью master начинает первым обмен служебными сообщениями с кратким описанием базы данных маршрутов DBD. Во время обмена такими сообщениями статус отношений устанавливается равным Exchange.
- Этап 7: устройства, получив краткое описание базы данных маршрутов от соседа, формируют запросы детальной информации о неизвестных им сетях. Такие сообщения называются LSR.
- Этап 7а: ответом на LSR является LSU. LSU содержат подробную информацию о запрашиваемых маршрутах.
- Этап 7б: получив LSU, устройство формирует подтверждение о получении информации. Такое сообщение называется LSAck, его использование являетс следствием отказа от использования протоколов гарантированной доставки, например TCP.
- Этап 7г: совокупность всей маршрутной информации называется LSDB, а процесс обмена служебными сообщениями о LSDB сопровождается изменением статусом отношений на Loading.
- Этап 8: после синхронизации LSDB на устройствах, отношения между маршрутизаторами R4-R2 и R4-R3 устанавливаются в статус Full (рис. 7д). Следует обратить внимание, что DR и BDR устанавливают отношения Full со всеми маршрутизаторами в сегменте.
Рисунок 7а - Добавление в схему сети маршрутизатора R4
Рисунок 7б - Рассылка Hello-сообщений маршрутизатором R4
Рисунок 7в - Рассылка Hello-сообщений маршрутизаторами R1, R2, R3
Рисунок 7г - Установление симметричных 2-Way отношений
Рисунок 7д - Установление Full-отношений маршрутизатором R4 с DR и BDR
Распределение ролей
В каждом широковещательном сегменте, к которому подключены маршрутизаторы с запущенным протоколом OSPF, выполняются выборы DR и BDR. Выборы происходят в соответствии со следующими правилами:
- Значение приоритета интерфейса: DR - маршрутизатор с наибольшим значением приоритета, BDR - маршрутизатор, следующий за DR по значению приоритета, DROther - остальные маршрутизаторы. Приоритет - свойства интерфейса маршрутизатора, подключенный к широковещательному сегменту. Приоритет принимает значение от 0 до 255 и определяется администратором сети вручную. По умолчанию приоритет равен 1, а, если значение приоритета интерфейса маршрутизатора установлено равным 0, то такой маршрутизатор не участвует в выборах DR и BDR.
- Значение Router-id: DR - маршрутизатор с наибольшим значением Router-id, BDR - маршрутизатор, следующий за DR по значению Router-id, DROther - остальные маршрутизаторы. Значение Router-id является уникальным, поэтому сравнение идентификаторов маршрутизаторов используется при равенстве приоритетов, что гарантирует распределение ролей.
За устройствами DR и BDR закрепляется групповой адрес 224.0.0.6, используемый при синхронизации LSDB. Устройства с ролями DR и BDR устанавливают отношения Full с каждым из маршрутизатором широковещательного сегмента, что предъявляет большие требования к производительности устройств по сравнению с DROther. Если аппаратная производительность устройств может стать "бутылочным горлышком" сети, то необходимо учитывать это при планировании сети и использовать назначение приоритетов интерфейсов для предсказуемого выбора наиболее производительных устройств в качестве DR и BDR.
Основная функция DR - быть центральной точкой обмена маршрутной информацией в сегменте. Основная функция BDR - контроль за состоянием DR и, при выходе его из строя, смена роли на DR. Поскольку каждый из DROther устанавливает Full отношения как с DR, так и с BDR, то LSDB на BDR является синхронной с DR, поэтому BDR может начать выполнять функции DR без временных задержек на синхронизацию базы данных маршрутов. Если BDR становится DR, то среди DROther выполняется выбор BDR в соответствии с логикой, описанной выше.
Синхронизация LSDB
Маршрутная информация в OSPF представлена в виде LSA разного типа. Совокупность LSA образует LSDB. Следует понимать, что LSA не является служебным сообщением протокола OSPF, поэтому для их передачи используются сообщения DBD, LSR, LSU, LSAck в соответствии с логикой, описанной на этапах 6-8 алгоритма установления отношений соседства.
Протокол OSPF версии 2 определяет 7 типов LSA, представленных в таблице ниже. Для пояснения предназначения LSA различных типов будем использовать схему сети (рис. 8а): сеть состоит из 6 маршрутизаторов, образующих три области OSPF. При рассмотрении схемы абстрагируемся от этапов установления отношений соседства, сосредочившись на типах LSA, формируемых устройствами.
Тип | Наименование | Описание | Пример |
---|---|---|---|
Нет устойчивого перевода и в профессиональной среде названия LSA не переводят. | |||
1 | LSA о маршрутизаторе (Router LSA) | LSA данного типа распространяются всеми маршрутизаторами в пределах одной области. LSA содежит следующую маршрутную информацию:
| LSA данного типа формируют все маршрутизаторы в сети (рис 8б). Обратим внимание на следующие особенности:
|
2 | LSA о сети (Network LSA) | LSA данного типа распространяются DR в пределах одной области. LSA содержит следующую маршрутную информацию:
| LSA данного типа формируют только маршрутизаторы R1, R2, R3 и R4, т.к. им назначена роль DR (рис. 8в). По аналогии с LSA типа 1, LSA типа 2 распространяются по всей области с приращением значения метрики. |
3 | Суммарный LSA (Summary Network LSA) | LSA данного типа распространяются ABR и содержат маршрутную информацию о соседней области. ABR распространяет не топологию, как в LSA 1 и 2 типа, а маршрутную информацию, т.е. в этой ситуации OSPF проявляет признаки дистанционно-векторного протокола. ABR формирует один LSA типа 3 для каждой сети. Число сообщений может быть уменьшено за счёт настройки суммирования маршрутов. | LSA данного типа рассылается маршрутизаторами R3 и R4, т.к. они являются ABR (рис. 8г). Маршрутизатор R3 сформирует следующие LSA типа 3:
Маршрутизатор R4 формирует LSA типа 3 по аналогии с R3. |
4 | Суммарный LSA ASBR (ASBR Summary LSA) | LSA данного типа формируют ABR в дополнение к LSA типа 5. LSA такого типа содержат информацию о местонахождении ASBR для соседней по отношению к ASBR области. | См. пример для LSA типа 5. |
5 | Внешний LSA (External LSA) | LSA данного типа формируют ASBR для внешних маршрутов, в том числе маршрутов по-умолчанию. Такие сообщения распространяются через всю АС без изменений. По аналогии с ABR, ASBR может выполнять суммирование внешних маршрутов. | LSA типа 5 формируется маршрутизатором R5, т.к. это единственный ASBR в схеме сети (рис. 8д). LSA типа 5, сформированный маршрутизатором R5 содержит информацию о сети 172.16.0.0/16 и распространяется через всю автономную систему без изменений. Таким образом, каждый из маршрутизаторов на схеме обладает данными о том, что сеть 172.16.0.0/16 является внешней и подключение к этой сети имеет маршрутизатор R5. Скрытая проблема заключается в том, что маршрутизаторы R1, R2, R3 и R6 не знают местонахождения R5. LSA типа 1, в котором указан идентификатор R5, распространяется только внутри области 45. Для решения этой ситуации, пограничные маршрутизаторы R4 и R3 дополнительно к передаваемому LSA типа 5 генерируют LSA типа 4. В LSA типа 4 маршрутизаторы сообщают о том, что весь трафик, адресованный R5 можно передать на ABR. |
6 | LSA членства в группе (Group Membership LSA) | LSA такого типа используются в Multicast-сетях и содержат список групп, потребители которых есть в сегменте сети. В рамках данной статьи LSA такого типа рассматриваться не будут. | - |
7 | LSA типа 7 (Type 7 LSA) | LSA данного типа являются аналогом LSA типа 5, применяемых в NSSA областях (ССЫЛКА). Использование LSA типа 7 является следствием соблюдения совместимости между областями типа Stub и NSSA. LSA типа 7 преобразовывается в LSA типа 5 маршрутизатором ABR при экспорте из NSSA области. | ВСТАВИТЬ ССЫЛКУ |
Рисунок 8а - Схема сети для анализа типов LSA
Рисунок 8б - Рассылка LSA типа 1
Рисунок 8в - Рассылка LSA типа 2
Рисунок 8г - Рассылка LSA типа 3
Рисунок 8д - Рассылка LSA типов 4 и 5
Типы областей
Виды областей: Backbone, Normal, Stub, Totally Stub, NSSA, Totally NSSA
Распространение маршрута по молчанию
Приоритеты маршрутов в зависимости от типа. + типы маршрутов
Virtual link
Фильтры маршрутов
Суммирование маршрутов
Пассивные интерфейсы
OSPF
Описание алгоритма. AD и расчёт метрик.
Пример настройки и анализ вывода команд.
Область применения. Достоинства и недостатки.
Отличие distance-vector и link-state.
RIP
Описание алгоритма. AD и расчёт метрик.
Пример настройки и анализ вывода команд.
Область применения. Достоинства и недостатки.
+попробовать wildcard mask
Дополнительные материалы
Онлайн-курсы
- Предварительная настройка и установка устройств семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.
Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.
Вебинары
- ВСТАВИТЬ БУДУЩИЙ ВЕБИНАР
Прочее
Настройка сети через Web-интерфейс в устройствах семейств InfiLINK 2x2, InfiMAN 2x2.
- Команда ifconfig (настройка интерфейсов)
- Команда route (статические маршруты)
- Команда mint в версии MINT
- Команда mint в версии TDMA
- Команда ARDA
- Команда OSPF
- Команда arip
- Команда rip (модуль динамической маршрутизации)
- RFC 2328
Вопросики