ODR protocol

Table of content

ODR protocol

ODR (On Demand Routing) - the protocol for a routing information propagation used in a star network topology. The point-to-multipoint topology is a star, so ODR is widely used in wireless networks. The ODR algorithm unlike the other dynamic routing protocols, is very simple, so its operation is not resource-intensive.

Let's look at the ODR protocol operation on the example (Figure 1). The network scheme consists of a base station BS1 and three subscriber devices CPE2, CPE3 and CPE4, connected to BS1. There is a local network segment with its own addressing after each wireless device. An IP subnet is also assigned to the MINT area.

• Step 1: pre-configuration. It is necessary to establish a radio link between wireless devices, assign IP addresses to network interfaces, and globally disable switching. The devices routing table after preconfiguration is shown in Table 1.
• Step 2: roles distribution. The ODR protocol operates with devices of two roles types: hub - central device, spoke - end devices. Usually, the base station sector, which has a connection to the backhaul network, acts as the central device, and subscriber stations with the user devices connected, act as end devices.
• Step 3: default route sending. Devices with the hub role configured send messages to inform all devices about their role. To send such messages, the service fields of the MINT protocol are used (see InfiLINK 2x2 and InfiMAN 2x2: Switching), so all message recipients are situated in the MINT area. Receiving such a message, devices with the spoke role form a hub list. Since in a star topology a device with a hub role has a connection to the backhaul, a device with a spoke role can add a default route to the routing table by specifying the hub address as the gateway (Table 2). One MINT area can have several devices with the hub role, therefore each spoke can have several default routes in the RIB.
• Step 4: default route selection. The MINT protocol is used to distribute information about devices with the hub role, which has an internal metric that indicates the radio parameters of links and their current load, so the criteria for choosing a default route and adding it to FIB is the smallest metric value. The metrics analysis is performed permanently for each device with the hub role, therefore, if the metric for the used route grows, it can be replaced by another. Thus, the fault tolerance and balancing functions are implemented.
• Step 5: routing information distribution. Each device with the spoke role generates service messages for each device with the hub role. These messages contain information about directly connected and static routes in the device FIB. Note that information about networks common with hub is not included in such messages. For example, CPE3 will report network 192.168.3.0/24 to BS1, but will not report 172.16.0.0/29, because the BS1 radio interface is associated with this network and the BS1 FIB already has information about it (Table 1).
• Step 6: connectivity between all LAN segments is established. The necessary routes have been added to the routing tables of wireless devices (Table 2).

Чаще всего протокол ODR используется в схеме PTMP (рис. 1), однако для лучшего понимания усложним схему, реализовав функцию балансировки и отказоустойчивости (рис.2):

• 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, поддерживающего 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.

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 трафика: 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.

Дополнительные материалы

Онлайн-курсы

1. Предварительная настройка и установка устройств семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.

2. Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2.

Вебинары

1. Типовые сценарии настройки маршрутизации в устройствах "Инфинет". Часть I.

Прочее

1. Настройка сети через Web-интерфейс в устройствах семейств InfiLINK 2x2, InfiMAN 2x2.

2. Команда ifconfig (настройка интерфейсов)
3. Команда route (статические маршруты)
4. Команда mint в версии MINT
5. Команда mint в версии TDMA