Giao thức OSPF là gì? Cách thức hoạt động của OSPF

ospf là một giao thức định tuyến trạng thái liên kết điển hình, được sử dụng rộng rãi trong các mạng doanh nghiệp lớn. Trong chương trình CCNA, đây cũng là một chủ đề được đề cập rất nhiều. do đó, việc nắm vững ospf là gì và nguyên tắc hoạt động của nó sẽ giúp các bạn đang theo học chương trình ccna hoàn thành tốt việc học của mình đồng thời đáp ứng được nhu cầu của công việc trong thực tế.

ospf là gì?

ospf có nghĩa là mở đường dẫn ngắn nhất trước tiên. nó là một giao thức định tuyến được sử dụng rộng rãi và được hỗ trợ. đây là một giao thức định tuyến nội bộ, có nghĩa là nó được sử dụng trong một khu vực hoặc một mạng. Nó dựa trên thuật toán định tuyến trạng thái liên kết, trong đó mỗi bộ định tuyến chứa thông tin từ mỗi miền và dựa trên thông tin này, xác định đường đi ngắn nhất. mục tiêu của định tuyến là tìm hiểu các tuyến đường.

Bạn đang xem: Ospf là gì

ospf đạt được bằng cách tìm hiểu về mọi bộ định tuyến và mạng con trong toàn bộ mạng. tất cả các bộ định tuyến đều chứa cùng một thông tin về mạng. cách bộ định tuyến biết thông tin này bằng cách gửi lsa (quảng cáo trạng thái liên kết). các lsa này chứa thông tin về từng bộ định tuyến, mạng con và thông tin mạng khác. Khi lsas đầy, ospf lưu trữ thông tin trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết được gọi là lsdb. mục tiêu chính là có cùng thông tin về từng bộ định tuyến trong một lsdb.

ospf hoạt động như thế nào?

bộ định tuyến đang chạy trên giao thức định tuyến ospf, bạn cần thực hiện 4 bước sau:

• id bộ định tuyến
• thiết lập mối quan hệ láng giềng
• trao đổi lsdb (cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết)
• xây dựng bảng định tuyến trên đường truyền

ul>

cụ thể:

chọn bộ định tuyến – id

Để chạy ospf, bạn phải tạo một số nhận dạng để chạy được gọi là router-id ở định dạng địa chỉ ip a.b.c.d (ví dụ: ipv4: 192.168.1.1). có 2 cách để tạo id bộ định tuyến:

phương pháp 1: bộ định tuyến tự động tạo

= 192.168 .1.1 = & gt; router-id = 192.168.1.1
• nếu tồn tại một bộ định tuyến lặp lại và tham gia vào quá trình định tuyến, thì bộ định tuyến-id sẽ ưu tiên lặp lại trước tiên ví dụ: lookback 0 = 4.1.1.1; hindsight1 = 4.2.2.2; f0 / 0 = 172.16.1.1; f0 / 1 = 192.168.1.1 = & gt; id bộ định tuyến = 4.2.2.2

phương pháp 2: định cấu hình

• mã định danh nhận dạng bộ định tuyến không cần thiết để chọn ip có trên giao diện. Ví dụ: lookback 0 = 4.1.1.1; lookback1 = 4.2.2.2; f0 / 0 = 172.16.1.1; f0 / 1 = 192.168.1.1, bạn có thể cấu hình để chọn router-id = 100.100.100.100. ip này không thuộc về bất kỳ giao diện bộ định tuyến nào.
• lệnh cấu hình thực hiện những việc sau:

router (config) # router ospf 1router (config-router) # router-id a.b.c.d

thiết lập mối quan hệ láng giềng

theo mặc định, bộ định tuyến chạy ospf sẽ gửi gói Hello đến tất cả các cổng chạy ospf, cứ sau 10 giây. Gói tin này được gửi đến địa chỉ multicast cụ thể của ospf là 224.0.0.5, tới tất cả các bộ định tuyến khác đang chạy ospf trên cùng một phân đoạn mạng. mục đích của gói hello là giúp bộ định tuyến tìm thấy hàng xóm, thiết lập và duy trì mối quan hệ này.

hai bộ định tuyến được gọi là hàng xóm phải đáp ứng các điều kiện sau:

• same-area-id: khi mạng lớn, người ta chia ra nhiều vùng, nếu vùng nào bị lỗi thì chỉ vùng đó bị ảnh hưởng. mỗi khu vực sẽ cung cấp cho bạn một mã định danh khu vực. khu vực trung tâm phải có id khu vực bằng 0. tất cả các khu vực khác phải có đường truyền trực tiếp đến khu vực 0 để truyền dữ liệu.
• cùng một mạng con: 2 ip bên phải chỉ cùng một mạng con mới có thể ping và trao đổi thông tin.
• phải có cùng thông số: hello / dead-time trên 2 cổng, mặc định là 10 giây / 40 giây.
• phải xác thực trên 2 cổng: dành cho mạng lớn (tàu điện ngầm). khi định cấu hình xác thực, các bộ định tuyến khác không thể lấy thông tin.
• phải có cùng cờ khu vực phụ trợ: đối với ospf đa vùng.

để xem hàng xóm, hãy sử dụng lệnh: show ip ospf Neighbor.

hoán đổi lsdb

lsdb là một bản đồ mạng và bộ định tuyến sẽ dựa vào đó để tính toán định tuyến. giữa các bộ định tuyến trong cùng một khu vực, lsdb phải hoàn toàn giống nhau. các bộ định tuyến sẽ không trao đổi một bảng lsdb hoàn chỉnh với nhau, nhưng sẽ trao đổi một đơn vị thông tin gọi là lsa (quảng cáo trạng thái liên kết). đến lượt nó, các đơn vị thông tin này được chứa trong các gói cụ thể được gọi là lsu (cập nhật trạng thái liên kết) mà các bộ định tuyến thực sự trao đổi với nhau.

tính toán và xây dựng bảng định tuyến

trong ospf, nó không còn được gọi là metrict nữa mà được gọi là cost (chi phí giao diện).

chi phí được tính khi vào cửa và khi rời khỏi cửa không được tính.

metric = cost = 108 / băng thông (tính bằng bps).

ethernet (bw = 10mbps) → chi phí = 10.

ethernet nhanh (bw = 100mbps) → chi phí = 1.

serial (bw = 1.544mbps) → cost = 64 (xóa số thập phân khỏi phép chia).

các hình thức mạng liên quan đến bộ định tuyến

Điều đầu tiên xảy ra trước khi mối quan hệ được hình thành là mỗi bộ định tuyến chọn một ID bộ định tuyến.

id bộ định tuyến (rid): Id bộ định tuyến là một số nhận dạng duy nhất từng bộ định tuyến trên mạng. nhận dạng bộ định tuyến ở định dạng địa chỉ ipv4. có một số cách để đặt id bộ định tuyến, cách đầu tiên là đặt id bộ định tuyến theo cách thủ công và cách khác là để bộ định tuyến tự quyết định.

Sau đây là logic mà bộ định tuyến chọn để đặt id bộ định tuyến:

chỉ định theo cách thủ công – Bộ định tuyến sẽ kiểm tra xem id bộ định tuyến có được định cấu hình theo cách thủ công hay không. nếu được đặt theo cách thủ công, đó là một id bộ định tuyến. nếu không được cấu hình thủ công, nó sẽ chọn địa chỉ ip giao diện bộ lặp “lên” cao nhất. nếu không có giao diện lặp lại, thì nó sẽ chọn địa chỉ ip của giao diện không lặp lại “lên” cao nhất.

Hai bộ định tuyến được kết nối với nhau qua điểm-điểm hoặc nhiều bộ định tuyến được kết nối có thể giao tiếp với nhau qua giao thức ospf. Hai bộ định tuyến chỉ kề nhau khi cả hai bộ định tuyến gửi gói Hello cho nhau. khi cả hai bộ định tuyến nhận được thông báo gói hello, chúng đang ở trạng thái hai chiều. bởi vì ospf là một giao thức định tuyến trạng thái liên kết, vì vậy nó cho phép bạn tạo mối quan hệ láng giềng giữa các bộ định tuyến.

Xem thêm: Trầm hương có tác dụng gì? Vì sao có giá đến hàng trăm triệu

Hai bộ định tuyến chỉ có thể là hàng xóm của nhau khi chúng thuộc cùng một mạng con, dùng chung ID khu vực, mặt nạ mạng con, bộ hẹn giờ và xác thực. Mối quan hệ ospf là mối quan hệ được hình thành giữa các bộ định tuyến để chúng có thể biết nhau. Hai bộ định tuyến có thể là hàng xóm của nhau nếu ít nhất một trong số chúng là bộ định tuyến được chỉ định hoặc bộ định tuyến được chỉ định dự phòng trong mạng hoặc được kết nối thông qua liên kết điểm-điểm.

các loại liên kết trong ospf

khi bạn biết giao thức định tuyến ospf là gì. bạn cần biết các loại liên kết trong ospf, một liên kết về cơ bản là một kết nối, vì vậy kết nối giữa hai bộ định tuyến được gọi là liên kết.

có bốn loại liên kết trong ospf:

1. liên kết điểm-điểm : liên kết điểm-điểm kết nối trực tiếp hai bộ định tuyến mà không có máy chủ hoặc bộ định tuyến ở giữa.

2. liên kết tạm thời : Khi nhiều bộ định tuyến được kết nối với mạng, chúng được gọi là liên kết tạm thời. ràng buộc tạm thời có hai cách triển khai khác nhau:

• Cấu trúc liên kết không thực tế: Khi tất cả các bộ định tuyến được kết nối với nhau, nó được gọi là cấu trúc liên kết không thực tế.
• Cấu trúc liên kết thực: Khi có một số lượng bộ định tuyến cụ thể trong mạng, nó là được gọi là cấu trúc liên kết thực. ở đây, bộ định tuyến được chỉ định là bộ định tuyến mà tất cả các bộ định tuyến được kết nối. tất cả các gói được gửi bởi bộ định tuyến sẽ được định tuyến qua bộ định tuyến được chỉ định.

3. liên kết sơ khai : Đây là mạng được kết nối với một bộ định tuyến. dữ liệu đi vào mạng thông qua một bộ định tuyến duy nhất và rời khỏi mạng thông qua cùng một bộ định tuyến.

4. liên kết ảo : Nếu liên kết giữa hai bộ định tuyến bị đứt, quản trị viên sẽ tạo một đường dẫn ảo giữa các bộ định tuyến và đường dẫn đó cũng có thể dài. liên kết ảo p>

định dạng tin nhắn ospf

Sau đây là các trường ở định dạng thông báo ospf:

phiên bản: Đây là trường 8 bit chỉ định phiên bản của giao thức ospf.

type: Đây là trường 8 bit. chỉ định loại gói ospf.

nội dung: là trường 16 bit chỉ định tổng độ dài của thông báo, bao gồm cả tiêu đề. vì vậy tổng độ dài bằng tổng độ dài của thư và tiêu đề.

địa chỉ ip nguồn: xác định địa chỉ mà các gói được gửi đến. là địa chỉ ip định tuyến chuyển tiếp.

nhận dạng vùng: xác định vùng thực hiện định tuyến.

checksum: được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi.

loại xác thực: có hai loại xác thực, tức là 0 và 1. ở đây, 0 có nghĩa là không có xác thực và 1 có nghĩa là chỉ định xác thực dựa trên mật khẩu.

xác thực: là trường 32 bit chứa giá trị thực của dữ liệu xác thực.

gói ospf

có năm loại gói tin khác nhau trong ospf:

• xin chào
• mô tả cơ sở dữ liệu
• yêu cầu trạng thái liên kết
• cập nhật trạng thái liên kết
• nhận dạng trạng thái liên kết

1. xin chào

Gói Hello được sử dụng để tạo mối quan hệ láng giềng và kiểm tra khả năng tiếp cận của những người hàng xóm. do đó, gói hello được sử dụng khi cần thiết lập kết nối giữa các bộ định tuyến.

2. mô tả cơ sở dữ liệu

Sau khi kết nối được thiết lập, nếu bộ định tuyến lân cận giao tiếp với hệ thống lần đầu tiên, bộ định tuyến đó sẽ gửi thông tin cơ sở dữ liệu về cấu trúc liên kết mạng đến hệ thống để hệ thống có thể cập nhật hoặc chỉnh sửa cho phù hợp.

3. yêu cầu trạng thái liên kết

yêu cầu trạng thái liên kết được gửi bởi bộ định tuyến để lấy thông tin của một tuyến đường cụ thể. giả sử có hai bộ định tuyến, tức là bộ định tuyến 1 và bộ định tuyến 2 và bộ định tuyến 1 muốn biết thông tin về bộ định tuyến 2 vì vậy bộ định tuyến 1 gửi yêu cầu trạng thái liên kết đến bộ định tuyến 2 khi bộ định tuyến 2 nhận được yêu cầu trạng thái liên kết, gửi thông tin trạng thái liên kết đến bộ định tuyến 1 .

4. cập nhật trạng thái liên kết

Bản cập nhật trạng thái liên kết được bộ định tuyến sử dụng để quảng cáo trạng thái của các liên kết. nếu bất kỳ bộ định tuyến nào muốn phát trạng thái liên kết của nó, nó sẽ sử dụng cập nhật trạng thái liên kết.

Xem thêm: Holic là gì? Check in Holic là gì? Phân biệt với aholic, foodaholic,. – Travelgear Blog

5. liên kết công nhận trạng thái

Xác nhận trạng thái liên kết giúp định tuyến đáng tin cậy hơn bằng cách buộc mỗi bộ định tuyến gửi xác nhận trên mỗi bản cập nhật trạng thái liên kết. ví dụ: bộ định tuyến a gửi cập nhật trạng thái liên kết đến bộ định tuyến b và bộ định tuyến c, sau đó, bộ định tuyến b và c gửi xác nhận trạng thái liên kết đến bộ định tuyến a, thông báo cho bộ định tuyến a rằng cả hai bộ định tuyến đã nhận được liên kết cập nhật trạng thái.

các trạng thái ospf

Các thiết bị chạy giao thức ospf trải qua các trạng thái sau:

không hoạt động: nếu thiết bị không hoạt động, thiết bị chưa nhận được gói hello. không có nghĩa là thiết bị bị sập, nó có nghĩa là quá trình ospf chưa bắt đầu.

init: Nếu thiết bị ở trạng thái init, điều đó có nghĩa là thiết bị đã nhận được gói Hello từ một bộ định tuyến khác.

2 chiều: Nếu thiết bị ở trạng thái hai chiều, điều đó có nghĩa là cả hai bộ định tuyến đã nhận được gói Hello từ một bộ định tuyến khác và kết nối giữa các bộ định tuyến đã được thiết lập.

exstart: Khi quá trình trao đổi giữa các bộ định tuyến bắt đầu, cả hai bộ định tuyến sẽ vào trạng thái bắt đầu. Ở trạng thái này, máy chủ và khách được chọn dựa trên ID bộ định tuyến. bậc thầy kiểm soát dãy số và bắt đầu trao đổi.

exchange: Ở trạng thái trao đổi, cả hai bộ định tuyến gửi cho nhau danh sách lsa chứa mô tả cơ sở dữ liệu.

đang tải: ở trạng thái tải, lsr, lsu và lsa được trao đổi.

full: sau khi hoàn tất trao đổi lsa, các bộ định tuyến sẽ chuyển sang trạng thái đầy đủ.

định cấu hình định tuyến ospf

Để chạy ospf trên bộ định tuyến, bạn cần sử dụng lệnh sau:

router (config) # router ospf process-id

bộ định tuyến (config-router) # network dia_chi_ip wildcard_mask area area_id

trong đó, process – id là số tiến trình ospf đang chạy trên bộ định tuyến, nó chỉ có ý nghĩa cục bộ trên bộ định tuyến.

Để cho phép một cổng tham gia ospf, bạn phải “nối mạng” địa chỉ mạng của cổng đó. với ospf, bạn phải sử dụng thêm ký tự đại diện: mặt nạ để mạng con chính xác tham gia vào quá trình định tuyến. để tính toán giá trị của mặt nạ ký tự đại diện, bạn phải lấy giá trị mạng con trừ đi 255.255.255.255; mask 255.255.255.0 octet theo octet sẽ nhận được kết quả bạn đang tìm. tuy nhiên, cách tính này chỉ đúng với một dải ip liên tiếp, không phải tất cả các trường hợp đều đúng.

định cấu hình ospf của bộ định tuyến như sau:

định cấu hình bộ định tuyến r1: sử dụng ospf

r1 (config) #ospf router 1

r1 (config-router) #network 192.168.1.0 0.0.0.255 khu vực 0

r1 (config-router) #network 192.168.3.0 0.0.0.255 khu vực 0

định cấu hình bộ định tuyến r12: sử dụng ospf

r2 (config) #ospf router 1

r2 (config-router) #network 192.168.2.0 0.0.0.255 khu vực 0

r2 (config-router) #network 192.168.3.0 0.0.0.255 khu vực 0

Để bạn hiểu ospf là gì và cách hoạt động của nó, tôi hy vọng bài viết này sẽ cung cấp cho bạn nhiều thông tin hữu ích, chúc bạn may mắn!

Xem thêm: Phòng the là gì và những câu hỏi thầm kín! – Cẩm Nang Tiếng Anh