Sieci komputerowe - Protokół OSPF jednoobszarowy

1. Cechy OSPF:
  • bezklasowy
  • wydajny
  • bezpieczny
  • szybka zbieżność
  • skalowalny
2. Pakiety OSPF - pakiety te wykorzystywane są do wykrywania sąsiadów oraz do wymiany informacji o trasach i mają za zadanie utrzymanie aktualnych i dokładnych informacji o sieci.


3. Zasada działania jednoobszarowego OSPF link-state polega na tym, że każdy router w danym obszarze posiada identyczną bazę topologii, na podstawie której wybiera najkorzystniejszy wpis do tablicy routingu. Router rozgłasza interfejsy, a nie całe sieci, do obszaru, do którego należą. Router wykorzystuje algorytm SPF (Dijkstry) do wybierania najlepszej trasy. Router wyłącza interfejs z komunikacji w ramach ustalania sąsiedztwa w protokole OSPF oraz jego podtrzymywania za pomocą komendy passive-interface.

4. Typy pakietów OSPF:
  • Hello  – pakiet odpowiada za stworzenie i podtrzymanie sąsiedztwa z innymi routerami OSPF.
  • DBD – pakiet zawiera skróconą listę bazy danych łącze-stan routera wysyłającego i jest używany przez odbierające routery do sprawdzenia lokalnej bazy danych łącze-stan.
  • LSR – pakiet żąda dodatkowych informacji o wpisie z DBD.
  • LSU – pakiet aktualizuje stan łącza i jest odpowiedzią na żądanie LSR.
  • LSAck – pakiet potwierdza odbiór pakietu LSU.
5. Pakiety Hello OSPF są transmitowane:
  • Na adres 224.0.0.5 IPv4 oraz FF02::5 IPv6 (wszystkie routery OSPF) 
  • Co 10 sekund (domyślnie w sieciach wielodostępowych i typu punkt-punkt) 
  • Co 30 sekund (domyślnie w sieciach typu non-broadcast multiaccess)
  • Czas uznania za nieczynny to okres, przez jaki router będzie czekał na odbiór pakietu hello zanim uzna, że sąsiad jest wyłączony 
  • Router rozsyła zalewowo informację z bazy LSDB o nieczynnym sąsiedzie na wszystkie interfejsy, na których włączony jest protokół OSPF 
  • Domyślnym ustawieniem Cisco czasu uznania za nieczynny jest 4 razy interwał Hello
6. Gdy nowy router OSPF inicjuje podłączenie do sieci, wykonywane są następujące czynności:
  • Ustanowienie przyległości z sąsiadami 
  • Wymiana informacji routingu
  • Obliczanie najlepszych tras 
  • Osiągnięcie zbieżności sieci 
  • W celu osiągnięcia zbieżności protokół OSPF przechodzi przez kilka stanów.
7. Domyślnie komunikaty OSPF wysyłane są przez wszystkie interfejsy z włączonym OSPF. Jednak w praktyce powinny one być wysyłane tylko na tych interfejsach, na których jest połączenie z innym routerami z uruchomionym OSPF.  Wysyłanie niepotrzebnych komunikatów może wpłynąć na działanie sieci na trzy sposoby: 
  • Nieefektywne wykorzystanie szerokości pasma 
  • Nieefektywne wykorzystanie zasobów 
  • Zwiększenie zagrożenia bezpieczeństwa 
  • Polecenie passive-interface pozwala na ograniczenie ilości wysyłanych aktualizacji tras.
8. Metryka OSPF = Koszt
Koszt = szerokość pasma odniesienia / szerokości pasma interfejsu
(domyślną przepustowością odniesienia jest 10^8)
Koszt = 100,000,000 bps / przepustowość interfejsu w bps

9. Adresy lokalnego łącza (link-local):
  • Są tworzone automatycznie kiedy na interfejsie konfigurowany jest globalny adres unicast IPv6.
  • Globalny adres unicast IPv6 nie jest wymagany.
  • Routery Cisco tworzą adres lokalnego łącza używając prefiksu FE80::/10 i procesu EUI-64 dopóki ten adres nie jest skonfigurowany ręcznie, 
  • EUI-64 pociąga za sobą użycie 48-bitowego ethernetowego adresu MAC z dodaniem FFFE w środku i jednoczesną zmianą wartości siódmego bitu. W przypadku interfejsów szeregowych, routery Cisco używają do adresu interfejsu Ethernet. 
  • Zauważ na rysunku, że wszystkie trzy interfejsy używają tego samego adresu lokalnego łącza.
9. OSPFv2 i OSPFv3 są bardzo podobne, ale mają też kilka różnic. Oto niektóre z nich:
  • Adresy link-local: pakiety OSPFv3 są wysyłane z adresów link-local IPv6.
  • Łącza, a nie sieci: OSPFv3 używa terminologii łącz, gdzie OSPFv2 używa sieci.
  • Nowe typy LSA: OSPFv3 ma dwa nowe typy LSA, a typy LSA 1 i 2 zostały zmienione.
  • Komendy interfejsu: OSPFv3 używa komend interfejsu do włączania go na interfejsie, nie używa już komendy network jak OSPFv2.
  • ID routera OSPFv3: OSPFv3 nie jest w stanie ustawić własnego ID routera jak OSPFv2. Zamiast tego trzeba ręcznie skonfigurować ID routera. Jest on konfigurowany jako wartość 32-bitowa, taka sama jak w OSPFv2.
  • Wiele prefiksów na interfejsie: jeśli na interfejsie jest wiele prefiksów IPv6, to OSPFv3 będzie reklamował je wszystkie.
  • Zakres rozgłaszania: OSPFv3 ma zakres rozgłaszania dla różnych typów LSA.
  • Wiele instancji na łączu: można uruchomić wiele instancji OSPFv3 na jednym łączu.
  • Autentykacja: OSPFv3 nie używa autentykacji tekstowej lub MD5 jak OSPFv2. Zamiast tego używa autentykacji IPSec IPv6.
  • Prefiksy w LSA: OSPFv2 pokazuje sieci w LSA jako sieć + maska podsieci, OSPFv3 pokazuje prefiksy jako prefiks + długość prefiksu.