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1、1錢德仁 (Ivan Chien)CCSIEmail: ivan.chientraining-2研討會主題: What is link State Protocol Deploying OSPF Scaling OSPF Tuning OSPF Demo3What Is a Link State What Is a Link State Protocol?Protocol?4Link State Protocols 路由協定內部根據 Dijkstra Algorithm 為基礎, 運算每一筆路由到達目的地遠近的 Metric,並據此得知最佳路徑 (Shortest Path). 相關應用的協定
2、:CLNS/DECnet phase 5IS-ISOSPF = Open Shortest Path FirstNLSP5OSPF History 1987 由 IETF 提出 1991 RFC1247 訂定了 OSPF v2 最初旨在創造一種路由協定, 能改善另一協定之不足 RIP 廣為熟悉的版本為 1998 年 4月 RFC 23286Deploying OSPFDeploying OSPF7OSPF Database Neighborship Database:記載與直接相鄰的 Router 之間的狀態. Link State Database:相鄰 Router 交換 Link Sta
3、te Advertisement在記憶體中建立、更新資料庫記載網路上各Router 及 Network 連接的基本訊息. Forwarding Table:記載 Dijkstra Algorithm 計算出到達目的地網段之最佳路徑.8Compute the Best PathLSA From Other RoutersLSA From Other RoutersLink State DataBaseForwardingTableDijkstra AlgorithmShortest Path First Tree9OSPF Benefits 較精確的最佳路徑 (Metric of Cost) 以
4、頻寬作為路徑選擇基礎 反應路徑變動速度快 (Faster Convergence Time) 立即更新 LSDB & F-Table, 與 DVRP(註) 相較, 對於路徑發生異動時的反應較快 符合複雜網路的需求 (Network Design Issue) 支援 CIDR, VLSM, Authentication, Multipath, 及 IP unnumbered 適合網路擴充 (Scalable) 路由協定本身耗用的網路頻寬相對於 DVRP 較少 註: DVRP = Distance Vector Routing Protocol, 是部分路由協定的通稱, 通常具有採用廣播型式定期更
5、新路由表的特性, 路由器以相鄰的路由器的更新作為路由表資訊的來源, 容易有反應速度慢, 廣播影響範圍較大的缺點, 包括 RIP, IGRP10OSPF Metric Metric = Cost Cost 計算的基礎為路由器的介面的頻寬值. Cost 為16-bit 的值, 165,535. Cost 越低, 表示路徑越好 ! 以封包離開每個路由器的介面方向的頻寬計算. 各筆路由累計到達目的地沿途的值來表示Cost.10.0.0.0/8Cost 1Cost 2Cost 3Total Cost to 10.0.0.0 = C1 + C2 + C311 以介面的 bandwidth 作為計算基礎:I
6、nterface Cost = 108 bandwidth 介面的 Bandwidth 可視需求調整:bandwidth- Interface subcommandip ospf cost- Interface subcommandospf auto-cost reference bandwidth- Router subcommandOSPF Metric12Router ID OSPF Routers 都有一個唯一的 ID 作為代表. RID 選擇方式:使用 Router 上 Loopback 最大的 IP 位址. 若無 Loopback 介面, 則使用實體介面最大的 IP 位址.可以手動
7、設定:router-id I am 1.1.1.1I am 2.2.2.213Areas OSPF Router 可視需求, 邏輯的劃分成兩層式的結構. 當網路變得越來越龐大時:LSA 傳送頻繁, 頻寬需求增加SPF 計算過於頻繁, Router 負擔增加.Routing Table (Forwarding Table) 不穩定.AreaAreaAreaAreaA Big OSPF Network (Unstable)14Areas Areas ID 為 32 bit 數字可用 IP 位址格式表示也可用十進制數字表示(例: Area 0.0.0.0, or Area 0) 0.0.0.0 或
8、0 保留作為表示 Backbone Area 其他 Area 皆須與 Backbone 直接透過 Area Border Router 聯繫.Area 0 or Area 0.0.0.0Other AreaABR15OSPF AreasExampleBackboneArea 0 負責傳遞各 Area 的訊息16Virtual Links 網路異動造成 Area 無法與 Area 0 直連的解決方案.將無法直連的 Area 的 LSA tunnel 送往 Area 0允許一般 Area 與非 Area 0 連接修正因網路造成無法與 Area 0 連接的異常狀況. 不應列為正常網路規劃下的考量.1
9、7Area 0Virtual Links (Cont.) 需在 ABR 上進行設定 建議以 Loopback 作為 RID 以求穩定area virtual-link Area 1(Transit Area)Area 218Virtual LinksExample 1Area 0Area 3Area 2Area 1XX19Different Types of Routers Internal routers Backbone routers Area Border RoutersABR 通常銜接兩個或多個 Areas正常狀況下必須一定要與 Area 0 連接 Autonomous System
10、 Boundary Routers (ASBR)若 ABR 上執行了 redistribution 的指令, 自動成為 ASBR20Location of Different RoutersBackboneArea 1Area 2Area 3InternalABRABRInternalABRInternalABRASBROther Routing Protocol21OSPF Algorithm 網路有變動時, Router 會產生 LSA 知會網路上其它 Router. 所有 Router 交換彼此的 LSA 產生一份 Link State Database,LSDB 在同一個 Area 中
11、的 Routers 是一致的. OSPF 在交換並同步了 LSDB 後, 穩定的狀況下不會交換資訊除非:每隔 30 分鐘固定的 Link State 更新同步.網路有異動, 送出的 LSA Update定期送出的 HelloZZZZ22Routing Protocol Packets 五種類型的 OSPF 封包HelloDatabase descriptionLink-state requestLink-state Advertisement (Update)Link-state acknowledgment23OSPF Hello Packets 表述 Router 目前的功能及設定. 透過
12、所有 Router 的所有介面以 Multicast 224.0.0.5 送出 Hello interval 10 sec. LAN, 30 sec. NBMA 與直連的鄰居交換基本資訊, 建立 Neighborship Database,並決定是否與鄰居交換 LSA 或同步 LSDB.24OSPF StoryMultiaccess Broadcast NetworkOSPF Router Down StateInit StateRouter ID Send Hello Packet2 Way State.Designated RouterBack Designated Router故事是這樣
13、發生的 . . . .25OSPF StoryExstart , Exchange , Loading StateLSA Update with DRReliable UpdateOther Router Synchronous with DRFull State with DRBDR also Sync with Other Router DR down BDR become DR Select another BDRPriority=0 cant not be DR or BDR. . . . . . . . . 26Demo 1 Simple Area ConfigurationHQ10
14、.1.1.1/2410.1.1.100/24S0/0S0/1S0/0S0/0 S0/1S0/1S0/2S0/0S 0/3FA0/0FA0/0192.168.2.65/28192.168.2.17/28192.168.2.33/28192.168.2.34/28192.168.2.49/28192.168.2.50/28192.168.2.66/28Branch22Branch23Branch21S0/0S0/0 S0/1S0/1S0/2S0/0S 0/3FA0/0FA0/0192.168.1.65/28192.168.1.17/28192.168.1.33/28192.168.1.34/281
15、92.168.1.49/28192.168.1.50/28192.168.1.66/28Brahcn12Branch13Brahcn1110.2.2.2/2410.2.2.100/24192.168.1.18/28192.168.2.18/28Area 0Area 027Different Types of LSAs Router link (LSA type 1) Network link (LSA type 2) Network summary (LSA type 3) ASBR (LSA type 4) External (LSA type 5) Group-membership (LS
16、A type 6) NSSA external (LSA type 7)28Different Types of LSAs Router LSA (type 1)說明在一個 Area 中 Router 所連接的網路的 State 及 Cost.以一個 LSA 表述所有連在同一個 Area 的介面.只傳送 (Multicast Flood) 給同一個 Area 的其它 Router.表述自己是否為 ASBR, ABR 或 Virtual Link 的端點.29Different Types of LSAs Network LSA (type 2)用於 Broadcast Network.表述所有連在該網路上的 Router.由 DR 負責產生此 LSA.只傳送 (Multicast Flooding) 給同一個 Area 的其它 Router.30Different T
