Heute werden wir mit dem Studium des OSPF-Routings beginnen. Dieses Thema sowie die Berücksichtigung des EIGRP-Protokolls sind während des gesamten CCNA-Kurses am wichtigsten. Wie Sie sehen können, heißt Abschnitt 2.4 „Konfigurieren, Überprüfen und Probleme mit einer einzelnen Zone und OSPFv2-Multizone für IPv4 (außer Authentifizierung, Filterung, manuelle Routensummierung, Umverteilung, Sackgasse, virtuelles Netzwerk und LSA)“.
Das OSPF-Thema ist ziemlich umfangreich, daher werden 2, möglicherweise 3 Video-Tutorials benötigt. Die heutige Lektion wird der theoretischen Seite des Themas gewidmet sein. Ich werde Ihnen sagen, was dieses Protokoll allgemein ist und wie es funktioniert. Im nächsten Video wechseln wir mit Packet Tracer in den OSPF-Konfigurationsmodus.
In dieser Lektion werden wir uns drei Dinge ansehen: Was ist OSPF, wie funktioniert es und was sind OSPF-Zonen. In der vorherigen Lektion haben wir gesagt, dass OSPF ein Routing-Protokoll vom Typ Link State ist, das die Kommunikationskanäle zwischen Routern untersucht und Entscheidungen basierend auf der Geschwindigkeit dieser Kanäle trifft. Ein langer Kanal mit einer höheren Geschwindigkeit, d. H. Mit einer höheren Bandbreite, hat im Vergleich zu einem kurzen Kanal mit einer niedrigeren Bandbreite Priorität.
Das RIP-Protokoll, das ein Entfernungsvektor ist, wählt einen Pfad in einem Sprung aus, selbst wenn dieser Kanal eine niedrige Geschwindigkeit hat, und OSPF wählt aus mehreren Hoffnungen eine lange Route aus, wenn die Gesamtgeschwindigkeit auf dieser Route höher ist als die Verkehrsgeschwindigkeit auf einer kurzen Route.
Später werden wir uns den Entscheidungsalgorithmus ansehen. Zunächst müssen Sie sich daran erinnern, dass OSPF das Verbindungsstatus-Verbindungsstatusprotokoll ist. Dieser offene Standard wurde 1988 geschaffen, damit jeder Netzwerkgerätehersteller und jeder Netzwerkanbieter ihn verwenden kann. Daher ist OSPF viel beliebter als EIGRP.
OSPF Version 2 unterstützt nur IPv4, und ein Jahr später, 1989, kündigten Entwickler die Veröffentlichung von Version 3 an, die IPv6 unterstützt. Die voll funktionsfähige dritte Version von OSPF für IPv6 wurde jedoch erst 2008 veröffentlicht. Warum haben Sie sich für OSPF entschieden? In der letzten Lektion haben wir gelernt, dass dieses interne Gateway-Protokoll die Routenkonvergenz viel schneller als RIP durchführt. Dies ist ein klassenloses Protokoll.
Wenn Sie sich erinnern, ist RIP ein Klassenprotokoll, dh es sendet keine Informationen über die Subnetzmaske, und wenn es auf eine IP-Adresse der Klasse A / 24 trifft, akzeptiert es diese nicht. Wenn Sie ihm beispielsweise eine IP-Adresse der Form 10.1.1.0/24 vorlegen, wird er diese als Netzwerk 10.0.0.0 wahrnehmen, da er nicht versteht, wann ein Netzwerk mit mehr als einer Subnetzmaske in Subnetze unterteilt wird.
OSPF ist ein sicheres Protokoll. Wenn beispielsweise zwei Router OSPF-Informationen austauschen, können Sie die Authentifizierung so konfigurieren, dass Sie Informationen erst nach Eingabe des Kennworts für einen benachbarten Router freigeben können. Wie gesagt, dies ist ein offener Standard, weshalb OSPF von vielen Herstellern von Netzwerkgeräten verwendet wird.
Im globalen Sinne ist OSPF der Link State Advertisemen (LSA) -Verbindungsmechanismus für den Link State Advertisemen. LSA-Nachrichten werden vom Router generiert und enthalten viele Informationen: eine eindeutige Kennung für die Router-Router-ID, Daten in Netzwerken, die dem Router bekannt sind, Daten zu deren Kosten usw. Der Router benötigt all diese Informationen, um eine Entscheidung über das Routing zu treffen.
Router R3 sendet seine LSA-Informationen an Router R5, und Router R5 teilt seine LSA-Informationen mit R3. Diese LSAs sind eine Datenstruktur, die eine Verbindungsstatusdatenbank (LSDB) mit Verbindungsstatus bildet. Der Router sammelt alle empfangenen LSAs und legt sie in seiner LSDB ab. Nachdem beide Router ihre eigenen Datenbanken erstellt haben, tauschen sie Hello-Nachrichten aus, mit denen Nachbarn erkannt werden, und beginnen mit dem Vergleich ihrer LSDBs.
Der R3-Router sendet eine DBD-Nachricht oder "Datenbankbeschreibung" an R5, und R5 sendet seine DBD an R3. Diese Nachrichten enthalten die LSA-Indizes, die sich in den Basen jedes Routers befinden. Nach dem Empfang einer DBD sendet R3 eine LSR-Netzwerkstatusanforderung an R5, die besagt: "Ich habe bereits die Nachrichten 3.4 und 9, senden Sie mir also nur 5 und 7".
R5 macht genau das Gleiche und sagt dem dritten Router: "Ich habe Informationen 3,4 und 9, also senden Sie mir 1 und 2". Beim Empfang von LSR-Anforderungen senden die Router Pakete zur Aktualisierung des LSU-Netzwerkstatus zurück, dh als Antwort auf ihre LSR empfängt der dritte Router die LSU vom R5-Router. Nachdem die Router ihre Datenbanken aktualisiert haben, haben alle, auch wenn Sie 100 Router haben, dieselbe LSDB. Sobald LSDB-Datenbanken in den Routern erstellt wurden, kennt jeder von ihnen das gesamte Netzwerk als Ganzes. Das OSPF-Protokoll verwendet den Shortest Path First-Algorithmus, um eine Routing-Tabelle zu erstellen. Die wichtigste Bedingung für den korrekten Betrieb ist daher die Synchronisation der LSDB aller Geräte im Netzwerk.
Das obige Diagramm enthält 9 Router, von denen jeder LSR-, LSU- usw. Nachrichten mit Nachbarn austauscht. Alle von ihnen sind wie p2p oder Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen, die das OSPF-Protokoll unterstützen, miteinander verbunden und interagieren miteinander, um dieselbe LSDB zu erstellen.
Sobald die Datenbanken synchronisiert sind, bildet jeder Router unter Verwendung des Algorithmus für den kürzesten Pfad eine eigene Routing-Tabelle. Unterschiedliche Router haben unterschiedliche Tabellen. Das heißt, alle Router verwenden dieselbe LSDB, erstellen jedoch Routing-Tabellen basierend auf ihren eigenen Überlegungen zu den kürzesten Routen. Um diesen Algorithmus verwenden zu können, benötigt OSPF regelmäßige Aktualisierungen der LSDB-Datenbank.
Für seine eigene Funktionsweise muss OSPF zunächst drei Bedingungen bereitstellen: Nachbarn finden, LSDB erstellen und aktualisieren und eine Routing-Tabelle erstellen. Um die erste Bedingung zu erfüllen, muss der Netzwerkadministrator möglicherweise die Router-ID, das Timing oder die Platzhaltermaske manuell konfigurieren. Im nächsten Video werden wir uns überlegen, wie Sie das Gerät für die Arbeit mit OSPF konfigurieren. Bisher sollten Sie wissen, dass dieses Protokoll eine umgekehrte Maske verwendet. Wenn es nicht übereinstimmt, wenn Ihre Subnetze nicht übereinstimmen oder die Authentifizierung nicht übereinstimmt, wird die Nachbarschaft der Router nicht gebildet. Daher müssen Sie bei der Fehlerbehebung bei OSPF-Problemen herausfinden, warum sich nicht genau diese Nachbarschaft bildet, dh überprüfen Sie, ob die oben genannten Parameter übereinstimmen.
Als Netzwerkadministrator sind Sie nicht an der Erstellung einer LSDB beteiligt. Datenbanken werden automatisch aktualisiert, nachdem eine Nachbarschaft von Routern erstellt und Routing-Tabellen erstellt wurden. All dies wird vom Gerät selbst erledigt, das für die Arbeit mit dem OSPF-Protokoll konfiguriert ist.
Schauen wir uns ein Beispiel an. Wir haben 2 Router, für die ich der Einfachheit halber die IDs RID 1.1.1.1 und 2.2.2.2 zugewiesen habe. Sobald wir sie verbinden, wird der Verbindungskanal sofort in den Up-Zustand versetzt, da ich diese Router zuerst für die Arbeit mit OSPF konfiguriert habe. Sobald der Kommunikationskanal gebildet ist, sendet Router A sofort das zweite Hello-Paket. Dieses Paket enthält Informationen, die dieser Router auf diesem Kanal nicht "gesehen" hat, da er zum ersten Mal Hello sendet, sowie eine eigene Kennung, Daten über das mit ihm verbundene Netzwerk und andere Informationen, die er mit einem Nachbarn teilen kann.
Nachdem Router B dieses Paket empfangen hat, sagt er: „Ich sehe, dass es auf diesem Kommunikationskanal einen potenziellen Kandidaten für die OSPF-Nachbarschaft gibt“ und wechselt in den Anfangszustand Init. Das Hello-Paket ist keine Unicast- oder Broadcast-Nachricht, sondern ein Multicast-Paket, das an die OSPF-Multicast-IP-Adresse 224.0.0.5 gesendet wird. Einige Leute fragen, was eine Subnetzmaske für einen Multicast ist. Tatsache ist, dass ein Multicast keine Subnetzmaske hat, sondern als Funksignal verteilt wird, das von allen auf seine Frequenz eingestellten Geräten gehört wird. Wenn Sie beispielsweise ein UKW-Radio mit einer Frequenz von 91,0 hören möchten, stellen Sie Ihr Radio auf diese Frequenz ein.
Auf die gleiche Weise ist Router B so konfiguriert, dass er Nachrichten für die Multicast-Adresse 224.0.0.5 empfängt. Wenn dieser Kanal abgehört wird, empfängt er das vom Router A gesendete Hello-Paket und antwortet ihm mit seiner Nachricht.
Darüber hinaus kann die Nachbarschaft nur hergestellt werden, wenn die Antwort B eine Reihe von Kriterien erfüllt. Das erste Kriterium - die Häufigkeit des Sendens von Hello-Nachrichten und das Warteintervall auf eine Antwort auf diese Dead Interval-Nachricht sollten für beide Router übereinstimmen. Normalerweise entspricht das Totintervall mehreren Hello-Timer-Werten. Wenn der Hello-Timer von Router A 10 s beträgt und Router B nach 30 s eine Nachricht mit einem Totintervall von 20 s sendet, findet die Nachbarschaft nicht statt.
Das zweite Kriterium ist, dass beide Router dieselbe Art der Authentifizierung verwenden müssen. Dementsprechend müssen auch Authentifizierungskennwörter übereinstimmen.
Das dritte Kriterium ist das Zusammentreffen der Arial ID-Zonen-IDs, das vierte das Zusammentreffen der Netzwerkpräfixlänge. Wenn Router A das Präfix / 24 meldet, muss Router B auch ein Netzwerkpräfix / 24 haben. Im nächsten Video werden wir dies genauer betrachten. Im Moment werde ich feststellen, dass dies keine Subnetzmaske ist. Hier verwenden die Router die umgekehrte Wildcard-Maske. Und natürlich müssen die Flags der Stub-Bereich-Stub-Zone auch übereinstimmen, wenn sich die Router in dieser Zone befinden.
Nach Überprüfung dieser Kriterien sendet Router B, falls sie übereinstimmen, sein Hello-Paket an Router A. Im Gegensatz zu Nachricht A meldet Router B, dass er Router A gesehen hat, und stellt sich vor.
Als Antwort auf diese Nachricht sendet Router A erneut Hallo an Router B, in dem bestätigt wird, dass er auch Router B gesehen hat. Der Kommunikationskanal zwischen ihnen besteht aus den Geräten 1.1.1.1 und 2.2.2.2 und ist selbst Gerät 1.1.1.1. Dies ist eine sehr wichtige Phase beim Aufbau einer Nachbarschaft. In diesem Fall wird eine 2-WEGE-Zweiwegeverbindung verwendet. Was passiert jedoch, wenn wir einen Switch mit einem verteilten Netzwerk von 4 Routern haben? In einer solchen "gemeinsam genutzten" Umgebung sollte einer der Router die Rolle eines dedizierten Routers spielen. Designated Router DR, und der zweite - ein Backup-dedizierter Router. Backup Designated Router, BDR
Jedes dieser Geräte bildet eine vollständige Verbindung oder einen Zustand voller Nachbarschaft. Später werden wir uns überlegen, was es ist. Eine Verbindung dieses Typs wird jedoch nur mit DR und BDR hergestellt. Die beiden unteren Router D und B kommunizieren weiterhin gemäß dem Zweiwege-Verbindungsschema miteinander Punkt zu Punkt.
Das heißt, mit DR und BDR stellen alle Router eine vollständige Proximity-Beziehung und eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung untereinander her. Dies ist sehr wichtig, da beim bidirektionalen Verbinden der benachbarten Geräte alle Parameter des Hello-Pakets übereinstimmen müssen. In unserem Fall stimmt alles überein, sodass die Geräte problemlos eine Nachbarschaft bilden.
Sobald die bidirektionale Kommunikation hergestellt ist, sendet Router A das Datenbankbeschreibungspaket oder die „Datenbankbeschreibung“ an Router B und wechselt in den ExStart-Status - den Beginn des Austauschs oder das Warten auf den Download. Der Datenbankdeskriptor enthält Informationen, die dem Inhaltsverzeichnis des Buches ähneln. Dies ist eine Aufzählung aller in der Routing-Datenbank verfügbaren Informationen. Als Antwort sendet Router B seine Datenbankbeschreibung an Router A und wechselt in den Status des Datenaustauschs auf Exchange-Kanälen. Wenn der Router im Exchange-Status feststellt, dass sich einige Informationen in seiner Datenbank befinden, wechselt er in den Startstatus LOADING und beginnt mit dem Austausch von LSR-, LSU- und LSA-Nachrichten mit dem Nachbarn.
Also sendet Router A einen LSR an einen Nachbarn, er antwortet mit einem LSU-Paket, auf den Router A mit einer LSA-Nachricht an Router B antwortet. Dieser Austausch findet so oft statt, wie oft das Gerät LSA-Nachrichten austauschen möchte. Ein LOADING-Status bedeutet, dass noch kein vollständiges LSA-Datenbank-Upgrade durchgeführt wurde. Nach dem Herunterladen aller Daten wechseln beide Geräte in den Status VOLLSTÄNDIG.
Ich stelle fest, dass sich das Gerät bei einer bidirektionalen Verbindung einfach in der Nähe befindet und der Zustand der vollständigen Nachbarschaft nur zwischen Routern, DR und BDR möglich ist. Dies bedeutet, dass jeder Router DR über Änderungen im Netzwerk informiert und alle Router von DR über diese Änderungen informiert werden
Die Wahl von DR und BDR ist ein wichtiges Thema. Überlegen Sie, wie die Auswahl von DR in einer gemeinsamen Umgebung erfolgt. Angenommen, in unserer Schaltung gibt es drei Router und einen Switch. Zuerst vergleichen OSPF-Geräte die Priorität in Hello-Nachrichten und dann die Router-ID.
Das Gerät mit der höchsten Priorität wird zu DR. Wenn die Prioritäten der beiden Geräte übereinstimmen, wird von den beiden Geräten das Gerät mit der höchsten Router-ID ausgewählt, das zu DR wird
Ein Gerät mit der zweithöchsten Priorität oder der zweitwichtigsten Router-ID wird zum dedizierten Backup-BDR-Router. Wenn DR ausfällt, wird es sofort durch BDR ersetzt. Es spielt die Rolle des DR und das System wählt einen anderen BDR.
Ich hoffe, dass Sie die Wahl von DR und BDR herausgefunden haben. Wenn nicht, werde ich in einem der folgenden Videos auf dieses Problem zurückkommen und diesen Prozess erläutern.
Also haben wir uns angesehen, was Hello ist, eine Beschreibung des Datenbankdeskriptors und der Nachrichten LSR, LSU und LSA. Bevor wir zum nächsten Thema übergehen, lassen Sie uns ein wenig über die Kosten von OSPF sprechen.
Bei Cisco werden die Kosten einer Route anhand der Formel für das Verhältnis der Bandbreite der Referenzbandbreite, die standardmäßig 100 Mbit / s beträgt, zu den Kosten des Kanals berechnet. Wenn Sie beispielsweise Geräte über die serielle Schnittstelle verbinden, beträgt die Geschwindigkeit 1,544 Mbit / s und die Kosten 64. Bei Verwendung einer Ethernet-Verbindung mit einer Geschwindigkeit von 10 Mbit / s betragen die Kosten 10 und die Kosten für eine FastEthernet-Verbindung mit einer Geschwindigkeit von 100 Mbit / s 1.
Bei Verwendung von Gigabit-Ethernet haben wir eine Geschwindigkeit von 1000 Mbit / s. In diesem Fall wird die Geschwindigkeit jedoch immer mit 1 angenommen. Wenn Sie also Gigabit-Ethernet in Ihrem Netzwerk haben, müssen Sie den Standardwert Ref ändern. BW pro 1000. In diesem Fall betragen die Kosten 1, und die gesamte Tabelle wird mit einer 10-fachen Wertsteigerung neu berechnet. Nachdem wir die Nachbarschaft gebildet und die LSDB-Datenbank erstellt haben, fahren wir mit der Erstellung der Routing-Tabelle fort.
Nach dem Empfang der LSDB erstellt jeder der Router unabhängig eine Liste von Routen unter Verwendung des SPF-Algorithmus. In unserem Schema erstellt Router A eine solche Tabelle für sich. Zum Beispiel berechnet er die Kosten der Route A-R1 und bestimmt sie gleich 10. Um das Verständnis des Schemas zu vereinfachen, nimmt Router A die optimale Route zum Router B an. Die Kosten der Verbindung A-R1 betragen 10, die Verbindung A-R2 beträgt 100 und die Kosten der Route A-R3 ist 11, d. H. Die Summe der Route A-R1 (10) und R1-R3 (1).
Wenn Router A zum Router R4 gelangen möchte, kann er dies entweder entlang der Route A-R1-R4 oder entlang der Route A-R2-R4 tun. In beiden Fällen sind die Kosten für die Routen gleich: 10 + 100 = 100 + 10 = 110. Die Route A-R6 kostet 100 + 1 = 101, was bereits besser ist. Als nächstes betrachten wir den Pfad zum Router R5 entlang der Route A-R1-R3-R5, dessen Kosten 10 + 1 + 100 = 111 betragen.
Der Pfad zum R7-Router kann auf zwei Routen festgelegt werden: A-R1-R4-R7 oder A-R2-R6-R7. Die Kosten für die erste betragen 210, für die zweite - 201, daher sollten Sie 201 wählen. Um Router B zu erreichen, kann Router A 4 Routen verwenden.
Die Kosten für die Route A-R1-R3-R5-B betragen 121. Die Route A-R1-R4-R7-B kostet 220. Die Route A-R2-R4-R7-B kostet 210 und A-R2-R6-R7- B hat Kosten von 211. Auf dieser Grundlage wählt Router A die Route mit den niedrigsten Kosten von 121 aus und platziert sie in der Routing-Tabelle. Dies ist ein sehr vereinfachtes Diagramm der Funktionsweise des SPF-Algorithmus. Tatsächlich enthält die Tabelle nicht nur die Bezeichnungen der Router, über die die optimale Route verläuft, sondern auch die Bezeichnungen der sie verbindenden Ports und alle anderen erforderlichen Informationen.
Betrachten Sie ein anderes Thema, das Routing-Zonen betrifft. Wenn Sie OSPF-Geräte eines Unternehmens konfigurieren, befinden sich diese normalerweise alle in einer gemeinsamen Zone.
Was passiert, wenn ein an den R3-Router angeschlossenes Gerät plötzlich ausfällt? Der R3-Router sendet sofort eine Nachricht an die R5- und R1-Router, dass der Kanal mit diesem Gerät nicht mehr funktioniert, und alle Router beginnen, Aktualisierungen zu diesem Ereignis auszutauschen.
Wenn Sie über 100 Router verfügen, aktualisieren alle die Informationen zum Status der Kanäle, da sie sich in derselben gemeinsamen Zone befinden. Dasselbe passiert, wenn einer der benachbarten Router ausfällt - alle Geräte in der Zone tauschen LSA-Updates aus. Nach dem Austausch solcher Nachrichten ändert sich die Netzwerktopologie. In diesem Fall berechnet der SPF die Routing-Tabellen entsprechend den geänderten Bedingungen neu. Dies ist ein sehr langwieriger Prozess. Wenn Sie tausend Geräte in einer Zone haben, müssen Sie die Speichergröße der Router so steuern, dass alle LSAs und eine große Datenbank mit dem LSDB-Kanalstatus gespeichert werden können. Sobald Änderungen in einem Teil der Zone auftreten, berechnet der SPF-Algorithmus die Routen sofort neu. Standardmäßig wird der LSA alle 30 Minuten aktualisiert. Dieser Vorgang findet nicht auf allen Geräten gleichzeitig statt. In jedem Fall werden Aktualisierungen von jedem Router mit einer Häufigkeit von 30 Minuten durchgeführt. Weitere Netzwerkgeräte. Je mehr Speicher und Zeit zum Aktualisieren der LSDB benötigt wird.
Sie können dieses Problem lösen, wenn Sie eine gemeinsame Zone in mehrere separate Zonen unterteilen, dh Multi-Zoning verwenden. Dazu benötigen Sie einen Plan oder ein Diagramm des gesamten von Ihnen verwalteten Netzwerks. Nullzone BEREICH 0 ist Ihre Hauptzone. Hier stellen Sie eine Verbindung zu einem externen Netzwerk her, z. B. zum Internetzugang. Beim Erstellen neuer Zonen sollten Sie sich an der Regel orientieren: Jede Zone sollte einen ABR (Area Border Router) haben. Der Grenzrouter verfügt über eine Schnittstelle in einer Zone und eine zweite Schnittstelle in einer anderen Zone. Zum Beispiel hat der R5-Router Schnittstellen in Zone 1 und Zone 0. Wie ich bereits sagte, muss jede der Zonen mit der Nullzone verbunden sein, dh einen Edge-Router haben, von dem eine der Schnittstellen mit BEREICH 0 verbunden ist.
Angenommen, die Verbindung R6-R7 ist nicht in Betrieb. In diesem Fall wird das LSA-Update nur in der Zone AREA 1 verteilt und betrifft nur diese Zone. Geräte in Zone 2 und Zone 0 wissen nicht einmal davon. Der Grenzrouter R5 fasst Informationen über das Geschehen in seiner Zone zusammen und sendet die Gesamtinformationen über den Status des Netzwerks an die Hauptzone AREA 0. Geräte in einer Zone müssen nicht über alle LSA-Änderungen in anderen Zonen informiert sein, da der ABR-Router zusammenfassende Informationen zu Routen von einer Zone zu einer anderen weiterleitet.Wenn Sie sich über das Konzept der Zonen nicht ganz im Klaren sind, können Sie in der nächsten Lektion mehr darüber erfahren, wann wir das OSPF-Routing konfigurieren und einige Beispiele betrachten.Vielen Dank für Ihren Aufenthalt bei uns. Gefällt dir unser Artikel? Möchten Sie weitere interessante Materialien sehen? Unterstützen Sie uns, indem Sie eine Bestellung
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