OSPF

1. OSPF Quảntrịmạngcơbản

2. Giaothứcđịnhtuyếnnhóm Link-State • Đầu tiên mỗi router xây dựng bức tranh tổng thể về hệ thống mạng (bao gồm các thông tin liên kết (link) như băng thông, hàng xóm ID...). Sau đó độc lập xác định tuyến đường hiệu quả nhất tới từng mạng • ƒGiao thức OSPF thuộc nhóm classless • Hỗ trợ công nghệ VLSM và CIDR

3. Tổngquanvềhoạtđộngcủa OSPF • Giao thức định tuyến “link state” có những đặc tính sau: • Phản ứng nhanh với thay đổi của mạng • Gửi gói tin cập nhật thông tin ngay khi có sự thay đổi về mạng • Kèm theo đó các router vẫn gửi cập nhật theo chu kỳ lớn (30 phút một lần). • Giao thức sử dụng bản tin quản bá LSA (link state advertisement) • LSA là bản tin gửi đi theo kiểu tin cậy (ACK) • LSA có trường số thứ tự, giúp các router có thể phân biệt • Trong quá trình hoạt động, router sẽ quảng bá bản tin LSA theo địa chỉ multicast 224.0.0.5 hoặc 224.0.0.6

4. Cấutrúcdữliệu OSPF • Bảng Hàng Xóm (neighbor table) • Được biết tới như dữ liệu liền kề • Chứa đựng thông tin các hàng xóm đã được thiết lập • Bảng Topo (topology table): • Thường được gọi là Cơ sở dữ liệu trạng thái kết nối (LSDB) • Chứa đựng thông tin về tất cả các router và link liên kết với nó trong vùng (area) hoặc mạng (network) • Các router trong cùng 1 vùng sẽ có LSDB đồng nhất • Bảng định tuyến (routing table): • Đây là thông tin chuyển mạch (forwarding database) • Chứa đựng danh sách những tuyến đường tốt nhất

5. Cấutrúcphânvùng OSPF • Thuộc tính vùng OSPF • Thu nhỏ bảng định tuyến • Giới hạn tầm ảnh hưởng của 1 sự kiện • Các thông tin LSA chi tiết sẽ được khoanh vùng trong vùng mà thôi • Đây là mô hình phân cấp cần thiết, giảm thiểu lượng LSP bị flood trong mạng

6. OSPF Router Types

7. Review of OSPF operation • Định dạng mào đầu gói tin OSPF (OSPF Packet Header Format) • Các loại bản tin OSPF (OSPF Packet Types) • Thực hiện thiết lập mối quan hệ hàng xóm trong OSPF(Establishing OSPF Neighbor Adjacencies) • Trao đổi và đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu trạng thái liênkết (Exchanging and Synchronizing LSDBs) • Khám phá các tuyến đường (Discovering the NetworkRoutes) • Bảo trì các tuyến đường (Maintaining Network Routes) • Bảo trì các bản tin LSA (Maintaining Link-State Sequence Numbers)

8. OSPF Packet Formats

9. OSPF Packet Types

10. The Hello Packet

11. The Link State Request Packet

12. The Link State Update Packet

13. The Link State Acknowledgment Packet

14. OSPF – Thiếtlậpmốiquanhệhàngxóm

15. Link-State Database Synchronization (đồngbộhóacơsởdữliệu)

16. OSPF – Cấuhìnhcơbản Quảntrịmạngcơbản

17. Câulệnh router ospf R1(config)# router ospf 1 R1(config-router)# • Process-id (1 – 65,535): Được lựa chọn bởi quản trị viên • Chỉ có giá trị cục bộ (2 router chạy 2 process-id khác nhau vẫn có thể thết lật mối quan hệ hàng xóm) → khác với giao thức EIGRP • Note: chúng ta thường lấy giá trị process-id trùng nhau để dễ quản lý

18. Câulệnh router ospf Router(config-router)# networknetwork-address wildcard-mask area area-id • Câu lệnh network được sử dụng tương tự với các giao thức nội vùng khác • Tất cả các interface của router có địa chỉ IP nằm trong dải mà câu lệnh network định nghĩa sẽ được kích hoạt để gửi và nhận bản tin OSPF • Bắt buộc phải sử dụng đi kèm với wildcard mask • Miền được quy định bởi area-id, các router muốn thiết lập mối quan hệ với nhau cần có kết nối nằm trong cùng 1 Area

19. Câulệnh router ospf Router(config-router)# networknetwork-address wildcard-mask area area-id • Wildcard mask cóthểxâydựngbằngcáchlấyngượclạicủagiátrị subnet mask. • Note: Giốngnhư EIGRP, trongmộtsốhệđiềuhành IOS của cisco, router cóthểhiểuđượccâulệnhvới subnet mask (router tựđộng convert từ wildcard mask sang subnet mask) 255.255.255.255 - 255.255.255.240 Subtract the subnet mask --------------- 0. 0. 0. 15 Wildcard mask

20. Câulệnh router ospf Router(config-router)# networknetwork-address wildcard-mask area area-id • area area-id: OSPF area ID. • Các router trongcùngmột Area sẽ chia sẻvàđồngbộhóavớinhaucơsởdữliệu • Trongbàinàychúng ta sẽchỉsửdụngduynhấtmột Area 0 màthôi (single Area – đơnvùng). • Multi-area (đavùng) sẽđượcđềcậptớitrong CCNP.

21. Câulệnhnetwork Process-ID khôngnhấtthiếtphảigiốngnhautrêntấtcảcác router R1(config)# router ospf 1 R1(config-router)# network 172.16.1.16 0.0.0.15 area 0 R1(config-router)# network 192.168.10.0 0.0.0.3 area 0 R1(config-router)# network 192.168.10.4 0.0.0.3 area 0 R2(config)# router ospf 1 R2(config-router)# network 10.10.10.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)# network 192.168.10.0 0.0.0.3 area 0 R2(config-router)# network 192.168.10.8 0.0.0.3 area 0 R3(config)# router ospf1 R3(config-router)# network 172.16.1.32 0.0.0.7 area 0 R3(config-router)# network 192.168.10.4 0.0.0.3 area 0 R3(config-router)# network 192.168.10.8 0.0.0.3 area 0 Area-ID phảitrùngnhau • Sửdụngcâulệnh network đểkíchhoạtgiaothức OSPF trêncác interface. • Saukhithiếtlậpxong, mạngphảihộitụ, các router ping đượclẫnnhau. Phảisửdụngwildcast mask

22. What’s my Router ID? OSPF Router ID • OSPF Router IDlàmộtđịachỉ IP đểphânbiệtvàxácđịnhcác router chạyospfkhácnhautronghệthốngmạng What’s my Router ID? What’s my Router ID? 64 Kbps 128 Kbps 256 Kbps

23. OSPF Router ID What’s my Router ID? • Cisco router xâydựng router-id theo 3 bướcsau 1. Cấuhình router-id trong mode (config-router)# 2. IP caonhấtcủa 1 loopback 3. IP caonhấtcủa 1 interface vậtlý • Interface đókhôngnhấtthiếtphảikíchhoạtgiaothứcospf What’s my Router ID? What’s my Router ID? 64 Kbps 128 Kbps 256 Kbps

24. OSPF Router ID • Nếukhôngcấuhình router-id hay khôngcó loopback, các router lựachọn router-id nhưthếnào ? • R1: 192.168.10.5, vìđịachỉđólớnhơn 172.16.1.17 và 192.168.10.1 • R2: 192.168.10.9, vìđịachỉđólớnhơn 10.10.10.1 và192.168.10.2 • R3: 192.168.10.10, vìđịachỉđólớnhơn 172.16.1.33 và192.168.10.6 64 Kbps 128 Kbps 256 Kbps

25. Kiểmtra Router ID R1# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 192.168.10.5 <output omitted> R2# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 192.168.10.9 <output omitted> R3# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 192.168.10.10 <output omitted>

26. ĐịachỉcổngLoopback Router(config)# interfaceloopback number Router(config-if)# ip addressip-address subnet-mask • Ưu điểmcủaviệcsửdụngđịachỉ loopback trướcđịachỉvậtlýlà do loopback ổnđịnhhơn, kobịchếtlỗivậtlý • Câulệnh router-id được cisco router bổ sung gầnđây. Trướcđó router-id thườngđượcbiếtđếnlà 1 IP của loopback R1(config)# interface loopback 0 R1(config-if)# ip address 10.1.1.1 255.255.255.255 R2(config)# interface loopback 0 R2(config-if)# ip address 10.2.2.2 255.255.255.255 R3(config)# interface loopback 0 R3(config-if)# ip address 10.3.3.3 255.255.255.255

27. Topology vớiđịachỉcổng loopback 1. Câulệnh R(config-router)#router-id 2. IP caonhấtcủa loopback bấtkỳ. 3. Địachỉ IP caonhấtcủa 1 interface vậtlýđangbật.

28. Câulệnh router-id Router(config)# routerospfprocess-id Router(config-router)# router-idip-address • OSPF router-idcommand đượcđưavàotừ Cisco IOS Software 12.0(T) vànóđượcưutiênhơntrongviệclựachọn router-id so vớiđịachỉcủa loopback hay cổngvậtlý 1. Câulệnh R(config-router)#router-id 2. IP caonhấtcủa loopback bấtkỳ. 3. Địachỉ IP caonhấtcủa 1 interface vậtlýđangbật.

29. Thayđổi Router-ID (Extra) • Router-id đượclựachọnkhi OSPF đượccấuhìnhvớicâulệnh OSPF network đầutiên • Nếunhưcâulệnh router-id hay một interface loopback đượccấuhìnhsaucâulệnh OSPF network thì router-id đượcxácđịnhlà interface vậtlýđanghoạtđộngvớiipcaonhất • Router-id cóthểthayđổivềtheođúngthứtựlựachọncủanóbằngcâulệnh: Router# clear ipospf process • chú ý: thayđổi router-id vớicổng loopback hay vậtlýcóthểyêucầureload lại router

30. TrùngRouter ID %OSPF-4-DUP_RTRID1: Detected router with duplicate router ID • Nếu router-id của 2 router hàngxómgiốngnhau, thiếtlậpmốiquanhệhàngxómcóthểkhôngtiếnhành, trênmànhìnhcóthể log rathôngđiệpnhưtrên

31. Kiểmtra Router IDs (Loopbacks) R1# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 10.1.1.1 <output omitted> R2# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 10.2.2.2 <output omitted> R3# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 10.3.3.3 <output omitted>

32. KiểmtraOSPF R1# show ipospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 1 FULL/ - 00:00:30 192.168.10.6 Serial0/0/1 10.2.2.2 1 FULL/ - 00:00:33 192.168.10.2 Serial0/0/0 R2# show ipospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 1 FULL/ - 00:00:36 192.168.10.10 Serial0/0/1 10.1.1.1 1 FULL/ - 00:00:37 192.168.10.1 Serial0/0/0 R3# show ipospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.2.2.2 1 FULL/ - 00:00:34 192.168.10.9 Serial0/0/1 10.1.1.1 1 FULL/ - 00:00:38 192.168.10.5 Serial0/0/0 • Câulệnhshow ipospf neighborchophépkiểmtravàkhắcphụclỗithiếtlậphàngxóm

33. KiểmtraOSPF R1# show ipospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 1 FULL/ - 00:00:30 192.168.10.6 Serial0/0/1 10.2.2.2 1 FULL/ - 00:00:33 192.168.10.2 Serial0/0/0 • Neighbor ID: Router-id của router hàngxóm. • Pri: OSPF priority - chỉsố port ưutiên. (later) • State: trạngthái router chạy OSPF. • Trạngthái FULL cónghĩalà interface của router đãthiếtlậpmốiquanhệhàngxóm, đồngbộcơsởdữliệuthànhcông. • Chi tiếtvềtrạngtháicủa OSPF sẽđượcđềcậptớitrong CCNP • Dead Time: Tổngthờigiancònlạimà router sẽđợibản tin ospf hello trướckhiloạibỏkếtnốihàngxóm • Giátrịnàysẽ reset về max khinhậnđượcbản tin hello • Address: địachỉ IP củahàngxóm. • Interface: interface của router đangxét(R1)

34. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 10.3.3.3 1 FULL/ - 00:00:30 192.168.10.6 Serial0/0/1 10.2.2.2 1 FULL/ - 00:00:33 192.168.10.2 Serial0/0/0 • Đâylàmộtcâulệnhrấthữuíchđểkhắcphụcsựcố OSPF, các router cầnthiếtlậphàngxómthànhcôngtrướckhitraođổithông tin link-state • Note: trongmạngđatruycập (multi-access) nhưEthernet, 2 router cóthể ở trạngthái 2WAY ( later)

35. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf interface serial 0/0/0 Serial0/0/0 is up, line protocol is up Internet Address 192.168.10.1/30, Area 0 Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 64 Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT, Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5 <output omitted> • 2 router cóthểkhôngthiếtlậpđượchàngxómnếu: • Subnet masks khôngkhớp • OSPF Hello hay Dead timers khôngkhớp. • OSPF network type khôngkhớp. • Cấuhìnhthiếu OSPF network. • Cáccâulệnhnênsửdụngđểkhắcphụcsựcố OSPF: • show ip protocols • show ipospf • show ipospfinterface • Show ipospf interface brief

36. Kiểmtra OSPF R1# show ip protocols Routing Protocol is “ospf 1” Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 10.1.1.1 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa Maximum path: 4 Routing for Networks: 172.16.1.16 0.0.0.15 area 0 192.168.10.0 0.0.0.3 area 0 192.168.10.4 0.0.0.3 area 0 Reference bandwidth unit is 100 mbps Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 10.2.2.2 110 11:29:29 10.3.3.3 110 11:29:29 Distance: (default is 110) OSPF Process ID OSPF Router ID Networks OSPF is advertising that are originating from this router OSPF Neighbors Administrative Distance

37. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf <some output omitted> Routing Process “ospf 1” with ID 10.1.1.1 Start time: 00:00:19.540, Time elapsed: 11:31:15.776 Supports only single TOS(TOS0) routes Supports opaque LSA Supports Link-local Signaling (LLS) Supports area transit capability Router is not originating router-LSAs with maximum metric Initial SPF schedule delay 5000 msecs Minimum hold time between two consecutive SPFs 10000 msecs Maximum wait time between two consecutive SPFs 10000 msecs Incremental-SPF disabled Minimum LSA interval 5 secs Minimum LSA arrival 1000 msecs Area BACKBONE(0) Number of interfaces in this area is 3 Area has no authentication SPF algorithm last executed 11:30:31.628 ago SPF algorithm executed 5 times

38. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf <some output omitted> Initial SPF schedule delay 5000 msecs Minimum hold time between two consecutive SPFs 10000 msecs Maximum wait time between two consecutive SPFs 10000 msecs • Mỗikhi router nhậnđượcthông tin mớivề topology (thêm, bớt, thayđổi link) thì router sẽ: • Chạylạithuậttoán SPF • Tạolạicây SPF • Cậpnhậtbảngđịnhtuyến • …..(in CCNP) • Việcchạythuậttoán SPF sẽtiêutốntàinguyêncủahệthốngmạng, vàthờigiantínhtoánphụcthuộcvàokíchthướcmạng.

39. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf <some output omitted> Initial SPF schedule delay 5000 msecs Minimum hold time between two consecutive SPFs 10000 msecs • Flapping link– Mạngcóthểbịxoayvònggiữa up và down-> dẫnđếnviệc OSPF router liêntụcchạythuậttoán SPF • SPF schedule delay. • Router sẽchờ 5 giây (5000 msec) saukhinhậnđược LSU mớichạythuậttoán SPF • Minimum hold time: • Tránhtrườnghợp router liêntụcchạythuậttoán SPF • SaukhivừachạySPF, Router cầnphảiđợi 10 giây (10000 msec) trướckhichạylại SPF

40. Kiểmtra OSPF R1# show ipospf interface serial 0/0/0 Serial0/0/0 is up, line protocol is up Internet Address 192.168.10.1/30, Area 0 Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 64 Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT, Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5 <output omitted> • OSPF cóthểcócácgiátrị hello, dead interval khácnhaugiữacác interface trên 1 router

41. Kiểmtrabảngđịnhtuyến R1# show ip route Codes: <some code output omitted> D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 192.168.10.0/30 is subnetted, 3 subnets C 192.168.10.0 is directly connected, Serial0/0/0 C 192.168.10.4 is directly connected, Serial0/0/1 O 192.168.10.8 [110/128] via 192.168.10.2, 14:27:57, Serial0/0/0 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks O 172.16.1.32/29 [110/65] via 192.168.10.6, 14:27:57, Serial0/0/1 C 172.16.1.16/28 is directly connected, FastEthernet0/0 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks O 10.10.10.0/24 [110/65] via 192.168.10.2, 14:27:57, Serial0/0/0 C 10.1.1.1/32 is directly connected, Loopback0 • Khônggiống RIPv2 và EIGRP, OSPF mặcđịnhkhôngchạychếđộ auto-summary

42. Kiểmtrabảngđịnhtuyến R2# show ip route Codes: <some code output omitted> D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 192.168.10.0/30 is subnetted, 3 subnets C 192.168.10.0 is directly connected, Serial0/0/0 O 192.168.10.4 [110/128] via 192.168.10.1, 14:31:18, Serial0/0/0 C 192.168.10.8 is directly connected, Serial0/0/1 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks O 172.16.1.32/29 [110/65] via 192.168.10.10, 14:31:18, Serial0/0/1 O 172.16.1.16/28 [110/65] via 192.168.10.1, 14:31:18, Serial0/0/0 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 10.2.2.2/32 is directly connected, Loopback0 C 10.10.10.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

43. Kiểmtrabảngđịnhtuyến R3# show ip route Codes: <some code output omitted> D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 192.168.10.0/30 is subnetted, 3 subnets O 192.168.10.0 [110/845] via 192.168.10.9, 14:31:52, Serial0/0/1 [110/845] via 192.168.10.5, 14:31:52, Serial0/0/0 C 192.168.10.4 is directly connected, Serial0/0 C 192.168.10.8 is directly connected, Serial0/1 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 172.16.1.32/29 is directly connected, FastEthernet0/0 O 172.16.1.16/28 [110/782] via 192.168.10.5, 14:31:52, Serial0/0/0 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 10.3.3.3/32 is directly connected, Loopback0 O 10.10.10.0/24 [110/782] via 192.168.10.9, 14:31:52, Serial0/0/1

44. OSPF trongmạngđatruycập Quảntrịmạngcơbản

45. Tháchthứctrongmạngđatruycập Mạng broadcast làkhimộtthiếtbịgửimộtgói tin tớitấtcáccácthiếtbịkháctrongmạng • Mạngđatruycậplàmạngmàcónhiềuhơnhaithiếtbịkếtnốitrungvàmộtmôitrường chia sẻ, vídụnhư Ethernet, Token ring, Frame Relay Ngượclại, mạng point-to-point làmạngkếtnốigiữa 2 thiếtbị

46. Tháchthứctrongmạngđatruycập • Triểnkhaiospftrongmạngđatruycậpsẽgặpphải 2 tháchthứclớn • - Tạoracáccặp OSPF liênkết (adjacencies) từngđôimột • - Ngậplụtbản tin LSAs

47. Flooding of LSAs • Link-state router pháttánbản tin LSP khi OSPF bắtđầuhoặcmạngcósựthayđổi. Điềuđócóthểkhiếnmạngđatruycậptrànbản tin gâyralỗihệthống. • Trênthựctế, vớitopotrên, còncósựbáonhậnbởicácbản tin ACK 

48. Giảipháp: Designated Router Here are LSAs from R1. • Designated Router (DR)Làmộtđiểmtậpkếtvàphânphối LSA • Backup Designated Router (BDR)Dựphòngcho DR. • Các router cònlạiDROther DROther DROther DROther DROther Here are my LSAs. DROther DROther

49. Giảipháp: Designated Router Here are LSAs from R1. To: 224.0.0.6 • DROtherschỉthiếtlậpquanhệhàngxómvớiDR and BDR. • Gửi LSA củanócho DR, BDR tớiđịachỉmulticast 224.0.0.6(ALLDRouters, all DR routers). • R1 gửi LSAs tới DR. • BDR cũngnhận. • DR cótráchnhiệmchuyểnLSAs từ R1 tớicác router khácsửdụngđịachỉmulticast 224.0.0.5(AllSPFRouters, all OSPF routers). • Kếtquảlàtrongmạngđatruycập, chỉcóduynhất 1 router quảngbá (flood) gói tin LSA To: 224.0.0.5 DROther DROther DROther DROther Here are my LSAs. DROther DROther

50. DR/BDR Election Process • DR/BDR khôngbầubántrênmạng point-to-point