Види маршрутизаторів в протоколі ospf за їхнім функціональним призначенням. Стан маршрутизаторів, перехід між одним станом та іншим.
В широковещательных сетях, с множеством маршрутизаторов, появляется слишком много служебной информации, когда все маршрутизаторы начинают обмениваться данными, своими маршрутами, и т.д. Каждый маршрутизатор должен установить полное отношение смежности со всеми соседними маршрутизаторами и обменяться информацией о состоянии связи (соединений), поэтому, например, при 5 маршрутизаторах необходим обмен десятью состояниями связи. В общем случае для n маршрутизаторов должно быть n *(n-1)/2 обменов, на что должны быть выделены дополнительные ресурсы, прежде всего полоса пропускания.
Для уменьшения служебного трафика используется выбор назначенного и резервного маршрутизатора (DR - designated router и BDR – backup designated router), которые и будут рассылать все необходимые маршруты остальным маршрутизатором. Смысл этого в том, что все маршрутизаторы устанавливают состояние полной смежности только с DR/BDR и только им посылают информацию о состоянии своих каналов, тем самым происходит уменьшение служебного трафика в сети. "Общение" между маршрутизаторами и DR/BDR осуществляется с помощью многоадресной рассылки (multicast) – посылка пакетов на адрес 224.0.0.5. "Общение" между DR и BDR происходит по своей многоадресной рассылке по адресу - 224.0.0.6.
В сетях point - to - point существует только два маршрутизатора, соответственно не нужно выбирать ни DR ни BDR.
Если в сети выбран главный определяющий маршрутизатор области ( DR ), то маршрутизатор, первым обнаруживший изменение в сети, посылает информацию об изменениях только маршрутизатору DR, а тот, в свою очередь, рассылает LSAs всем другим OSPF-маршрутизаторам области. Если маршрутизатор DR выходит из строя, то его функции начинает выполнять запасной определяющий маршрутизатор области сети BDR.
Роль DR (BDR) является свойством интерфейса, а не свойством всего маршрутизатора.
Существует три механизма выбора маршрутизаторов DR и BDR.
Выбор DR и BDR происходит на основе сравнения приоритетов маршрутизаторов (Router ID). По умолчанию приоритет всех маршрутизаторов равен 1. Маршрутизатор с приоритетом 0 не может быть избранным DR или BDR. Маршрутизатор с самым высоким OSPF-приоритетом будет отобран как DR-маршрутизатор. Маршрутизатор со вторым приоритетом будет BDR. Приоритет р-ра задается командой ip ospf priority __<0-255> в режиме конфигурации интерфейса.
Когда не задано никаких дополнительных параметров и приоритет одинаков, в качестве идентификатора ID маршрутизатора протокол OSPF выбирает адрес одного из своих интерфейсов с наибольшим значением. Маршрутизатор с высшим значением идентификатора ID становится DR. Маршрутизатор со вторым наибольшим значением идентификатора ID становится BDR.
Поскольку у интерфейсов используются разъемы, они являются ненадежными элементами сети. Для повышения надежности на маршрутизаторах формируют виртуальные логические интерфейсы loopback. OSPF принимает адрес интерфейса loopback как ID маршрутизатора, независимо от значения адресов других интерфейсов. Маршрутизатор, на котором сформировано несколько интерфейсов loopback, использует самый большой адрес интерфейса loopback в качестве ID маршрутизатора. Таким образом, выбор DR и BDR происходит на основе сравнения адресов интерфейсов loopback.
После выбора DR и BDR сохраняют свои роли, даже если к сети добавляются маршрутизаторы с более высоким приоритетом, до тех пор, пока маршрутизаторы не будут переконфигурированы.
Остальные маршрутизаторы называются DROther.
При работе сети OSPF каждый маршрутизатор проходит через следующие состояния:
Down – Init – Two Way – Exstart – Exchange – Load – Full
Down (Выключен)— начальное состояние процесса обнаружения соседей. Это состояние указывает на то, что от соседей не была получена свежая информация, т.е. – маршрутизатор нерабочий или у него отключен интерфейс
Init (инициализация) — состояние, в котором находится маршрутизатор, отправивший своему соседу hello и ожидающий от него ответного hello, построение отношений смежности. Маршрутизатор рассылает многоадресные пакеты всем соседям по адресу 224.0.0.5, т.е. заявляет о своем включении
Two-way (двухсторонний обмен данными): при получении ответных hello маршрутизатор должен увидеть в них свой RouterID в списке соседей. Если это так, то он устанавливает отношения и переходит в состояние two-way – отношения полной смежности. Формируются соседские отношения только в случае если в полях приветствия совпадают следующие данные: - идентификатор зоны; - таймер приветствия; - «время жизни» маршрутизатора; - пароль аутентификации; - идентификатор зоны. Если хотя бы 1 не совпадает, то сосед не включается в таблицу смежности.
Exstart — выбор главного маршрутизатора, или определение Master/Slave отношений на основании Router ID. Происходят выборы двух маршрутизаторов: Designated Router (DR) – главный в зоне; Backup DR (BDR) – запасной в зоне. При выборе DR учитываются значения приоритета, полученного от соседей в сообщении приветствия. Маршрутизатор с наибольшим приоритетом становится DR, если у двоих одинаковый приоритет, то рассматривается наиб.адрес интерфейса. Маршрутизатор DR выполняет следующие функции:
- сбор всех объявлений о маршрутизаторах;
- создание базы данных состояния каналов;
- рассылка этой информации всем маршрутизаторам сети (этой зоны).
Маршрутизатор BDR:
- собирает информацию о маршрутизаторах;
- создает базу данных, но никому ничего не рассылает.
Если DR выходит из строя, то BDR занимает его место и начинает рассылать информацию, при этом происходят выборы BDR. Если DR вернется в строй, он будет работать как обычный маршрутизатор до следующих выборов. Маршрутизаторы DR и BDR имеют групповой адрес 224.0.0.6. Все маршрутизаторы в сети отсылают свои объявления по этому адресу. DR рассылает свою накопленную информацию по адресу 224.0.0.5. Эти рассылки относятся к следующему этапу работы.
Exchange — маршрутизаторы посылают друг другу database description пакеты (DDPs) с информацией о сетях, содержащихся в их собственной базе каналов (database). Если полученная информация не корректна, то маршрутизатор переходит в состояние Loading (запрос у DR полной информации), если корректна – то в состояние Full (полная готовность).
Loading — Если маршрутизатор видит, что части маршрутов нет в его topology table, он посылает сообщение типа LSR с перечислением тех сетей, по которым он хочет получить дополнительную информацию. Пока маршрутизатор находится в ожидании ответа в виде LSU сообщений, он пребывает в состоянии Loading.
Full (Полная синхронизация)— Когда маршрутизатор получил всю информацию и базы данных всех маршр-ров зоны синхронизированы.
Типы маршрутизаторов:
Внутренний маршрутизатор (internal router) — маршрутизатор, все интерфейсы которого принадлежат одной зоне. У таких маршрутизаторов только одна база данных состояния каналов.
Пограничный маршрутизатор (area border router, ABR) — соединяет одну или больше зон с магистральной зоной и выполняет функции шлюза для межзонального трафика. У пограничного маршрутизатора всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне. Для каждой присоединенной зоны маршрутизатор поддерживает отдельную базу данных состояния каналов.
Магистральный маршрутизатор (backbone router) — маршрутизатор, у которого всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне 0. Определение похоже на пограничный маршрутизатор, однако магистральный маршрутизатор не всегда является пограничным. Внутренний маршрутизатор интерфейсы которого принадлежат нулевой зоне, также является магистральным.
Пограничный маршрутизатор автономной системы (AS boundary router, ASBR) — обменивается информацией с маршрутизаторами, принадлежащими другим автономным системам или не-OSPF маршрутизаторами. Пограничный маршрутизатор автономной системы может находиться в любом месте автономной системы и быть внутренним, пограничным или магистральным маршрутизатором.
