Основные положения и операции протокола состояния канала связи 
11 
•сообщения о состояния канала (Link-State Advertisement — LSA). Эти объявления представляют собой небольшие пакеты, которые содержат информацию о маршрутах, рассылаемые между маршрутизаторами;
•топологическая база данных (Link-State DataBase) –LSDB . Эта база включает в себя информацию, полученную в сообщениях LSA, в ней содержатся все записи о состоянии каналов;
•- алгоритм выбора кратчайшего пути (Shortest Path First - SPF). Соответствующий алгоритм осуществляет вычисления над базой данных, результатом чего является построение связующего дерева протокола SPF;
•- таблица маршрутизации (Routing table). Эта таблица содержит известные маршруты и соответствующие им интерфейсы.
•Стоимость — это условный показатель «цены» пересылки данных по каналу. В OSPF стоимость зависит от разных факторов — например, пропускной способности канала.
•Designated Router (DR) — выделенный маршрутизатор. Каждый маршрутизатор устанавливает с ним отношения, потому что DR управляет рассылкой LSA в сети и отправляет информацию остальным об изменениях в сети.
•Backup Designated Router (BDR) — резервный выделенный маршрутизатор. Маршрутизатор на случай выхода DR из строя. Каждый маршрутизатор в сети также устанавливает с ним отношения.
Сообщения о состояния канала |
12 |
|
|
(Link-State Advertisement — LSA) |
|
Протокол маршрутизации по состоянию канала объявляет информацию о состоянии канала , а не маршруты в таблице маршрутизации. Маршрутизаторы, при этом устанавливают отношения соседства, а затем обмениваются объявлениями о состоянии канала (LSA).
|
• |
Вместо маршрутов |
LSA |
LSA |
объявляются LSA. |
R |
• |
LSA описывает |
2 |
|
информацию о состоянии |
|
|
интерфейса |
R |
R |
маршрутизатора, такую |
как стоимость интерфейса |
||
1 |
3 |
и имя подключенного |
LSA |
LSA |
интерфейса. |
R |
|
|
4 |
|
|
13
Создание базы данных LSDB
Каждый маршрутизатор генерирует LSA и добавляет полученные LSA в свою собственную базу данных состояний каналов (LSDB). Маршрутизаторы изучают всю топологию сети через LSDB.
|
LSDB |
|
|
LSA |
LSA |
LS |
R2 |
LSD |
DB |
|
B |
R1 |
R3 |
LSA |
LSA |
|
R4 |
|
LSDB |
Маршрутизатор хранит LSA в LSDB.
LSDB содержит описание всех интерфейсов маршрутизатора в сети.
LSDB содержит описание всей топологии сети.
Протокол маршрутизации по состоянию |
14 |
|
|
канала — расчет SPF |
|
Каждый маршрутизатор использует алгоритм «Сначала кратчайший путь» (SPF) и информацию LSDB для расчета маршрутов. Каждый маршрутизатор вычисляет дерево без петель, в котором он является корнем и кратчайшим путем. С помощью этого дерева маршрутизатор определяет оптимальный путь
к каждому устройству сети. LSDB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каждый |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
маршрутизатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вычисляет дерево |
|
|
|
|
|
|
|
|
/s |
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
без петель, корне |
||
LSD |
|
|
|
|
|
|
54 |
4 |
|
|
|
|
LSD |
|
|
|||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
M |
i |
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
которого является |
|||||
B |
|
0 |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bit |
|
B |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
он сам, по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
кратчайшему пут |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
it |
|
|
||||
R1 |
|
0 |
Mb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
R3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
LSDB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15
Создание таблицы маршрутизации
В конечном итоге маршрутизатор устанавливает маршруты для рассчитанных предпочтительных путей в свою таблицу маршрутизации.
LS Routi
DB ng table
R 1
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
s |
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
/ |
|
|
|
t |
|
|
|
|
i |
|
|
|
b |
|
|
|
M |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
M |
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
s |
|
LSD |
|
Routi |
|
||
B |
|
ng |
|
table |
|
|
|
R |
1 |
|
|
.5 |
44 |
||
2 |
Mbi |
||
|
|||
|
t |
||
|
|
/ |
|
|
|
s |
|
|
|
0 |
|
||
|
0 |
|
s |
||
0 |
|
|
|
||
1 |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
t |
||
|
|
|
i |
|
|
|
b |
|
|
||
M |
|
|
|
||
R Routi
LSD ng
B table
LSD
B
R 3
По результатам расчета SPF каждый маршрутизатор устанавливает маршруты в таблицуRouti маршрутизацииng . tabletable
Краткое описание протоколов |
16 |
|
|
маршрутизации по состоянию канала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Neighbor |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
R |
|
|
|
|
relationship setup |
|
|
|
|
|
|
|
R |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
r e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o ip |
|
|||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|||||||
e |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|||
a g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ig |
|
|
|
|
s |
|
||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
||||||||
t h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e o |
p |
|
||||||||||||
s |
o b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
t |
|
||||||||||
e |
|
s |
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
la |
|
|
e |
|
|||||
u h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
s |
|
|
||||||||
|
|
p i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Path |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Path |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
computation |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
computation |
R |
||||||||||||||||||||
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 
2
Path |
R |
3 |
computation |
3 |
|
1
3
|
LSD |
|
|
Link status |
|
|
LSD |
|||||||
|
R |
B |
|
|
|
|
information |
|
|
|
B |
R |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
2 |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
||
|
i |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|||||
|
n k |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
f |
s |
|
|
|
|
|
a io |
||||||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
||||||
|
o |
|
|
|
|
|
t |
|
||||||
|
|
r a |
|
|
s a |
|
||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
k |
|
m |
|
|
||
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
m t |
|
in r |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
L |
o |
|
|
|
||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
t s |
|
f |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
in |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
o |
R |
LSD |
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
B |
|
|
|
|
|
|
4 |
RIB |
|
|
Route |
|
|
|
RIB |
||||||
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
||
|
|
|
|
|
generation |
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
RIB: Routing Information |
R |
RIB |
|
||
Base |
3 |
|
17
Основные понятия OSPF: Area
•Область OSPF рассматривается как логическая группа, и каждая группа идентифицируется идентификатором области.
R1 |
Area |
R2 |
|
0 |
|
R3
Основные понятия OSPF: router ID |
18 |
|
•Идентификатор маршрутизатора однозначно идентифицирует маршрутизатор в области OSPF.
•Идентификатор маршрутизатора может быть указан вручную или присвоен системой автоматически.
Router ID: 1.1.1.1
R1
Area |
Router ID: |
0 |
2.2.2.2 |
|
R2 |
I'm
1.1.1.1.
R3
Router ID: 3.3.3.3
Основные понятия OSPF: Cost Value |
19 |
|
•Стоимость - это условный показатель «цены» пересылки данных по каналу. В OSPF стоимость зависит от разных факторов — например, пропускной способности канала. OSPF использует стоимость в качестве значений метрик маршрута. Каждый интерфейс с поддержкой OSPF поддерживает стоимость маршрута. Значение стоимости по умолчанию - это опорное значение по умолчанию, указанное в OSPF и настраиваемое.
•Как правило, стоимость маршрута OSPF представляет собой сумму затрат всех входящих интерфейсов на пути от сегмента сети назначения до локального маршрутизатора.
Cost Value of an OSPF Interface |
Accumulated Costs on an OSPF Path |
||||||
|
Serial interface (1.544 |
1.1.1.0 |
|
|
|
|
|
|
Mbit/s) |
/24 |
|
|
|
|
|
|
Default cost = 64 |
Cost = |
|
|
|
|
|
FE interface |
GE interface |
10 |
Cost = |
|
Cost = |
|
|
R1 |
R2 |
R3 |
|||||
Default |
Default cost |
1 |
64 |
||||
cost = 1 |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
Каждый интерфейс OSPF имеет определенную В таблице маршрутизации R3 стоимость маршрута |
|||||||
стоимость связанную с определенным |
OSPF до 1.1.1.0/24 равна 75 (10 + 1 + 64). |
|
|||||
значением пропускной способности. |
|
|
|
|
|
||
Типы пакетов OSPF |
20 |
|
Существует пять типов пакетов протокола OSPF, которые реализуют различные функции при взаимодействии между
маршрутизаторами OSPF.
Имя пакета |
Функция |
|
Hello |
Пакеты, которые периодически отправляется для обнаружения и |
|
поддержания отношений соседства OSPF. |
||
|
||
Database Description |
Эти пакеты описывает сводную информацию о локальной базе |
|
данных LSDB, которая используется для синхронизации баз |
||
(DBD) |
||
данных LSDB двух устройств. |
||
|
||
Link State Request |
Запрашивает необходимый LSA у соседа. LSR отправляются |
|
только после успешного обмена пакетами DD (Date Base |
||
(LSR) |
||
Description). |
||
|
||
Link State Update |
Пакет, в котором передается LSA (один или несколько) |
|
(LSU) |
||
|
||
Link State Ack (LSAck) |
Подтверждается получение других пакетов |
|
|
|
21
Три типа записей OSPF — записи в таблице соседей
OSPF предоставляет записи в трех важных таблицах: таблица соседей OSPF, таблица LSDB и таблица маршрутизации OSPF.
Для таблицы соседей OSPF необходимо знать:
•Прежде чем OSPF передаст информацию о состоянии канала, необходимо установить отношения соседства OSPF.
•Отношения соседства OSPF устанавливаются путем обмена пакетами Hello.
•Таблица соседей OSPF описывает состояние отношений соседства между маршрутизаторами OSPF. Можно запустить команду display ospf Peer, чтобы просмотреть информацию о состоянии.
[R1]display |
|
|
<R1> display ospf peer |
|
|
OSPF Process 1 with Router ID |
|
ospf peer |
|
|
1.1.1.1 |
|
Router ID: |
Neighbors |
|
|
Area 0.0.0.0 interface |
||
|
2.2.2.2 |
||
|
10.1.1.1(GigabitEthernet1/0/0)'s |
||
GE |
GE |
|
neighbors |
R2 |
Router ID: 2.2.2.2 Address: 10.1.1.2 |
||
R1 101/0/0. .1.1/30 |
101/0/0. .1.2 |
GR State: Normal |
|
|
/30 |
|
State: Full Mode:Nbr is Master |
|
|
|
Priority: 1 |
|
|
|
DR: 10.1.1.1 BDR: 10.1.1.2 MTU: 0 |
|
|
|
Dead timer due in 35 sec |
|
|
|
Retrans timer interval: 5 |
22
Обзор таблицы соседей OSPF
Router ID соседа: Статус 2.2.2.2 установлен ия соседства: Full.
Router ID: |
|
Router ID: |
|
|
|
1.1.1.1 |
|
2.2.2.2 |
R |
|
|
R |
GE1/0/ |
GE1/0/ |
|
||
1 |
2 |
|
|||
10.1.1.1/30 |
10.1.1.2/30 |
|
|||
|
|
|
|||
<R1> display ospf peer |
|
|
R1 |
||
|
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 |
|
|||
|
|
обнаруживает |
|||
|
|
Neighbors |
|
|
|
|
|
|
|
соседей в |
|
Area 0.0.0.0 interface |
Сосед 2.2.2.2области 0 на GE |
||||
10.1.1.1(GigabitEthernet1/0/0)'s neighborsявляется |
1/0/0. |
||||
Area 2.2.2.2 |
Address: 10.1.1.2 |
GR State: |
|
|
|
Normal |
|
мастером. |
|
||
|
|
|
Тест: Что такое |
||
|
State: Full |
Mode:Nbr is Master |
Priority: 1 |
|
|
|
MTU: 0 |
|
|
DR/BDR в |
|
|
|
|
таблице |
||
|
Dead timer due in 35 sec |
|
|
||
|
|
|
соседей? |
||
Retrans timer interval: 5
Neighbor is up for 00:00:05
Authentication Sequence: [ 0 ]