410 likes | 577 Views
9. OSPF. Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék. Tartalom. Szomszédok és társak A Hello protokoll Hálózat típusok Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók OSPF interfészek OSPF társak Elárasztás Körzetek Forgalomirányító típusok Partícionált körzetek Virtuális linkek
E N D
9. OSPF Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék
Számítógép Hálózatok Tartalom • Szomszédok és társak • A Hello protokoll • Hálózat típusok • Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók • OSPF interfészek • OSPF társak • Elárasztás • Körzetek • Forgalomirányító típusok • Partícionált körzetek • Virtuális linkek • Link állapot adatbázis • LSA típusok • Csonk körzetek • Forgalomirányító tábla • Azonosítás
Számítógép Hálózatok Bevezető • RIP nem alkalmas nagy hálózatok forgalmának irányítására • Új IGP: OSPF • OpenShortestPathFirst • Nyílt szabvány • OSPFv1(RFC1131) • OSPFv2(RFC2328) • OSPFv3(RFC2740) • Jellemzői: • Adminisztratív körzetek támogatás • Hierarchikus forgalomirányítás támogatás • Osztálymentes • Tetszőleges metrika • Egyenlő terhelés elosztás • Azonosítás támogatás • Külső útvonalak megjelölése • Többesküldés használata csoportos kommunikációra
Számítógép Hálózatok Működése • Hello üzenetek minden interfészen (többesküldés) • Társak (Adjacencies ), virtuális pont-pont linkek • Link Állapot Hirdetés (Link StateAdvertisement) küldés (LSA) • Link Állapot Adatbázis (Link StateDatabase) • Továbbküldés • Minden forgalomirányító azonos Link Állapot adatbázissal rendelkezik • SPF algoritmus a legrövidebb utak kiszámítására • Forgalomirányító tábla az SPF fából
Számítógép Hálózatok Dijkstra algoritmus • Fa adatbázis • Jelölt adatbázis • Link Állapot Adatbázis • Az algoritmus: • A forgalomirányító inicializálja a fa adatbázist hozzáadva saját magát és 0 költségű szomszédait • A gyökér forgalomirányítóhoz vezető linkeket beleteszi a jelölt táblába • A gyökértől a jelölt adatbázisban lévő linkekhez vezető költségeket kiszámítja, a legkisebb költségűt a fa adatbázisba teszi, az azonos céllal de különböző költséggel rendelkezők közül csak a legrövidebbet hagyja benn, a többit törli • A Link szomszéd ID-jét átnézi és aki még nem szerepel a jelölt adatbázisba azt odateszi • Ha van még jelölt akkor folytatja a 3. lépéssel, ha üres akkor befejezi az algoritmust
Számítógép Hálózatok Szomszédok és társak • LSA küldés előtt ki kell deríteni, hogy kinek lehet elküldeni • Forgalomirányító ID, egyedi az egész hálózatban • Legnagyobb IP című visszacsatolt interfész (LoopBack) • Stabil () • Tetszőlegesen alakítható • Legnagyobb IP című normál interfész • Szomszédok tábla • Interfész • Szomszéd ID • IP cím • Típus/Állapot
Számítógép Hálózatok Hello protokoll • Ezzel derítik fel a szomszédokat, azok jelenlétét • Néhány paramétert hirdet amelyben meg kell egyezniük, egyébként nem folytatják a kapcsolatot • Az életjelet jelentik (keepalive) • Kétirányú kapcsolat • Kiválasztott és Tartalék kiválasztott forgalomirányítót választ DR,BDR (üzenetszórásos és nem üzenetszórásos többszörös hozzáférésű hálózatban Non BroadcastMultiple Access) • Minden interfészen 10, 30 s-ként • RouterDeadIntervall 40s,120s
Számítógép Hálózatok Hello csomag • A forrás forgalomirányító ID-je • A forrás interfész Adminisztratív Zónája • A forrás interfész hálózati maszkja • Azonosítás típusa és azonosítás információ • A HelloIntervala forrás interfészen • A RouterDeadIntervalla forrás interfészen • A forgalomirányító prioritása • DR és BDR • Öt zászló egyéb képességek jelzésére • A szomszédok forgalomirányító ID-je
Számítógép Hálózatok Hálózat típusok • Kommunikációs képességek szerint • Pont – pont • Pl.: T1, Mindenképpen társak lesznek • Üzenetszórásos • Pl.: Ethernet, egy-egy üzenetszórási zónába egy DR és egy BDR, ezekkel épít ki mindenki társi kapcsolatot (AllSPFRouters, AllDRouters) • Nem üzenetszórásos többszörös hozzáférésű • Pl.: Frame-Relay: van DR és BDR, de unicast kommunikáció • Pont – több pont • Az NBMA speciális esete, nincs DR, BDR, multicast van • Virtuális Linkek • Funkció alapján • Tranzit (Transit) • Csonk (Stub)
Számítógép Hálózatok Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók • DesignatedRouter, Backup DesignatedRouter • Enélkül: n(n-1)/2 társi kapcsolat lenne felépítve minden üzenetszórási tartományban • Pszeudó csomópont • A kijelölt forgalomirányító feladata: • Az üzenetszórási hálózatrész képviselete a külvilág felé • Az üzenetszórási hálózatrész elárasztásának menedzselése • A funkció interfészhez kötődik: egyik interfészén DR a másikon nem • A prioritás dönti és az ID dönti el a DR és BDR szerepkört
Számítógép Hálózatok DR, BDR választás • Amikor egy forgalomirányító aktív lesz megnézi van-e aktív DR és BDR • Ha van akkor azok is maradnak • Ha nincs akkor választanak • Prioritás és IP cím szerint • DR-nek lennie kell a BDR nem kritikus • Választás után a többi forgalomirányító (DROther) társi kapcsolatot létesít a DR-rel éa BDR-rel.
Számítógép Hálózatok OSPF interfészek • Interfész adatstruktúra • IP cím, maszk • Zóna ID • Processz ID (Cisco specifikus) • Forgalomiárnyító ID • Hálózat típus • Költség • Interfész átviteli késleltetés (InfTransDelay) • Állapot • Forgalomirányító prioritás • Kiválasztott Forgalomirányító • Tartalék Kiválasztott Forgalomirányító • HelloInterval • RouterDeadInterval • WaitTimer • RxmtInterval • Hello Timer • Szomszédos forgalomirányítók • AuType • AuKey
Számítógép Hálózatok Interfész állapotok
Számítógép Hálózatok OSPF társak (Adjacent) • A DR, BDR célja a társ viszonyok kialakítása • A társ viszony kialakítása: • Szomszéd felderítés • Kétirányú kommunikáció • Adatbázis szinkronizálás • Adatbázis leírás • Link Állapot Kérés • Link Állapot Frissítés • Master/Slave • Teljes társi viszony
Számítógép Hálózatok Társ adat struktúra • ID • IP • Zóna • Interfész (saját) • Prioritás • Állapot • PollIntervall • Társ opciók • Inaktivitás időzítő • DR • BDR • Master/Slave • DD szekvencia szám • Utolsó beérkezett adatbázis leíró csomag • Link Állapot újraküldés lista • Adatbázis összegzés lista • Link állapot kérés lista
Számítógép Hálózatok Társ állapotok
Számítógép Hálózatok Társ kapcsolat kiépítés • Csomagok: • Adatbázis leíró csomagok • Tartalmazza a forrás összes LSA-jának leírását (fejléceket) • Három zászló • I bit - első DD csomag • M bit - lesz még • MS bit – Maste/Slave bit • Link állapot kérő csomagok • Link állapot frissítés csomagok • Minden LSA nyugtázott • Implicit – Link StateAcknowledgement • Explicit – Frissítés csomag mely ugyanazt az LSA- tartalmazza.
Számítógép Hálózatok Elárasztás • OSPF topológia -> Link Állapot adatbázis • Topológia változás -> Link Állapot adatbázis változás • Elárasztás -> a megváltozott Link állapotok meghirdetés az egész hálózaton keresztül • Link State Update, Link Állapot Frissítés • Link StateAcknowledgement, Link Állapot Nyugta • Pont-Pont kapcsolatnál AllSPFRouters • Pont-Több pont lapcsolatnálunicast • Üzenetszórás kapcsolatnál DR, BDR többesküldés csoport AllDRouters, innen AllSPFRouters • Megbízható elárasztás, nyugtázás • Implicit: duplikált LSA a frissítésbana forrás felé • Explicit: Link StateAcknowledgement (több LSA-t is egy csomagban)
Számítógép Hálózatok Elárasztás • Link Állapot Újraküldés Lista • RxmtInterval-onként újraküldi ha nem érkezett válasz • Válasz • Késletetett: több LSA együttes nyugtázása (<RxmtInterval) • Direkt: azonnal, unicast • Duplikált LSA érkezik • Az LSA életkora elérte a MaxAge-t
Számítógép Hálózatok Szekvencia számok • A kauzalitást viszik a rendszerbe: • Az események sorrendben történnek • A késleltetések, különböző útvonalak ne befolyásolják az események sorrendjét sehol sem. • Probléma: • Véges hely van a számok ábrázolására mit tegyünk ha a végére értünk? • Megoldások: • Lineáris tér nagyon magas felső határral • 32 biten 10 másodperces frissítéssel 1360 év • Probléma a forgalomirányító újraindulásakor van. Mi volt, mekkorát ugorjon? • Cirkuláris sorszám tér • Vegyes (pl.: negatív számok, majd a szomszédok szólnak)
Számítógép Hálózatok Elárasztás • LSA: • Szekvencia szám • Lineáris szekvencia szám tér • 32 bites előjeles számok • InitialSequenceNumber • MaxSequenceRouter • Ellenőrző összeg • Életkor • MaxAge (1 óra) • InfTransitDelay
Számítógép Hálózatok Körzetek • OSPF komplex algoritmusok • Nagy memória, processzor igény • Egy határ felett nem kezelhető (elárasztás, adatbázis karbatartás) • Az OSPF körzetek lecsökkentik ezt a hatást • Logikai csoportok kezelése • Tartomány -> altartományok • Körzet azonosító - > 32 bit • Úgy ábrázolják mint az IP címeket • 271 -> 0.0.1.15 • Ez alapján a forgalom típusai • Körzetek közötti • Körzeten belüli • Külső • 0.0.0.0 a gerinc számára fenntartott körzet • A topológiák összegzése • Minden körzetközi forgalom itt megy át
Számítógép Hálózatok Forgalomirányító típusok • Belső • Körzet Határ Forgalomirányító (ABR) • Külön Link Állapot Adatbázis minden körzethez • Gerinc forgalomirányító • Autonóm Rendszer Határ forgalomirányítók (ASBR)
Számítógép Hálózatok Partícionált körzetek • Link hiba miatt a körzet egyik része elszigetelődik a másik részétől • Amennyiben ez nem gerinc körzet és mindkét résznek van ABR-e, a gerincen keresztül az eddigi belső forgalom ezentúl körzetközi forgalom lesz • Elszigetelt körzet esetén nincs ilyen útvonal, ABR • A gerinc particiókra esése igen súlyos következményekkel jár
Számítógép Hálózatok Virtuális linkek • Egy link a gerinchez nem gerinc • körzeten keresztül • A következőkre használják: • Egy körzet gerinchez kötésére nem gerinc övezeten keresztül • A szétesett gerinc particióinakösszekötésére nem gerinc körzeteken keresztül • A virtuális link nem kötődik fizikai link-hez • Szabályok: • Virtuális link ABR-ek között építhető ki • A körzet melyen keresztül a virtuális link húzódik (tranzit area) teljes forgalomirányító információval kell, hogy rendelkezzen • A tranzit körzet nem lehet csonk körzet • Csak ideiglenes megoldásként érdemes használni! • A virtuális link egy jel arra, hogy át kell nézni a hálózat tervét
Számítógép Hálózatok Link állapot adatbázis • Minden forgalomirányító minden LSA-t eltárol • Ez a topológia információ alapja • A bejegyzések lejárnak: MaxAge • Link Állapot Frissítés folyamat (Link StateRefresh) • 30 percenként minden forgalomirányító újraküldi minden LSA-ját • LSRefreshTime • Egyfajta KeepAlive folyamat az LSA-knak • Amennyiben egy LSA meghibásodik akkor ezzel kijavítják • Minden LSA-nak külön időzítő • Így az egyszeri nagy terhelés szétkenhető • Nagy sávszélesség igény -> minden LSA külön csomag • Késleltetés beiktatása (LSA grouppacing) 4 perc (10-1800 másodperc) • LSA szám függő (sok rövid, levés hosszú)
Számítógép Hálózatok LSA típusok • Különböző típusú forgalomirányítók különböző LSA-t igényelnek • Forgalomirányító LSA (RouterLSA) • Hálózati LSA (Network LSA) • Hálózat összegző LSA (Network Summary LSA) • ASBR összegző LSA (ASBR Summary LSA) • AS külső LSA (AS External LSA) • Csoport Tagság LSA(Group Membership LSA) • NSSA külső LSA (NSSA External LSA) • Külső tulajdonságok (ExternalAttributes LSA) • Áttlátszó LSA (OpaqueLSA (link-local-scope)) • Opaque LSA (area-local-scope) • Opaque LSA (as-local-scope)
Számítógép Hálózatok Forgalomirányító LSA • A legalapvetőbb LSA • Minden forgalomirányító gyárt ilyet • A link és interfész állapotok , valamint a költségeket hirdeti • Csak abban a körzetben van szétküldve ahonnan származik
Számítógép Hálózatok Hálózat LSA • A DR-ek gyártják a többszörös hozzáférésű hálózatok részére • Egy virtuális csomópontként reprezentálja a többszörös hozzáférésű hálózatot a külvilág számára • Tartalmazza az összes forgalomirányítót a DR-t is beleértve az adott többszörös hozzáférésű hálózatban • Csak a származási körzetben terítik
Számítógép Hálózatok Hálózati összegző LSA • ABR gyártja • Egy körzetbe a körzeten kívüli elérhetőségeket hirdeti • Ezzel tudatja a körzetében lévő forgalomirányítókkal, hogy milyen címeket ismer kívülről • A gerincbe is meghirdeti a hozzácsatolt körzetekben fellelhető cím tartományokat • Azok az alapértelmezett útvonalak melyek az adott körzet számára külsők, de az Adminisztratív Körzet számára belsők szintén meg vannak hirdetve • Minden célhoz csak egy elérhetőséget hirdet, ezt ellátja a tőle való költséggel is • Ezekre az útvonalakra nem futtatják az SPF-et csak hozzáadják a forgalomirányító táblájukhoz • Távolságvektor jellemző!!!! • A körzeteken belül Link állapot alapú a körzetek között viszont távolságvektor alapú!!! • Ezért kell a gerinc körzet, ezért nem lehet kommunikációs útvonal egyéb körzetek között
Számítógép Hálózatok ASBR összegző • ABR-ek hirdetik • Ugyanaz mint a Hálózati összegző LSA csak itt a cél nem egy hálózat hanem egy ASBR • Host cím
Számítógép Hálózatok Autonóm Rendszer Külső LSA • ASBR-ek hirdetik • Az Autonóm Körzeten kívüli címek vagy alapértelmezett útvonalakat hirdetnek meg • Ezek az egész autonóm rendszeren belül terítve vannak
Számítógép Hálózatok Csoport tagság LSA • Az OSPF egy továbbfejlesztet változatában használják (MOSPF - Multicast OSPF) • Egy forrástól több célig történő csomag irányítás
Számítógép Hálózatok Egyéb • NSSA Külső LSA • ASBR a forrása nem túlzottan csonk körzeten belül (Not So Stuby Area) • Tartalma ugyanaz mint az Autonóm Rendszer külső LSA-é • Külső attribútomok LSA • BGP információ átvitele OSPF tartományon • Átlátszó LSA • Gyártó specifikus LSA-k
Számítógép Hálózatok Csonk körzetek • Az ASBR az egész adminisztratív tartományban meghirdeti a megismert útvonalakat • Ez gyakran az LSA adatbázis 40-50%-át is kiteszi • Az olyan körzeteknek ahol csak egy kijárata van és nincs ASBR nem kell tudniuk ezekről • A csonk körzetekre az AS külső LSA-k nincsenek továbbítva csak hálózati összegző LSA-ban vannak alapértelmezett útvonalak meghirdetve • Megszorítások • Csak olyan forgalomirányítók lehetnek benne akik a Hello csomagjukban az E bitet 1-re állították (az LSA adatbázisnak egyformának kell lennie) • Virtuális linkek nem vezethetnek keresztül rajta, nem definiálhatunk ezeken belül sem virtuális linkeket • Nem lehet csonk körzeten belül ASBR forgalomirányító • Lehet ugyan több ABR, de az alapértelmezett útvonal miatt nem tudják eldönteni, hogy melyik az optimális az adott ASBR-felé
Számítógép Hálózatok Teljesen csonk körzet • Ezekbe a körzetekbe nem csak az autonóm rendszeren kívüli címek nincsenek meghirdetve, hanem az adott OSPF körzeten kívüli címek sem • Alapértelmezett útvonalat használnak
Számítógép Hálózatok Nem túlzottan csonk körzet • Előfordul, hogy egy csonk körzetben kell ASBR-t definiálni • Itt használják az NSSA külső LSA-t • Az ASBR-en múlik, hogy egy ABR-hez érkezve átalakítják-e AS külső LSA-vá vagy nem. (P bit)
Számítógép Hálózatok Forgalomirányító tábla • Az LSA adatbázisból Dijkstra algoritmus segítségével készül • Első futásra az ágakat készíti el • Második futásra a leveleket (csonk hálózatok) • A költségként a kimenő interfész sávszélességét szokták használni (CISCO 10^8/BW) • Cél típusok • Hálózat bejegyzések • Forgalomirányító bejegyzések (ABR, ASBR) (külön táblában) • Út típusok • Körzeten belüli út • Körzetek közötti útvonal • Első típusú külső útvonalak (Type 1) (költsége = ASBR + külső) • Második típusú külső útvonalak (Type 2) (költsége = külső)
Számítógép Hálózatok Forgalomirányító tábla keresés • Legpontosabb egyezés (ha semmilyen sincs akkor ICMP destination unerachable) • Utak szűkítése • Körzeten belüli • Körzetközi • E1 külső útvonal • E2 külső útvonal • Több lehetséges útvonal esetén terhelés elosztás (egyenletes) 1-6 úton
Számítógép Hálózatok Azonosítás • Ugyanaz mint a RIPv2 esetében: • MD5(jelszó+csomag)
Számítógép Hálózatok Tartalom • Szomszédok és párok • A Hello protokoll • Hálózat típusok • Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók • OSPF interfészek • OSPF szomszédok • Elárasztás • Körzetek • Forgalomirányító típusok • Partícionált körzetek • Virtuális linkek • Link állapot adatbázis • LSA típusok • Csonk körzetek • Forgalomirányító tábla • Azonosítás