Báo Cáo Một số giao thức định tuyến cụ thể OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) được phát triển bởi Internet Engineering Task Force (IETF) như một sự thay thế những hạn chế cũng như nhược điểm của RIP.

OSPF là một link state protocol, như tên gọi của mình nó sử dụng thuật toán Dijkstra'’ Shortest Path First (SPF) để xây dựng routing table và open nói nên tính phổ biến của nó. OSPF đã được John Moy đưa ra thông qua một số RFC, gần đây nhất là RFC 2328.

Giống như các link state protocol, OSPF có ưu điểm là hội tụ nhanh, hỗ trợ được mạng có kích thước lớn và không xảy ra routing loop. Bên cạnh đó OSPF còn có những đặc trưng sau:

Sử dụng area để giảm yêu cầu về CPU, memory của OSPF router cũng như lưu lượng định tuyến và có thể xây dựng hierarchical internetwork topologies.

Là giao thức định tuyến dạng clasless nên hỗ trợ được VLSM và discontigous network.

OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5 (all SPF router) 224.0.0.6 (DR và BDR router) để gửi các thông điệp Hello và Update.
OSPF còn có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plain text và dạng MD5.
Sử dụng route tagging để theo dõi các external route.
OSPF còn có khả năng hỗ trợ Type of Service.

1. Thuật ngữ

Router ID:

Chính là địa chỉ IP cập nhật của loopback interface.

Nếu không có loopback interface được cấu hình thì Router ID sẽ là địa chỉ cập nhật của physical interface.

Người ta sử dụng địa chỉ loopback vì 2 nguyên nhân sau:

Loopback interface ổn định hơn bất kỳ physical interface nào. Và nó luôn luôn active khi router hoạt động, chỉ fail khi toàn bộ router fail.

Người quản trị mạng điều khiển hoạt động của OSPF trong quá trình bình bầu DR và BDR.

Designated Router (DR): Để ngăn chặn tình trạng storm LSA trong multi-access network một DR được bầu ra trong multi-access network. DR có những nhiêm vụ sau:

Đại diện cho multi-access network và gắn bó với phần còn lại internetwork.

Để quản lý quá trình flood xử lý trên multi-access network.

Backup Designated Router (BDR): một vấn đề quan trọng với sự xắp xếp DR là khi DR bị fail, một new DR phải được xác định. Adjacency mới phải được thiết lập lại và tất cả Router trên mạng phải đồng bộ lại database của chúng với new DR. Trong suốt quá trình này thì mạng không gửi dữ liệu được.

Để ngăn chặn điều này người ta đưa ra khái niệm BDR. Tất cả các router không chỉ thiết lập adjacency với DR mà còn với BDR. Nếu DR bị fail thì BDR sẽ trở thành DR mới mà không ph3ai đồng bộ lại database của chúng.

2. Operation of OSPF

Hoạt động của OSPF có thể tóm tắt trong 7 bước sau:

Các OSPF-speaking router gửi các Hello packet ra tất cả các OSPF-enable interface. Nếu 2 router sau khi trao đổi Hello packet và thoả thuận một số thông số chúng sẽ trở thành neighbor.

Adjacency có thể được tạo qua virtual point-to-point link hay được tạo qua một vài neighbor. OSPF định nghĩa ra một số loại network và một số loại router. Sự thiết lập một adjacency được xác định bởi loại router trao đổi Hello và loại network mà Hello trao đổi qua.

Mỗi router gửi các link state advertisement (LSA) qua tất c adjacency. LSA mô tả tất cả các interface của router (link) và trạng thái của link. Các link này có thể là stub network, tới OSPF router khác, tới network trong cùng một area, tới external network. Do có rất nhiều loại link state information cho nên OSPF định nghĩa ra đến 11 loại LSA.

Mỗi router nhận một LSA từ neighbor với link state database của neighbor đó và gửi một copy của LSA tới tất cả neighbor khác của nó.

Bằng cách flooding các LSA toàn bộ một area, tất cả router sẽ xây dựng chính xác link state database.

Khi database được hoàn tất, mỗi router sử dụng thuật toán SPF để xây dựng nên SPF tree.

Mỗi router sẽ xây dựng nên routing table từ SPF tree.