Протокол маршрутизации OSPF

13.2. Конфигурирование протокола OSPF

Ниже приведен пример конфигурирования протокола OSPF на маршрутизаторах составной сети ( рис. 13.3) с таблицей адресов (таблица 13.1).

Из рис. 13.3 и таблицы 13.1 следует, что Сеть 1 (192.168.10.16/28), Сеть 2 (192.168.10.32/27) и Сеть 4 (192.168.10.128/26) являются подсетями сети 192.168.10.0/24. Причем Сети 1, 2 и Сеть 4 разделены Сетью 5 и Сетью 6.

При конфигурировании протокола OSPF необходимо задать номер процесса (по умолчанию 1) и адреса непосредственно присоединенных сетей с их масками переменной длины (wildcard-mask). При этом для каждой сети указывается номер области (по умолчанию area 0). Адреса сетей и интерфейсов приведены в таблице 13.1.

Рис. 13.3. Пример составной сети OSPF

Маршрутизатор Router_А:

Router_A(config)#router ospf 1
Router_A(config-router)#network 10.10.10.16 0.0.0.15 area 0
Router_A(config-router)#network 10.10.10.32 0.0.0.31 area 0
Router_A(config-router)#network 200.5.5.20 0.0.0.3 area 0

Маршрутизатор Router_B:

Router_B(config)#router ospf 1
Router_B(config-router)#network 172.16.20.64 0.0.0.7 area 0
Router_B(config-router)#network 200.5.5.20 0.0.0.3 area 0
Router_B(config-router)#network 200.5.5.24 0.0.0.3 area 0

Маршрутизатор Router_С:

Router_C(config)#router ospf 1
Router_C(config-router)#network 10.10.10.128 0.0.0.63 area 0
Router_C(config-router)#network 200.5.5.24 0.0.0.3 area 0

Скорость передачи на всех последовательных соединениях по умолчанию равна 128 Кбит/с, т. е. каждое соединение характеризуется метрикой в 781 единицу. Ниже приведены таблицы маршрутизации всех маршрутизаторов (A, B, C).

Таблица маршрутизации R_А:

R_А#sh ip route
...
Gateway of last resort is not set

  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
C     10.10.10.16/28 is directly connected, FastEthernet0/0
C     10.10.10.32/27 is directly connected, FastEthernet0/1
O     10.10.10.128/26 [110/1563] via 200.5.5.22, 00:10:18, Serial1/1
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
O     172.16.20.64 [110/782] via 200.5.5.22, 00:12:16, Serial1/1
  200.5.5.0/30 is subnetted, 3 subnets
C     200.5.5.20 is directly connected, Serial1/1
O     200.5.5.24 [110/1562] via 200.5.5.22, 00:12:46, Serial1/1

Маршруты протокола OSPF помечены символом О, административное расстояние – 110. Метрика пути к сети 172.16.20.64 составляет 782 единицы (781 единица последовательное соединение "точка-точка" со скоростью 128 кбит/с и соединение Fast Ethernet с метрикой в 1 единицу). В распечатке таблицы маршрутизации Router_А следует обратить внимание на то, что метрика к сети 200.5.5.24 составляет 1562 единицы (два последовательных соединения "точка-точка"), а к сети 10.10.10.128 – на 1 больше (1563 единицы). Это объясняется тем, что на пути к сети 10.10.10.128 дополнительно имеется соединение Fast Ethernet с метрикой в 1 единицу.

Таблица маршрутизации Router_B:

R_В#sh ip route
...
Gateway of last resort is not set

  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
O    10.10.10.16/28 [110/782] via 200.5.5.21, 00:04:09, Serial1/2
O    10.10.10.32/27 [110/782] via 200.5.5.21, 00:04:09, Serial1/2
O    10.10.10.128/26 [110/782] via 200.5.5.26, 00:01:52, Serial1/1
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
C    172.16.20.64 is directly connected, FastEthernet0/0
  200.5.5.0/30 is subnetted, 2 subnets
C    200.5.5.20 is directly connected, Serial1/2
C    200.5.5.24 is directly connected, Serial1/1

Из распечатки таблицы маршрутизации R_В следует, что в сети 10.10.10.16/28 и 10.10.10.32/27 можно попасть через шлюз 200.5.5.21, а в сеть 10.10.10.128/26 через интерфейс 200.5.5.26. Таким образом, протокол OSPF не суммирует маршруты в рамках сети полного класса.

Таблица маршрутизации Router_C:

R_С#sh ip route
...
Gateway of last resort is not set

  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
O    10.10.10.16/28 [110/1563] via 200.5.5.25, 00:02:34, Serial1/2
O    10.10.10.32/27 [110/1563] via 200.5.5.25, 00:02:34, Serial1/2
C    10.10.10.128/26 is directly connected, FastEthernet0/0
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
O    172.16.20.64 [110/782] via 200.5.5.25, 00:02:34, Serial1/2
  200.5.5.0/30 is subnetted, 3 subnets
O    200.5.5.20 [110/1562] via 200.5.5.25, 00:02:34, Serial1/2
C    200.5.5.24 is directly connected, Serial1/2

Из распечатки таблицы маршрутизации R_С видно, что существуют маршруты ко всем подсетям сети рис. 13.3.

Введение нового соединения между маршрутизаторами А и С ( рис. 13.4) несколько изменяет топологию сети и таблиц маршрутизации. Сеть 7 имеет адрес 200.5.5.28/30, интерфейс s1/0 маршрутизатора А – 200.5.5.29, интерфейс s1/3 маршрутизатора C – 200.5.5.30.

Рис. 13.4. Измененная топология составной сети OSPF

Таблица маршрутизации R_А:

R_А# sh ip route
...
  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
C    10.10.10.16/28 is directly connected, FastEthernet0/0
C    10.10.10.32/27 is directly connected, FastEthernet0/1
O    10.10.10.128/26 [110/782] via 200.5.5.30, 00:04:02, Serial1/0
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
O    172.16.20.64 [110/782] via 200.5.5.22, 00:20:44, Serial1/1
  200.5.5.0/30 is subnetted, 3 subnets
C    200.5.5.20 is directly connected, Serial1/1
O    200.5.5.24 [110/1562] via 200.5.5.22, 00:20:30, Serial1/1
                [110/1562] via 200.5.5.30, 00:04:02, Serial1/0
C    200.5.5.28 is directly connected, Serial1/0

Из распечатки следует, что путь до сети 10.10.10.128/26 сократился со значения 1563 до 782. В сеть 200.5.5.24 можно попасть как через интерфейс 200.5.5.22, так и через – 200.5.5.30, причем метрика одинакова (1562). Появилась непосредственно присоединенная сеть 200.5.5.28. Остальные параметры таблицы маршрутизации R-А остались без изменений.

Первая строка таблицы маршрутизации R_А содержит родительский маршрут 10.0.0.0/8, где указано, что сеть включает три подсети с масками переменной длины. В этом случае маска /8 относится именно к родительской сети полного класса. Далее указаны три дочерних подсети, каждая со своим префиксом /28, /27, /26.

Когда родительская сеть включает одну подсеть, как в пятой строке таблицы R_А (172.16.0.0/29), префикс /29 относится к дочерней сети, которая представлена в следующей строке таблицы – 172.16.20.64.

Таблица маршрутизации R_В:

R_В#sh ip route
...
  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
O    10.10.10.16/28 [110/782] via 200.5.5.21, 00:18:37, Serial1/2
O    10.10.10.32/27 [110/782] via 200.5.5.21, 00:18:37, Serial1/2
O    10.10.10.128/26 [110/782] via 200.5.5.26, 00:14:13, Serial1/1
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
C    172.16.20.64 is directly connected, FastEthernet0/0
  200.5.5.0/30 is subnetted, 3 subnets
C    200.5.5.20 is directly connected, Serial1/2
C    200.5.5.24 is directly connected, Serial1/1
O    200.5.5.28 [110/1562] via 200.5.5.26, 00:04:26, Serial1/1
                [110/1562] via 200.5.5.21, 00:02:06, Serial1/2

Изменения в таблице R_В связаны только с новой сетью 200.5.5.28, к которой ведут два равнозначных пути: через 200.5.5.21 и через 200.5.5.26.

Таблица маршрутизации R_С:

R_С#sh ip route
...
  10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 3 masks
O    10.10.10.16/28 [110/782] via 200.5.5.29, 00:03:01, Serial1/3
O    10.10.10.32/27 [110/782] via 200.5.5.29, 00:03:01, Serial1/3
C    10.10.10.128/26 is directly connected, FastEthernet0/0
  172.16.0.0/29 is subnetted, 1 subnets
O    172.16.20.64 [110/782] via 200.5.5.25, 00:15:18, Serial1/2
  200.5.5.0/30 is subnetted, 3 subnets
O    200.5.5.20 [110/1562] via 200.5.5.25, 00:15:18, Serial1/2
                [110/1562] via 200.5.5.29, 00:03:01, Serial1/3
C    200.5.5.24 is directly connected, Serial1/2
C    200.5.5.28 is directly connected, Serial1/3

Распечатка таблицы маршрутизации R_С позволяет сделать вывод о том, что маршруты к подсетям 10.10.10.16 и 10.10.10.32 сократились практически в два раза (метрика 782 вместо 1563) и проходят через интерфейс 200.5.5.29 (ранее был 200.5.5.25). Трафик в сеть 200.5.5.20 может передаваться поочередно (режим баланса) как через интерфейс 200.5.5.25, так и через 200.5.5.29. Остальные параметры таблицы маршрутизации остались без изменений.

Краткие итоги

1. Протокол состояния канала Open Shortest Path First (OSPF) предназначен для работы в больших гибких составных сетях и может работать с оборудованием разных фирм-производителей.
2. Административное расстояние протокола OSPF равно 110. Протокол используется внутри определенной области, нулевая область (area 0) является главной или единственной.
3. Протокол создает таблицы маршрутизации на основе информации, хранящейся в специальной базе и в таблице данных соседних устройств.
4. Протокол OSPF не проводит периодический обмен объемными обновлениями (update) маршрутной информации, так же как протокол EIGRP, и характеризуется быстрой сходимостью. Обмен маршрутной информацией производится только при возникновении изменений в сети.
5. Hello-пакеты используются, чтобы устанавливать и поддерживать отношения смежности (adjacency) между соседними устройствами.
6. Период рассылки Hello-пакетов составляет 10 секунд. Обмен Hello- пакетами производится с использованием адресов 224.0.0.5 или 224.0.0.6 многоадресного режима.
7. Для подтверждения принятого пакета обновлений используется пакет подтверждения.
8. Каждый маршрутизатор копирует сообщение и модифицирует свое состояние связи, т. е. топологическую базу данных, которая содержит весь набор состояний соединений.
9. Для формирования путей свободных от маршрутных петель строится топологическое дерево с использованием алгоритма Дейкстры выбора первого кратчайшего пути.
10. В сетях с множественным доступом выбирается главный определяющий маршрутизатор (Designated Router – DR) и запасной (Backup Designated Router – BDR), что сокращает объем информации обновлений. Выбор DR и BDR происходит на основе идентификаторов маршрутизаторов
11. Метрика протокола OSPF базируется на полосе пропускания. Алгоритм протокола рассчитывает суммарное значение метрики всех соединений.
12. Протокол OSPF поддерживает маски переменной длины, бесклассовую адресацию на основе префикса, обеспечивает маршрутизацию в топологии с разделенными сетями.

Вопросы

1. Какую информацию содержит пакет OSPF при обновлениях?
2. Каков период передачи пакетов Hello?
3. Какая таблица строится на основе обмена пакетами Hello? Какая адресация используется при этом?
4. Когда протокол OSPF производит обмен маршрутной информацией?
5. Какая база данных содержит полную информацию о топологии сети?
6. Какие параметры учитывает метрика протокола OSPF?
7. Каков формат команд конфигурирования протокола OSPF?

Упражнения

1. Сконфигурируйте динамическую маршрутизацию OSPF нижеприведенной схемы с заданными в таблице адресами. Проведите проверку и отладку с использованием команд show running-config, show ip route, ping, traceroute и tracert.
   

   
   

   Наименование	Адрес	Наименование	Адрес
   Сеть 1 f0/0 Host 1-1 Host 1-n	10.1.10.0/28 10.1.10.1 10.1.10.2 10.1.10.n	Сеть 2 f0/0 Host 2-1 Host 2-n	172.16.20.0/27 172.16.20.1 172.16.20.2 172.16.20.n
   Сеть 3 f0/0 Host 3-1 Host 3-n	192.168.30.0/26 192.168.30.1 192.168.30.2 192.168.30.n	Сеть 4 s1/1 s1/2	204.4.4.0/30 204.4.4.1 204.4.4.2
   Сеть 5 s1/1 s1/2	205.5.5.0/30 200.5.5.1 200.5.5.2
2. Проанализируйте таблицы маршрутизации. Посчитайте метрики маршрутов и сравните с табличными значениями.