[Phần 3]OSPF là gì? Tại sao OSPF lại tốt hơn? – Series tự học CCNA [A-Z]

Giới thiệu về OSPF ( Open Shortest Path First )

1. Khái niệm

OSPF  là một giao thức định tuyến dạng link-state, sử dụng thuật toán Dijkstra “ Shortest Path First (SPF)” để xây dựng bảng định tuyến.

Khác với giao thức RIP,  OSPF mang những đặc điểm của giao thức link-state. Nó có ưu điểm là hội tụ nhanh, hỗ trợ được mạng có kích thước lớn và không xảy ra routing loop. Là giao thức định tuyến dạng classless nên hỗ trợ VLSM và mạng không liên tục (discontigous network). OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5 và 224.0.0.6 (DR và BDR router) để gửi các thông điệp hello và update.

Bên cạnh đó OSPF còn sử dụng area để giảm yêu cầu về CPU, memory của OSPF router cũng như lưu lượng định tuyến. OSPF còn có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plaintext và dạng MD5.

2. Metric của OSPF

OSPF sử dụng metric là cost. Cost của toàn tuyến được tính theo cách cộng dồn cost dọc theo tuyến đường đi của packet. Cách tính cost được IETF đưa ra trong RFC 2328.

Cost được tính dựa trên băng thông sao cho tốc độ kết nối của đường link càng cao thì cost càng thấp dựa trên công thức 10^8/bandwidth với giá trị bandwidth được cấu hình trên mỗi interface và đơn vị tính là bps.

Tuy nhiên, chúng ta có thể thay đổi giá trị cost. Nếu router có nhiều đường đến đích mà cost bằng nhau thì router sẽ cân bằng tải trên các đường đó (tối đa là 16 đường). Những tham số bắt buộc phải giống nhau trong các router chạy OSPF trong một hệ thống mạng đó là Hello/dead interval, Area – ID, authentication password (nếu có), stub area flag.

3.Quá trình xây dựng bảng định tuyến của OSPF

– Các loại môi trường OSPF

Multiple access (ethernet)
Point-to-point
NBMA (Non-Broadcast Multiple Access)

– Các OSPF gửi các gói hello định kỳ để thiết lập quan hệ láng giềng (neighbor). Gói tin hello mang các thông tin thương lượng với các router neighbor trước khi thiết lập quan hệ adjacency. Trong mạng đa truy cập, giao thức hello sẽ bầu ra DR và BDR. DR và BDR sẽ thiết lập mối quan hệ adjacency với tất cả các router khác và những router này chỉ trao đổi thông tin với DR và BDR. Trong mạng point-to-point không cần chọn DR và BDR.

– Mỗi router nhận một LSA từ neighbor với cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết (link-state database) của neighbor đó và gửi một copy của LSA tới tất cả neighbor khác của nó

– Bằng cách flooding các LSA cho 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 cây SPF

– Mỗi router sẽ xây dựng nên bảng định tuyến từ cây SPF. Kết quả là mỗi router sẽ có
thông tin về đường đến tất cả các mạng đích trong hệ thống mạng.

– Quá trình bầu chọn DR và BDR :

Quá trình bầu chọn liên quan đến 2 tham số: độ ưu tiên (priority) và router ID. Tham số priority được chọn trước tiên, giá trị priroity nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Nếu priority đặt là 0 thì router này sẽ không tham gia vào quá trình bầu chọn DR/BDR. Router nào có có độ ưu tiên cao nhất sẽ được chọn là DR, cao thứ hai sẽ là BDR. Mặc định giá trị priority OSPF là 1. Khi giá trị priority đề bằng nhau thì OSPF sẽ bầu chọn DR dựa vào tham số thứ hai là router ID.

Trong hệ thống mạng dùng OSPF không cấu hình cổng interface loopback thì giá trị router ID được chọn là giá trị địa chỉ IP lớn nhất của các interface đang hoạt động (cative interface) của router. Nếu có cổng loopback thì cổng loopback được chọn, trường hợp có nhiều cổng loopback thì chọn cổng loopback nào có địa chỉ IP cao nhất.

4.Cấu hình OSPF

– Khởi tạo tiến trình định tuyến OSPF

Router(config)#router ospf <process-id>
– Chọn cổng tham gia vào quá trình trao đổi thông tin định tuyến

Router(config-router)#network <address> <wildcard-mask> area <area-id>

**Trong đó:

• Process-id: chỉ số tiến trình của OSPF, mang tính chất cục bộ, có giá trị 1 đến 65535
• Address: địa chỉ cổng tham gia định tuyến
• Wildcard mask: điều kiện kiểm tra giữa địa chỉ cấu hình trong address và địa chỉ các cổng trên router, tương ứng bit 0 – phải so khớp, bit 1 – không cần kiểm tra.
• Area-id: vùng mà cổng tương ứng thuộc về kiến trúc OSPF

Ví dụ:

– Các câu lệnh kiểm tra cấu hình OSPF:

Router#show ip protocol
Router#show ip route
Router#show ip ospf interface
Router#show ip ospf neighbor
Router#debug ip ospf events
Router#debug ip ospf packet

– Chứng thực trong OSPF

Giao thức OSPF hỗ trợ hai dạng chứng thực là: “Plain Text” và MD

• Chứng thực bằng “Plain Text”: Cấu hình giữa hai cổng của 2 router nối trực tiếp với nhau để chứng thực giữa chúng trước khi trao đổi thông tin định tuyến. Mật khẩu gửi chứng thực không được mã hóa.

R(config)#interface <interface>
R(config-if)#ip ospf authentication
R(config-if)#ip ospf authentication-key <password>

• Chứng thực bằng MD5

R(config)#interface <interface>
R(config-if)#ip ospf authentication message-digest
R(config-if)#ip ospf messages-digest-key 1 md5 <password>

còn tiếp…