Дибров М.В. Маршрутизаторы

Подождите немного. Документ загружается.

– Бит E. Бит указывает, что маршрутизатор является пограничным

маршрутизатором автономной системы (ASBR).

– Бит B. Бит указывает, что маршрутизатор является пограничным

маршрутизатором зоны OSPF (ABR).

Каждая запись о связи состоит из пяти обязательных полей и до

четырех необязательных полей ToS. В настоящее время возможность указа-

ния типа сервиса убрана из стандарта OSPF, однако поля ToS оставлены в па-

кетах протокола OSPF для выполнения обратной совместимости с устаревши-

ми версиями протокола OSPF. Данные поля заполняются 0.

– Идентификатор связи. Идентификатор объекта, к которому ведет опи-

сываемая связь.

– Данные связи. Поле передает информацию сетевого уровня, необхо-

димую для алгоритма SPF.

– Тип связи. Поле указывает тип связи маршрутизатора.

– Метрика. Поле содержит стоимость соответствующей связи маршру-

тизатора.

Первые три поля, «Идентификатор связи», «Данные связи», «Тип

связи», тесно взаимосвязаны. Взаимозависимость между значениями, кото-

рые могут принимать эти поля, приведена в таблице 13.3.

Таблица 13.3 – Взаимосвязь полей в LSA 1 Типа

Тип

связи

Описание типа

связи

Идентификатор связи Данные связи

Канал «Точка-

Точка».

RID маршрутизатора на

другом конце канала

связи.

IP адрес интерфейса.

Транзитная

сеть.

IP адрес DR маршрути-

затора.

IP адрес интерфейса.

Тупиковая

сеть.

Сетевой префикс тупи-

кового сегмента.

Маска подсети тупикового

сегмента.

Виртуальная

связь.

RID маршрутизатора на

другом конце виртуаль-

ного.

IP адрес интерфейса через

который пакеты OSPF от-

правляются по виртуально-

му каналу.

13.2.3 Объявление состояния сети (Тип 2)

Объявления состояния сети описывают маршрутизаторы, подключен-

ные к широковещательному сегменту или сегменту NBMA. Они объявляются

DR маршрутизатором выбранным в этом сегменте. Сообщения LSA второго

типа распространяются только в пределах зоны, в которой они объявлены

(Рисунок 13.8).

231

LSA 2

DR Internal

Зона 1

Internal

Рисунок 13.8 – Область распространения LSA 2 типа

Структура сообщения состояния сети представлена на рисунке 13.9.

Присоединенный маршрутизатор N

88 8 8

Данные пакета LSA

Заголовок LSA (Тип = 2)

Присоединенный маршрутизатор 1

32 бита

Маска сети

Рисунок 13.9 – Структура сообщения LSA 2 типа

Структура сообщения включает в себя заголовок LSA со значением 2 в

поле «Тип сообщения», далее идут поля данных:

– Маска сети. Поле содержит маску подсети широковещательного сег-

мента, о котором распространяется информация.

– Присоединенные маршрутизаторы. Поле содержит RID маршрутиза-

тора принадлежащего широковещательному сегменту. Количество полей рав-

няется количеству маршрутизаторов в широковещательном сегменте.

13.2.4 Суммарные объявления о состоянии каналов (Тип 3 и 4)

Суммарные объявления о состоянии каналов описывают места назначе-

ния, расположенные за пределами зоны, но в приделах домена маршрутиза-

ции OSPF. Суммарные LSA типа 3 описывают межзональные маршруты, а

LSA типа 4 описывают пограничные маршрутизаторы автономной системы,

расположенные за приделами зоны OSPF. Сообщения LSA обоих типов объ-

являются пограничными маршрутизаторами ABR. В независимости от типа

каждое суммарное LSA описывает ровно одно место назначения. Принцип

распространения суммарных LSA показан на рисунке 13.10.

232

RIP

LSA 2

Зона 1

Internal

Зона 0 (Backbone )

Internal

LSA 1LSA 1

LSA 1

LSA 3

ABR /R1

LSA 3

BBone ABR/R2

LSA 3

Зона 2

LSA 4

LSA 1

ASBR

Рисунок 13.10 – Принцип распространения суммарных LSA

Маршрутизаторы R1 и R2 объявляют в магистральную зону суммарные

LSA от зон 1 и 2, а в обратном направлении суммарные LSA магистральной

зоны. Пограничный маршрутизатор R1 объявляет несколько суммарных LSA

типа 3 для сетей получателей расположенных в 1 зоне и один суммарный LSA

типа 4 для ASBR маршрутизатора. Во 2 зоне нет точек входа в другие авто-

номные системы, следовательно, маршрутизатор R2 объявляет в магистраль-

ную зону только суммарные LSA 3 типа.

Как говорилось ранее, что одна из основных целей разделения домена

маршрутизации OSPF на несколько зон, это уменьшение нагрузки на процес-

соры маршрутизаторов, вызванной необходимостью выполнения алгоритма

SFP для большого количества топологических записей и поддержанием в ак-

туальном состоянии таблиц маршрутизации большого размера. Для выполне-

ния этой задачи в протоколе OSPF должно производиться суммирование то-

пологической информации. Такое суммирование может выполняться только

на ABR маршрутизаторах. Для этого применяются суммарные LSA 3 типа.

Однако суммирование топологической информации не происходит автомати-

чески, а должно настраиваться вручную, без проведения соответствующей на-

стройки ABR маршрутизаторы будут трансформирование всех известных им

LSA 1 и 2 типа в суммарные LSA 3 типа и производить их объявление в соот-

ветствии с правилами распространения суммарных LSA.

Структура сообщений LSA 3 и 4 типов представлена на рисунке 13.11.

Структура сообщения включает в себя заголовок LSA со значениями 3

или 4 в поле «Тип сообщения», далее идут поля данных:

– Маска. Для суммарного LSA 3 типа поле содержит маску подсети

объявляемого суммарного маршрута. Для LSA 4 типа поле заполняется 0.

– Метрика. Поле содержит метрику маршрута к месту назначения.

233

88 8 8

Данные пакета LSA

Заголовок LSA (Тип = 3 или 4)

32 бита

Маска сети

Метрика

ToS Метрика ToS

Рисунок 13.11 – Структура сообщения LSA 3 и 4 типов

13.2.5 Объявления внешних связей (Тип 5 и 7)

Объявления о внешних связях описывают места назначения, располо-

женные за пределами домена маршрутизации OSPF. Эти сообщения объяв-

ляются пограничными маршрутизаторами автономных систем (ASBR), и как

показано на рисунке 13.12, распространяются по всему домену маршрутиза-

ции OSPF.

Внешняя AS

Зона 2Зона 1

ASBR

Зона 0 (Backbone)

ABR/DR BBone ABR/DR

LSA 5 LSA 5 LSA 5

Internal

LSA 5

Рисунок 13.12 – Принцип распространения внешних LSA

Как видно из рисунка объявления о внешних связях распространяются

без изменения по всему домену маршрутизации OSPF, следовательно, с це-

лью уменьшения нагрузки на маршрутизаторы OSPF без крайней необходи-

мости не следует производить объявления частных маршрутов из других ав-

тономных систем.

При объявлении маршрутов из других автономных систем следует

производить объявление суммарных маршрутов до внешних сетей получа-

телей.

Различие между 5 и 7 типом внешних LSA заключается в том, что 5 тип

применяется для распространения внешних связей внутри и за приделами

234

стандартных зон протокола OSPF, а тип 7 предназначен для распространения

внешних связей внутри NSSA зон протокола OSPF.

Структура сообщений LSA 5 и 7 типов представлена на рисунке 13.13.

88 8 8

Данные пакета LSA

Заголовок LSA (Тип = 5или 7)

32 бита

Маска сети

Метрика

Адрес пересылки

Ярлык внешнего маршрута

E Метрика ToSToS

Адрес пересылки

Ярлык внешнего маршрута

Запись ToS

Рисунок 13.13 – Структура сообщения LSA 5 и 7 типов

Структура сообщения включает в себя заголовок LSA со значениями 5

или 7 в поле «Тип сообщения», далее идут поля данных:

– Маска. Поле содержит маску подсети объявляемого внешнего марш-

рута.

– Бит E. Бит E указывает на тип используемой метрики. Если бит равен

0, то используется метрика 1 типа, если бит равен 1, то метрика 2 типа. О ти-

пах метрик протокола OSPF будет рассказано далее.

– Метрика. Поле содержит метрику маршрута к месту назначения.

– Адрес пересылки. Поле содержит IP адрес маршрутизатора, который

должен передавать трафик к внешней сети получателю. Если это поле содер-

жит значение 0, передающий маршрутизатор является пограничным маршру-

тизатором ASBR, который объявляет данное сообщение LSA.

– Ярлык внешнего маршрута. Поле содержит ярлык внешнего маршру-

та, который был назначен при импорте маршрутной информации в домен

маршрутизации OSPF.

13.3 Построение таблицы маршрутизации протоколом OSPF

Сообщения LSA описывают топологическую информацию домена

маршрутизации протокола OSPF. Маршрутизаторы используют эту информа-

235

цию для построения таблицы маршрутизации, которая используется при

передаче трафика сети получателю.

Каждый маршрутизатор обладает отдельной базой данных состояния

связей для каждой зоны, к которой он подключен. Когда содержимое базы

данных изменяется, маршрутизатор запускает алгоритм SPF для повторного

построения таблицы маршрутизации. Алгоритм SPF выполняется для той та-

блицы топологии, в которой произошли изменения.

Процесс построения маршрутизатором таблицы маршрутизации состо-

ит из следующих основных пунктов.

1. Маршрутизатор выполняет алгоритм SPF для сообщений LSA 1 и 2

типов. Маршрутизатор производит расчет внутризональных записей таблицы

маршрутизации для всех сетей получателей, имеющихся в пределах зоны.

Кроме того, он генерирует записи маршрутизаторов для всех погранич-

ных маршрутизаторов ABR и ASBR находящихся внутри данной зоны. Эти

записи таблицы маршрутизации не используются для пересылки трафика, они

используются только протоколом OSPF при создании межзональных маршру-

тов, а также маршрутов к сетям получателям находящихся в других автоном-

ных системах.

2. Маршрутизатор рассчитывает межзональные маршруты, используя

суммарные LSA 3 и 4 типов. При создании межзональных маршрутов марш-

рутизатор должен проверить, имеется ли запись в таблице маршрутизации,

созданная на 1 шаге, для ABR маршрутизатора, идентификатор которого ука-

зан в качестве объявляющего маршрутизатора суммарного сообщения LSA.

Если такой записи не существует, межзональный маршрут не создается.

Для пограничных маршрутизаторов ASBR, маршрутизаторы создают

таблицы маршрутизации, которые не используются для пересылки трафика, а

используются протоколом OSPF при создании внешних маршрутов.

3. Маршрутизаторы рассчитывают маршруты к внешним сетям получа-

телям, используя информацию сообщений LSA 5 или 7 типов. При создании

внешних маршрутов маршрутизатор должен проверить, имеется ли записи в

таблице маршрутизации для маршрутизаторов ASBR, через который доступ-

ны внешние получатели созданные на шаге 2 для маршрутизатора ASBR,

идентификатор, которого указан в качестве объявляющего маршрутизатора

суммарного сообщения LSA. Если такой записи не существует, внешний

маршрут не создается.

Полное описание процесса расчета таблицы маршрутизации с обра-

боткой всех возможных вариантов и обработкой исключений приводится в

RFC 2328.

13.3.1 Типы маршрутов протокола OSPF

236

В соответствии с процессом построения таблицы маршрутизации про-

токол OSPF разделяет маршруты на четыре типа. В таблице 13.4 приведено

описание типов маршрутов протокола OSPF.

237

Таблица 13.4 – Типы маршрутов в протоколе OSPF

Идентификатор Тип маршрута Описание

O OSPF intra–area. Внутризональный марш-

рут.

O IA OSPF inter–area. Межзональный маршрут.

O E1 Type 1 External routes. Внешний маршрут 1

типа.

O E2 Type 2 External routes. Внешний маршрут 1

типа.

13.3.2 Расчет метрики внешних маршрутов

Расчет метрики внешних маршрутов зависит от типа внешнего маршру-

та.

Для внешних маршрутов 1 типа (E1) метрика вычисляется сложением

внешней метрики маршрута полученной при импортировании маршрута в до-

мен маршрутизации OSPF и метрики каждого канала, который проходит на

своем пути пакет до ASBR маршрутизатора.

Для внешних маршрутов 2 типа (E2) метрика состоит только из внеш-

ней метрики и не зависит от метрик внутренних каналов связи.

Пример распространения внешних маршрутов различных типов приво-

дится на рисунке 13.14.

Внешняя AS 2Внешняя AS 1

Зона 1

Зона 0 (Backbone)

R2 R3 R4

101665 10 10 1785

R1 Cost to :

AS1 (E1) via R1 = 1665

AS2 (E2) via R2 = 1785

R3 Cost to :

AS1 (E1) via R2 = 1685

AS2 (E2) via R4 = 1785

R2 Cost to :

AS1 (E1) via R 1 = 1675

AS2 (E2) via R 3 = 1785

R4 Cost to :

AS1 (E1) via R3 = 1695

AS2 (E2) via R4 = 1785

Рисунок 13.14 –Распространение внешних маршрутов

Внешние маршруты 2 типа применяются, если во внешнюю автоном-

ную систему, на которую они указывают, существует только одна точка вхо-

да. Следовательно, производить пересчет метрики маршрута внутри домена

маршрутизации OSPF не имеет смысла, так как внутренняя метрика ни как не

может повлиять на выбор внешнего маршрута.

238

Однако если во внешнюю автономную систему существуют две или бо-

лее точек входа, причем они могут быть расположены в разных частях домена

маршрутизации OSPF, то для корректной обработки таких внешних маршру-

тов необходимо их объявление как внешних маршрутов 1 типа. При этом в их

метрике будет учитываться не только внешняя составляющая, но и внутрен-

няя, это позволит маршрутизаторам находящимся в домене OSPF произво-

дить корректный выбор между альтернативными внешними маршрутами.

По умолчанию протокол OSPF все внешние маршруты распространяет

как внешние маршруты 2 типа.

13.4 Суммирование маршрутов протоколом OSPF

Использование механизма суммирования маршрутов существенно

уменьшает величину требуемых вычислительных ресурсов для процесса

маршрутизации OSPF. В протоколе OSPF существуют два типа суммирова-

ния маршрутов:

– Суммирование межзональных маршрутов;

– Суммирование внешних маршрутов.

13.4.1 Суммирование межзональных маршрутов

Зона 1 Зона 2 Зона 3

Зона 0 (Backbone )

LSA 3

LSA 1

Рисунок 13.15 – Суммирование маршрутов в домене OSPF

В протоколе OSPF суммирование маршрутов в отличие от ранее

рассмотренных протоколов маршрутизации, где существуют механизмы сум-

239

мирования маршрутов в произвольной точке сети, можно производить только

на ABR маршрутизаторах. По умолчанию протокол OSPF не производит сум-

мирование маршрутов, однако, по принципу распространения топологиче-

ской информации ABR маршрутизатор производит замену каждого LSA 1 и 2

типа на сообщения LSA 3 типа.

При ручной настройке суммирования маршрутов, распространяемые

LSA 3 типа, описывают непрерывные группы сетей получателей как одну об-

щую сеть получатель, следовательно, множество LSA 1 и 2 типов заменяются

одним или несколькими сообщениями LSA 3 типа (Рисунок 13.15).

В примере, изображенном на рисунке 13.16, таблица маршрутизации

маршрутизатора R2 содержит 12 сетей, которые могут быть просуммированы

в два суммарных маршрута. Блок адресов с 172.16.8.0 по 172.16.15.0/24 пред-

ставляется маршрутом 172.16.8.0/21, а блок адресов с 17216.16.0 по

172.16.19.0/24 представляется маршрутом 172.16.16.0/22.

Зона 1

Зона 0 (Backbone)

R2 R3

O 172.16.8.0 255.255.255.0

O 172.16.9.0 255.255.255.0

O 172.16.10.0 255.255.255.0

O 172.16.11.0 255.255.255.0

O 172.16.12.0 255.255.255.0

O 172.16.13.0 255.255.255.0

O 172.16.14.0 255.255.255.0

O 172.16.15.0 255.255.255.0

O 172.16.16.0 255.255.255.0

O 172.16.17.0 255.255.255.0

O 172.16.18.0 255.255.255.0

O 172.16.19.0 255.255.255.0

IA 172.16.8.0 255.255.248.0

Рисунок 13.16 – Пример суммирования межзональных маршрутов

Для настройки механизма суммирования межзональных маршрутов ис-

пользуется команда area range. Синтаксис команды приводится в примере

13.1

Пример 13.1 – Синтаксис команды area range

(config-router)# area area-id range address mask [advertise | not-advertise]

[cost cost]

(config-router)# no area-id range address mask [advertise | not-advertise]

[cost cost]

Описание параметров команды приводиться в таблице 13.5.

240