Lesson_3_Dyn_IP

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

организовать отношения смежности со всеми остальными маршрутизаторами в сети. Частью этого процесса является синхронизация баз данных, которая может занимать достаточно много времени, в течение которого сеть будет недоступна для передачи данных. Наличие маршрутизатора Backup DR избавляет от необходимости формирования дополнительных отношений смежности, поскольку они уже существуют. Это уменьшает время простоя для транзитного трафика до момента времени, когда новые маршруты станут известны в результате лавинной рассылки новых LSA, анонсированных новый маршрутизатор DR.

Резервный маршрутизатор DR не генерирует анонсов network-LSA для сети. Процесс назначения Backup DR также осуществляется с помощью протокола Hello. Каждый пакет Hello имеет поле для указания Backup DR для сети. На некоторых этапах процедуры лавинной рассылки Backup DR играет пассивную роль, отдавая основной приоритет трафика маршрутизатору DR. В результате снижается уровень локального служебного трафика.

Отношения смежности поддерживаются описанным выше механизмом как в сетях содержащих только DR, так и в сетях, содержащих DR + Backup DR. Как известно, свойство смежности относится к сети, в которую оба маршрутизатора имеют подключенные интерфейсы. Если смежные маршрутизаторы имеют несколько общих сетей, между этими маршрутизаторами организуется соответствующее число отношений смежности. Набор отношений смежности сети можно представить в форме ненаправленного графа. Вершины графа представляют маршрутизаторы, а ребра соединяют смежные маршрутизаторы между собой. Граф смежности описывает поток пакетов протокола маршрутизации и, в частности, пакетов Link State Update через AS. В зависимости от наличия в сети выделенного маршрутизатора DR возможны два варианта графа. В физических сетях «точка-точка», сетях Point-to- MultiPoint и виртуальных каналах соседние маршрутизаторы становятся смежными, если они могут обмениваться данными напрямую. В широковещательных и NBMA - сетях маршрутизаторы DR и Backup DR являются смежными для всех остальных маршрутизаторов сети.

Для соединения типа точка-точка

граф имеет вид

Для подключения в широковещательные сети или сети NMBA (с настроенным ARP)

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

при условии, что маршрутизатор RT7 является DR, а RT3 - Backup DR для сети N2, граф имеет вид

Маршрутизатор Backup DR выполняет меньше работы в процессе лавинной рассылки, нежели маршрутизатор DR - по этой причине соединение с маршрутизатором Backup DR (RT3) выделено на графе пунктиром.

Как было отмечено ранее, отношения смежности организуются с некоторыми соседями маршрутизатора. Маршрутизаторы, связанные сетями point-to-point, Point-to-MultiPoint или виртуальными каналами, всегда являются смежными. В широковещательных и NBMA-сетях все маршрутизаторы являются

смежными с DR и Backup	DR.	Решение	вопроса об	организации отношений
смежности происходит в	два	этапа.	Первый -	начальная организация
двухсторонней связи между соседями,			а второй	– обнаружение смены

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

маршрутизаторов (Backup) DR. Если принято решение не организовать отношения смежности, смена состояний соседей останавливается на уровне второго этапа.

Отношения смежности следует организовывать при наличии с соседом двухсторонней связи и выполнении, по крайней мере, одного из перечисленных ниже условий:

-маршрутизаторы связаны сетью point-to-point

-маршрутизаторы связаны сетью Point-to-MultiPoint

-маршрутизаторы связаны виртуальным каналом

-маршрутизатор играет роль DR

-маршрутизатор играет роль Backup DR

-соседний маршрутизатор является DR

-соседний маршрутизатор является Backup DR

Рассмотрим практический пример взаимодействия протокола OSPF в схеме, состоящей из одной области OSPF.

После конфигурирования интерфейсов маршрутизаторов, участвующих в схеме (R1, R2, R3), рассмотрим настройку протокола OSPF на маршрутизаторе CISCO на примере R3.

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

Процесс OSFP включается командой router ospf 1, где 1 — номер процесса OSPF, запущенного на маршрутизаторе. Этот номер имеет локальный смысл, и его совпадение с аналогичными номерами на других маршрутизаторах не обязательно.

Далее необходимо указать сети, которые будут анонсироваться маршрутизатором:

network network-address wildcard-mask area area-id

Также как и в EIGRP, в OSPF указывается инвертированная маска сети — wildcard-mask. В сетевой части такой маски стоят нули, а в хостовой — единицы:

Маска в точечно-десятичной форме:	255.255.252.0
Маска в битовом представлении:	11111111.11111111.11111100.00000000
Инвертированная маска:	00000000.00000000.00000011.11111111

Очень удобно вычислять инвертированную маску вычитанием реальной маски из 255.255.255.255, например инвертированная маска для маски

255.255.255.192 — 0.0.0.63:

255.255.255.255

-

255.255.255.192

----------------

0.0. 0. 63

Внашем случае маска /8 в инвертированном виде выглядит как 0.255.255.255. Параметр area 0 указывает область OSPF.

Идентификатор маршрутизатора (Router ID – 15.0.0.3) соответствует IP адресу одного из интерфейсов, участвующих в работе OSPF. Идентификатор маршрутизатора может быть определѐн тремя способами:

1.Назначен вручную

2.Если Router ID не назначен вручную, им станет наибольший адрес, назначенный loopback-интерфейсу

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

3.Если Router ID не назначен вручную, и loopback-интерфейс не имеет адреса, в качестве Router ID выступает наибольший адрес, установленный работающему физическому интерфейсу.

Проверить работу OSPF можно следующими командами:

show ip protocols. Показывает сведения о запущенном процессе маршрутизации, в данном случае – OSPF. Показан Router ID маршрутизатора, сети, анонсируемые маршрутизатором, и источники получения маршрутов.

show ip ospf neighbor. Показывает соседние маршрутизаторы, с которыми установлены отношения смежности.

show ip ospf. Показывает номер OSPF процесса, Router ID маршрутизатора и информацию об области OSPF, к которой принадлежит маршрутизатор.

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

show ip ospf interface. Показывает номер OSPF процесса, Router ID маршрутизатора и информацию о таймерах OSPF – Hello и Dead.

Настро

йки

остальных

маршрутиза торов, участников схемы, аналогичны, и содержат IP адреса подключенн ых интерфейсо в лежащих в одной - магистральн ой области.

Рассмо

трим

взаимодейст

вие маршрутизаторов в хронологическом порядке. Итак, маршрутизатор R3 подключен, и рассылает в общий сегмент сети (15.0.0.0) сообщения типа Hello, для обнаружения соседних маршрутизаторов.

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

Сообщение передается групповой рассылкой, в адресе получателя указывается 224.0.0.5, что соответствует маршрутизаторам OSPF. В заголовке пакета OSPF указывается:

OSPF version - Версия протокола – 2

Message Type - Тип сообщения – 1 , что соответствует сообщениям Hello Packet Length - Длина пакета OSPF с учетом заголовка – 44 байта

Source OSPF Router - Идентификатор маршрутизатора-источника пакета –

15.0.0.3

Area ID - Идентификатор области-источника пакета – 0.0.0.0

А так же, контрольная сумма пакета, тип аутентификации 0х0001 что соответствует использованию открытого пароля и сам пароль 123456.

В пакете Hello содержится следующая информация: Network Mask - Маска сети интерфейса-источника – 255.0.0.0 Hello Interval - Интервал передачи пакетов Hello – 10 (секунд)

Options - Опции – бит E (0х02) означает OSPF ExternalRoutingCapability и

устанавливается всеми маршрутизаторами, связанными с магистралью, либо передающими в нетупиковые области. При этом, установка данного флага приводится только в информационных целях и не влияет на расчет таблицы маршрутизации.

Router Priority - Приоритет маршрутизатора – 1, указывает на возможность данного маршрутизатора быть основным DR (Designated Router) либо запасным

(Backup) DR.

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

Router Dead Interval - Количество секунд, спустя которое, данный маршрутизатор можно считать неработоспособным – 40 (секунд).

Designated Router – идентификатор выделенного маршрутизатора для данной

сети с точки зрения источника	пакета	- 15.0.0.3 (т.е.	маршрутизатор
предлагает себя в качестве DR)
Backup Designated Router -	идентификатор запасного		выделенного

маршрутизатора для данной сети с точки зрения источника пакета – 0.0.0.0 (т.е. это место вакантно, принимаются предложения)

Такие сообщения Hello маршрутизатор R3 рассылает, до тех пор, пока не получит аналогичное сообщение от соседнего маршрутизатора. Спустя некоторое время включается маршрутизатор R1, и отправляет мультикастом пакет Hello

Содержание пакета аналогично, за исключением адреса отправителя, и значения поля Designated Router. DR = 0.0.0.0 т.е. маршрутизатор R1 не знает ID маршрутизатора выполняющего роль DR, но и сам становится Designated Router в данный момент времени маршрутизатор R1 не собирается. Не известен

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

так же и Backup DR. В данном случае, маршрутизатор R1 в конечно итоге предложил бы себя в качестве DR, если бы не поступило иных предложений, но так как в схеме уже существует DR, то максимум на что может претендовать R1, так это должность Backup DR, т.е. запасного выделенного маршрутизатора.

Базовые операции обработки пакетов Hello на стороне получателя включают проверку заголовка IP и заголовка OSPF. После этого значения полей

Network Mask, HelloInterval и RouterDeadInterval в принятом пакете Hello

сравниваются с параметрами принимающего интерфейса. При любом несовпадении обработка завершается, а пакет сбрасывается. Т.е., перечисленные поля описывают характеристики и конфигурацию подключенной сети. Однако это правило имеет одно исключение – в сетях point-to-point и виртуальных каналах, значение Network Mask принятого пакета Hello игнорируется. Установка бита E в поле Options пакета Hello должна соответствовать параметру ExternalRoutingCapability для этой области. Если анонсы AS-external-LSA не рассылаются в данную область (область является тупиковой) то бит E в пакетах Hello должен быть сброшен, в остальных случаях бит E=1. Несоответствие значений прерывает обработку пакета и пакет отбрасывается. Установка остальных опций Hello должна игнорироваться.

После этого проверяется совпадение адреса отправителя пакета Hello с адресами соседей принимающего интерфейса. Если принимающий интерфейс подключен к широковещательной, Point-to-MultiPoint или NBMA-сети, отправитель идентифицируется по IP-адресу отправителя в заголовке IP пакета Hello. Если принимающий интерфейс подключен к сети point-to-point или виртуальному каналу, отправитель идентифицируется значением Router ID в заголовке OSPF пакета Hello. Текущий список соседних интерфейсов содержится в структуре данных интерфейса. Если отправитель не найден в списке соседей (т. е., получен первый пакет в сессии) то в структуру данных вносятся дополнения. Для нового соседа состояние устанавливается в Down.

При получении пакета Hello от соседа в широковещательной, Point -to- MultiPoint или NBMA-сети, в базу данных заносится значение Neighbor ID, равное значению Router ID в заголовке OSPF принятого пакета. Для таких типов сетей поля структуры данных о соседе Router Priority, Designated Router и Backup Designated Router также устанавливаются равными значениям соответствующих полей пакета Hello. При получении пакета Hello из сети point- to-point (но не из виртуального канала) значение Neighbor IP устанавливается в соответствии с IP-адресом отправителя. Далее проверяется остальная часть пакета Hello и генерируются события для механизма состояний соседа и интерфейса. Данный механизмы состояний срабатывает немедленно или в соответствии с очередью. В приведенном ниже примере указано, что механизмы состояний соседа исполняется сразу же (in line) и несколько смен состояния могут быть инициированы одним пакетом Hello:

-Каждый принятый пакет Hello активизирует механизм состояний соседа событием HelloReceived.

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ» 2009

-После этого проверяется список соседей в пакете Hello. Если принявший маршрутизатор присутствует в списке, механизму состояний передается событие 2-WayReceived. В противном случае используется событие 1- WayReceived и обработка пакета заканчивается.

-Далее, если было зафиксировано изменение поля Router Priority, планируется активизация механизма состояний интерфейса событием NeighborChange (Изменение информации о соседе).

-Если сосед декларирует себя как DR (в пакете Hello поле Designated Router = Neighbor IP), поле Backup DR в пакете имеет значение 0.0.0.0 и

принимающий интерфейс находится в состоянии Waiting, планируется активизация механизма состояний интерфейса событием BackupSeen. В остальных случаях, если сосед декларирует себя как DR, но не был им до этого или не декларирует себя в этом качестве, хотя ранее играл роль DR, планируется активизация механизма состояний принимающего интерфейса событием NeighborChange.

-Если сосед декларирует себя как Backup DR (в пакете Hello поле Backup Designated Router = Neighbor IP) и приемный интерфейс находится в состоянии Waiting, планируется активизация механизма состояний интерфейса событием BackupSeen. В остальных случаях, когда сосед объявил себя Backup DR, не будучи таковым до этого, или снял с себя полномочия Backup DR, планируется активизация механизма состояний принимающего интерфейса событием NeighborChange. В сетях NBMA прием пакета Hello может также вызывать передачу ответного пакета

Hello.

Таким образом, получив пакет Hello от R1, маршрутизатор R3 отправляет пакет Hello c указанием активного соседа. Т.е. R3 указывает в своем пакете, что им найден соседний маршрутизатор OSPF и указывает адрес этого маршрутизатора.