Cisco Network Bài 9_T1_[Lý thuyết+Lab]Tìm hiểu Giao Thức Định Tuyến Động OSPF

MỤC LỤC​

1. Khái niệm
2. Đặc điểm của OSPF
3. Nguyên lý hoạt động
4. Một số thành phần quan trọng

1. Cú pháp cấu hình
2. Wildcard Mask và Area
3. Kiểm tra hoạt động của OSPF

1. Mô hình
2. Yêu cầu bài LAB
3. Kế hoạch địa chỉ IP
4. Cấu hình thiết bị
5. Kiểm tra kết quả

I. Tổng quan về OSPF​

1. Khái niệm​

• OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến động thuộc nhóm Link-State, được sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến giữa các Router trong cùng một hệ thống mạng.
• Khác với định tuyến tĩnh, quản trị viên không cần khai báo thủ công từng đường đi đến các mạng đích. Các Router chạy OSPF sẽ tự động trao đổi thông tin, xây dựng cơ sở dữ liệu về topology mạng và lựa chọn đường đi tối ưu.
• OSPF là một IGP (Interior Gateway Protocol), được thiết kế để sử dụng bên trong một hệ thống tự trị (Autonomous System – AS).

2. Đặc điểm của OSPF​

• Là giao thức định tuyến theo trạng thái liên kết (Link-State).
• Sử dụng thuật toán SPF – Shortest Path First (Dijkstra) để tìm đường đi tốt nhất.
• Hỗ trợ chia mạng thành nhiều Area, giúp tăng khả năng mở rộng.
• Có tốc độ hội tụ nhanh khi topology mạng thay đổi.
• Hỗ trợ CIDR và VLSM.
• Chỉ gửi thông tin cập nhật khi có sự thay đổi đáng kể của topology thay vì gửi toàn bộ bảng định tuyến theo chu kỳ.
• Sử dụng giá trị Cost để lựa chọn đường đi tốt nhất.

3. Nguyên lý hoạt động​

Phát hiện Neighbor
      ↓
Thiết lập Neighbor Adjacency
      ↓
Trao đổi thông tin Link-State
      ↓
Xây dựng LSDB
      ↓
Chạy thuật toán SPF
      ↓
Đưa tuyến tốt nhất vào Routing Table

Bước 1: Phát hiện Router láng giềng​

• Các Router OSPF gửi Hello Packet để phát hiện những Router OSPF khác trên cùng mạng.
• Nếu các thông số OSPF phù hợp, hai Router có thể thiết lập quan hệ láng giềng (Neighbor Relationship).

Bước 2: Trao đổi thông tin trạng thái liên kết​

• Các Router trao đổi các thông tin mô tả trạng thái mạng thông qua LSA (Link-State Advertisement).

Bước 3: Xây dựng LSDB​

• Thông tin nhận được được lưu trong LSDB (Link-State Database). Các Router trong cùng một Area sẽ có cái nhìn nhất quán về topology của Area đó.

Bước 4: Tính toán đường đi​

• Router sử dụng thuật toán SPF để xây dựng cây đường đi ngắn nhất và lựa chọn các tuyến tối ưu đưa vào bảng định tuyến.

4. Một số thành phần quan trọng​

Router ID​

1.1.1.1
2.2.2.2
3.3.3.3

Router(config-router)# router-id 1.1.1.1

Area​

Area 0

OSPF Cost​

Cost = Reference Bandwidth / Interface Bandwidth

II. Cấu hình OSPF cơ bản​

1. Cú pháp cấu hình​

Router(config)# router ospf <process-id>

Router(config)# router ospf 1

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

Router(config-router)# network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0

2. Wildcard Mask và Area​

Wildcard Mask = 255.255.255.255 - Subnet Mask

network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0

network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0

3. Một số lệnh kiểm tra​

show ip ospf neighbor

show ip route ospf

show ip ospf

show ip ospf interface brief

III. LAB – Cấu hình định tuyến động OSPF​

1. Mô hình​

2. Yêu cầu bài LAB​

• Cấu hình địa chỉ IP cho các Router và VPC.
• Kích hoạt OSPF trên R1, R2 và R3.
• Đưa các mạng cần thiết vào OSPF Area 0.
• Thiết lập quan hệ Neighbor giữa các Router.
• Kiểm tra các tuyến học được thông qua OSPF.
• Đảm bảo VPC4 có thể giao tiếp với VPC6.

4. Cấu hình thiết bị​

4.1. Cấu hình R1​

Bước 1: Cấu hình các Interface​

R1(config)# interface e0/1
R1(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown

R1(config)# interface e0/0
R1(config-if)# ip address 10.0.12.1 255.255.255.252
R1(config-if)# no shutdown

R1(config)# router ospf 1
R1(config-router)# router-id 1.1.1.1
R1(config-router)# network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0
R1(config-router)# network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0

R1(config-router)# passive-interface e0/1

4.2. Cấu hình R2​

Bước 1: Cấu hình Interface kết nối R1​

2(config)# interface e0/0
R2(config-if)# ip address 10.0.12.2 255.255.255.252
R2(config-if)# no shutdown

R2(config)# interface e0/1
R2(config-if)# ip address 10.0.23.1 255.255.255.252
R2(config-if)# no shutdown

R2(config)# router ospf 1
R2(config-router)# router-id 2.2.2.2
R2(config-router)# network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0
R2(config-router)# network 10.0.23.0 0.0.0.3 area 0

4.3. Cấu hình R3​

Bước 1: Cấu hình Interface kết nối R2​

R3(config)# interface e0/0
R3(config-if)# ip address 10.0.23.2 255.255.255.252
R3(config-if)# no shutdown

R3(config)# interface e0/1
R3(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
R3(config-if)# no shutdown

R3(config)# router ospf 1
R3(config-router)# router-id 3.3.3.3
R3(config-router)# network 10.0.23.0 0.0.0.3 area 0
R3(config-router)# network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)# passive-interface e0/1

4.4. Cấu hình VPC​

ip 192.168.10.10/24 192.168.10.1

ip 192.168.30.10/24 192.168.30.1

show ip interface brief

R1# show ip ospf neighbor

R2# show ip ospf neighbor

Mã:

R3# show ip ospf neighbor

R3 phải phát hiện R2 là Neighbor.

5.3. Kiểm tra bảng định tuyến​

R1# show ip route ospf

5.4. Kiểm tra kết nối end-to-end​

ping 192.168.30.10

IV. Kết luận​

• OSPF là một giao thức định tuyến động Link-State được sử dụng phổ biến trong các hệ thống mạng doanh nghiệp nhờ khả năng hội tụ nhanh, tự động cập nhật topology và hỗ trợ mở rộng hệ thống thông qua Area.
• Thông qua bài LAB với ba Router, có thể quan sát rõ quá trình các Router thiết lập quan hệ Neighbor, trao đổi thông tin Link-State và tự động học các mạng không được kết nối trực tiếp. Khi OSPF hoạt động đúng, các tuyến được học sẽ xuất hiện trong bảng định tuyến với ký hiệu O, đồng thời các thiết bị ở hai mạng LAN đầu cuối có thể giao tiếp với nhau.
• So với Static Routing, OSPF giảm đáng kể khối lượng cấu hình thủ công khi số lượng Router và mạng tăng lên. Tuy nhiên, việc triển khai OSPF đòi hỏi quản trị viên hiểu rõ về Area, Router ID, Neighbor, Cost và quá trình hình thành bảng định tuyến để có thể thiết kế, vận hành và xử lý sự cố mạng hiệu quả.