Tìm Hiểu Giao Thức Open Shortest Path First (OSPF)
Open Shortest Path First (OSPF) là một Interior Gateway Protoco (IGP) được phát triển bởi nhóm làm việc OSPF của Internet Engineering Task Force (IETF). Được thiết kế đặc biệt cho các mạng IP, OSPF hỗ trợ cho subIP và gán thẻ cho thông tin định tuyến được lấy từ bên ngoài. OSPF cũng cho phép xác thực gói tin và sử dụng IP muticast khi gửi và nhận gói tin.1. OSPF là gì?
- OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến trạng thái liên kết (Link-State Routing Protocol) được sử dụng rộng rãi trong các mạng IP. Nó cho phép các router trong cùng một hệ thống (Autonomous System) chia sẻ thông tin về trạng thái của các liên kết mạng, và xây dựng bảng định tuyến tối ưu.
2. Cách hoạt động của OSPF
- OSPF hoạt động dựa trên việc thu thập và chia sẻ thông tin trạng thái liên kết giữa các router. Mỗi router tạo ra một bản đồ đầy đủ của mạng và sử dụng thuật toán Dijkstra để tính toán đường đi ngắn nhất đến các đích. Mạng OSPF có thể được chia thành nhiều khu vực (Area) để tối ưu hóa hiệu suất và quản lý. Các router (Area Border Routers - ABRs) kết nối các khu vực này với nhau và duy trì thông tin định tuyến giữa chúng.
3. Lợi ích của OSPF
- OSPF được sử dụng rộng rãi do khả năng mở rộng, tốc độ hội tụ nhanh và hỗ trợ cho các mạng lớn với cấu trúc phân cấp. Nó cung cấp khả năng định tuyến linh hoạt và hiệu quả, phù hợp với các mạng doanh nghiệp và nhà cung cấp dịch vụ. Lợi ích của OSPF Hội tụ nhanh chóng:
- OSPF phản ứng nhanh với các thay đổi trong mạng, cập nhật bảng định tuyến kịp thời.
- Hỗ trợ mạng lớn: bằng cách chia mạng thành các khu vực giúp quản lý và mở rộng mạng dễ dàng hơn.
- Tối ưu tài nguyên mạng: OSPF tính toán đường đi tối ưu dựa trên chi phí liên kết, giúp tối ưu hóa việc sử dụng băng thông.
4. Các trạng thái của OSPF
4.1: Neighbor Discovery (Phát hiện láng giềng)
- Down State Router chưa nhận được gói tin Hello từ láng giềng nào tiếp theo các router sẽ gửi gói tin Hello để tìm láng giềng.
- Init State Router nhận được gói tin Hello từ router khác. Trong gói tin Hello có danh sách Router ID của các router láng giềng.
- Two-Way State ở bước này 2 router xác nhận thấy nhau trong danh sách láng giềng. Trên mạng Multiaccess, router sẽ bầu chọn DR (Designated Router) và BDR (Backup Designated Router).
4.2: Trao đổi cơ sở dữ liệu (Database Exchange)
- ExStart State 2 router quyết định ai sẽ bắt đầu quá trình trao đổi cơ sở dữ liệu. Sequence Number của các gói tin được thỏa thuận.
- Exchange State Các router trao đổi gói Database Description (DBD) chứa thông tin về Link-State. Kiểm tra xem có cần cập nhật thêm dữ liệu hay không.
- Loading State nếu phát hiện thông tin thiếu, router sẽ gửi Link-State Request (LSR) để yêu cầu thông tin từ router láng giềng. Nhận phản hồi từ láng giềng bằng Link-State Update (LSU).
- Full State Hai router đã đồng bộ hoàn toàn cơ sở dữ liệu Link-State (LSDB). Router chạy thuật toán SPF (Dijkstra) để tính toán đường đi tối ưu.
5. Các thành phần trong OSPF
- Hệ thống tự trị (Autonomous System - AS)
- Một tập hợp các mạng nằm dưới quyền quản lý chung, chia sẻ thông tin định tuyến với nhau. Nó còn được gọi là một miền định tuyến (Routing Domain). Một hệ thống tự trị có thể chứa một hoặc nhiều vùng OSPF (Areas).
- Vùng (Area) trong OSPF giúp chia nhỏ hệ thống tự trị thành các phần dễ quản lý hơn, giúp giảm tải thông tin định tuyến.
- Intra-area Routing: Định tuyến trong cùng một vùng.
- Inter-area Routing: Định tuyến giữa các vùng.
- Các loại vùng trong OSPF
- Backbone Area (Vùng xương sống - Area 0) Là vùng trung tâm của OSPF, có nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa các vùng khác. Tất cả các vùng trong OSPF phải kết nối trực tiếp với Area 0. ID của vùng Backbone luôn là 0.0.0.0.
- Stub Area Không chấp nhận thông tin định tuyến bên ngoài (External Route). Chỉ có một đường ra duy nhất thông qua một bộ định tuyến biên vùng (ABR). Giúp giảm kích thước bảng định tuyến. Area 0 không thể là Stub Area.
- Not-so-Stubby Area (NSSA) giống như Stub Area nhưng có thể nhập thông tin định tuyến bên ngoài bằng cách sử dụng LSA Type 7. ASBR trong NSSA có thể chuyển đổi LSA Type 7 thành LSA Type 5 để lan truyền trong toàn bộ hệ thống, có ích trong việc kết nối một hệ thống sử dụng giao thức định tuyến khác vào OSPF mà vẫn giữ nguyên lợi ích của Stub Area.
- Các loại Router trong OSPF Trong mạng OSPF, có ba loại router chính:
- Interior Router (IR) Là router chỉ thuộc một vùng duy nhất. Tất cả các giao diện (interface) của nó nằm trong cùng một vùng.
- Area Border Router (ABR - Bộ định tuyến biên vùng) Kết nối hai hay nhiều vùng khác nhau, trong đó có ít nhất một vùng phải là Area 0. Chạy nhiều bảng định tuyến OSPF riêng biệt cho từng vùng. Gửi thông tin định tuyến từ một vùng đến vùng khác.
- Autonomous System Boundary Router (ASBR - Bộ định tuyến biên hệ thống tự trị) Kết nối một hệ thống tự trị OSPF với các hệ thống định tuyến khác như BGP, EIGRP, RIP. Có thể nhập thông tin từ một giao thức định tuyến khác vào OSPF và phát tán nó dưới dạng LSA Type 5. Có thể cấu hình VIP làm địa chỉ AS-external.
Bài viết liên quan
Bài viết mới
