MỤC LỤC
1. Khái Niệm
2. Các Thành Phần Chính Của OSPF
3. Cơ Chế Hoạt Động Của OSPF
4. Các Kiểu Mạng Trong OSPF
5. Quá Trình Bầu Chọn DR/BDR
6. Ưu Điểm Và Nhược Điểm
7. Câu Lệnh Cấu Hình Cơ Bản
1. Khái Niệm
OSPF được phát triển bởi IETF (Internet Engineering Task Force) nhằm thay thế giao thức RIP (Routing Information Protocol) vốn có nhiều hạn chế như chỉ hỗ trợ hop count tối đa là 15 và thời gian hội tụ chậm.OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến động link-state sử dụng thuật toán Dijkstra để tìm đường đi ngắn nhất trong hệ thống mạng. Nó được sử dụng rộng rãi trong các mạng doanh nghiệp và ISP để tối ưu hóa quá trình định tuyến.
Đặc Điểm
- Giao thức Link-State, sử dụng thuật toán Dijkstra để tìm đường đi ngắn nhất.
- Không có giới hạn số lượng hop như RIP.
- Hỗ trợ phân chia mạng thành nhiều khu vực (area) để tối ưu định tuyến.
- Gửi cập nhật theo sự kiện thay đổi (event-driven) thay vì theo chu kỳ như RIP.
- Sử dụng gói tin Hello để duy trì quan hệ láng giềng giữa các router.
- Hỗ trợ cân bằng tải theo chi phí (cost) đường đi, thay vì chỉ dựa vào số lượng hop.
- Hỗ trợ xác thực để đảm bảo an toàn định tuyến.
2. Các Thành Phần Chính Của OSPF
Router IDRouter ID là một giá trị định danh duy nhất của mỗi router trong hệ thống OSPF. Nó có thể được thiết lập theo các cách sau:
- Đặt thủ công bằng lệnh router-id x.x.x.x
- Lấy địa chỉ IP cao nhất của các interface loopback nếu không có cấu hình thủ công.
- Nếu không có loopback, chọn IP cao nhất trong các interface đang hoạt động.
- Internal Router (IR): Là router chỉ thuộc một Area duy nhất trong OSPF. Chỉ duy trì và quản lý thông tin định tuyến của Area đó.
- Backbone Router (BR): Là router thuộc Backbone Area (Area 0). Có thể là Internal Router nếu chỉ thuộc Area 0, hoặc ABR nếu kết nối nhiều Area.
- Area Border Router (ABR): Router kết nối hai hoặc nhiều Area, nằm ở ranh giới giữa các Area. Trao đổi thông tin định tuyến giữa các Area
- Autonomous System Boundary Router (ASBR): Router nhập các tuyến từ ngoài vào OSPF hoặc xuất tuyến OSPF ra ngoài.
Link-State Database (LSDB)
LSDB là cơ sở dữ liệu lưu trữ tất cả các LSA nhận được từ các router lân cận. Mỗi router sử dụng LSDB để tính toán đường đi ngắn nhất bằng thuật toán Dijkstra. LSDB đảm bảo rằng tất cả các router trong cùng một area có cùng bản đồ topology mạng.
Link-State Advertisement (LSA)
LSA là gói tin OSPF chứa thông tin về trạng thái mạng và được trao đổi giữa các router để cập nhật định tuyến.
Các loại LSA quan trọng:
- LSA 1 (Router LSA): Do mỗi router tạo ra, mô tả kết nối trong một area.
- LSA 2 (Network LSA): Do DR tạo ra để mô tả mạng multi-access.
- LSA 3 (Summary LSA): Do ABR tạo ra để quảng bá route giữa các area.
- LSA 4 (ASBR Summary LSA): Xác định vị trí của ASBR trong mạng.
- LSA 5 (External LSA): Chứa thông tin route bên ngoài OSPF.
- LSA 7 (NSSA LSA): Dùng để nhập route ngoài vào NSSA.
Area là một tập hợp logic của các mạng OSPF, router và liên kết có cùng ID Area. Router trong một Area chỉ cần duy trì cơ sở dữ liệu topo của Area đó, giúp giảm kích thước cơ sở dữ liệu.
- Backbone Area (Area 0): Đây là khu vực trung tâm của OSPF, tất cả các khu vực khác phải kết nối trực tiếp hoặc qua virtual link với Area 0.
- Standard Area (Normal Area): Khu vực tiêu chuẩn, có thể chứa tất cả loại LSA.
- Đảm bảo tối ưu trong quá trình định tuyến vì tất cả các router đều nắm được thông tin chi tiết về toàn bộ topology của Area .
- Stub Area: Loại bỏ LSA loại 5 hoặc LSA loại 4 để giảm kích thước bảng định tuyến.
- Totally Stubby Area: Giống Stub nhưng chặn cả LSA loại 3 (Summary Routes), chỉ giữ lại default route từ ABR.
- NSSA (Not-So-Stubby Area): Giống Stub nhưng vẫn có chứa LSA loại 7 từ ASBR. Trong NSSA, các router sử dụng LSA loại 7 để quảng bá các tuyến ngoại vi. Sau đó, Area Border Router (ABR) chuyển đổi LSA loại 7 sang LSA loại 5 trước khi phân phối đến toàn bộ OSPF.
- NSSA Totally Stub Area: Kết hợp các đặc điểm của NSSA và Totally Stub Area.
*ABR sử dụng default route (0.0.0.0) để truy cập các tuyến bên ngoài ở LSA loại 3.
Gói tin OSPF
OSPF sử dụng 5 loại gói tin chính:
- Hello Packet: Dùng để phát hiện và duy trì quan hệ láng giềng.
- Database Description (DBD) Packet: Tóm tắt nội dung LSDB của router.
- Link-State Request (LSR) Packet: Yêu cầu thông tin chi tiết về một LSA cụ thể.
- Link-State Update (LSU) Packet: Cập nhật LSA mới cho router lân cận.
- Link-State Acknowledgment (LSAck) Packet: Xác nhận đã nhận LSU
3. Cơ Chế Hoạt Động
Quá trình hình thành quan hệ láng giềng:- Gửi Hello Packet để phát hiện router lân cận.
- So sánh tham số OSPF (area, subnet mask, authentication...).
- Đồng bộ hóa LSDB bằng cách trao đổi LSA.
- Chạy thuật toán Dijkstra để cập nhật bảng định tuyến.
- Mỗi router xây dựng LSDB dựa trên LSA nhận được.
- Áp dụng thuật toán Dijkstra để tìm đường đi ngắn nhất.
- Cập nhật bảng định tuyến và gửi thông tin khi có thay đổi.
4. Các Kiểu Mạng Trong OSPF
- Point-to-Point: Kết nối trực tiếp giữa hai router.
- Broadcast Multi-Access: Dùng trong mạng Ethernet.
- Non-Broadcast Multi-Access (NBMA): Dùng cho Frame Relay, ATM.
- Point-to-Multipoint: Một router kết nối nhiều router khác mà không có DR/BDR.
- Virtual Links: Kết nối các area không trực tiếp nối với area 0.
5. Quá Trình Bầu Chọn DR/BDR
DR (Designated Router) và BDR (Backup Designated Router)Trong mạng Broadcast, OSPF chọn một router làm DR để giảm tải trao đổi LSA, và một router làm BDR để dự phòng.
Tiêu chí bầu chọn:
- Router có priority cao nhất (0 nghĩa là không tham gia bầu chọn).
- Nếu priority bằng nhau, chọn router có Router ID cao nhất.
6. Ưu Điểm Và Nhược Điểm
Ưu Điểm- Hỗ trợ mạng lớn với nhiều area.
- Hội tụ nhanh hơn RIP nhờ cập nhật sự kiện.
- Cân bằng tải theo cost thay vì hop count.
- Hỗ trợ bảo mật với xác thực OSPF.
- Cấu hình phức tạp hơn RIP.
- Tiêu tốn tài nguyên CPU và RAM cao.
- Khi mạng lớn, quá trình hội tụ có thể chậm.
7. Câu Lệnh Cấu Hình Cơ Bản
Bật OSPF và xác định Process ID- Kích hoạt giao thức OSPF trên router.
- <process-id> là số nhận dạng OSPF trên router, chỉ có ý nghĩa cục bộ, không cần đồng bộ giữa các router.
- Xác định mạng nào sẽ tham gia OSPF.
- <ip-address> là địa chỉ mạng (không nhất thiết phải là địa chỉ thực trên router).
- <wildcard-mask> là đảo ngược của subnet mask, giúp xác định phạm vi địa chỉ được áp dụng.
- <area-id> là số ID của khu vực OSPF (ví dụ: 0 cho Area 0 - backbone).
- Đặt Router ID cho thiết bị, giúp nhận diện router trong hệ thống OSPF.
- <x.x.x.x> là địa chỉ IP hoặc giá trị tùy chọn (thường là IP của loopback).
- Nếu không đặt, router sẽ tự động chọn IP cao nhất của interface đang hoạt động hoặc IP loopback cao nhất.
- Đặt độ ưu tiên (priority) trên interface để bầu chọn DR (Designated Router).
- <value> là số nguyên từ 0 đến 255, giá trị càng cao thì router càng có cơ hội làm DR.
- Nếu đặt 0, router không tham gia bầu chọn DR/BDR.
- Hiển thị danh sách router láng giềng và trạng thái OSPF.
- Kiểm tra các interface nào đang chạy OSPF.
- Xem các tuyến đường (routes) học được từ OSPF.
Bài viết liên quan
Bài viết mới
