CCNA [Network - 8] Tìm Hiểu Giao Thức Định Tuyến Động OSPF

Giao thức OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến động được sử dụng rộng rãi trong các mạng doanh nghiệp và nhà cung cấp dịch vụ. OSPF thuộc nhóm giao thức định tuyến theo trạng thái liên kết (Link-State Routing Protocol) và sử dụng thuật toán Dijkstra để xác định đường đi ngắn nhất.
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về nguyên tắc hoạt động, các khu vực (Area) trong OSPF, quy trình hình thành láng giềng, bảng định tuyến, và cách triển khai OSPF trên thiết bị Allied Telesis.

1. Về giao thức OSPF

OSPF là một giao thức định tuyến theo trạng thái liên kết (link-state), trong đó mỗi router duy trì một cơ sở dữ liệu về toàn bộ mạng. Khi một thay đổi xảy ra, router chỉ cần gửi thông tin liên quan đến thay đổi đó. Đây là một trong các giao thức đã được đề cập đến trong phần Dynamic Route (định tuyến động).
OSPF sử dụng thuật toán Dijkstra để tính toán đường đi ngắn nhất dựa trên trọng số của mỗi tuyến kết nối (cost). Trọng số mặc định dựa trên băng thông (Bandwidth), nhưng người quản trị có thể tùy chỉnh trọng số nếu cần.
OSPF cho phép chia mạng thành các khu vực (Areas) để giảm tải xử lý và bảo mật hạn chế, có năm khu vực bao gồm:

• Area 0 (Backbone Area): Khu vực xương sống của mạng OSPF, kết nối tất cả các khu vực khác. Mọi khu vực khác phải kết nối trực tiếp với Area 0 để đảm bảo liên lạc giữa chúng.
• Standard Area (Khu vực chuẩn): Đây là các khu vực OSPF thông thường ngoài Area 0, chúng có đầy đủ thông tin về bảng định tuyến nhưng vẫn phải kết nối với Area 0.
• Stub Area (Khu vực Stub): Khu vực này không nhận được thông tin về các tuyến đường bên ngoài OSPF (LSA Type 5). Thay vào đó, nó sử dụng một tuyến mặc định để giảm bớt kích thước bảng định tuyến.
• Totally Stubby Area: Một biến thể của Stub Area, không nhận cả LSA Type 3 (Summary LSA) lẫn LSA Type 5. Chỉ nhận tuyến mặc định từ ABR.
• Not-So-Stubby Area (NSSA): Một dạng mở rộng của Stub Area, cho phép có một số tuyến đường bên ngoài (External Routes) nhưng không chứa toàn bộ thông tin của LSA Type 5.

- Hoạt động của OSPF: OSPF hoạt động theo từng bước như dưới

1. Khởi tạo: Router kiểm tra cấu hình OSPF, chọn Router ID và bật giao thức trên các interface được chỉ định.
2. Gửi gói tin Hello: Router gửi các gói tin Hello để tìm kiếm láng giềng OSPF trên cùng một mạng.
3. Thiết lập quan hệ láng giềng (Neighbor Establishment): Nếu các thông số OSPF khớp nhau, hai router sẽ trở thành láng giềng OSPF.
4. Trao đổi thông tin cơ sở dữ liệu (Exchange LSDB): Router trao đổi thông tin về trạng thái liên kết của mạng để xây dựng Link-State Database (LSDB).
5. Tính toán đường đi ngắn nhất (SPF Calculation): Router sử dụng thuật toán Dijkstra để tính toán bảng định tuyến tối ưu.
6. Cập nhật bảng định tuyến (Routing Table Update): Router cập nhật bảng định tuyến với các tuyến đường tốt nhất.
7. Duy trì và cập nhật (LSA Flooding & SPF Recalculation): Khi có sự thay đổi trong mạng, router sẽ gửi cập nhật LSA và chạy lại thuật toán SPF nếu cần.

Hình 1: Một mô hình cấu hình OSPF đơn giản
Đương nhiên OSPF cũng có một số ưu và nhược điểm như những giao thức khác

Hình 2: Một số ưu và nhược điểm OSPF

Hình 3: So sánh với các giao thức định tuyến động khác

2. Cấu hình OSPF trên thiết bị Allied Telesis

Có thể kích hoạt OSPF trên thiết bị Allied Telesis như sau:
Thực hiện cấu hình cho các mạng như sau:
Sử dụng các lệnh sau để kiểm tra hoạt động của OSPF:

KẾT LUẬN

OSPF là giao thức định tuyến tiên tiến, giúp tối ưu hiệu suất và tăng tính linh hoạt cho hạ tầng mạng. Việc triển khai OSPF trên các thiết bị Allied Telesis rất đơn giản và hiệu quả, phù hợp với các hệ thống mạng doanh nghiệp. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động và quy trình hình thành láng giềng giúp bạn xây dựng hệ thống mạng ổn định và linh hoạt.