Link State Routing

Generellt finns det två typer av routingprotokoll IGP och EGP.

Bild 1: Dynamiska routing-protokoll
  • IGP (Interior Gateway Protocol) är ett routing-protokoll som körs inom en AS nätverk, såsom RIP, IGRP, EIGRP, OSPF och IS-IS.
  • EGP (Exterior Gateway Protocol) är ett routing-protokoll som används mellan olika AS-system. Numera är endast BGP (Border Gateway Protocol) protokoll som är i bruk.
Bild 2: IGP och EGP routing-protokoll

Autonoma System

Förkortat som AS och identifierat med ett nummer är en samling av nätverk som administreras som en enhet. Den enda administrativa kontrollenheten kan vara ett företag eller en organisation. Precis som i nätverksuppdelning AS används också för att dela upp ett nätverk i mindre nätverk. För att kunna skilja mellan olika autonoma system används ett unikt AS-nummer som börjar från 1 och går upp till 65535.

AS skapar en gräns för räckvidden av ett routing-protokoll och hur långt routing-information får spridas ut. Utöver detta kan routing-informationen filtreras innan den sprids till andra AS-system.

Precis som IP-adresser är AS-nummer uppdelade i två typer; Privat och Publik.

  • Publika AS-nummer – Används mellan AS-nätverk på internet. Dessa AS-nätverk ansluts samman med routing-protokollet BGP. IANA (Numbers Authority) kontrollerar de Publika AS-numren.
  • Private AS-nummer – Private AS-nummer används för att dela upp det interna nätverket till mindre nätverken. Vi kan använda vilken som helst privat AS-nummer i de interna nätverk såvida dessa inte ansluts till det publika nätverket.
Bild 3: Autonom system

OSPF

OSPF står för Open Shortest Path First. OSPF är ett länkstatus routing-protokoll som skapades i mitten av 1980-talet som öppen standard. Eftersom det är baserat på öppen standard, kan den användas av olika nätverksleverantörers hårdvara.

Fördelar med OSPF

  • Det stöder både IPv4 och IPv6 routed protokoll.
  • Den stöder lastbalansering med lika kostnadsvägar för samma destination.
  • Det ger en loopfri nätverkstopologi med hjälp av SPF-algoritmen.
  • Det är ett klasslöst (classless) protokoll.
  • Det stöder VLSM och route-aggregering (route summary).
  • Det stöder obegränsad antal hopp.
  • Det passar bra för stora nätverk.
  • Det stöder triggade uppdateringar för snabba konvergensen.

Nackdelar med OSPF

  • Det kräver extra CPU-process för att köra den resurskrävande SPF-algoritmen.
  • Det kräver mer RAM minne för att lagra information om nätverkstopologi.
  • Det är mer komplext att installera och svårt att felsöka.

Area

I grund och botten skapades OPSF för att hantera stora nätverk vilket görs med konceptet AREA. Area-begreppet liknar nätverksuppdelning. Det tillåter oss dela upp stora nätverk i mindre delnät. Tillsammans med area-konceptet stödjer OSPF även Autonomous System (AS). Precis som area-teknik delar AS också ett stort nätverk i mindre nätverk.

Area och AS skiljer sig i användning. Area används endast med OSPF routing-protokoll medan AS kan användas med vilket som.

I OSPF delas area i två nätverksnivåer: Backbone nätverk eller area 0 och backbone anslutna nätverk (Off backbone) eller andra areor.

  • Backbone – Routrar som körs i Backbone-nätverk ansvarar för en komplett databas över hela nätverket. Alla andra areor måste anslutas till denna area via en fysisk länk eller via en virtuell länk om fysisk länk inte är möjlig.
  • Areor utanför Bakcbone-nätverk – Routrar som körs i areor anslutna till backbone-nätverk ansvarar för sina egna databas istället för den kompletta databasen. Denna funktion påskyndar konvergenstiden.

Exempel på OSPF

Nu sätter vi dessa begrepp tillsammans i ett enkelt exempel. Antag att ett företag har 600 host. I detta nätverk används tre klass C-delnät; 192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24 och 192.168.2.0/24. varje delnät har 200 host. För enkel administrering delas dessa /24-nätverk i mindre /29-nätverk. Det genererar 32 delnätverk och 8 host i varje delnätverk (25 = 32 och 23 = 8). Eftersom 3 delnät delas upp i 32 var och en resulterar det hela i 96 delnät med segmenteringssteg 8 (N.N.N.nnnn nhhh).

Normalt behöver routrarna annonsera vägar till dessa 96 delnät. Med area-konceptet kan vi minska 96 till 34 (32 + 1 + 1). Väl…. hur kunde detta vara möjligt?

Svaret är AREA. Vi skapar tre areor (area 0, area 1 och area 2). Oavsett hur många areor du skapar borde du alltid börja räkna från 0. Area 0 har ett särskilt privilegium vid OSPF-implementering. OSPF behandlar area 0 som trunk eller backbone area.

  • Area 0 adresseras med 192.168.0.0/24.
  • Area 1 adressera med 192.168.1.0/24
  • Area 3 adresseras med 168.2.0/24.

Bilden nedan illustrerar AREA-implementationen där Area 0 har 32 /29-delnät, men ABR-routern informerar endast en väg, den aggregerad.

Bild 4: OSPF – multiarea

ABR är en speciell router som förbinder två areor. En sådan router informerar om sitt eget aggregerat nätverk (route summary) till andra areor. Med aggregerade vägar skulle andra areor endast se det aggregerat nätverk istället för alla delnät. En sådan implementation minskar mängden av information som ABR behöver informera.

Några begrepp innan vi går vidare:

  • Länk – Länk är ett interface som kör OSPF routing protokoll. När vi lägger till ett interface i OSPF-processen kommer det att betraktas som en länk.
  • Status – Status är den information som är associerad med en länk (interface). En länk innehåller flera uppgifter såsom IP-adress, upp / ner-status, nätmask, typ av interface, typ av nätverk, bandbredd och fördröjning. OSFP anser denna information som status.
  • LSA – Link State Advertisement är ett datapaket som innehåller länk-status och routing information. OSPF använder den för att distribuera och lära sig länk-status och routing-information.
  • LSDB – Varje OSPF-router upprätthåller en Link State Database (LSDB). LSDB är samling av alla LSAs mottagna av en router. Varje LSA har ett unikt sekvensnummer. OSPF lagrar LSA i LADB med detta sekvensnummer.

Vid initiering av ett OSPF-nätverk eller på grund av någon ändring av nätverksinformation genererar en OSPF-router en LSA. Denna LSA inkluderar samlingen av alla länkstatus. Alla routrar byter LSA med varandra. Varje router som tar emot en LSA kommer att lagra en kopia av den i sin LSDB och sedan sprida LSA till andra routrar.