DR och BDR routrar

I ett OSPF-nätverk med många routrar som vill dela routing-information med varandra vill man minimera mängden of informationen genom att välja två speciella routrar: en DR (Designad router) och en BDR (Backup Designated router). När dessa två routrar finns delar alla andra routrar inte routing-information direkt med varandra, utan via den utvalda router (Designated Router) och om denna slutar fungera ersätts den med backupp router BDR. Alla andra routrar, kända som DROTHERS, kommunicerar enbart med DR-router för att få routing-information.

Huvudskälet bakom denna mekanism är att routrarna har en central punkt för att dirigera informationsutbyte, således behöver de inte uppdatera varandra. DROTHER routrar behöver bara uppdatera centralpunkten (DR).

Här nedan en illustration på ett OSPF fler-åtkomst nätverk, exempelvis Ethernet där genomförs alltid valet av DR och BDR routrar.

Bild 1: OSPF multi-access nätverk

I princip alla OSPF-routrar skickar automatiskt många OSPF-meddelande till alla OSPF-routrar i samma nätverk. Detta genererar onödig nätverkstrafik som belastar nätverksprestationen. Här nedan ett exempel:

Bild 2: OSPF LSA flooding

Man vill gärna begränsa översvämningen av meddelande (flooding) genom att välja vilka routrar får sprida ut OSPF-meddelande. I exemplet väljs en router (Designated Router, DR) till vilken alla andra routrar kontaktar och växlar information. I fall den utvalda router fallerar så väljs också en reserv eller Backup Router (BDR). Här nedan röda linjer beskriver DR och gröna BDR.

Bild 3: Utvalda DR och BDR routrar

DR och BDR valprocessen

OSPF använder prioritets värden för att välja DR och BDR. OSPF-router med högsta prioritet blir DR. Routern med näst högsta prioritet blir BDR. Om det finns två routrar med samma prioritet kommer routern med högsta RID väljs som DR. I exemplet nedan har R1 och R2 samma prioritet, men R2 har högsta router ID och därför blir den router den utvalda Designated Router eller DR.

Bild 4: Valet av DR and BDR

Prioriterat värde är 8 bitars längd därmed värden 0 till 255. Default värde är 1. Vi kan ändra prioritetsvärdet på ett interface med kommandot ip ospf priority. Lägsta prioritetsvärde är noll (aldrig blir DR eller BDR).

Behovet av en DR och en BDR

Utan en centra referens blir det översvämningen av meddelande mellan routrarna vilket kan resultera:

  • För många skapande av onödiga grannskap som genererar massor av oönskad datatrafik. Det skulle leda till att ett alltför stort antal LSA utbyte mellan routrar på samma nätverk.
  • Omfattande översvämning av LSA – Vid förändringar skulle alla routrar skicka information till alla routrar. Denna översvämning kan bli överdriven.

För att förstå problemet låt oss använda följande formeln:

För valfritt antal routrar (betecknade som n) i ett multiaccessnätverk finns det n (n – 1) / 2 angränsningar (adjacencies).

Till exempel visar figuren nedan en enkel topologi av fem routrar, som alla är anslutna till samma multiaccess Ethernet-nätverk. Utan någon typ av mekanism för att minska antalet angränsningar, skulle dessa routrar tillsammans bilda 10 angränsningar:

Antal angränsningar = 5(5 – 1) / 2 = 10

Att tänka på:

  • Routrar som utbyter routing information är kända som intilliggande (adjacent)
  • Förhållandet mellan två intilliggande routrar är känt som adjacency. Denna terminologi är kopplad till interface.
  • En router som har två interface kan det ena vara adjacent och det andra DROTHER.
  • I ett nätverk som inte kräver DR och BDR ska alla routrar betraktas som intilliggande (adjacent) och förhållandet mellan de kommer att betraktas som Adjacency.

DR och BDR i Hello paket

OSPF Type 1 Hello-paket används för att göra följande:

    • Detektera närliggande OSPF-routrar och upprätta grannanslutningar.
    • Annonsera parametrar gällande grannskapet som två routrar måste gå med.
    • Välj Designated Router (DR) och Backup Designated Router (BDR) på nätverk med flera åtkomst som Ethernet (multi-access nätverk). Punkt-till-punkt-länkar kräver inte DR eller BDR.

Bilden nedan visar fälten i OSPFv2 typ 1 Hello-paketet.

Bild 5: Hello-pakets styrinformation (Header)
  • Högst upp på bilden ser vi ett Hello-paket inkapslad i en OSPF-paket och detta paket är inkapslad i en IP-paket.
  • I OSPF-paket header hittas Router ID och Area ID
  • I OSPF Hello-paket hittas Hello intervall, Designated Router (DR), Backup Designated Router (BDR) och en lista på alla OSPF routrar som har blivit grannar.