OSPF area

I grund och botten skapades OPSF för att hantera stora nätverk vilket görs med konceptet AREA. En OSPF area är en grupp av routrar som har samma länk-status information i deras LSDB. OSPF kan implementeras på två sätt:

  • Single-Area OSPF – Alla routrar är i en OSPF area, normalt kallat area 0
  • Multiarea OSPF – Alla areor måste anslutas till backbone area (area 0)

Bild 1: OSPF singel-area och multiarea

Multiarea OSPF

Med multiarea OSPF kan en stor routing-domän delas in i mindre areor för att stödja hierarkisk routing. Routing sker fortfarande mellan areorna (interarea routing), medan många av processorintensiva routing-operationer, såsom att beräkna om databasen, hålls inom i en area.

När en router till exempel tar emot ny information om en topologiförändring inom arean måste routern köra om SPF-algoritmen, skapa ett nytt SPF-träd och uppdatera routing-tabellen. SPF-algoritmen är CPU-intensiv och den tid det tar för beräkning beror på storleken på arean.

Obs! Routrar i andra areor får uppdateringar om topologiska ändringar, men dessa routrar skapar inte ett nytt SPF-träd endast uppdaterar bara routing-tabellen.

För många routrar i en och samma area skulle göra LSDB databaserna mycket stora och hantering av databaserna skulle öka belastningen på routrarnas processorer. Därför delas nätverket i olika areor så att stora databaser blir mindre och mer hanterbara.

De hierarkiska topologin i areor kan erbjuda följande fördelar:

  • Mindre routing-tabeller – Tabellerna är mindre eftersom det finns färre poster i routing-tabellen. Detta beror på att nätverksadresser kan sammanfattas mellan areor. Route aggregering (summarization på engelska) är inte aktiverat som default.
  • Minskad länkstatusuppdatering – Utformning av multiarea OSPF med mindre areor minimerar processtider och minneskrav.
  • Minskad frekvens av SPF-beräkningar – Multiarea OSPF lokaliserar effekten av en topologiförändring inom en area och det minimerar påverkan på routing-uppdatering eftersom LSA stannar vid areas gränser.

Till exempel, i bilden 2 är R2 en ABR för area 51. En topologiförändring sker i area 51 vilket kräver att alla routrar i area 51 kör om SPF-algoritmen, skapar ett nytt SPF-träd och uppdatera sina IP-routing-tabeller. ABR, R2 skickar en LSA till routrar i area 0 och så småningom till alla routrar i övriga OSPF-areor. Denna typ av LSA gör att routrar i area 0 och övriga OSPF areor behöver inte köra om SPF-algoritmen utan endast uppdatera LSDB databaser och routing-tabeller.

Bild 2: OSPF fördelar

Några begrepp innan vi går vidare:

  • 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.
  • Länk – Länk är ett routers 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 LSA 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.

En vidare definition av OSPF 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 (area 0) och areor utanför backbone-nätverk (Off backbone).

  • 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.

Bild 3 illustrerar AREA-implementationen där Area 0 har 32 /29-delnät, men ABR-routern informerar endast en väg, den aggregerad.

Bild 3: OSPF – multiarea