Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ

Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ Ενότητα 10: OSPF - Open Shortest Path First (Μέρος 2) Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Σκοποί ενότητας Αυτή η εργαστηριακή ενότητα πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με το πρωτόκολλο OSPF. 4

Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Καθορισμός ID (identification)δρομολογητή. Υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP. Επαλήθευση ID δρομολογητή. Διεύθυνση Loopback. Η εντολή router-id του OSPF. Τροποποίηση του ID δρομολογητή. 5

Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Διπλότυπο ID δρομολογητή. Επαλήθευση του OSPF. Βιβλιογραφία. 6

OSPF (Μέρος 2)

Καθορισμός ID δρομολογητή Το ID του δρομολογητής OSPF χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει μοναδικά κάθε δρομολογητή στον τομέα δρομολόγησης OSPF. Ένα ID δρομολογητή είναι απλά μια διεύθυνση IP. Οι δρομολογητές Cisco αντλούν το ID του δρομολογητή βάση τριών κριτηρίων και με την εξής προτεραιότητα: 1. Χρησιμοποιεί την διεύθυνση IP που έχει ρυθμιστεί με την εντολή router-id του OSPF. 2. Εάν δεν έχει ρυθμιστεί η εντολή router-id ο δρομολογητής επιλέγει την υψηλότερη διεύθυνση IP από τις διεπαφές loopback του. 3. Εάν δεν έχει ρυθμιστεί καμία διεπαφή loopback, ο δρομολογητής επιλέγει την υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP από οποιοδήποτε από τις φυσικές διεπαφές του. 8

Υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP Εάν ένας δρομολογητής OSPF δεν έχει ρυθμιστεί με μια εντολή router-id του OSPF και δεν έχουν ρυθμιστεί διεπαφές loopback, το ID δρομολογητή του OSPF θα είναι η υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP από οποιαδήποτε από τις διεπαφές του. Η διεπαφή δεν χρειάζεται να ενεργοποιηθεί για το OSPF, πράγμα που σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να περιλαμβάνεται σε κάποια από τις εντολές network του OSPF. Ωστόσο, η διεπαφή θα πρέπει να είναι ενεργή - θα πρέπει να είναι σε κατάσταση up. 9

Επαλήθευση ID δρομολογητή (1/6) Επειδή δεν έχουμε ρυθμίσει τα ID των δρομολογητών ή τις διεπαφές loopback στους τρεις δρομολογητές μας, το ID του δρομολογητή για κάθε δρομολογητή καθορίζεται από τα τρία κριτήρια της λίστας: Η υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP σε οποιαδήποτε από τις φυσικές διεπαφές του δρομολογητή. 10

Επαλήθευση ID δρομολογητή (2/6) Αν πληκτρολογήσουμε την εντολή show ip route σε κάθε δρομολογητή θα δούμε το ID του δρομολογητή για κάθε δρομολογητή είναι: R1: 192.168.10.3, η οποία είναι υψηλότερη από την 172.16.1.23 ή την 192.168.10.14. R2: 192.168.10.7, η οποία είναι υψηλότερη από την 10.10.10.1 ή την 192.168.10.13. R3: 192.168.10.8, η οποία είναι υψηλότερη από την 172.16.1.25 ή την 192.168.10.4. 11

Επαλήθευση ID δρομολογητή (3/6) R1#show ip protocols Routing Protocols is "ospf 1" Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Router ID 192.168.10.3 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa 12

Επαλήθευση ID δρομολογητή (6/6) Μια εντολή που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να εξακριβώσετε την τρέχουσα ID δρομολογητή είναι η εντολή show ip protocols. Σε ορισμένες εκδόσεις IOS (i Operating System) δεν εμφανίζεται το ID του δρομολογητή με την χρήση της εντολής show ip protocols, σε αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιήστε τις εντολές show ip ospf ή show ip ospf interface για να επαληθεύσετε την ID του δρομολογητή. 15

Διεύθυνση Loopback (1/5) Εάν η εντολή router-id του OSPF δεν χρησιμοποιείται και έχουν ρυθμιστεί οι διεπαφές loopback, το OSPF θα επιλέξει την υψηλότερη διεύθυνση IP από οποιαδήποτε από τις διεπαφές loopback του. Μια διεύθυνση loopback είναι μια εικονική διεπαφή και βρίσκεται αυτόματα σε κατάσταση up όταν ρυθμίζεται. Γνωρίζετε ήδη τις εντολές για να διαμορφώσετε μια διεπαφή loopback: Router (config) #interface loopback number Router (config-αν) #ip address ip-address subnet-mask 16

Διεύθυνση Loopback (2/5) Στη παρακάτω τοπολογία μας και οι τρεις δρομολογητές έχουν ρυθμιστεί με διευθύνσεις loopback για να αντιπροσωπεύουν τους ID δρομολογητές OSPF. Το πλεονέκτημα χρήσης μιας διεπαφής loopback είναι ότι (σε αντίθεση με τις φυσικές διεπαφές) δεν γίνεται να αποτύχουν. Δεν υπάρχουν πραγματικά καλώδια ή παρακείμενες συσκευές από τις οποίες η διεπαφή loopback θα εξαρτιόταν για να είναι σε κατάσταση up. 17

Διεύθυνση Loopback (3/5) Εικόνα 1: Η τοπολογία. Πηγή: Διδάσκων (2015). 18

Διεύθυνση Loopback (4/5) R1(config)#interface loopback 0 R1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.25S.255.255 R2(config)#interface loopback 0 R2(config-if)#ip add 10.2.2.2 255.255.255.255 R3(config)#interface loopback 0 R3(config-if)#ip add 10.3.3.3 255.255.255.255 19

Διεύθυνση Loopback (5/5) Ως εκ τούτου, χρησιμοποιώντας μια διεύθυνση loopback για το ID του δρομολογητή παρέχεται σταθερότητα στη διαδικασία OSPF. Επειδή η εντολή router-id του OSPF είναι μια αρκετά πρόσφατη προσθήκη στο IOS, συχνότερα θα βρείτε διευθύνσεις loopback που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση των ID των δρομολογητών OSPF. 20

Η εντολή router-id του OSPF Η εντολή router-id του OSPF εισήχθη στο IOS 12.0 (T) και υπερίσχυσε στις IP διευθύνσεις των loopback και των φυσικών διεπαφών για τον προσδιορισμό της ID του δρομολογητή. Η σύνταξη της εντολής είναι: Router (config) #router ospf process-id Router (config-router) # router-id ip-address 21

Τροποποίηση του ID δρομολογητή (1/2) Το ID του δρομολογητή επιλέγεται όταν το OSPF. διαμορφώνεται με την πρώτη εντολή network του OSPF. Εάν η εντολή router-id του OSPF ή η διεύθυνση loopback ρυθμίζονται μετά την εντολή network του OSPF, το ID του δρομολογητή θα προέρχεται από τη διεπαφή με την υψηλότερη ενεργή διεύθυνση IP. 22

Τροποποίηση του ID δρομολογητή (2/2) Το ID του δρομολογητή μπορεί να τροποποιηθεί με την διεύθυνση IP από ένα μετέπειτα OSPF εντολή router-id από την επανα-φόρτωση του δρομολογητή ή την χρήση της ακόλουθης εντολής: Router # clear ip ospf process Σημείωση: Η τροποποίηση του ID δρομολογητή με μια νέα IP διεύθυνση loopback ή φυσικής διεπαφής μπορεί να απαιτήσει την επανα-φόρτωση του δρομολογητή. 23

Διπλότυπο ID δρομολογητή (1/2) Η δρομολόγηση ενδέχεται να μην λειτουργήσει σωστά όταν δύο δρομολογητές έχουν το ίδιο ID δρομολογητή σε έναν τομέα OSPF. Εάν το ID του δρομολογητή είναι το ίδιο σε δύο γειτονικούς δρομολογητές, μπορεί να μην προκύψει γειτνίαση. Όταν προκύπτει διπλότυπο του ID των δρομολογητών, το IOS θα εμφανίσει ένα μήνυμα παρόμοιο με αυτό: % OSPF-4-DUP_RTRID1: Detected router with duplicate router ID 24

Διπλότυπο ID δρομολογητή (2/2) Για να διορθώσετε αυτό το πρόβλημα, ρυθμίστε όλους τους δρομολογητές έτσι ώστε να έχουν μοναδικό ID δρομολογητή του OSPF. Επειδή κάποιες εκδόσεις του IOS δεν υποστηρίζουν την εντολή router-id, θα χρησιμοποιήσουμε την μέθοδο διεύθυνσης loopback για την ανάθεση του ID δρομολογητή. Μια διεύθυνση IP από μια διεπαφή loopback συνήθως θα αντικαταστήσει μόνο ένα τρέχων ID δρομολογητή του OSPF με την επαναφόρτωση του δρομολογητή. 25

Επαλήθευση του OSPF (1/11) Η εντολή show ip ospf neighbor μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο και την αντιμετώπιση προβλημάτων στις OSPF σχέσεις γειτονίασης. Για κάθε γείτονα, αυτή η εντολή εμφανίζει το ακόλουθο αποτέλεσμα: ID γείτονα: Το ID δρομολογητή του γειτονικού δρομολογητή. Pri : Η προτεραιότητα OSPF της διεπαφής. 26

Επαλήθευση του OSPF (2/11) Κατάσταση: Η OSPF κατάσταση της διεπαφής. FULL κατάσταση σημαίνει ότι ο δρομολογητής και ο γείτονάς του έχουν παρόμοιες βάσεις δεδομένων κατάστασης ζεύξης OSPF. Νεκρό χρονικό διάστημα: Ο χρόνος που απομένει στον δρομολογητής να περιμένει να λάβει ένα πακέτο Hello OSPF από το γείτονα πριν να θεωρήσει ότι η κατάσταση του γείτονα είναι down. Αυτή η τιμή επαναφέρεται όταν η διεπαφή λαμβάνει ένα πακέτο Hello. 27

Επαλήθευση του OSPF (3/11) Η διεύθυνση: IP διεύθυνση της διεπαφής του γείτονα στην οποία αυτός ο δρομολογητής είναι απευθείας συνδεδεμένος. Ιnterface: Η διεπαφή στην οποία αυτός ο δρομολογητής έχει σχηματιστεί γειτνίαση με τη γείτονα. 28

Επαλήθευση του OSPF (4/11) Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων στα δίκτυα του OSPF, η εντολή show ip ospf neighbor μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βεβαιωθείτε ότι ο δρομολογητής έχει σχηματιστεί μια γειτνίαση με τους γειτονικούς δρομολογητές. Εάν δεν εμφανίζεται το ID του δρομολογητή του γειτονικού δρομολογητή ή αν δεν εμφανίζεται ως μια κατάσταση FULL, οι δύο δρομολογητές δεν έχουν σχηματίσει γειτνίασης OSPF. 29

Επαλήθευση του OSPF (5/11) Αν δύο δρομολογητές δεν καθορίζουν γειτνίαση, δεν ανταλλάσσονται πληροφορίες κατάστασης ζεύξης. Ελλιπείς βάσεις δεδομένων κατάστασης ζεύξης μπορεί να προκαλέσουν λανθασμένα δέντρα SPF (Sender Policy Framework) και πίνακες δρομολόγησης. Οι διαδρομές για τα δίκτυα προορισμού μπορεί είτε να μην υπάρχουν ή να μην είναι η βέλτιστη διαδρομή. Σημείωση: Σε δίκτυα multi-access όπως το Ethernet, δύο δρομολογητές που έχουν γειτνιάσει μπορεί να εμφανίζεται η κατάσταση τους ως 2WAY. 30

Επαλήθευση του OSPF (6/11) Δύο δρομολογητές μπορεί να μην συγκροτήσουν γειτνίαση OSPF εάν: Οι μάσκες υποδικτύου δεν ταιριάζουν, με αποτέλεσμα οι δρομολογητές να είναι σε ξεχωριστά δίκτυα. OSPF Hello και τα νεκρά χρονικά διαστήματα δεν ταιριάζουν. Τύποι δικτύου OSPF δεν ταιριάζουν. Υπάρχει ελλιπής ή λανθασμένη εντολή network του OSPF. 31

Επαλήθευση του OSPF (7/11) Άλλες ισχυρές εντολές αντιμετώπισης προβλημάτων OSPF περιλαμβάνονται οι: show ip protocols. show ip ospf. show ip ospf interface. 32

Επαλήθευση του OSPF (8/11) Η εντολή show ip ospf μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εξέταση του ID διαδικασίας OSPF και του ID δρομολογητή. Επιπροσθέτως, αυτή η εντολή εμφανίζει τις πληροφορίες της περιοχής OSPF καθώς και την τελευταία φορά που υπολογίστηκε ο αλγόριθμος SPF. Η έξοδος της εντολής show ip ospf περιλαμβάνει σημαντικές πληροφορίες του αλγορίθμου SPF όπως είναι η καθυστέρηση χρονοδιαγράμματος SPF: Initial SPF schedule delay 5000 msecs. Minimum hold time between two consecutive SPFs 10000 ms Maximum wait time between two consecutive SPFs 10000 ms 33

Επαλήθευση του OSPF (9/11) Κάθε φορά που ένας δρομολογητής λαμβάνει νέες πληροφορίες σχετικά με την τοπολογία (προσθήκη, διαγραφή ή τροποποίηση κάποιου συνδέσμου), ο δρομολογητής θα πρέπει να επανεκτελέσει τον αλγόριθμο SPF, να δημιουργήσει ένα νέο δέντρο SPF, και να ενημερώσει τον πίνακα δρομολόγησης. Ο αλγόριθμος SPF είναι εντάσεως CPU και ο χρόνος που χρειάζεται για τον υπολογισμό του εξαρτάται από το μέγεθος της περιοχής. Το μέγεθος μιας περιοχής μετριέται από τον αριθμό των δρομολογητών και το μέγεθος της βάσης δεδομένων κατάστασης ζεύξης. 34

Επαλήθευση του OSPF (10/11) Ένα δίκτυο εναλλάσσεται συνεχώς μεταξύ της κατάστασης up και down αναφέρεται ως flapping link. Ένας flapping link μπορεί να προκαλέσει στους OSPF δρομολογητές της περιοχής τον συνεχή επαναυπολογισμό του αλγόριθμου SPF, εμποδίζοντας την σωστή σύγκλιση. Για να ελαχιστοποιηθεί αυτό το πρόβλημα, ο δρομολογητής περιμένει 5 δευτερόλεπτα (5000 msecs) μετά τη λήψη ενός LSU πριν από την εκτέλεση του αλγόριθμου SPF. 35

Επαλήθευση του OSPF (11/11) Αυτό είναι γνωστό ως η καθυστέρηση χρονοδιαγράμματος SPF. Προκειμένου να αποφευχθεί ένας δρομολογητής router να τρέχει συνεχώς τον αλγόριθμο SPF, υπάρχει και ένας επιπρόσθετος Hold time των 10 δευτερολέπτων (10000 msecs). Ο δρομολογητής περιμένει 10 δευτερόλεπτα μετά την εκτέλεση του αλγόριθμου SPF πριν επανεκτελέσει τον αλγόριθμο. Ο γρηγορότερος τρόπος για να ελέγξετε τα Hello και νεκρά χρονικά διαστήματα είναι να χρησιμοποιήσετε την εντολή show ip ospf interface. 36

Βιβλιογραφία 1. Doherty, J., Anderson, N., & Maggiora, D. P. (2010). Ο οδηγός της Cisco για τη δικτύωση. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 2. Comer, E. D. (2007).Δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 3. Peterson, L. L. & Davie, S. B. (2009). Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση απο τη σκοπιά των συστημάτων. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 4. Comer, E. D. (2001). Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 5. Ράπτης, Β. (2004). Δίκτυα δεδομένων - Θεωρία και εφαρμογές. Εκδότης Ράπτης Βασίλειος. 37

Τέλος Ενότητας

Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 39

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 40

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 41

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 42