Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ Ενότητα 11: OSPF - Open Shortest Path First (Μέρος 3) 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) Εξετάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης. Η μετρική του OSPF. Εύρος ζώνης αναφοράς. Τροποποίηση του κόστος σύνδεσης. Η εντολή bandwidth. Η εντολή ip ospf cost. 5
Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Η εντολή bandwidth έναντι της εντολής ip ospf cost. OSPF και δίκτυα πολλαπλής πρόσβασης. Βιβλιογραφία. 6
OSPF (Μέρος 3)
Εξετάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (1/3) Όπως γνωρίζετε, ο πιο γρήγορος τρόπος για να ελέγξετε την σύγκλιση OSPF είναι να κοιτάξετε την τοπολογία στον πίνακα δρομολόγησης για κάθε δρομολογητή. Η εντολή show ip route μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βεβαιωθείτε ότι το OSPF στέλνει και λαμβάνει διαδρομές μέσω του OSPF. Το Ο στην αρχή κάθε διαδρομής υποδεικνύει ότι η πηγή διαδρομής είναι OSPF. Ωστόσο, θα πρέπει να παρατηρήσετε δύο διακριτές διαφορές στον πίνακα δρομολόγησης OSPF σε σχέση με τους πίνακες δρομολόγησης που έχετε δει σε προηγούμενα κεφάλαια. 8
Εξετάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (2/3) R1#show ip route Gateway of last resort is not set C 192.168.10.12 is directly connected,serial2/0 C 192.168.10.2 is directly connected.serial3/0 0 192.168.10.6 [110/128] via 192.168.10.4, 14:27:57, Serial3/0 [110/128] via 192.168.10.13, 14:27:57, Serial2/0 0 172.16.1.24/29 [110/65] via 192.168.10.4, 14:27:57, Serial3/0 C 172.16.1.22/28 is directly connected, FastSthernet0/0 0 10.10.10.0/24 [110/65] via 192.168.10.13, 14:27:57, Serial2/0 C 10.1.1.1/32 is directly connected, Loopback0 9
Εξετάζοντας τον πίνακα δρομολόγησης (3/3) Πρώτον, παρατηρούμε ότι κάθε δρομολογητής έχει τέσσερα απευθείας συνδεδεμένα δίκτυα επειδή η διεπαφή loopback υπολογίζεται ως το τέταρτο δίκτυο. Αυτές οι διεπαφές loopback δεν αναγγέλλονται στο OSPF. Ως εκ τούτου, κάθε δρομολογητής απαριθμεί επτά γνωστά δίκτυα. Δεύτερον, σε αντίθεση με το RIPv2 και το EIGRP, το OSPF δεν συνοψίζει αυτόματα στα μεγάλα όρια του δικτύου. Το OSPF είναι εγγενώς αταξικό πρωτόκολλο. 10
Η μετρική του OSPF (1/2) Η μετρική OSPF ονομάζεται κόστος. RFC 2328. Το κόστος συνδέεται με την πλευρά εξόδου της κάθε διεπαφής του δρομολογητή. Το κόστος αυτό ρυθμίζεται από τον διαχειριστή του συστήματος. Όσο χαμηλότερο είναι το κόστος τόσο πιθανότερο είναι η διεπαφή να χρησιμοποιηθεί για να προωθήσει την κυκλοφορία των δεδομένων. Παρατηρήστε ότι το RFC 2328 δεν διευκρινίζει ποιες τιμές θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του κόστους. 11
Η μετρική του OSPF (2/2) Το Cisco IOS (i Operating System)χρησιμοποιεί ως τιμή κόστους το άθροισμα των εύρος ζώνης των εξερχόμενων διεπαφών από τον δρομολογητή στο δίκτυο προορισμού. Σε κάθε δρομολογητή, το κόστος για μια διεπαφή υπολογίζεται ως 10 εις την 8η και διαιρείται με την τιμή του εύρους ζώνης που είναι σε μονάδα μετρικής bps. Αυτό είναι γνωστό ως το εύρος ζώνης αναφοράς. Διαιρούμε το 10 εις την 8η με το εύρος ζώνης της διεπαφής ούτος ώστε οι διεπαφές με τις υψηλότερες τιμές εύρους ζώνης να έχουν χαμηλότερο υπολογιζόμενο κόστος. 12
Εύρος ζώνης αναφοράς (1/10) Οι προεπιλογές του εύρους ζώνης αναφοράς είναι το 108, το 100.000.000 bps ή το 100 Mbps. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σε διεπαφές με εύρος ζώνης των 100 Mbps και υψηλότερο έχοντας το ίδιο κόστος OSPF με τιμή 1. Το εύρος ζώνης αναφοράς μπορεί να τροποποιηθεί για να φιλοξενήσει δίκτυα με συνδέσμους γρηγορότερους από 100 εκατομμύρια bps (100 Mbps) χρησιμοποιώντας την OSPF εντολή auto-cost reference-bandwidth. Όταν είναι απαραίτητη αυτή η εντολή, συνιστάται να χρησιμοποιείται σε όλους τους δρομολογητές ούτος ώστε το μετρικό δρομολόγησης OSPF να παραμείνει συνεπές. 13
Εύρος ζώνης αναφοράς (2/10) Το OSPF συσσωρεύει κόστη. Το κόστος μιας διαδρομής OSPF είναι η συσσωρευμένη αξία από έναν δρομολογητή προς το δίκτυο προορισμού. Προεπιλογή εύρους ζώνης για τις σειριακές διεπαφές. Όπως έχουμε προαναφέρει μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εντολή show interface για να δούμε την τιμή του εύρους ζώνης που χρησιμοποιείται σε μια διεπαφή. 14
Εύρος ζώνης αναφοράς (3/10) Στους δρομολογητές Cisco η τιμή του εύρους ζώνης για πολλές σειριακές διεπαφές είναι η προεπιλογή Τ1 (1.544 Mbps). Ωστόσο, ορισμένες σειριακές διεπαφές μπορεί έχουν προεπιλογή τα 128 kbps. Ως εκ τούτου, ποτέ δεν υποθέσουμε ότι το OSPF χρησιμοποιεί κάποια συγκεκριμένη τιμή εύρους ζώνης. Πάντα θα ελέγχουμε την προεπιλεγμένη τιμή με την εντολή show interface. 15
Εύρος ζώνης αναφοράς (4/10) Να θυμάστε, αυτή η τιμή εύρους ζώνης δεν επηρεάζει ουσιαστικά την ταχύτητα της σύνδεσης, χρησιμοποιείται από μερικά πρωτόκολλα δρομολόγησης για τον υπολογισμό του μετρικού δρομολόγησης. Το πιο πιθανό, στις σειριακές διεπαφές η πραγματική ταχύτητα της σύνδεσης να είναι διαφορετική από την προεπιλεγμένη τιμή εύρους ζώνης. Είναι σημαντικό η τιμή του εύρους ζώνης να αντανακλά την πραγματική ταχύτητα της σύνδεσης έτσι ώστε ο πίνακας δρομολόγησης να έχει ακριβής πληροφορίες του καλύτερου μονοπατιού. 16
Εύρος ζώνης αναφοράς (5/10) Παρακάτω βλέπουμε την έξοδο για την σειριακή διεπαφή 2/0 του δρομολογητή R1. Η τοπολογία αυτή την στιγμή αντικατοπτρίζει επίσης το πραγματικό εύρος ζώνης της σύνδεσης μεταξύ των δρομολογητών. Σημειώστε ότι η προεπιλεγμένη τιμή του εύρους ζώνης της εντολής εξόδου για τον δρομολογητή R1 είναι 1544 kbps. Ωστόσο, το πραγματικό εύρος ζώνης αυτής της σύνδεσης είναι 64 kbps. Αυτό σημαίνει ότι ο δρομολογητής έχει πληροφορίες δρομολόγησης που δεν αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια την τοπολογία του δικτύου. 17
Εύρος ζώνης αναφοράς (6/10) R1#show interface serial 2/0 Serial2/0 is up, line protocol is up Hardware is GT96K Serial Description: Link to R2 Internet address is 192.168.10.14/30 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 18
Εύρος ζώνης αναφοράς (7/10) Στην τοπολογίας μας πληκτρολογώντας show ip route στον δρομολογητή R1 εμφανίζεται ο πίνακας δρομολόγησης για τον δρομολογητή R1. Ο δρομολογητής R1 πιστεύει ότι και οι δύο σειριακές διεπαφές του συνδέονται με Τ1 συνδέσεις, αν και μια από τις συνδέσεις του είναι σύνδεση των 64 kbps και η άλλη είναι μια σύνδεση των 256 kbps. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο πίνακα δρομολόγησης του δρομολογητή R1 να έχει δύο διαδρομές ίσου κόστους για το δίκτυο 192.168.8.0/30, όταν στην πραγματικότητα η σειριακή διεπαφή 3/0 είναι η καλύτερη διαδρομή. 19
Εύρος ζώνης αναφοράς (8/10) 192.168.10.6 [110/128] via 192.168.10.4, 00:03:41, Serial3/0 [110/128] via 192.168.10.13, 00:03:41, Serial2/0 Το υπολογιζόμενο κόστος OSPF μιας διεπαφής μπορεί να ελεγχθεί με την εντολή show ip ospf interface. Στην τοπολογίας μας αν πληκτρολογήσουμε αυτή την εντολή θα επαληθεύσουμε ότι ο δρομολογητής R1 είναι πράγματι εκχωρήσει το κόστος των 64 στην σειριακή διεπαφή 2/0. 20
Εύρος ζώνης αναφοράς (9/10) Αν και μπορεί να σκεφτείτε ότι αυτό είναι το σωστό κόστος, επειδή αυτή η διεπαφή είναι συνδεδεμένη με μια σύνδεση 64 kbps, θυμηθείτε ότι το κόστος προέρχεται από τον τύπο κόστους. Το κόστος μίας σύνδεσης των 64 kbps είναι 1562 (100.000.000/64.000). Η αξία των 64 αντιστοιχεί στο κόστος μιας σύνδεσης Τ1. 21
Εύρος ζώνης αναφοράς (10/10) R1#show ip ospf interface serial 2/0 Serial2/0 is up, line protocol 13 up Internet Address 192.168.10.13/30, Area 0 Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type POINT TO POINT,Cost: 64 22
Τροποποίηση του κόστος σύνδεσης Όταν η σειριακή διεπαφή δεν λειτουργεί στην πραγματικότητα στην προεπιλεγμένη ταχύτητα T1, η διεπαφή απαιτεί χειροκίνητη τροποποίηση. Και οι δύο πλευρές της σύνδεσης θα πρέπει να ρυθμιστούν έτσι ώστε να έχουν την ίδια τιμή. Τόσο η εντολή της διεπαφής bandwidth όσο και η εντολή διεπαφής ip ospf cost επιτυγχάνουν αυτό τον σκοπό, δηλαδή μια ακριβής τιμή για τη χρήση του OSPF για τον προσδιορισμό της βέλτιστης διαδρομής. 23
Η εντολή bandwidth Η εντολή bandwidth χρησιμοποιείται για την τροποποίηση της τιμής του εύρους ζώνης που χρησιμοποιείται από το IOS για τον υπολογισμό του κόστους μετρικού του OSPF. Η σύνταξη των εντολών της διεπαφής είναι: Router (config-if) #bandwidth bandwidth-kbps 24
Η εντολή ip ospf cost Μια εναλλακτική μέθοδος χρήσης της εντολής bandwidth εύρος ζώνης είναι η χρήση της εντολής ip ospf cost, η οποία σας επιτρέπει να ορίσετε άμεσα το κόστος μιας διεπαφής. Για παράδειγμα, στον δρομολογητή R1 θα μπορούσαμε να ρυθμίσουμε την σειριακή 2/0 με την ακόλουθη εντολή: R1 (config) #interface serial 2/0 R1 (config-if) #ip ospf cost 1562 Προφανώς, αυτό δεν θα αλλάξει την έξοδο της εντολής show ip ospf interface, η οποία εξακολουθεί να παρουσιάζει το κόστος ως 1562. Αυτό είναι το ίδιο κόστος με το κόστος που υπολογίσαμε από το IOS όταν ρυθμίσαμε το εύρος ζώνης ως 64. 25
Η εντολή bandwidth έναντι της εντολής ip ospf cost Η εντολή ip ospf cost είναι χρήσιμη σε περιβάλλοντα multi-vendor όπου οι μη-cisco δρομολογητές χρησιμοποιούν για τον υπολογισμό του κόστους OSPF ένα μετρικό αντί για το εύρος ζώνης. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο εντολών είναι ότι η εντολή bandwidth χρησιμοποιεί το αποτέλεσμα του υπολογισμού κόστους για τον προσδιορισμό του κόστους του συνδέσμου. Η εντολή ip ospf cost παρακάμπτει αυτόν τον υπολογισμό θέτοντας άμεσα μια συγκεκριμένη τιμή στο κόστος της σύνδεσης. 26
OSPF και δίκτυα πολλαπλής πρόσβασης (1/3) Ένα δίκτυο πολλαπλής πρόσβασης (multi-access) είναι ένα δίκτυο με περισσότερες από δύο συσκευές στο ίδιο κοινόχρηστο μέσο. Τα Ethernet τοπικά δίκτυα είναι ένα παράδειγμα των multi-access δικτύων. Είναι broadcast δίκτυα επειδή όλες οι συσκευές στο δίκτυο δείχνουν broadcast πλαίσια. Είναι multi-access δίκτυα επειδή μπορούν να υπάρχουν πολλοί οικοδεσπότες, εκτυπωτές, δρομολογητές και άλλες συσκευές που να είναι όλες μέλη του ίδιου δικτύου. 27
OSPF και δίκτυα πολλαπλής πρόσβασης (2/3) Αντίθετα, σε ένα δίκτυο σημείου-προς-σημείο υπάρχουν στο δίκτυο μόνο δύο συσκευές, μια σε κάθε άκρο. Το OSPF ορίζει πέντε τύπους δικτύων: Σημείου-προς- σημείο. Broadcast multi-access. Non-broadcast multi-access (NBMA). Σημείου-προς- πολλαπλά σημεία. Εικονικές συνδέσεις. 28
OSPF και δίκτυα πολλαπλής πρόσβασης (3/3) Τα NBMA (non-broadcast multiple access network) και τα σημείου-προς-πολλαπλά σημεία δίκτυα περιλαμβάνουν Frame Relay, ATM, και τα δίκτυα Χ.25. Οι εικονικές συνδέσεις είναι ένας ειδικός τύπος σύνδεσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε multi-area OSPF. Τα multi-access δίκτυα μπορούν να δημιουργήσουν δύο προκλήσεις για το πρωτόκολλο OSPF σχετικά με το μοίρασμα-εκπομπή των LSAs: 1. Δημιουργία πολλαπλών γειτονιών, μια γειτονίαση για κάθε ζεύγος δρομολογητών. 2. Εκτεταμένο μοίρασμα-εκπομπή των LSAs(Link State Advertisements). 29
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. 30
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 32
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. 33
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. 34
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 35