Ospf là gì? Giao thức định tuyến Ospf hoạt động như thế nào?

0
42
Rate this post

Giao thức định tuyến OSPF (Open Shortest Path First) là một công nghệ được sử dụng phổ biến trong các hệ thống mạng doanh nghiệp. Với khả năng lưu trữ thông tin nhanh chóng vào cơ sở dữ liệu, OSPF giúp đảm bảo việc truyền tải dữ liệu hiệu quả trong mạng. Bạn đã muốn hiểu rõ hơn về OSPF và cách hoạt động của nó? Bài viết này sẽ truyền đạt đầy đủ kiến thức về giao thức định tuyến OSPF, với mục đích giúp bạn áp dụng nó vào công việc một cách dễ dàng.

OSPF – Giao thức định tuyến thông minh

OSPF là một giao thức định tuyến nội dựa trên thuật toán link state routing. Giao thức này được sử dụng trong một hệ thống mạng hoặc một khu vực xác định. Mỗi bộ định tuyến OSPF chứa thông tin về tất cả các tuyến đường trong mạng và sử dụng thông tin này để xác định quãng đường đi ngắn nhất và tốt nhất giữa các bộ định tuyến nguồn và đích. Mục tiêu chính của OSPF là tìm hiểu về các tuyến đường và cung cấp cho mạng một hệ thống định tuyến thông minh.

Giao thức OSPF đạt được mục tiêu của nó bằng cách tìm hiểu về mọi bộ định tuyến và các mạng con có trong toàn bộ hệ thống mạng. Mỗi bộ định tuyến chứa thông tin về mạng và các thông tin khác, và được gửi thông qua gói tin Link State Advertisement (LSA). Tất cả thông tin này được chứa trong một cơ sở dữ liệu có trạng thái liên kết (LSDB). Việc lưu trữ thông tin trong LSDB đảm bảo rằng tất cả các bộ định tuyến trong hệ thống mạng đồng nhất với nhau.

OSPF là một giao thức định tuyến sử dụng trong một hệ thống mạng

Cách OSPF hoạt động

Các bộ định tuyến chạy OSPF thực hiện các bước cơ bản sau đây:

  • Bước 1: Chọn Router ID

    • Để OSPF hoạt động, người dùng cần tạo ra một định danh gọi là Router ID.
    • Có thể tự động tạo Router ID từ IP cao nhất trên các interface, hoặc người dùng có thể tự cấu hình định danh.
  • Bước 2: Thiết lập mối quan hệ láng giềng

    • Hai router được coi là láng giềng nếu chúng đáp ứng các điều kiện sau:
      • Cùng thuộc cùng một vùng (Area-ID).
      • Cùng Subnet.
      • Cùng thông số (dead time và hello).
      • Cùng xác thực.
  • Bước 3: Trao đổi LSDB

    • LSDB là căn cứ để Router tính toán định tuyến.
    • Mỗi Router trao đổi thông tin LSA với nhau để cập nhật LSDB.
  • Bước 4: Tính toán bảng định tuyến trong OSPF.

OSPF có thể hoạt động được khi người dùng tạo ra Router ID

Ưu và nhược điểm của OSPF

Để hiểu rõ hơn về OSPF, hãy cùng xem xét ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến này.

  • Ưu điểm:

    • Chi phí được sử dụng làm thông số định tuyến để chọn đường đi chính xác trong hệ thống mạng.
    • Router có khả năng dễ dàng lựa chọn đường đi bằng cách sử dụng thông tin mới nhất.
    • OSPF hỗ trợ CIDR và VLSM.
    • Mỗi Router đồng bộ với cấu trúc hệ thống mạng và có một bộ hồ sơ đầy đủ, giúp tránh tình trạng lặp vòng.
  • Nhược điểm:

    • OSPF tốn nhiều bộ nhớ và yêu cầu năng lực xử lý cao hơn, không phù hợp với các tổ chức nhỏ có nguồn tài nguyên hạn chế.
    • Hệ thống mạng cần chia thành nhiều vùng nhỏ để giảm độ phức tạp và kích thước cơ sở dữ liệu.
    • OSPF đòi hỏi người quản trị phải nắm rõ giao thức.

OSPF tốn nhiều bộ nhớ và yêu cầu năng lực xử lý cao hơn

Router hình thành mạng liên quan

Trước khi Router hình thành mạng liên quan, mỗi bộ định tuyến sẽ chọn một ID bộ định tuyến. Hai bộ định tuyến sẽ kết nối với nhau thông qua point-to-point link. Khi hai bộ định tuyến gửi gói tin HELLO cho nhau, họ trở thành láng giềng và duy trì kết nối hai chiều. Ngoài ra, hai bộ định tuyến có thể trở thành láng giềng nếu cùng thuộc một mạng con, cùng định tuyến thời gian, cùng subnet và cùng xác thực.

Các loại liên kết trong OSPF

Trong định tuyến OSPF, có các loại liên kết cơ bản như sau:

  • Point-to-point link: Liên kết này kết nối hai bộ định tuyến trực tiếp mà không cần bộ định tuyến hoặc máy chủ nào ở giữa.

  • Transient link: Liên kết tạm thời xảy ra khi một số bộ định tuyến được gắn vào một mạng. Liên kết này có thể là cấu trúc liên kết không thực tế hoặc cấu trúc liên kết thực tế.

  • Stub link: Đây là mạng được kết nối duy nhất với một bộ định tuyến. Dữ liệu đi vào và ra khỏi mạng thông qua bộ định tuyến duy nhất này.

  • Virtual link: Nếu có vấn đề hư hỏng giữa hai bộ định tuyến, quản trị viên có thể tạo ra một đường dẫn ảo giữa chúng.

Những trạng thái của OSPF

Giao thức OSPF trải qua một số trạng thái nhất định:

  • Down: Trạng thái này xảy ra khi không có gói tin HELLO nào được nhận trên giao diện (quá trình OSPF chưa bắt đầu).

  • Init: Thiết bị ở trạng thái Init khi đã nhận được gói HELLO từ một bộ định tuyến khác.

  • 2WAY: Thiết bị ở trạng thái này khi cả hai bộ định tuyến đã nhận được gói tin HELLO từ nhau và đã hình thành liên kết.

  • Exstart: Cả hai bộ định tuyến chuyển sang trạng thái này khi quá trình trao đổi bắt đầu. Qua trạng thái này, chủ và khách sẽ được chọn dựa trên ID của bộ định tuyến.

  • Exchange: Cả hai bộ định tuyến trong trạng thái trao đổi gửi LSA cho nhau để cập nhật LSDB.

  • Loading: Trạng thái tải được sử dụng để trao đổi LSR, LSU và LSA giữa các bộ định tuyến.

  • Full: Sau khi trao đổi hoàn tất, các bộ định tuyến chuyển sang trạng thái đầy đủ.

Cấu hình định tuyến của OSPF

Cấu hình định tuyến của OSPF rất đơn giản. Đầu tiên, bạn cần kích hoạt OSPF trên bộ định tuyến bằng lệnh router ospf PROCESS-ID. Sau đó, xác định các giao diện nào sẽ chạy OSPF bằng lệnh network IP_ADDRESS WILDCARD_MASK AREA_ID. Lưu ý, Process-ID là số hiệu của tiến trình OSPF chạy trên router.

Ví dụ, để kích hoạt OSPF trên bộ định tuyến R1 và R2, bạn có thể sử dụng các lệnh sau đây:

Cấu hình bộ định tuyến R1: sử dụng OSPF

R1(config-router)#router ospf 1
R1(config-router)#network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0

Cấu hình bộ định tuyến R2: sử dụng OSPF

R2(config-router)#router ospf 1
R2(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0

Bạn có thể kiểm tra xem định tuyến đã được cập nhật bằng cách sử dụng lệnh show ip route. Kết quả đầu ra sẽ cho bạn biết các tuyến OSPF. Ví dụ, bạn có thể kiểm tra kết quả trên R1 bằng lệnh show ip route:

R1#show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
   D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
   N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
   E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
   i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
   * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
   P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

      10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C        10.0.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
C        172.16.0.0/16 is directly connected, FastEthernet0/1
O        192.168.0.0/24 [110/2] via 172.16.0.2, 00:03:44, FastEthernet0/1

Chúc mừng! Bây giờ bạn đã hiểu rõ hơn về giao thức định tuyến OSPF, một công nghệ mạnh mẽ và linh hoạt. OSPF có thể chạy trên nhiều dòng sản phẩm khác nhau và là một lựa chọn hàng đầu cho nhiều doanh nghiệp và tổ chức. Đừng quên ghé thăm trang web Dnulib để tìm hiểu thêm về các công nghệ và kiến thức liên quan đến mạng và kỹ thuật.