Mate's CCNA Notes

Day 26 - OSPF (1)26. Nap - OSPF (1)

5 min read

Jeremy’s IT Lab lecture video:

Day 26 - OSPF (1)

Commands

OSPF Information

Open Shortest Path First (OPSF) is a dynamic routing protocol that is widely used in modern networks. It uses the Shortest Path First (SPF) algorithm (also called Dijkstra’s algorithm)

  • OSPF has three versions:
    • OSPFv1: Old and not in use anymore.
    • OSPFv2: Used for IPv4
    • OSPFv3: Used for IPv6 (can also be used for IPv4, but usually v2 is used)

Routers store information about the network in LSAs (Link State Advertisements) which are organized in LSDBs (Link State Databases)

Routers will flood LSAs until all routers in the OSPF area develop the same map of the network. (until all routers have the same LSDB)

LSA Flooding Process

  • When OSPF is activated on an interface, the router creates an LSA to tell its neighbors about the network on that interface.
  • The LSA is flooded throughout the network until it has been received by all routers.
  • Eventually, all routers will have the same LSDB and each router will use the SPF algorithm to calculate the best routes

In OSPF, the three main steps to sharing LSAs and determining the best route are:

  1. Become neighbors with other routers
  2. Exchange LSAs with neighbor routers
  3. Calculate the best routes

OSPF Areas

OSPF uses areas to divide up the network.
Small networks can use a single-area setup without any negative effects.
However, large networks can suffer from many negative effects if a single-area setup is used.

The effects of single-area on large networks

  • The SPF algorithm takes more time to calculate routes
  • The SPF algorithm requires exponentially more processing power on the routers
  • The larger LSDB takes up more memory on the routers
  • Any small change in the network causes every router to flood LSAs and run the SPF algorithm again

OSPF Terminology

  • Area: An area is a set of routers and links that share the same LSDB.

  • Backbone Area (area 0): A special area that all other areas in the network must connect to.

  • Internal Routers: Routers with all interfaces in the same area.

  • Area Border Routers (ABR): Routers with interfaces in multiple areas.

  • Autonomous System Boundary Router (ASBR): OSPF router that connects the OSPF network to an external router.

  • Backbone Routers: Routers connected to the backbone area.

  • Intra-area Route: A route to a destination inside the same OSPF area.

  • Interarea Route: A route to a destination in a different OSPF area.

OSPF Area Rules

  • OSPF areas should be contiguous.
    • (Being non-contiguous would mean having a area 1 be split up into two different places, for example)
  • All OSPF areas must have at least one ABR connected to the backbone area.
  • OSPF interfaces in the same subnet must be in the same area.

ABRs Maximum Area Connections

  • ABRs maintain a separate LSDB for each area they are connected to.
  • It is recommended that you connect an ABR to a maximum of 2 areas.
    • Connecting an ABR to 3+ areas can overburden the router.

OSPF Autonomous System Boundary Router (ASBR)

The Autonomous System Boundary Router (ASBR) is an OSPF router that connects the OSPF network to an external router.

  • It is assigned when a router has a default route and the default-information originate command is used on the router.

Basic OSPF Configuration

OSPF initialization is done through the router ospf PROCESS-ID area AREA-ID command.
The OSPF process ID is locally significant on the router itself. Routers with different process IDs can become OSPF neighbors, they do not need to have matching process IDs.

  • Network command:
    • The network command in OSPF requires you to specify the area.
      • Ex. network IP-ADDRESS WILDCARD-MASK area AREA
    • Also, the network command tells the router to:
      • Look for interfaces with an IP address that is in the specified range and activate OSPF on them in the specified area.
      • The router will then try to become OSPF neighbors with other OSPF routers.
  • Passive Interface command:
    • The passive-interface INTERFACE-ID command tells the router to stop sending OSPF Hello messages out of the specified interface. It is used on interfaces that don’t have any OSPF neighbors.
    • However, the router will still continue to send LSAs informing its neighbors about the subnet configured on that interface.
  • Default Information command:
    • The default-information originate command tells the router to advertise its default route to the other protocol neighbors.

OSPF Router ID

The OSPF router ID is selected through 3 methods, with priority being from top to bottom

  1. Manual Configuration (via router-id A.B.C.D)
  2. Highest IP address on a loopback interface
  3. Highest IP address on a physical interface

Watch out: Router-ID functionality

  • If OSPF has already been started on the device (through router ospf PROCESS-ID area AREA-ID) and a Router-ID has been assigned either manually or automatically, then the Router-ID will stay the same, and will not change until the OSPF process is restarted.
  • Even if router-id A.B.C.D is used to change the Router-ID, the change will not take effect until an OSPF restart is performed.

Jeremy’s IT Lab előadásvideó:

26. Nap - OSPF (1)

Parancsok

OSPF Információk

Az Open Shortest Path First (OSPF) egy dinamikus útválasztó protokoll, amelyet széles körben alkalmaznak a modern hálózatokban. A Shortest Path First (SPF) algoritmust használja (más néven Dijkstra-algoritmus).

  • Az OSPF-nek 3 verziója létezik:
    • OSPFv1: Régi, már nem használt.
    • OSPFv2: IPv4-hez használatos.
    • OSPFv3: IPv6-hoz használatos (használható IPv4-hez is, de általában a v2-t használják).

A routerek a hálózatra vonatkozó információkat LSA-kban (Link State Advertisements) tárolják, amelyeket LSDB-kbe (Link State Databases) szerveznek.

A routerek addig árasztják (flood) az LSA-kat, amíg az adott OSPF area minden routere el nem készíti a hálózat ugyanazon térképét (amíg minden routernél azonos LSDB nem jön létre).

LSA Árasztási Folyamat (Flooding Process)

  • Amikor az OSPF aktiválódik egy interfészen, a router létrehoz egy LSA-t, hogy tájékoztassa szomszédait az adott interfészhez kapcsolódó hálózatról.
  • Az LSA elárasztja a hálózatot, amíg minden router meg nem kapja.
  • Végül minden router azonos LSDB-vel fog rendelkezni, és minden router az SPF algoritmus segítségével kiszámítja a legjobb útvonalakat.

Az OSPF-ben az LSA-k megosztásának és a legjobb útvonalak meghatározásának 3 fő lépése:

  1. Szomszédsági viszony kialakítása a többi routerrel
  2. LSA-k cseréje a szomszédos routerekkel
  3. A legjobb útvonalak kiszámítása

OSPF Területek (Areas)

Az OSPF area-kat használ a hálózat felosztására.
A kisebb hálózatok negatív hatások nélkül használhatnak single-area (egyetlen területből álló) elrendezést.
Nagyobb hálózatokban azonban a single-area kialakítás számos problémát okozhat.

A single-area elrendezés hatásai nagy hálózatokban

  • Az SPF algoritmusnak több időre van szüksége az útvonalak kiszámításához
  • Az SPF algoritmus exponenciálisan több processzorkapacitást (CPU) igényel a routereken
  • A nagyobb LSDB több memóriát (RAM) foglal el a routereken
  • A hálózatban bekövetkező bármilyen apró változás miatt minden router újra elárasztja az LSA-kat, és újra lefutattja az SPF algoritmust

OSPF Terminológia

  • Area: Olyan routerek és kapcsolatok halmaza, amelyek azonos LSDB-vel rendelkeznek.

  • Backbone Area (area 0): Egy speciális terület, amelyhez a hálózat összes többi area-jának csatlakoznia kell.

  • Belső routerek (Internal Routers): Olyan routerek, amelyek összes interfésze ugyanabban az area-ban található.

  • Area Border Routers (ABR): Olyan routerek, amelyek interfészei több különböző area-hoz tartoznak.

  • Autonomous System Boundary Router (ASBR): Olyan OSPF router, amely az OSPF hálózatot külső hálózathoz/routerhez köti.

  • Backbone routerek (Backbone Routers): A backbone area-hoz közvetlenül csatlakozó routerek.

  • Intra-area Route: Olyan útvonal, amelynek célállomása ugyanabban az OSPF area-ban van.

  • Interarea Route: Olyan útvonal, amelynek célállomása egy másik OSPF area-ban található.

OSPF Area Szabályok

  • Az OSPF area-knak folytonosnak (contiguous) kell lenniük.
    • (A nem folytonos terület azt jelentené, hogy például az area 1 két különálló részre van szakadva)
  • Minden OSPF area-nak rendelkeznie kell legalább egy olyan ABR routerrel, amely a backbone area-hoz csatlakozik.
  • Az azonos alhálózaton lévő OSPF interfészeknek ugyanahhoz az area-hoz kell tartozniuk.

ABR routerek maximális Area kapcsolatai

  • Az ABR routerek külön LSDB adatbázist tartanak fenn minden egyes area számára, amelyhez csatlakoznak.
  • Javasolt, hogy egy ABR legfeljebb 2 area-hoz csatlakozzon.
    • Ha egy ABR-t 3 vagy több területhez csatlakoztatunk, az túlzottan leterhelheti a routert.

OSPF Autonomous System Boundary Router (ASBR)

Az Autonomous System Boundary Router (ASBR) egy olyan OSPF router, amely az OSPF hálózatot egy külső hálózathoz/routerhez köti össze.

  • Ez a szerepkör akkor jön létre, amikor a router rendelkezik egy alapértelmezett útvonallal (default route), és kiadjuk a routeren a default-information originate parancsot.

Alapvető OSPF Konfiguráció

Az OSPF indítása a router ospf PROCESS-ID paranccsal történik.
Az OSPF process ID csak lokálisan bír jelentőséggel a routeren. Az eltérő process ID-vel rendelkező routerek is képesek egymással OSPF szomszédságot létesíteni, nem szükséges egyezniük a process ID-knak.

  • Network parancs:
    • A network parancsban az OSPF megköveteli az area megadását.
      • Pl. network IP-ADDRESS WILDCARD-MASK area AREA
    • A network parancs arra utasítja a routert, hogy:
      • Keressen olyan interfészeket, amelyek IP-címe a megadott tartományba esik, és aktiválja rajtuk az OSPF-et a megadott area-ban.
      • A router ezután megkísérel OSPF szomszédságot kialakítani más OSPF routerekkel.
  • Passzív interfész (Passive Interface) parancs:
    • A passive-interface INTERFACE-ID parancs arra utasítja a routert, hogy fejezze be az OSPF Hello üzenetek küldését a megadott interfészen. Olyan interfészeken használatos, amelyekhez nem csatlakozik OSPF szomszéd.
    • A router azonban továbbra is küld LSA-kat, amelyekben tájékoztatja a szomszédokat az adott interfészen konfigurált alhálózatról.
  • Default Information parancs:
    • A default-information originate parancs arra utasítja a routert, hogy hirdesse meg az alapértelmezett útvonalát (default route) a többi protokoll szomszéd felé.

OSPF Router ID

Az OSPF router ID 3 módszer egyikével kerül kiválasztásra, az alábbi prioritási sorrendben:

  1. Kézi konfiguráció (a router-id A.B.C.D paranccsal)
  2. A loopback interfészen lévő legmagasabb IP-cím
  3. A fizikai interfészen lévő legmagasabb IP-cím

Figyelem: A Router-ID működése

  • Ha az OSPF már elindult az eszközön (a router ospf PROCESS-ID paranccsal) és a Router-ID hozzárendelésre került kézzel vagy automatikusan, akkor a Router-ID érvényben marad, és nem változik meg az OSPF folyamat újraindításáig.
  • Még ha a router-id A.B.C.D parancsot használjuk is a Router-ID módosítására, a változtatás csak az OSPF újraindítása (pl. clear ip ospf process) után lép életbe.

Graph View