Forgalomirányítás

Tartalom a) Forgalomirányító algoritmusok

b) Statikus forgalomirányítás

c) Dinamikus forgalomirányítás

– Távolságvektor alapú

– Link állapot alapú

d) Internet struktúra

– Forgalomirányítók, Kliensek

– Autonóm rendszerek (AS)

e) Forgalomirányító algoritmus osztályok – Tartományon Belüli Forgalomirányítás

• RIP, IGRP, EIGRP ,IS-IS, OSPF

– Tartományközi forgalomirányítás

• BGP

f) RIPv1

g) RIPv2

2

Útvonal információk a) Statikus

– Manuális: lassú változás

– Nem robosztus: független az aktuális állapottól

– Stabil

b) Dinamikus

– Forgalomirányító protokollok segítségével tanulja meg az

útvonalakat

– A topológia változásokra azonnal reagál

– Nem biztos, hogy konvergál, oszcillál

– Hurkot okozhat

3

Statikus forgalomirányítás a) A rendszergazda manuálisan írja be a forgalomirányító tábla bejegyzéseit

b) A forgalom teljesen kézben tartható ■ Pl.: más-más útvonal használata a két irányban, …

c) A rendszer átlátható

d) Minden változás manuális beavatkozást igényel

e) Működőképes hálózathoz: ■ Minden forgalomirányítóba fel kell venni az összes a hálózaton előforduló

címtartományt és irányt

■ Használhatunk összesítés útvonalakat

■ A forgalomirányítóra közvetlenül csatlakozott hálózatokat nem kell felvenni

f) A statikus útvonalakhoz is adhatunk költséget (CISCO) ■ Terhelés elosztás

– Forgalom elosztás » Azonos mértékű

» Költség szerinti

– Kapcsolt egység » Cél szerint (fast switching)

» Csomagonként (process switching)

■ Tartalék útvonal

4

Rekurzív tábla keresés

• Nem feltétlenül mutat minden bejegyzés a szomszéd

forgalomirányítóra

• Ez esetben a keresés addig folytatódik míg nem talál egy olyan

címet amely a szomszéd forgalomirányítóra mutat (megvan a

kimenő interfész)

• A többszörös keresés időigényes

• Csak indokolt esetekben érdemes ezt használni (pl.: változás előtt)

5

Mikor érdemes statikus útvonalat használni?

• Amikor vég hálózatunk van.

• Nincs alternatív útvonal.

• Igény szerinti forgalomirányítás (On-Demand Routing)

• Szabály szerinti forgalomirányítás (Policy based routing)

6

Statikus útvonal választás

7

8

Alapértelmezett út • Utolsó megoldás átjáró/Gateway of last resort

• Cím aggregálás: – 192.168.200.128/27

– 192.168.200.160/27

– 192.168.200.192/27

– 192.168.200.224/27

• Teljes aggregálás: – 0.0.0.0

• Alapértelmezett cím

– 0.0.0.0/0 • Alapértelmezett hálózat

• Csak osztálymentes működésnél használható!!!

• Vég hálózat esetén nagyon hasznos (minden erre van, 50000 bejegyzés helyett egy)

• Gyűjtőpont hálózat (Hub and spoke) – Elemei:

• Gyűjtő forgalomirányító (Hub)

• Csonk forgalomirányítók (Stub) – Csonk hálózat (Stub network)

– Egyszerű, gyors

– Veszít a precizitásból

192.168.0.0/24

192.168.1.0/24

192.168.3.0/24

192.168.3.0/24

Számítógép Hálózatok

8

Forgalomirányító protokollok

• Cél: ■ Az útvonal meghatározása ■ Csomagkapcsolt hálózat: a forgalomirányító tábla

karbantartása

• Forgalomirányító tábla: ■ A csomagok továbbításánál ez alapján dől el a kimenő

interfész ■ Skálázható, adaptív, stabil

• Elemek ■ Egy eljárás a saját információ átvitelére a többieknek ■ Egy eljárás a többiektől beérkező információ kezelésére ■ Egy eljárás mely az információhalmaz alapján

meghatározza az optimális útvonalakat és rögzíti ezeket a forgalomirányító táblába

■ Egy eljárás mely reagál topológia változásokra

9

Miért nem jó ez a megoldás? • Minden saját információt átküldünk a szomszédnak

• Kérdések:

– Mit csináljon A B és C információival? Küldje-e tovább?

• Ha nem akkor az információ csere nem teljes.

• Ha igen akkor hogyan oldjuk meg azt, hogy minden

információ eljut mindenkihez és a csomagok

mégsem lesznek végtelen ideig a hálózatba?

– Merre kell a csomagokat küldeni 192.168.4.0 felé?

10

Forgalomirányítás

Gráf absztrakciók:

• A csomópontok

forgalomirányítók

• Az élek fizikai

összeköttetések

– költség: késleltetés, ár,

torlódás szint,…

Cél: meghatározza a “jó” útvonalat

(forgalomirányítók sorozatát) a

forrástól a célig.

Forgalomirányító protokoll

A

E D

C B

F

2

2 1

3

1

1

2

5 3

5

“jó” útvonal:

Tipikusan a

legkisebb költségű

útvonal

Más definició is

elképzelhető

11

Összeköttetés metrikák • Ugrás szám

– Egyszerű

– Soros vonal vs. Gigabit?

• Sávszélesség

– Torlódásos Gigabit vs. Üres Fast Ethernet?

• Terhelés

– Útvonal ingadozás

• Késleltetés

• Megbízhatóság

• Ár

12

Konvergencia • Ha minden rendben van akkor konzisztens állapotban van a

rendszer

– Mindenki ugyanazt gondolja a hálózatról

13

Dinamikus Forgalomirányító Algoritmusok

• Globális, vagy Link állapot algoritmus

– A topológia teljes ismeretével rendelkezik (költségek, linkek,…)

• Elosztott vagy távolságvektor alapú algoritmusok

– Csak a kapcsolódó linkek és szomszédok információit használja

– Iteratív algoritmus

14

Globális, Link állapot alapú

• Dijkstra legrövidebb útvonal

• Megvalósítás:

– Minden csomópont elküldi mindenkinek minden kapcsolatát és

azok paramétereit

15

Egy link állapot alapú algoritmus Dijkstra algoritmusa

• A topológia, link költségek minden csomópontban

ismertek

– „link állapot” üzenetszórás segítségével

– Minden csomópontnak azonos információja van

• Egy csomóponttól kiszámítja a legrövidebb (olcsóbb)

útvonalat minden más csomóponthoz

– Legyártja a forgalomirányító táblát az adott

csomópontnak

• Iteratív: k iteráció után ismerjük a legrövidebb utat k-

hoz.

16

Link állapot alapú algoritmus kérdések

• Skálázhatóság

• A költség forgalom függő: oszcillációhoz vezethet

A

D

C

B 1 1+e

e 0

e

1 1

0 0

A

D

C

B 2+e 0

0 0 1+e 1

A

D

C

B 0 2+e

1+e 1 0 0

A

D

C

B 2+e 0

0 0 1+e 1

… átszámít … átszámít kezdetben …átszámít

17

Elosztott, távolságvektor alapú forgalomirányító

• Bellman-Ford algoritmus (Bellman 1957, Ford és Fulkerson 1962)

• Minden csomópont csak a vele szomszédos csomóponttal kommunikál

– Távolságvektorokat csereberélnek

• Kiszámítja a legrövidebb útvonalat

• Ezt addig folytatja míg le nem áll az információ csere

• A záró lépésben a csomópontoknak nem kell adnia

• „Pletyka alapú forgalomirányítás”

18

Távolságvektor alapú forg. ir. áttekintés

Iteratív, aszinkron:

a helyi iterációk oka:

• link költség változás

• üzenet a szomszédtól: megváltozott egy szomszédjához vezető legrövidebb út

Elosztott:

• a csomópontok csak akkor kommunikálnak, ha a legrövidebb útvonaluk valahova megváltozik

– ekkor értesítik a szomszédokat

vár a (link költség

megváltozására, vagy egy

üzenetre a szomszédtól)

átszámítja a távolság táblát

Amennyiben a legrövidebb

útvonal megváltozott akkor

értesíti a szomszédait

Minden csomópont:

19

Távolságvektor alapú forg. ir.

iteratív:

• addig folytatódik amíg egy csomópont sem cserél információt

• Ön-befejező: nincs stop jel

aszinkron:

• A csomópontoknak nem kell információt cserélnie a záró lépésben

elosztott:

• Az egyes elemek csak a szomszédaikkal kommunikálnak

Távolság Tábla struktúra

• Minden csomópont tartalmazza a saját

sorát minden lehetséges célhoz, az

oszlopokban a szomszédok szerepelnek

• példa: az X csomópont , az Y célt a Z

szomszédon keresztül éri el:

D (Y,Z) X

az Y X-től való

távolsága to Z-n keresztül

c(X,Z) + min {D (Y,w)} Z w

=

=

20

Távolság tábla: példa

21

Távolság tábla: példa

A

E D

C B 7

8 1

2

1

2 D ()

A

B

C

D

A

1

7

6

4

B

14

8

9

11

D

5

5

4

2

E A költség A,B,C-n keresztül

D (C,D) E

c(E,D) + min {D (C,w)} D w

=

= 2+2 = 4

D (A,D) E

c(E,D) + min {D (A,w)} D w

=

= 2+3 = 5

D (A,B) E

c(E,B) + min {D (A,w)} B w

=

= 8+6 = 14

hurok!

hurok!

22

A távolság táblából származik a forgalomirányító tábla

D ()

A

B

C

D

A

1

7

6

4

B

14

8

9

11

D

5

5

4

2

E költség

A

B

C

D

A,1

D,5

D,4

D,4

Kimenő interfész, ár

Távolság tábla Forg. ir. tábla

23

Távolság vektor problémák

a) Robosztusság:

– egy csomópont helytelen útvonal költséget

hirdethet

– egymás tábláját használják

• a hiba terjed a hálózaton

b) Hurkokat tartalmazhat

c) Konvergencia idő: – Végtelenig számlálás problémája

24

Végtelenig számlálás problémája

a) Az ugrás számot használjuk költségnek

– A B-n keresztül éri el D-t 3 költséggel

– B C-n keresztül éri el D-t 2 költséggel

– C eléri D-t 1 költséggel

A/3 B/2 C/1 D

25

Végtelenig számlálás problémája

a) A C és D közötti vonal megszakad

– C átáll B-re,

• Megnöveli a költségét B költség + 1 = 3

A/3 B/2 C/3 D

26

Végtelenig számlálás problémája

a) B költsége most 4

– A még nem vett észre semmit sem

b) A és C költsége 5

c) B költsége 6

– A ciklus a végtelenig tart

A/3 B/4 C/3

A/5 B/4 C/5

D

D

27

Forgalomirányító hurkok

a) Az A hálózatban a D felé tartó csomagok

– A B forgalomirányítóba mennek

– Ezután a C forgalomirányító mennek

– Ezután ismét a B-be mennek

A B C D

28

Forgalomirányítás az Interneten

méret: 50 millió céllal:

• Nem lehet minden célt a forg. ir. táblába kezelni

• A forg. ir. tábla csere eldugítaná a vonalakat

Adminisztratív autónómia

• Internet = hálózatok hálózata

• Minden hálózati rendszergazda a saját hálózatáért felelős

Eddig

Minden forgalomirányító egyenrangú

volt

A hálózat lapos volt

… a valóságban ez nincs így

29

Internet struktúra a) Több ezer szervezet

b) Rengeteg forgalomirányító

c) Még több kliens

C&W

Umas

s

Microsoft

AT

&T

MCI

LINX

Europe

Company

in France

30

Forgalomirányító protkollok

a) Autonóm Rendszereket kezelnek

– Az adminisztratív tartomány szerint

• Internet Szolgáltatók (ISP)

• Vállalati hálózatok

• Egyetemi hálózatok

b) Két forgalomirányító protokoll típus

– Tartományon Belüli Forgalomirányító Protokoll (Inetrior Gateway Protocol - IGP)

• Egy tartományon belül

– Tartományközi Forgalomirányító Protokoll (Exterior Gateway Protocol - EGP)

• Különböző tartományok között

31

Tartományon Belüli Forgalomirányító Protokoll

a) Cél:

– Találjon egy ”jó” útvonalat (forgalomirányítók sorozatát) a

hálózaton keresztül a forrástól a célig

• Késleltetés, csomagvesztés, sávszélesség, ár vagy más definíció

b) Statikus forgalomirányítás

c) Népszerű dinamikus protokollok

– RIP: Routing Information Protocol

– IS-IS: Intermediate-System-to-Intermediate System

– OSPF: Open Shortest Path First

– IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Cisco)

– EIGRP: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (Cisco)

32

Tartományon belüli forgalomirányítás

a) Routing Information Protocol (RIP)

– Távolságvektor alapú

b) EIGRP

– Hibrid

c) Open Shortest Path First (OSPF)

– Link állapot alapú

d) IS-IS

– Link állapot alapú

33

Tartományközi protkollok

a) EGP használtak NSFNET-ben

b) Border Gateway Protocol (BGP)

– BGP-4: de-facto szabványnak tekinthető

– Út vektor algoritmus

34

RIP

• Távolság vektor alapú algoritmus

• Először BSD-UNIX-ban jelent meg 1982-ben

• Távolság mérték:

■ az ugrások száma (max. = 15 ugrás)

• Távolság vektorok:

■ a szomszédok között cserélődnek 30 másodpercenként a válasz üzenetekben (hirdetésnek is nevezik)

• Minden hirdetés:

■ max. 25 célt hirdet a hálózaton az AS-en belül

• Verziók

■ RIP v1 (RFC 1058)

■ RIP v2 (RFC 2453) 35

RIP --- Példa

Cél Hálózat Köv. Forg. Ir. Ugrásszám w A 2 y B 2 z B 7 x -- 1

…. …. ....

w x y

z

A

C

D B

D forgalomirányító táblája 36

RIP --- Problémák

a) Robosztusság

– Egy csomópont rossz költséget hirdethet

– Egymás tábláját használják

• A hiba terjed a hálózaton

b) Lassú konvergencia

c) Végtelenig számlálás problémája

– A hálózat egy része leválik

– Hurkok keletkeznek

38

RIP --- Megoldások a) A “végtelen” legyen egy véges szám

■ RIP esetében ez 16

b) Osztott Horizont (Split horizon) ■ Ne hirdessünk egy olyan útvonalat az adott szomszéd felé amit onnan

tanultunk meg

■ Részben megoldja a hurkokat

c) Osztott Horizont mérgezett utakkal (Split horizon with poisoning updates)

■ A hallott útvonalakat visszafelé végtelen távolsággal hirdetjük

d) Indukált frissítések (triggered update) ■ A gyorsabb konvergencia érdekében a változáskor azonnal frissítést

küld

■ Frissítés elárasztást okozhat

e) Gyors frissítések ■ Amikor egy forgalomirányító indul akkor szól a többieknek akik

azonnal elküldik állapotukat

39

Osztott Horizont

a) B nem hirdet D felé menő útvonalakat C felé

– Amikor a C-D vonal kiesik

• C nem áll át B-re

– Elkerülik a “végtelenig számlálás” problémáját

A/3 B/2 C/1 D

40

Osztott Horizont --- nem biztos, hogy segít

a) Nem iktatja ki a hurkokat minden esetben

– A C és D közötti vonal kiesik

A

B C

D

1. A és B nem küldi el a jelenlegi útvonált D felé C-nek

2. De A megtanulja, hogy B eléri D-t, így küld egy új útvonalat C-nek

3. C az A-tól megtanult útvonalat elküldi B-nek

4. B a C-től megtanult útvonalat elküldi A-nak

5. A a B-től megtanult útvonalat elküldi C-nek

Hurok keletkezett 41

RIP időzítők, számlálók

a) RFC

– Frissítés – 30s (aszinkron)

– Lejárati idő – 180s

– Szemét gyűjtés – 120s

b) CISCO

– Frissítés – 30s (aszinkron)

– Érvénytelen – 180s

– Tartás (HoldDown) – 120s

– Törlés – 240s

42

RIP részletek

a) UDP 520-as port

b) Típusai:

■ RIPv1

– üzenetszórás

– osztályokat figyelembe vevő(nincs netmask!!!, határ router)

■ RIPv2

– többesküldés

– osztálymentes

– azonosítás

c) Csendes állomás

43

RIP hátrányai

a) 15 méretű világ

b) 25 prefix/üzenet

c) Nagy hálózatokban gyakori változás esetén komoly

sávszélesség igénye lehet

d) Lassú konvergencia (akár 7.5 perc!!!)

44

Miért érdemes RIP-et választani?

a) Egyszerű implementálni

– Sok implementáció

– Jól ismert, egyszerű protokoll

b) Kicsi hálózatban kicsi erőforrás igény

45

Forgalomirányító tervezési szempontok

a) Gerinc forgalomirányító

– Megbízhatóság

– Sebesség/Teljesítmény

b) Vállalati forgalomirányító

– Alacsony portonkénti ár

– Sok port

– Könnyű konfigurálhatóság

c) Hozzáférést biztosító forgalomirányító

– Otthoni/kicsi vállalat

– Olcsó

– Modem gyűjtmény

Gerinc

Vállalati

Hozzáférési

46

Forgalomirányító feladatok

a) Forgalomirányító tábla karbantartás

b) Csomag továbbítás

– Csomag ellenőrzés (verziós, hossz, ellenőrző összeg)

– Cél cím keresés

– Csomag TTL kezelés

– Ellenőrző összeg újraszámítás

47

OSPF

48

Tartalom

– Szomszédok és társak

– A Hello protokoll

– Hálózat típusok

– Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók

– OSPF interfészek

– OSPF társak

– Elárasztás

– Körzetek • Forgalomirányító típusok

• Partícionált körzetek

• Virtuális linkek

– Link állapot adatbázis • LSA típusok

• Csonk körzetek

– Forgalomirányító tábla

– Azonosítás 49

Bevezető

a) RIP nem alkalmas nagy hálózatok forgalmának irányítására

b) Új IGP: OSPF

c) Open Shortest Path First

d) Nyílt szabvány

– OSPFv1(RFC1131)

– OSPFv2(RFC2328)

– OSPFv3(RFC2740)

e) Jellemzői:

– Adminisztratív körzetek támogatás

– Hierarchikus forgalomirányítás támogatás

– Osztálymentes

– Tetszőleges metrika

– Egyenlő terhelés elosztás

– Azonosítás támogatás

– Külső útvonalak megjelölése

– Többesküldés használata csoportos kommunikációra 50

Működése

a) Hello üzenetek minden interfészen (többesküldés)

b) Társak (Adjacencies ), virtuális pont-pont linkek

c) Link Állapot Hirdetés (Link State Advertisement) küldés

(LSA)

d) Link Állapot Adatbázis (Link State Database)

e) Továbbküldés

f) Minden forgalomirányító azonos Link Állapot

adatbázissal rendelkezik

g) SPF algoritmus a legrövidebb utak kiszámítására

h) Forgalomirányító tábla az SPF fából

51

Dijkstra algoritmus

a) Fa adatbázis

b) Jelölt adatbázis

c) Link Állapot Adatbázis

d) Az algoritmus:

1. A forgalomirányító inicializálja a fa adatbázist hozzáadva saját magát és 0 költségű szomszédait

2. A gyökér forgalomirányítóhoz vezető linkeket beleteszi a jelölt táblába

3. A gyökértől a jelölt adatbázisban lévő linkekhez vezető költségeket kiszámítja, a legkisebb költségűt a fa adatbázisba teszi, az azonos céllal de különböző költséggel rendelkezők közül csak a legrövidebbet hagyja benn, a többit törli

4. A Link szomszéd ID-jét átnézi és aki még nem szerepel a jelölt adatbázisba azt odateszi

5. Ha van még jelölt akkor folytatja a 3. lépéssel, ha üres akkor befejezi az algoritmust

52

Szomszédok és társak

• LSA (Link State Advertisment) küldés előtt ki kell

deríteni, hogy kinek lehet elküldeni

• Forgalomirányító ID, egyedi az egész hálózatban

– Legnagyobb IP című visszacsatolt interfész (LoopBack)

• Stabil ()

• Tetszőlegesen alakítható

– Legnagyobb IP című normál interfész

• Szomszédok tábla

– Interfész

– Szomszéd ID

– IP cím

– Típus/Állapot 53

Hello protokoll

• Ezzel derítik fel a szomszédokat, azok jelenlétét

• Néhány paramétert hirdet amelyben meg kell egyezniük, egyébként nem folytatják a kapcsolatot

• Az életjelet jelentik (keepalive)

• Kétirányú kapcsolat

• Kiválasztott és Tartalék kiválasztott forgalomirányítót választ DR,BDR (üzenetszórásos és nem üzenetszórásos többszörös hozzáférésű hálózatban Non Broadcast Multiple Access)

• Minden interfészen 10, 30 s-ként

– Router Dead Intervall 40s,120s

54

Hello csomag

• A forrás forgalomirányító ID-je

• A forrás interfész Adminisztratív Zónája

• A forrás interfész hálózati maszkja

• Azonosítás típusa és azonosítás információ

• A HelloInterval a forrás interfészen

• A RouterDeadIntervall a forrás interfészen

• A forgalomirányító prioritása

• DR és BDR

• Öt zászló egyéb képességek jelzésére

• A szomszédok forgalomirányító ID-je

55

Hálózat típusok

a) Kommunikációs képességek szerint

– Pont – pont

• Pl.: T1, Mindenképpen társak lesznek

– Üzenetszórásos

• Pl.: Ethernet, egy-egy üzenetszórási zónába egy DR és egy BDR, ezekkel épít ki mindenki társi kapcsolatot (AllSPFRouters, AllDRouters)

– Nem üzenetszórásos többszörös hozzáférésű

• Pl.: Frame-Relay: van DR és BDR, de unicast kommunikáció

– Pont – több pont

• Az NBMA speciális esete, nincs DR, BDR, multicast van

– Virtuális Linkek

b) Funkció alapján

– Tranzit (Transit)

– Csonk (Stub) 56

Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók

a) Designated Router, Backup Designated Router

b) Enélkül: n(n-1)/2 társi kapcsolat lenne felépítve minden üzenetszórási tartományban

c) Pszeudó csomópont

d) A kijelölt forgalomirányító feladata: – Az üzenetszórási hálózatrész képviselete a

külvilág felé

– Az üzenetszórási hálózatrész elárasztásának menedzselése

e) A funkció interfészhez kötődik: egyik interfészén DR a másikon nem

f) A prioritás dönti és az ID dönti el a DR és BDR szerepkört

57

DR, BDR választás

• Amikor egy forgalomirányító aktív lesz megnézi van-e aktív DR és

BDR

• Ha van akkor azok is maradnak

• Ha nincs akkor választanak

– Prioritás és IP cím szerint

– DR-nek lennie kell a BDR nem kritikus

• Választás után a többi forgalomirányító (DROther) társi kapcsolatot

létesít a DR-rel éa BDR-rel.

58

OSPF interfészek

a) Interfész adatstruktúra – IP cím, maszk

– Zóna ID

– Processz ID (Cisco specifikus)

– Forgalomiárnyító ID

– Hálózat típus

– Költség

– Interfész átviteli késleltetés (InfTransDelay)

– Állapot

– Forgalomirányító prioritás

– Kiválasztott Forgalomirányító

– Tartalék Kiválasztott Forgalomirányító

– HelloInterval

– RouterDeadInterval

– Wait Timer

– RxmtInterval

– Hello Timer

– Szomszédos forgalomirányítók

– AuType

– AuKey 59

OSPF társak (Adjacent)

• A DR, BDR célja a társ viszonyok kialakítása

• A társ viszony kialakítása:

– Szomszéd felderítés

– Kétirányú kommunikáció

– Adatbázis szinkronizálás

• Adatbázis leírás

• Link Állapot Kérés

• Link Állapot Frissítés

• Master/Slave

– Teljes társi viszony

61

Társ adat struktúra

a) ID

b) IP

c) Zóna

d) Interfész (saját)

e) Prioritás

f) Állapot

g) PollIntervall

h) Társ opciók

i) Inaktivitás időzítő

j) DR

k) BDR

l) Master/Slave

m) DD szekvencia szám

n) Utolsó beérkezett adatbázis leíró csomag

o) Link Állapot újraküldés lista

p) Adatbázis összegzés lista

q) Link állapot kérés lista 62

Társ kapcsolat kiépítés

• Csomagok: – Adatbázis leíró csomagok

• Tartalmazza a forrás összes LSA-jának leírását (fejléceket)

• Három zászló – I bit - első DD csomag

– M bit - lesz még

– MS bit – Maste/Slave bit

– Link állapot kérő csomagok

– Link állapot frissítés csomagok

• Minden LSA nyugtázott – Implicit – Link State

Acknowledgement

– Explicit – Frissítés csomag mely ugyanazt az LSA- tartalmazza.

64

Elárasztás

a) OSPF topológia -> Link Állapot adatbázis

b) Topológia változás -> Link Állapot adatbázis változás

c) Elárasztás -> a megváltozott Link állapotok meghirdetés az egész hálózaton keresztül

– Link State Update, Link Állapot Frissítés

– Link State Acknowledgement, Link Állapot Nyugta

d) Pont-Pont kapcsolatnál AllSPFRouters

e) Pont-Több pont lapcsolatnál unicast

f) Üzenetszórás kapcsolatnál DR, BDR többesküldés csoport AllDRouters, innen AllSPFRouters

g) Megbízható elárasztás, nyugtázás

– Implicit: duplikált LSA a frissítésban a forrás felé

– Explicit: Link State Acknowledgement (több LSA-t is egy csomagban)

65

Elárasztás

a) Link Állapot Újraküldés Lista

– RxmtInterval-onként újraküldi ha nem érkezett válasz

b) Válasz

– Késletetett: több LSA együttes

nyugtázása (<RxmtInterval)

– Direkt: azonnal, unicast

• Duplikált LSA érkezik

• Az LSA életkora elérte a MaxAge-t

66

Szekvencia számok

• A kauzalitást viszik a rendszerbe: – Az események sorrendben történnek

– A késleltetések, különböző útvonalak ne befolyásolják az események sorrendjét sehol sem.

• Probléma: – Véges hely van a számok ábrázolására mit tegyünk ha a végére

értünk?

• Megoldások: – Lineáris tér nagyon magas felső határral

• 32 biten 10 másodperces frissítéssel 1360 év

• Probléma a forgalomirányító újraindulásakor van. Mi volt, mekkorát ugorjon?

– Cirkuláris sorszám tér

– Vegyes (pl.: negatív számok, majd a szomszédok szólnak)

67

Elárasztás

• LSA:

– Szekvencia szám

• Lineáris szekvencia szám tér

• 32 bites előjeles számok

• InitialSequenceNumber

• MaxSequenceRouter

– Ellenőrző összeg

– Életkor

• MaxAge (1 óra)

• InfTransitDelay

68

Körzetek

• OSPF komplex algoritmusok – Nagy memória, processzor igény

– Egy határ felett nem kezelhető (elárasztás, adatbázis karbatartás)

• Az OSPF körzetek lecsökkentik ezt a hatást – Logikai csoportok kezelése

– Tartomány -> altartományok

– Körzet azonosító - > 32 bit

– Úgy ábrázolják mint az IP címeket • 271 -> 0.0.1.15

– Ez alapján a forgalom típusai • Körzetek közötti

• Körzeten belüli

• Külső

– 0.0.0.0 a gerinc számára fenntartott körzet • A topológiák összegzése

• Minden körzetközi forgalom itt megy át

69

Forgalomirányító típusok

a) Belső

b) Körzet Határ Forgalomirányító (ABR)

– Külön Link Állapot Adatbázis minden körzethez

c) Gerinc forgalomirányító

d) Autonóm Rendszer Határ forgalomirányítók (ASBR)

70

Partícionált körzetek

a) Link hiba miatt a körzet egyik része elszigetelődik a

másik részétől

b) Amennyiben ez nem gerinc körzet és mindkét

résznek van ABR-e, a gerincen keresztül az eddigi

belső forgalom ezentúl körzetközi forgalom lesz

c) Elszigetelt körzet esetén nincs ilyen útvonal, ABR

d) A gerinc particiókra esése igen súlyos

következményekkel

jár

71

Virtuális linkek

a) Egy link a gerinchez nem gerinc

körzeten keresztül

a) A következőkre használják: – Egy körzet gerinchez kötésére nem

gerinc övezeten keresztül

– A szétesett gerinc particióinak összekötésére nem gerinc körzeteken keresztül

b) A virtuális link nem kötődik fizikai link-hez

c) Szabályok: – Virtuális link ABR-ek között építhető ki

– A körzet melyen keresztül a virtuális link húzódik (tranzit area) teljes forgalomirányító információval kell, hogy rendelkezzen

– A tranzit körzet nem lehet csonk körzet

d) Csak ideiglenes megoldásként érdemes használni!

e) A virtuális link egy jel arra, hogy át kell nézni a hálózat tervét 72

Link állapot adatbázis

a) Minden forgalomirányító minden LSA-t eltárol

b) Ez a topológia információ alapja

c) A bejegyzések lejárnak: MaxAge

d) Link Állapot Frissítés folyamat (Link State Refresh) – 30 percenként minden forgalomirányító újraküldi minden LSA-

ját

– LSRefreshTime

– Egyfajta KeepAlive folyamat az LSA-knak

– Amennyiben egy LSA meghibásodik akkor ezzel kijavítják

– Minden LSA-nak külön időzítő • Így az egyszeri nagy terhelés szétkenhető

• Nagy sávszélesség igény -> minden LSA külön csomag

• Késleltetés beiktatása (LSA group pacing) 4 perc (10-1800 másodperc)

• LSA szám függő (sok rövid, levés hosszú)

73

LSA típusok

a) Különböző típusú forgalomirányítók különböző LSA-t igényelnek

– Forgalomirányító LSA (Router LSA)

– Hálózati LSA (Network LSA)

– Hálózat összegző LSA (Network Summary LSA)

– ASBR összegző LSA (ASBR Summary LSA)

– AS külső LSA (AS External LSA)

– Csoport Tagság LSA(Group Membership LSA)

– NSSA külső LSA (NSSA External LSA)

– Külső tulajdonságok (External Attributes LSA)

– Áttlátszó LSA (Opaque LSA (link-local-scope))

– Opaque LSA (area-local-scope)

– Opaque LSA (as-local-scope) 74

Forgalomirányító LSA

a) A legalapvetőbb LSA

b) Minden forgalomirányító gyárt ilyet

c) A link és interfész állapotok , valamint a költségeket hirdeti

d) Csak abban a körzetben van szétküldve ahonnan származik

75

Hálózat LSA

• A DR-ek gyártják a többszörös hozzáférésű hálózatok részére

• Egy virtuális csomópontként reprezentálja a többszörös hozzáférésű

hálózatot a külvilág számára

• Tartalmazza az összes forgalomirányítót a DR-t is beleértve az adott

többszörös hozzáférésű hálózatban

• Csak a származási körzetben terítik

76

Hálózati összegző LSA

• ABR gyártja • Egy körzetbe a körzeten kívüli elérhetőségeket hirdeti • Ezzel tudatja a körzetében lévő forgalomirányítókkal, hogy milyen

címeket ismer kívülről • A gerincbe is meghirdeti a hozzácsatolt körzetekben fellelhető cím

tartományokat • Azok az alapértelmezett útvonalak melyek az adott körzet számára

külsők, de az Adminisztratív Körzet számára belsők szintén meg vannak hirdetve

• Minden célhoz csak egy elérhetőséget hirdet, ezt ellátja a tőle való költséggel is

• Ezekre az útvonalakra nem futtatják az SPF-et csak hozzáadják a forgalomirányító táblájukhoz

– Távolságvektor jellemző!!!! – A körzeteken belül Link állapot alapú a körzetek között viszont

távolságvektor alapú!!! – Ezért kell a gerinc körzet, ezért nem lehet kommunikációs útvonal egyéb

körzetek között

77

ASBR összegző

a) ABR-ek hirdetik

b) Ugyanaz mint a Hálózati összegző LSA csak itt a cél nem egy

hálózat hanem egy ASBR

c) Host cím

78

Autonóm Rendszer Külső LSA

a) ASBR-ek hirdetik

b) Az Autonóm Körzeten kívüli címek vagy alapértelmezett

útvonalakat hirdetnek meg

c) Ezek az egész autonóm rendszeren belül terítve vannak

79

Csoport tagság LSA

a) Az OSPF egy továbbfejlesztet változatában használják (MOSPF -

Multicast OSPF)

b) Egy forrástól több célig történő csomag irányítás

80

Egyéb

• NSSA Külső LSA

– ASBR a forrása nem túlzottan csonk körzeten belül (Not So Stuby Area)

– Tartalma ugyanaz mint az Autonóm Rendszer külső LSA-é

• Külső attribútomok LSA

– BGP információ átvitele OSPF tartományon

• Átlátszó LSA

– Gyártó specifikus LSA-k

81

Csonk körzetek

a) Az ASBR az egész adminisztratív tartományban meghirdeti a megismert útvonalakat

b) Ez gyakran az LSA adatbázis 40-50%-át is kiteszi

c) Az olyan körzeteknek ahol csak egy kijárata van és nincs ASBR nem kell tudniuk ezekről

d) A csonk körzetekre az AS külső LSA-k nincsenek továbbítva csak hálózati összegző LSA-ban vannak alapértelmezett útvonalak meghirdetve

e) Megszorítások

– Csak olyan forgalomirányítók lehetnek benne akik a Hello csomagjukban az E bitet 1-re állították (az LSA adatbázisnak egyformának kell lennie)

– Virtuális linkek nem vezethetnek keresztül rajta, nem definiálhatunk ezeken belül sem virtuális linkeket

– Nem lehet csonk körzeten belül ASBR forgalomirányító

– Lehet ugyan több ABR, de az alapértelmezett útvonal miatt nem tudják eldönteni, hogy melyik az optimális az adott ASBR-felé

82

Teljesen csonk körzet

a) Ezekbe a körzetekbe nem csak az autonóm rendszeren kívüli címek

nincsenek meghirdetve, hanem az adott OSPF körzeten kívüli címek

sem

b) Alapértelmezett útvonalat használnak

83

Nem túlzottan csonk körzet

a) Előfordul, hogy egy csonk körzetben kell ASBR-t definiálni

b) Itt használják az NSSA külső LSA-t

c) Az ASBR-en múlik, hogy egy ABR-hez érkezve átalakítják-

e AS külső LSA-vá vagy nem. (P bit)

84

Forgalomirányító tábla

• Az LSA adatbázisból Dijkstra algoritmus segítségével készül

• Első futásra az ágakat készíti el

• Második futásra a leveleket (csonk hálózatok)

• A költségként a kimenő interfész sávszélességét szokták használni (CISCO 10^8/BW)

• Cél típusok – Hálózat bejegyzések

– Forgalomirányító bejegyzések (ABR, ASBR) (külön táblában)

• Út típusok – Körzeten belüli út

– Körzetek közötti útvonal

– Első típusú külső útvonalak (Type 1) (költsége = ASBR + külső)

– Második típusú külső útvonalak (Type 2) (költsége = külső)

85

Forgalomirányító tábla keresés

1. Legpontosabb egyezés (ha semmilyen sincs akkor ICMP destination

unerachable)

2. Utak szűkítése

1. Körzeten belüli

2. Körzetközi

3. E1 külső útvonal

4. E2 külső útvonal

• Több lehetséges útvonal esetén terhelés elosztás (egyenletes) 1-6

úton

86

Azonosítás

a) Ugyanaz mint a RIPv2 esetében:

– MD5(jelszó+csomag)

87

Források

a) CISCO CCNA3 2

b) CISCO CCNP1 6

c) Routing TCP/IP I.

88