Cumartesi , 26 Eylül 2020
OSPF (Open Shortest Path First) 1 – ospf1

OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF IETF (Web Engineering Task Force) tarafıdan geliştirilen Bağlantı state routing protokolüdür. Cisco nun EIGRP protokolüne karşılık olarak gelmektedir. Cisco’ya hususi değil genel bir protokoldür. Şu demek oluyor ki değişik marka routerlarda çalıştırılabilir. Tüm topolojinin haritasını çıkarır ve SPF (Shortest Path First) (Dijikstra) algoritmasını kullanarak en iyi rotayı seçer.

  • Ospf protokolünde networkteki yönlendirme bilgilerini kendisinde toparlayıp öteki routerlara dağıtan routera Designated router (DR) denir.  DR etken olmadığı durumlarda Backup designated router (BDR) görevi üstlenir.
  • Her area 50 tane router destek sunar ve sınırsız area oluşturulabilir.
  • Administrative distance kıymeti 110’dur.
  • Network convergence olduktan sonrasında  tam güncelleme yapmaz. Bunun yerine değişimler update (Triggered Update) ile yapılır.
  • Hedef ip olarak 224.0.0.5 ve 224.0.0.6 kullanır.
  •  EIGRP eşit olmayan cost kıymetli bağlantılarda yük dengelemesi yapabilir. OSPF ise bir tek eşit cost kıymetli bağlantılarda yük dengelemesi yapabilmektedir.
  • Özetleme ABR ve ASBR’de yapılır.
  • Ospf port 89’u kullanır.
  • Kaynak tüketimi (cpu-ram) en fazla olan dinamik yönlendirme protokolüdür. Kaynak tüketiminin fazla olmasının sebebi
    tüm topolojiyi (Topology table) çıkarıyor olmasından meydana gelmektedir.

Özet Emek verme Prensibi

Ospf komşuluk kurulduktan sonrasında bir ospf router’ın arkasındaki network’lerde bir değişiklik olduğunda (network down, yeni network oluşması vb.) değişiklik olan router tüm ospf router’larına paket göndermez. Yalnız DR ve BDR routerlara informasyon gönderir.

  • Her router kendine direk bağlı (directly connected) networklerini öğrenir.
  • Her router komşu routerlara Hello paketini her 10 saniyede 1 kez  gönderir ve böylelikle komşuluklar keşfedilir.
  • Her router kendine direk bağlı networklerin durumlarını gösteren LSA (Bağlantı state advertisement) oluşturur.
  • Her router LSA’leri komşularına flood eder ve buna ilişkin database (LSDB) oluşturur. Tüm router’lardaki  database aynı olup sekronize durumdadır.
  • Her router networklerini DR’ye bildirir.
  • SPF algoritması database detayları ile topolojiyi belirler ve en iyi yolu tespit eder.
  • Her 30 dakikada 1 kez tam güncelleme yapar.(Periodic update)

IR( Internal Router)  : Aynı areadaki routerlardır ve hem de  bu routerlar aynı LSDB’ye sahiptirler

BR (Backbone Router) : Area 0 bağlı routerlardır.

ABR (Area Border Router) : Değişik arealar içinde bağlantı elde eden routerlardır. Şu demek oluyor ki bir area’yı area 0 bağlayan routerlardır. Area Border Router’lar bulundukları area’ lar ile ilgili haiz olduğu routing bilgilerini summary route biçiminde diğerlerine duyurabilirler. ABR router’lar kendi routing bilgilerini öteki ABR router’lara backbone area üstünden iletirler. Trafik backbone area üstüne gelmek zorundadır. Backbone tarafınca gelen trafik başka Area Border Router’lara iletilir.

R1(config-router)192.168.30.0 0.0.0.255 area1
R1(config-router)192.168.20.0 0.0.0.255 area0

Not: ABR router'lar Type1 ve Type2 LSA'leri geçirmezler. ABR router'lar Type 1 ve Type 2 LSA'leri Type 3 LSA çevirerek öteki area'lara geçirirler.

ASBR (Autonomous system boundary router):  Bir alanı EIGRP benzer biçimde değişik bir yönlendirme protokolüne bağlayan yada OSPF alanına yönlendirilmiş statik rotaları tekrardan dağıtan routerlardır.

Not: OSPF ID numarası lokalde önemlidir. Aynı routerda değişik id numaralı OSPF çalışabilir. İkinci id değişik bir topoloji tablosu meblağ.

OSPF PAKET TÜRLERİ

  1. Hello: OSPF routerlar içinde komşuluğun  (adjacency) oluşturulması ve devam ettirilmesini elde eden pakettir.
  2. Database Description (DBD): Routerlar içinde database senkronizasyonunu sağlar. Bu paketin içinde gönderen routerın özet bağlantı state detayları vardır. Alıcı router bu bilgiler ile kendi bağlantı state database detayları ile karşılaştırı.
  3. LSR (Bağlantı State Request): Alıcı routerların DBD hakkında detaylı informasyon istediği paket türüdür.
  4. LSU (Bağlantı State Update): LSR paketlerine verilen cevaplardır. LSU 7 tür LSA ihtiva eder.
  5. LSAck (Bağlantı State  Acknowledge) : LSU ulaştığında alıcı router tarafınca gönderilen bir tür onay paketleridir.
OSPF (Open Shortest Path First) 2 – ospf packet1

Router bağlantı state bilgilerini yayınlamadan ilkin herhangi bir ospf router olup olmadığını idrak etmek için her 10 saniyede hedef adresi 224.0.0.5 olan bir hello paketi gönderir. Bu paket router id kıymetini ihtiva eder. Ortamda OSPF router var ise bu pakete yanıt verir. Gelen cevapta ilk routerın id kıymeti bulunur. Hello paketini gönderen router gelen pakette kendi id numarasını görünce komşuluk kurulur.

LSA packets:

Topoloji veritabanının güncellenmesi ve devamlılığın sağlanması için kullanılır. Router LSA paketleri ile kendi durumunu ve linklerin durumlarını paylaşır. (Bir LSA kendi area da tanımlıdır).LSA paketleri periyodik olarak değil, networkte herhangi bir değişim olduğunda gönderilirler. Her OSPF router öteki routerlardan gelen LSA lar ile kendi Bağlantı State veritabanını (Bağlantı State Database- LSDB) oluşturur. LSDB area özgüdür. Her area ilişik LSDB oluşturulunur. Böylelikle Area Border Routerlar (ABR) bağlı olduğu area özgü ayrı ayrı LSDB bulundururlar. Router’lar Dijikstra algoritmasını kullanarak SPF ağacı oluşturur ve böylece ağlara ulaşılabilecek routing tablosu oluşturulmuş olunur.

Router LSA(Type 1): Aynı area içinde router’ların kendi durum ve linklerinin bilgilerini paylaşmış olduğu LSA paket türüdür.
Network LSA(Type 2): DR router tarafınca aynı area da öteki router’lara dağıtılan LSA paket türüdür.
ABR Summary LSA(Type 3): ABR router’lar tarafınca summary işlemi için kullanılan LSA paket türüdür. Varsayılanda ABR router’lar summary yapmazlar. (Area’lar arası – Type 1  ve Type 2 nin özet bilgisi özetlenmiş halidir.)

R1(config-router)#area area-id range address mask cost

OSPF (Open Shortest Path First) 3 – lsa3 300x701 1

Ör:  OSPF Summarization (ABR)

OSPF (Open Shortest Path First) 4 – ospf summ or 300x2121 1
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#area 1 range 192.168.20.0 255.255.252.0
R1(config-router)#area 2 range 192.168.32.0 255.255.248.0

ASBR Location LSA(Type 4): ABR tarafınca aynı area’da ASBR var ise, kendi area’sında bulunan router’lara ASBR router’a ulaşmaları için ihtiyaç duyulan route bilgilerini LSA Type4 paketleri ile öğretir. (ASBR router’ın kim bulunduğunu öğretmek için kullanılır.)

OSPF (Open Shortest Path First) 5 – lsa4 300x851 1


ASBR Summary LSA(Type 5): OSPF dışındaki networklere (redistribution) ilgili routing bilgisi SLA type5 paketleri ile bildirilir. Değişik bir protokolden gelen bilgiyi OSPF içinde type 5 ile tutulur. (ASBR router’ın dışarıdan öğrendiği network’leri anons etmek için kullanılır.)

R1(config-router)#summary-address address mask tag

OSPF (Open Shortest Path First) 6 – lsa type 5 300x781 1

LSA Type 7: NSSA route’dan gelen external route’lardır (redistribution).

Not: Aynı area içinde type 1 ve type 2 kati görülür.

OSPF AREA TİPLERİ

OSPF (Open Shortest Path First) 7 – ospf1

Backbone area (Transit area): OSPF’in merkezi area 0 dır. Bununla beraber Area 0 backbone  area denir. Her area backbone area ya bağlı olmalıdır.Öteki tüm area lar area 0 üstünden haberleşirler.

Standart area: Herhangi bir ospf area’sına denir. 

Stubby area: Stub areadan görevli olan Area Border Router default route  ve summary route (LSA Type 3) bilgilerini stub area router’lara öğretir. Şu demek oluyor ki bu area içindeki router’larda  default route ve summary route (LSA Type 3) detayları yer alır. LSA type 1-2-3 paketler kabul edilir, type 4-5 geçmez. Bu area içinde ASBR bulunamaz. 

R10(config)#router ospf 1
R10(config-router)#area 1 stub

Totally Stubby area: Stubby areadan değişik olarak bir tek default route bilgisi öğretilir. Summary route  (LSA Type 3) öğretilmez. Bu area içinde ASBR bulunamaz.  (LSA type 3-4-5 geçmez.)

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#area 2 stub no-summary  (Area'daki ABR da girilir. Area'daki öteki router'larda area 2 stub komutu girilir.)

NSSA (Not-So-Stubby Area): Summary route ve External Route (Type7- Redistribution) öğretilir. LSA type 4 ,5 geçmez. NSSA area’daki ASBR’dan  gelen  type 7,  Area Border Router tarafınca  type 5 çevrilerek area0 girer. 

OSPF (Open Shortest Path First) 8 – NSSA 300x901 1
R1(config)#router ospf 1 
R1(config-router)#area 2 nssa (Area'daki ABR da girilir. Area'daki öteki router'larda area 2 nssa komutu girilir.)

Totally NSSA: Default route ve External Route (Type7– Redistribution) öğretilir. LSA type 3-4-5 geçmez. NSSA area’daki ASBR’dan  gelen  type 7,  Area Border Router tarafınca  type 5 çevrilerek area0 girer. 

R1(config)#router ospf 1 
R1(config-router)#area 2 nssa no-summary (Area'daki ABR da girilir. Area'daki öteki router'larda area 2 nssa komutu girilir.)

Not: OSPF tipleri farklıysa OSPF komşuluğu kurulmaz.

Stubby area > Totally Stubby area >>> Komşuluk kurulur

NSSA > Totally NSSA >>>  Komşuluk kurulur. Öteki türlü hiçbir şekilde komşuluk kurulmaz.

OSPF KOMŞULUĞU

OSPF Komşuluk Prosesleri ve Adımları

  1. Hello paketleri yollanır. Paketin içinde Router ID, Area ID, Authentication settings, Timer setting, Router priority, DR ve BDR  bilgilerini ihtiva eder
  2. Bu bilgilerin değişimi tamamlanınca komşuluk kurulur.
  3. Hello paketleri ile komşuluk oluştuktan sonrasında router Bağlantı state database (LSBD) senkronize olması için LSA paketlerini kullanırlar. Bu şekilde routerlar Full adjacency konumuna gelir.

OSPF routerlar komşuluk için 7 değişik adım uygular.

OSPF (Open Shortest Path First) 9 – ospf neighbor states 300x2681 1
  1. Down: Hello paketinin alınmadığı durumdur. Bir router networke katıldığında down durumundadır.  224.0.0.5 adresinden Hello paketi yollamaya adım atar
  2. İnit: Öteki routerlardan yanıt bekleme adımıdır.
  3. Two way: İki router komşuluk bağları kurmuştur. DR ve BDR bu adımda seçilir.
  4. Exstart: Routerlardan bir tanesi master diğeri slave dir.(Master slave olma adımı)
  5. Exchange: Routerların informasyon alışverişi yaptıkları adım.
  6. Loading: Exchange adımı ile elde edilmiş yeni yollar ve networkler hakkında detayları routerlardan alma adımıdır. LSDB router’lar içinde senkron hale gelir.
  7. Full: Yönlendirme bilgilerinin senkron hale getirilmesi adımıdır.  Komşuluk başarıya ulaşmış bir halde kurulmuştur.

Routerların komşu olma şartları: 

  • Area ID
  • Kimlik denetimi (Authentication )
  • Hello ve dead süreleri (show ip ospf interface) aynı olmalıdır. 
  • Bununla beraber mtu değerleri aynı olmalı. (ospf mtu-ignore komutu ile iptal edilebilir.) 

DR (Designated Router) ve BDR (Backup Designated Router)  Seçimi 

Hello paketleri yardımıyla tamamlanır. Ortamdaki tüm trafiği yöneten routera designated router(DR), yedeği ise backup disignated router (BDR)  dir. DR devreden çıktığında görevi BDR üstlenir. BDR LSA güncellemelerinin hepsini alır fakat LSA yollamaz. DR ve BDR seçiminde ilk olarak Priority değerine bakılır, eşit  ise Router id kıymeti seçimi belirler.

  1. En yüksek OSPF priority haiz olan DR olur, ikinci en yüksek BDR olur.  Varsayılanda 1 dir. Aynı ise ikinci adıma geçer.
  2. En yüksek Router ID haiz olan DR ikinci en yüksek BDR olur. Manual olarak Router id girilmediyse öteki adıma geçilir.   R(config-router)# router-id 10.1.1.1
    • En yüksek Loopback interface  ip numarasına haiz olan DR, ikinci en yüksek BDR olur. Loopback interfaceler daima up durumundadır. (Router-id, loopback interface kıymeti olur.)
    • Aygıt üstündeki en büyük ip adresi DR ikinci en büyük ip adresi BDR olur. (Router-id, ip adresi olmuş olur)

NOT: Router id değiştiğinde komşuluklar sıfırlanır. Tekrardan komşuluk kurulma adımına geçilir.

Not: Point to Point network’lerde DR ve BDR seçimi olmaz.

NOT: Aynı id değerlerine haiz routerlar var ise “IOS…. duplicate router id ” hatası verir.

OSPF metric hesaplama:

OSPF metric bilgisini olarak  cost kullanır. Metric hesaplama yapılırken paketin router’lardan çıkış interface neresi ise oranın cost değerlerinin toplamı alınır.

interface cost=  Reference bandwidth kıymeti /  interface BW  >>> (10 OSPF default reference bandwidth kıymeti)

10mbps >>>107 BW = 10 cost

100mbps >>>108 BW = 1 cost

1 gbps >>> 109 BW = 0,1 ~ 1 cost (1’e yuvarlanır)

10 gbps >>>  1010 BW =  0.01 ~ 1 cost (1’e yuvarlanır)

Default cost değerlerinin en büyük dezavantajı OSPF metric hesabında  100mbps, 1gbps ve 10gbps interface’lerin cost değerinin aynı olmasıdır. Interface ne kadar süratli olursa olsun OSPF için aynı cost kıymeti görmüş olduğu için hesaplanan metric kıymeti yanlıştır. Bu problemi aşmak için default reference bandwidth kıymetini değiştirmemiz gerekmektedir.

R1(config)#router ospf 1

R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 10000 (mbits) ( Tavsiye edilen bu kıymet network'te en yüksek bandwidth kıymeti olmalı)

Böylelikle yeni default reference bandwidth değerim 1010 olmuş oldu.

Interface altına manuel cost değeride girebiliriz.

R(config-if)# ip ospf cost kıymet

OSPF redistribute default route

R1(config)#router ospf 1

R1(config-router)#default-information originate

OSPF Authentication

2 adımdan etkinleştirilir.  İlk olarak Routerda etkinleştirilir sonrasında arayüzde yapılandırılır.

Ör:  

OSPF (Open Shortest Path First) 10 – OSPF AUTHENTICATION1
  1. Routerlarda area0 alanında MD5 etkinleştirilir.
R1(config)# router ospf 1

R1 (config-router)# area 0 authentication message-digest

R2(config)# router ospf 1

R2 (config-router)# area 0 authentication message-digest
  1. R1 ve R2 nin s 0/0/ 0 arayüzüne kimlik doğrulaması etkinleştirilir.
R1(config)# interface serial 0/0/0

R1 (config-if)# ip ospf message-digest-key 10 md5 sifre

R2(config)# interface serial 0/0/0

R2 (config-if)# ip ospf message-digest-key 10 md5 sifre

OSPF virtual – bağlantı

Yukarıda, her area backbone area ya bağlı olmalıdır ve öteki tüm area lar area 0 üstünden haberleşirler demiştik. Fakat bu daima değişik area’lar area 0 bağlanması mümkün olmayabilir.  Area 0 bağlantısı olmayan area’lar  sanal bağlantılar (virtual bağlantı) yada gre tunnel oluşturarak area 0 bağlamamız gerekir.

  • Dr ve BDR seçimi virtual bağlantı’lerde olmaz
  • Backbone area gitmek için arada birden fazla area var ise virtual bağlantı kurulamaz.
  • Virtual bağlantılar Router ID üstünden kurulur.
  • Stub area’lardan virtual-link yapılamaz. 

Aşağıdaki örnekte Area 4 direk olarak Area 0 (Backbone area) bağlantısı yoktur. Area 4 area 0 gitmek için area 3 üstünden kurulacak virtual bağlantı ile haberleşecektir.

….

Show Komutları

  • show ip ospf
  • show ip ospf interface (timer süreleri görülür)
  • show ip ospf neigbor (DR ve BDR görünür)
  • show ip ospf database (topoloji database görünür)
  • show ip route
  • debug ip ospf adj
  • debug ip ospf events
  • debug ip ospf packet (Routerdan gönderilip alınan Hello paketlerini gösterir)

ÖZET (SINAVA YÖNELİK BİLGİLER)

Distance Vektor Protocol: RIP –  RIPV2  – IGRP

Bağlantı State protocol: OSPF

Hybrid Protocol: EIGRP

Update Süreleri 

RIP / RIPV2 : 30 sn

IGRP: 90 sn

EIGRP: Gerektiğinde (50 sn 1 kez Hello paketi yollar)

OSPF: Gerektiğinde (10 sn 1 kez Hello paketi yollar)

OSPF (Open Shortest Path First) 11 – ROUTE OZET TABLO1

Konfigürasyon

R1(config)#router ospf no
R1(config-router) network network_id wildcard_mask area no

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir