Labb 2: OSPF grunder

Labb 1: DR/BDR val     |     OSPF singel area


Open Shortest Path First (OSPF) är ett länkstatusbaserat routingprotokoll som används i IP-nätverk för att dynamiskt beräkna och distribuera bästa vägen mellan routrar. OSPF skapar och underhåller grannrelationer mellan routrar, vilket kallas adjacency, och använder Link-State Advertisements (LSAs) för att uppdatera nätverkstopologin i en Link-State Database (LSDB).

I denna laboration har vi konfigurerat OSPF mellan två routrar, där varje router har flera loopback-interface. Syftet var att förstå OSPF-adjacency, hur olika typer av nätverk påverkar OSPF-drift och hur loopback-interface kan användas både för router-identifiering och som simulerade LAN-nätverk.

Topologi

Trots att denna laboration enbart innehåller två routrar har den gett djupa insikter i OSPF-konfiguration, grannrelationer, LSAs och nätverkstypers påverkan på routing. Den har även visat vikten av korrekt hantering av loopback-interface för både Router ID och nätverkssimulering.

Konfigurationer

Router R1

  • R1(config)# no ip domain-lookup
  • R1(config)# interface e0/0
  • R1(config-if)# ip address 20.0.0.1 255.255.255.248
  • R1(config-if)# no shutdown
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)# interface lo1
  • R1(config-if)# ip address 10.10.1.1 255.255.255.0
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)# interface lo2
  • R1(config-if)# ip address 10.10.2.1 255.255.255.0
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)# interface lo3
  • R1(config-if)# ip address 10.10.3.1 255.255.255.0
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)#

Router R2

  • R2(config)# no ip domain-lookup
  • R2(config)# interface e0/0
  • R2(config-if)# ip address 20.0.0.2 255.255.255.248
  • R2(config-if)# no shutdown
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# interface lo1
  • R2(config-if)# ip address 10.20.1.1 255.255.255.0
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# interface lo2
  • R2(config-if)# ip address 10.20.2.1 255.255.255.0
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# interface lo3
  • R2(config-if)# ip address 10.20.3.1 255.255.255.0
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# 

OSPF kan aktiveras på två sätt:

  1. Mednetwork-kommandot i OSPF-konfigurationen, där nätverksadresser och wildcard-masker definierar vilka interface som deltar i OSPF.
  2. Medip ospf process-id area area-iddirekt på interfacet, vilket ger mer kontroll och används ofta i moderna konfigurationer.

Valet av Router ID är avgörande i OSPF eftersom det identifierar routern i LSDB. Om inget Router ID anges manuellt, väljer OSPF det baserat på följande prioritet:

  1. Manuellt konfigurerat Router ID (router-id x.x.x.x)
  2. Högsta IP-adress på ett loopback-interface
  3. Högsta IP-adress på ett fysiskt aktivt interface

OSPF nätverkstyper

OSPF stöder olika nätverkstyper, såsom broadcast, point-to-point, non-broadcast (NBMA) och loopback. I denna laboration har loopback-interface använts både som Router ID och som simulerade LAN-nätverk. Loopback-interface inkluderas i OSPF som rutter men blir aldrig grannar, eftersom de är logiska interface som inte skickar OSPF Hello-paket. För att inkludera loopback i OSPF kan man använda network-kommandot eller ändra dess nätverkstyp till point-to-point för att undvika att de annonseras som /32.

OSPF aktivering R1

  • R1(config)# router ospf 110
  • R1(config-router)# router-id 1.1.1.1
  • R1(config-router)# network 20.0.0.1  0.0.0.0 area 0
  • R1(config-router)# network 10.10.0.0  0.0.255.255 area 0
  • R1(config-router)# exit
  • R1(config)# interface lo1
  • R1(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)# interface lo2
  • R1(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)# interface lo3
  • R1(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R1(config-if)# exit
  • R1(config)#

OSPF aktivering R2

  • R2(config)# router ospf 110
  • R2(config-router)# router-id 2.2.2.2
  • R2(config-router)# network 20.0.0.2  0.0.0.0 area 0
  • R2(config-router)# network 10.20.0.0  0.0.255.255 area 0
  • R2(config-router)# exit
  • R2(config)# interface lo1
  • R2(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# interface lo2
  • R2(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)# interface lo3
  • R2(config-if)# ip ospf network point-to-point
  • R2(config-if)# exit
  • R2(config)#

För att verifiera OSPF-konfigurationen och analysera dess funktion har vi använt flera show-kommandon, inklusive:

  • show ip ospf neighbor – Visar grannrelationer och adjacency-status.
  • show ip ospf interface – Visar vilka interface som är OSPF-aktiverade
  • show ip ospf interface brief – Visar vilka interface som är OSPF-aktiverade, deras tillstånd och om de deltar i DR/BDR-val.
  • show ip ospf database – Visar LSAs som har mottagits och hur nätverk annonseras.
  • show ip route ospf – Visar vilka rutter som OSPF har lagt till i routing-tabellen.

DR valet

R2 och dess interface Ethernet 0/0 blev DR, varför?

  • Loopback konfigurerat interface Lo3: 10.20.3.2 jämfört med R1 Lo3: 10.10.3.1
  • Dessutom R2 ID: 2.2.2.2 jämfört med R1 ID: 1.1.1.1

Loopback interface

Loopback-interface deltar inte i OSPF:s val av Designated Router (DR) och Backup Designated Router (BDR) eftersom de inte är en del av något multi-access nätverk. DR/BDR-val sker endast på nätverk där flera routrar kan skicka och ta emot OSPF-uppdateringar via en gemensam länk, vilket loopback-interface inte har. I exemplet är de konfigurerade som Point-to-Point nätverk.

  • OSPF använder Hello-paket för att upptäcka grannar, men loopback-interface skickar inga Hello-paket, vilket innebär att de aldrig kan etablera adjacency.
  • Eftersom de är logiska interface är de inte beroende av fysisk anslutning och används därför ofta för Router ID istället för att delta i routinguppdateringar som grannar.

OSPF nätverkstyper

  • Point-to-Point
  • Behandlar interfacet som en direktlänk mellan två routrar
  • Skickar Hello-paket, men kan fortfarande inte etablera adjacency.
  • Loopback-interface annonseras i OSPF som 10.10.1.0/24 istället för /32.
  • Broadcast
  • Standard för Ethernet och andra multi-access nätverk.
  • Skickar Hello-paket till 224.0.0.5 (Alla OSPF-routrar).
  • Kräver att alla routrar är i samma subnet för att etablera adjacency.

Andra OSPF nätverk finns men de är inte relevanta just nu.

På bilden ovan syns tydligt nätverkstypen POINT_TO_POINT

OSPF Database

Kommandot show ip ospf database visar OSPF:s Link-State Database (LSDB), där all topologiinformation om nätverket lagras. Det inkluderar alla Link-State Advertisements (LSAs) som routern har lärt sig från sina grannar.

  • Router Link States (Type 1 LSA)
  • Beskriver routerns egna direktanslutna nätverk och kostnader.
  • Skickas av varje OSPF-router inom en och samma area.
  • Network Link States (Type 2 LSA)
  • Används i multi-access nätverk (Ethernet).
  • Skickas av Designated Router (DR).

I multi-access nätverk (t.ex. Ethernet) väljer OSPF en Designated Router (DR) och en Backup Designated Router (BDR) för att minska antalet LSA-uppdateringar och effektivisera topologin. Valet baseras först på prioritet (0-255, där 0 innebär att interfacet aldrig blir DR/BDR), och vid lika prioritet används högsta Router ID.

Prioritetsordning vid valet av DR/BDR

  1. - Routern med högst prioritet på interfacet blir DR.
  2. - Routern med näst högst prioritet blir DR.
  3. - Om prioriteten är lika, används högsta Router ID för att bryta lika val.
  4. - Om en DR redan är vald, sker ingen preemption.
  5. - För att tvinga ett nytt val, måste OSPF-processen återställas manuellt (clear ip ospf process)

Just nu är R2 Designated Router (DR) eftersom den har högsta Router ID (2.2.2.2) och båda routrarna har default-prioritet 1.

Det kommer att ändras via konfigurationer där:

  • R2: OSPF-prioritet 25
  • R1: OSPF-prioritet 50

Ändringen av OSPF-prioritet kommer inte att påverka den aktuella DR/BDR-valet direkt. Detta eftersom OSPF har ingen preempt-funktion, vilket innebär att även om R2 nu har prioritet 50, kommer den fortfarande vara DR tills en nyval sker. Det kan göras på två olika sätt:

  • OSPF-processen måste rensas och startas om med kommandot: clear ip ospf process
  • Alternativt exekveras shutdown och no shutdown kommandot på interface-konfigurationsnivå
  • R1(config)# interface e0/0
  • R1(config-if)# ip ospf priority 50
  • R1(config-if)# end
  • R1# clear ip ospf process

  • Nu har rollen DR routern R1

Labb 1: DR/BDR val     |     OSPF singel area