I multiaccess-nätverk som Ethernet är det nödvändigt att utse en Designated Router (DR) och en Backup Designated Router (BDR) för att effektivisera hanteringen av OSPF-grannskap och minska spridningen av LSAs (Link-State Advertisements).
Varför är DR och BDR nödvändiga?
Multiaccess-nätverk kan skapa två stora utmaningar för OSPF:
1. Överdrivet antal grannskaps relationer
I ett Ethernet-nätverk kan flera OSPF-routrar vara anslutna till samma gemensamma länk. Om varje router bildar en grannskapsrelation med alla andra routrar, leder det till ett stort antal grannskapsrelationer som inte är nödvändiga. Detta resulterar i en ökning av LSAs och trafikbelastningen i nätverket.
Matematik bakom grannskap:
För n routrar på ett multiaccess-nätverk beräknas antalet grannskaps relationer som:
Antal grannskap = (n(n-1))/2
Till exempel, i ett nätverk med fem routrar (n=5), blir antalet grannskaps relationer:
(5(5−1))/2 = (5(4))/2 = 20/2 = 10
2. Omfattande spridning av LSAs
När OSPF initieras, eller när en förändring inträffar i nätverkstopologin, sprider routrarna Link-State Advertisements (LSAs) för att uppdatera sina respektive Link-State Databases (LSDB). Om varje router skulle skicka LSAs direkt till alla andra routrar i nätverket, skulle detta resultera i omfattande flooding och onödig belastning på nätverket.
När det finns 5 routrar i ett broadcast-nätverk utan en Designated Router (DR) och Backup Designated Router (BDR), bildas grannskapsrelationer enligt formeln:
(5 (5 – 1)) / 2 = 10
Diagrammet visar att 10 grannskaps relationer krävs när 5 routrar alla är anslutna via samma switch. Jämför med ett nätverk med 20 routrar (n = 20):
(20 (20 – 1)) / 2 = (20 * 19)/2 = 380/2 =190 grannskaps relationer
LSA-utspriden med en DR
En dramatisk ökning av antalet routrar i ett nätverk leder också till en dramatisk ökning av antalet Link-State Advertisements (LSAs) som utbyts mellan routrarna. Detta kan resultera i omfattande flooding av LSAs, vilket påverkar nätverkets prestanda och effektiviteten i Open Shortest Path First (OSPF)-protokollet.
För att bättre förstå problemet med omfattande spridning av LSAs kan det illustreras med hjälp av bilder. Här skickar R2 ut en LSA. Denna LSA når alla routrar i nätverket, som i sin tur vidarebefordrar den till sina grannar. Varje router måste bearbeta och sprida denna LSA, vilket skapar en kedjereaktion av trafikutbyte.
Exempel på kedjereaktionen
- Första LSA:
R2 skickar en LSA till sina grannar, t.ex., R1, R3, R4 och R5. - Mottagning och svar:
Varje mottagande router (R1, R3, R4, R5) skickar ut sina egna LSAs, eftersom de uppdaterar sina LSDB:er baserat på den nya informationen. - Flooding:
Denna process upprepas tills alla routrar i nätverket har synkroniserat sina LSDB:er.
LSA och DR
För att hantera problemet med ett stort antal grannskaps relationer och omfattande spridning av LSAs i ett multiaccess-nätverk använder OSPF mekanismen med en Designated Router (DR).
Roller i ett multiaccess-nätverk
- Designated Router (DR):
- DR fungerar som en central samlings- och distributionspunkt för alla Link-State Advertisements (LSAs) som skickas och tas emot i nätverket.
- Genom att använda en DR minskas antalet grannskapsrelationer och mängden flooding i nätverket.
- Backup Designated Router (BDR):
- BDR är en reserv som tar över DR:s roll om DR misslyckas.
- Detta säkerställer att nätverket fortsätter att fungera utan avbrott.
- DROTHER (Designated Router Other):
- Alla andra routrar i nätverket som inte är DR eller BDR.
- DROTHER-routrar skickar och tar emot LSAs endast via DR och BDR, vilket ytterligare minskar nätverkstrafiken.
Observera: Det är viktigt att förstå att Designated Router (DR) används endast för spridning av Link-State Advertisements (LSAs) i ett multiaccess-nätverk. DR fungerar inte som en central punkt för att vidarebefordra data- eller användarpaket.