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:
- Med
network
-kommandot i OSPF-konfigurationen, där nätverksadresser och wildcard-masker definierar vilka interface som deltar i OSPF. - Med
ip ospf process-id area area-id
direkt 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:
- Manuellt konfigurerat Router ID (
router-id x.x.x.x
) - Högsta IP-adress på ett loopback-interface
- 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-aktiveradeshow 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
- - Routern med högst prioritet på interfacet blir DR.
- - Routern med näst högst prioritet blir DR.
- - Om prioriteten är lika, används högsta Router ID för att bryta lika val.
- - Om en DR redan är vald, sker ingen preemption.
- - 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