Packet Tracer

OSPF Open Shortest Path First Routing protocol

Vantaggi

• è riconosciuto da tutti i router.

• usa l'algoritmo SPF, o di Dijkstra, per determinare una topologia logica priva di cicli.

• converge rapidamente tramite lo scambio di pacchetti Link State Advertisements (LSAs).

• è un protocollo classless e consente di applicare un progetto di sottoreti gerarchiche con VLSM.

Svantaggi:

• richiede molta memoria per la matrice delle adiacenze, per le tabelle della topologia della rete e per la tabella di instradamento.

• richiede tempo di elaborazione per eseguire l'algoritmo SPF.

• è complicato da configurare ed è più difficile diagnosticare gli errori.

Caratteristiche

• OSPF implementa uno schema gerarchico a due livelli: la dorsale (backbone - area 0) e le aree esterne al backbone (aree da 1 a 65.535)

• è scalabile. OSPF consente di applicare due importanti concetti: sistemi autonomi ed aree.

• canali seriali sincroni, Indipendentemente dalla velocità delle linee, la larghezza di banda di default è 1544 Kbps.

• OSPF usa come metrica, il costo della linea che è l'inverso della larghezza di banda di un canale.

Identità dei router

Per poter applicare OSPF, ogni router ha bisogno di un ID univoco, allo scopo di distinguerlo durante il processo OSPF. L'ID del router viene scelto rispettando uno dei seguenti criteri:

• L'indirizzo IP maggiore sulla sua interfaccia di loop back

• Il più alto indirizzo IP sulle sue interface attive.

OSPF apprende l'identità dei suoi vicini e costruisce la matrice delle adiacenze e la mappa della rete dopo aver ricevuto i pacchetti di neighbor greetings. Se un vicino non è attivo per oltre 40 secondi viene ritenuto scollegato.

Prima che un router possa accettare informazioni di instradamento da un altro router, deve aver già costruito la tabella delle adiacenze. Due router sono vicini se sono soddisfatte le seguenti condizioni su ogni router:

• hanno lo stesso tipo e lo stesso numero di area

• si sono scambiati il pacchetto di neighbor greeting e hanno impostato lo stesso interval timer

• la stessa password OSPF (opzionale), se è configurata

• la flag area stub (usata per contenere messaggi OSPF ed informazioni di instradamento,

I router OSPF attraversano tre stati detti processi di scambio:

1. stato Down. Il nuovo router non ha scambiato alcuna informazione OSPF con gli altri router.

2. stato Init. Un router destinazione ha ricevuto un nuovo pacchetto di neighbor greeting e lo ha aggiunto alla lista dei vicini (assumendo che certi valori siano uguali). Notare che, in questa fase, la comunicazione è unidirezionale.

3. stato Two-Way. il nuovo router riceve una risposta unidirezionale al suo pacchetto di hello iniziale e aggiunge il router destinazione all'elenco dei suoi vicini. I router entrati nello stato two-way, sono considerati vicini.

Interfacce Loop back

Un'interfaccia di loop back è considerata logica, virtual, su un router, Essa rimane sempre attiva. Per default, il router non possiede un'interfaccia di loop back, ma la si può creare facilmente.

I router OSPF usano i pacchetti Link State Advertisements (LSAs) per scambiarsi informazioni. Un tipo di pacchetto LSA è quello di hello, usato per formare le relazioni di adiacenza. i pacchetti Hello sono generati ogni dieci secondi.

Quando si condividono informazioni sul collegamento (router direttamente connessi), i link sono inviati al DR (224.0.0.6) e il DR li diffonde a tutti gli altri (224.0.0.5) sul segmento.

Condividere informazioni di Routing

Dopo l'elezione della coppia DR/BDR, i routers continuano a generare i pacchetti di hello per mantenere la comunicazione. Questo è considerato uno stato Exstart, in cui i router OSPF sono pronti a condividere informazioni di link state. Il processo è chiamato un exchange protocol

stato Exstart

Il DR e il BDR formano adiacenze con gli altri router OSPF sul segmento, e entro ogni adiacenza, il router con il più elevato ID diventa il master ed inizia il processo di scambio (condivide le sue informazioni di link state). Notare che il DR non è necessariamente il master del processo di scambio. l'altro router adiacente sarà lo slave.

stato Exchange

Il master inizia a condividere informazioni di link state, con lo slave. Questi sono chiamati DBD (database description packets), oppure DDP. I DBD contengono il tipo di link-state, l'ID del router, il costo del link, e il numero di sequenza del link. Lo slave risponde con uno LSACK - una conferma al DBD dal master. Lo slave allora confronta l'informazione del DBD con quella in suo possesso.

stato Loading

Se il master ha più informazioni da aggiornare dello slave, lo slave risponderà con un LSR (Link State Request). Il master invia una LSU (Link State Update) con dettagliate informazioni sui link allo slave. Lo slave incorporerà queste nel suo data base locale di link state. Inoltre lo slave genererà un LSACK verso il master per confermare la ricezione della LSU. Se uno slave ha più informazioni da aggiornare, ripeterà gli stati "exchange" e "loading".

stato Full

Una volta che il master e lo slave sono sincronizzati, sono considerati nello stato full. Per riepilogare questi 4 passi, i router OSPF condividono un tipo di pacchetto LSA allo scopo di fornire informazioni relative ai router disponibili. Un messaggio di aggiornamento LSA contiene un link ed uno stato, oltre ad altre informazioni.

Un link è l'interfaccia del router su cui viaggia un aggiornamento.

Lo stato è una descrizione di questa interfaccia, incluso l'indirizzo IP configurato e la relazione che questo router ha con i suoi vicini. Comunque i router OSPF non condividono questa informazione con altri router OSPF.

Uno stoto two-way indica che due router OSPF sono adiacenti. Uno stato full indica il completamento della condivisione dei link tra i router.

Il Costo è l'inverso della larghezza di banda delle interfacce dei router.

Configurare il protocollo Open Shortest Path First

Realizzare il seguente schema di rete

OSPF rispetto a EIGRP funziona su qualsiasi dispositivo perché è basato su uno standard aperto.

Sintassi dei comandi di configurazione.

Il process_ID ha un significato locale, serve per distinguere I processi OSPF in esecuzione sullo stesso router. Il router potrebbe essere di frontiera tra due sistemi autonomi OSPF, e per distinguerli dal router, gli si assegnano process_ID diversi. Notare che questi numeri non hanno niente in comune con i numeri dei sistemi autonomi.

Per configurare un router aprire la scheda CLI. I seguenti passi guidano attraverso la fase di abilitazione di OSPF e di configurazione dei router:

(1841Router0) Hostname R1

(2620XM-Router1) Hostname R2

(2620XM-Router2) Hostname R3

(2811Router3) Hostname R4

PC1

PC-2

Si può verificare che l'algoritmo OSPF è correttamente in esecuzione tramite il comando show ip protocols eseguito in modo privilegiato.

Il comando show ip route serve per la ricerca di malfunzionamenti in una rete ospf. Se mancano informazioni relative ai router, controllare i router presenti in quel segmento di rete.

Per verificare l'algoritmo OSPF inviare un ping da pc1 a pc2 e viceversa. Se la risposta ritorna, la configurazione è corretta, ma se non si riceve la risposta, bisogna risalire all'errore commesso.