В случае равных номеров сообщение игнорировать

5.         В случае равных номеров сообщение игнорировать.

Протокол OSPF устанавливает также такую характеристику записи в базе данных, как возраст. Возраст равен нулю при создании записи. При затоплении OSPF‑системы сообщениями с данной записью каждый маршрутизатор, который ретранслирует сообщение, увеличивает возраст записи на определенную величину. Кроме этого, возраст увеличивается на единицу каждую секунду. Из-за разницы во времени пересылки, в количестве промежуточных маршрутизаторов и по другим причинам возраст одной и той же записи в базах данных на разных маршрутизаторах может несколько различаться, это нормальное явление.

При достижении возрастом максимального значения (60 минут), соответствующая запись расценивается маршрутизатором как просроченная и непригодная для вычисления маршрутов. Такая запись должна быть удалена из базы данных.

Поскольку базы данных на всех маршрутизаторах системы должны быть идентичны, просроченная запись должна быть удалена из всех копий базы данных на всех маршрутизаторах. Это делается с использованием протокола затопления: маршрутизатор затапливает систему сообщением с просроченной записью. Соответственно, в описанный выше алгоритм обработки сообщения вносятся дополнения, связанные с получением просроченного сообщения и удалением соответствующей записи из базы данных.

Чтобы записи в базе данных не устаревали, маршрутизаторы, ответственные за них, должны через каждые 30 минут затапливать систему сообщениями об обновлении записей, даже если состояние связей не изменилось. Содержимое записей в этих сообщениях неизменно, но номер версии больше, а возраст равен нулю.

Вышеописанные протоколы обеспечивают актуальность информации, содержащейся в базе данных состояния связей, оперативное реагирование на изменения в топологии системы сетей и синхронизацию копий базы данных на всех маршрутизаторах системы.

Для обеспечения надежности передачи данных реализован механизм подтверждения приема сообщений, также для всех сообщений вычисляется контрольная сумма.

В протоколе OSPF может быть применена аутентификация сообщений, например, защита их с помощью пароля.

Сообщение «Запрос состояния связи (Link State Request)»

Сообщение «Запрос состояния связи» отправляется при работе протокола обмена после того, как был произведен обмен описаниями баз данных.

Сообщение содержит один или несколько идентификаторов записей, которые маршрутизатор хочет получить от своего соседа. Каждый идентификатор записи состоит из полей «Link State Type», «Link State ID» и «Advertising Router»; значения этих полей будут рассмотрены при обсуждении заголовков объявлений о состоянии связей (LSA). Число идентификаторов (то есть число запросов) в одном сообщении определяется из общей длины сообщения, указанной в OSPF‑заголовке.

Подтверждением приема запроса является посылка сообщения типа 4 «Обновление состояния связи». При отсутствии подтверждения в течение некоторого тайм-аута запрос посылается повторно. Если все запросы не могут быть помещены в одно сообщение, они разбиваются на несколько сообщений, но каждое следующее сообщение-запрос посылается только после получения всех записей, запрошенных в предыдущем.

Сообщение «Обновление состояния связей (Link State Update)»

Сообщение «Обновление состояния связей» собственно и содержит информацию из базы данных состояния связей. Это сообщение отправляется в ответ на запрос (тип 3) при работе протокола обмена, а также при работе протокола затопления для распространения информации об изменении состояния связей. В последнем случае его получение подтверждается сообщениями типа 5 «Link State Acknowledgment», в случае отсутствия подтверждения посылка повторяется.

Сообщение типа 4 состоит из одного или нескольких объявлений о состоянии связей (Link State Advertisement, LSA), следующих друг за другом. Существует несколько типов LSA. Каждое LSA состоит из заголовка и тела.

Число объявлений LSA в сообщении определяется первым 32‑битным словом, следующим за OSPF заголовком. Длина каждого LSA определяется соответствующим полем в заголовке LSA. Если все LSA, которые требуется отправить, не помещаются в одно сообщение, они могут быть распределены по нескольким сообщениям.

Дейтаграмма с OSPF сообщением типа 4, несущим 3 LSA, имеет следующую общую структуру:

 

Сообщение «Подтверждение приема сообщения о состоянии связей
(Link State Acknowledgment)»

Сообщения типа 5 отправляются в подтверждение получения сообщений типа 4 при работе протокола затопления. Сообщение содержит одно или несколько подтверждений, каждое подтверждение состоит из заголовка LSA, получение которого подтверждается.

Маршрутизатор может не посылать подтверждение на каждое сообщение типа 4, а послать одно сообщение типа 5 с подтверждениями на получение LSA, присланных в нескольких сообщениях типа 4, но в любом случае задержка с посылкой подтверждений не должна быть велика.

Число подтверждений в одном сообщении типа 5 определяется из общей длины сообщения, указанной в OSPF‑заголовке.

Типы Объявлений о состоянии связей (LSA)

Тип 1. Router Links Advertisement – маршрутизатор объявляет о своих связях с соседними маршрутизаторами, транзитными и тупиковыми сетями; распространяется каждым маршрутизатором внутри области, к которой принадлежат эти связи.

Тип 2. Network Links Advertisement – содержит список маршрутизаторов, подключенных к сети множественного доступа; распространяется выделенным маршрутизатором внутри области, к которой принадлежит данная сеть. Фактически описывает связи, направленные в графе системы от вершины типа «транзитная сеть» к маршрутизаторам этой сети.

Тип 3. Summary Link Advertisement – описывает расстояние от данного областного пограничного маршрутизатора (ABR) до IP‑сети, находящейся за пределами данной области, но принадлежащей данной OSPF‑системе; распространяется этим ABR внутри области.

Тип 4. AS Boundary Router Summary Link Advertisement – описывает расстояние от данного ABR до данного пограничного маршрутизатора системы (ASBR); распространяется этим ABR внутри области.

Тип 5. AS External Link Advertisement – описывает расстояние до сети, находящейся за пределами OSPF‑системы; распространяется ASBR и ретранслируется во все области, кроме тупиковых, их пограничными маршрутизаторами.

Тип 7. AS External Link Advertisement (NSSA) – то же, что тип 5, но распространяется внутри не совсем тупиковых областей (в них распространение LSA типа 5 запрещено); на границе NSSA и магистрали преобразуется в LSA типа 5 для дальнейшего распространения в системе. Формат идентичен формату LSA типа 5 за исключением номера типа.

Заголовок LSA

Все объявления о состоянии связей (LSA) состоят из заголовка и тела и пересылаются в сообщениях OSPF типа 4, а заголовки отдельно также пересылаются в сообщениях типа 2 и 5. Заголовок LSA имеет одинаковый формат для всех типов LSA.

Значения полей:

·          LS Age (2 октета) – возраст связи (связей), содержащихся в данном LSA.

·          Options (1 октет) – содержимое октета аналогично такому же октету в сообщении Hello.

·          LS Type (1 октет) – тип LSA.

·          Link State ID (4 октета) – идентификатор связи (связей), объявляемых в данном LSA, интерпретация этого поля зависит от типа LSA:

Тип LSA	Link State ID
1	то же, что и «Advertising Router»
2	IP‑адрес интерфейса выделенного маршрутизатора, подключенного к данной сети множественного доступа
3	IP‑адрес сети, находящейся за пределами области
4	идентификатор ASBR
5	IP‑адрес сети, находящейся за пределами системы

·          Advertising Router (4 октета) – идентификатор маршрутизатора, ответственного за объявление и поддержку связи (связей), содержащихся в данном LSA.

·          Link State sequence number (4 октета) – порядковый номер (версия) состояния связи (связей), содержащихся в данном LSA.

·          LS Checksum (2 октета) – контрольная сумма, вычисляется таким же методом, что и контрольная сумма IP‑заголовка; защищает как заголовок, так и тело LSA.

·          length (2 октета) – длина LSA в октетах, включая 20 октетов заголовка LSA.

Тело LSA типа 1

Значения полей:

·          VEB (3 бита) – первый октет обнулен за исключением трех старших бит V (бит 5), E (бит 6) и B (бит 7). Установленные значения этих бит говорят о том, что маршрутизатор, объявивший данное LSA, является:

o     бит B – пограничным маршрутизатором области (ABR);

o     бит Е – пограничным маршрутизатором системы (ASBR);

o     бит V – оконечной точкой виртуальной связи.

·          Число связей (2 октета) – число связей, объявленных в данном LSA.

·          Объявление о каждой связи состоит из полей «Link ID», «Link Data», «Type», «#TOS», «TOS 0 metric», за которыми может следовать 0 или более 32‑разрядных слов, состоящих из полей «TOS», нулевого октета и «TOS metric». Количество таких слов определяется полем «#TOS».

·          Link ID (4 октета), Link Data (4 октета), Type (1 октет) – интерпретация полей «Link ID» и «Link Data» зависит от значения поля «Type» (ниже в колонке «Link Data» под IP‑адресом понимается IP‑адрес интерфейса объявляющего маршрутизатора, подключенного к той связи, которую он объявляет):

Type	Link ID	Link Data
1 – двухточечная связь между маршрутизаторами	идентификатор соседа	IP‑адрес
2 – связь с транзитной сетью	IP‑адрес интерфейса выделенного маршрутизатора	IP‑адрес
3 – связь с тупиковой сетью (см. также конец этого пункта)	IP‑адрес тупиковой сети	маска тупиковой сети
4 – виртуальная связь	идентификатор соседа по магистрали, с которым установлена виртуальная связь	IP‑адрес

#TOS (1 октет) – число метрик для маршрутизации по типу сервиса для данной связи (0 – метрики для маршрутизации по типу сервиса не определены).

·          TOS 0 metric (2 октета) – метрика данной связи для маршрутизации без учета типа сервиса (метрика по умолчанию).

·          TOS (1 октет), TOS metric (2 октета) – метрика данной связи («TOS metric») для указанного типа сервиса («TOS»). Число таких метрик определено полем «#TOS» и может быть равно нулю. Значение TOS определяется, как в заголовке IP‑дейтаграммы. Несмотря на то, что маршрутизация по типу сервиса исключена из последней версии стандарта OSPF, эти поля поддерживаются для совместимости с предыдущими версиями.

Кроме собственно связей с тупиковыми сетями, следующие связи объявляются как связи с тупиковыми сетями:

·          связь с собственным интерфейсом (интерфейсами) типа loopback (Link ID=IP‑адрес интерфейса, Link Data заполняется единицами);

·          cвязь с хостом, подключенным к маршрутизатору по двухточечной линии (Link ID=IP‑адрес хоста, Link Data заполняется единицами);

·          связь с сетью, представляющей собой двухточечное соединение между маршрутизаторами (в дополнение к собственно двухточечной связи между маршрутизаторами); в случае, если этой сети не присвоены адрес и маска, Link ID равен IP‑адресу интерфейса соседнего маршрутизатора, Link Data заполняется единицами;

·          связь с собственным интерфейсом, подключенным к соединению типа point-to-multipoint (в дополнение к двухточечным связям с каждым из соседей, подключенным к этому соединению); Link ID=IP‑адрес интерфейса, Link Data заполняется единицами.

Тело LSA типа 2

Значения полей:

·          Network Mask (4 октета) – маска сети множественного доступа (адрес этой сети указан в поле «Link State ID» заголовка LSA).

·          Attached Router (4 октета) – идентификатор маршрутизатора, подключенного к сети множественного доступа. Перечисляются все маршрутизаторы, установившие отношения смежности с выделенным маршрутизатором. Длина списка маршрутизаторов определяется из общей длины LSA, указанной в заголовке LSA.

LSA этого типа описывает связи, направленные в графе системы от вершины типа «транзитная сеть» к маршрутизаторам этой сети. Метрика этих связей не указывается, поскольку она считается равной нулю.

Тело LSA типов 3 и 4

LSA типа 3 или 4 содержит объявление о расстоянии только до одной IP‑сети, лежащей за пределами области (до одного пограничного маршрутизатора). Адрес сети или идентификатор маршрутизатора указан в поле «Link State ID» заголовка LSA.

Поле «Network Mask» (4 октета) содержит значение маски сети, если это LSA типа 3, или все единицы, если это LSA типа 4. Далее следует 32‑битное слово, два последних октета которого содержат метрику расстояния по умолчанию (тип сервиса 0), после которого может следовать 0 или более 32‑битных слов, объявляющих метрики расстояний для маршрутизации по типам сервиса – аналогично тому, как это сделано в LSA типа 1. Несмотря на то, что маршрутизация по типу сервиса исключена из последней версии стандарта OSPF, эти поля поддерживаются для совместимости с предыдущими версиями.

Поле «#TOS» здесь отсутствует, т. к. число объявлений метрик для типов сервиса можно вычислить из общей длины LSA, указанной в заголовке LSA.

LSA типа 3 и 4 распространяются областными пограничными маршрутизаторами как внутри периферийных областей, так и в магистрали. LSA, распространяемые в периферийной области, содержат информацию о достижимости сетей и ASBR, находящихся в магистрали и других периферийных областях. LSA, распространяемые в магистрали, содержат информацию о достижимости сетей и ASBR, находящихся в периферийной области.

Если возможно, адреса нескольких сетей агрегируются в общий адрес с более короткой маской, что уменьшает количество LSA и размер базы данных.

Тело LSA типа 5

Значения полей:

Network Mask (4 октета) – маска внешней IP‑сети. IP‑адрес этой сети указан в поле «Link State ID» заголовка LSA.

Далее следует одна или более записей с указанием метрики и других характеристик маршрута до данной сети для разных типов сервиса (поля «E TOS», «TOS metric», «Forwarding Address», «External Route Tag»). Первыми указываются характеристики для TOS=0 (т.е. когда тип сервиса не учитывается), эта часть присутствует обязательно. Число прочих типов сервиса, представленных в LSA, определяется из общей длины LSA, указанной в заголовке LSA. Несмотря на то, что маршрутизация по типу сервиса исключена из последней версии стандарта OSPF, соответствующие поля поддерживаются для совместимости с предыдущими версиями.

·          E (E TOS) – младший бит октета, содержащего значение TOS (самим значением TOS используются биты 3–6). Имеет следующие значения:

o     Е установлен à метрика внешнего маршрута исчисляется в единицах, не сравнимых с исчислением метрик в OSPF (протоколы внешней маршрутизации, поставляющие данные о внешних маршрутах, не обязаны использовать совместимые с OSPF значения метрик); в этом случае метрика, указанная для соответствующего TOS, должна считаться больше любой метрики в OSPF‑системе;

o     Е сброшен à метрика внешнего маршрута может складываться с метриками внутренних маршрутов.

·          TOS 0 metric (TOS metric) (2 октета) – метрика для соответствующего значения TOS.

·          Forwarding Address (4 октета) – адрес маршрутизатора, которому следует пересылать дейтаграммы, адресованные в объявляемую внешнюю сеть. Это поле используется, когда ASBR считает, что он сам – не лучший «следующий маршрутизатор» на пути в данную внешнюю сеть. Например, в одной IP‑сети с ASBR находится маршрутизатор G, не поддерживающий протокол OSPF (а поддерживающий, например, BGP), причем через G лежат кратчайшие маршруты к определенным внешним сетям. ASBR, который также поддерживает и BGP, узнаёт от G об этих маршрутах и объявляет их в автономной системе, однако с помощью «Forwarding Address» он тут же указывает, что дейтаграммы, адресованные в эти сети, лучше сразу же направлять маршрутизатору G.
Возможны и другие примеры. Если поле «Forwarding Address» обнулено, то дейтаграммы следует пересылать тому ASBR, который объявил данное LSA.

·          External Route Tag (4 октета) – поле, используемое ASBR для целей внешней маршрутизации; модулем OSPF игнорируется.

Если возможно, адреса нескольких внешних сетей агрегируются в общий адрес с более короткой маской, что уменьшает количество LSA и размер базы данных.

Конфигурирование OSPF‑маршрутизатора

Для конфигурирования OSPF‑маршрутизатора потребуются, как минимум, следующие шаги:

·          указать связи, которые будут включены в OSPF‑систему; если это широковещательные сети, то указать адреса этих сетей; в случае нешироковещательных сетей и двухточечных связей указать адреса возможных соседей;

·          если требуется, указать тип cоединения (двухточечный, point-to-multipoint);

·          если есть разбиение на области, для каждой связи указать номер области и ее тип;

·          если требуется, сконфигурировать виртуальные связи;

·          сконфигурировать внешние маршруты или организовать их получение от протоколов внешней маршрутизации, или установить маршрут по умолчанию – на пограничных маршрутизаторах системы.