Необходимость выбора протоколом OSPF DR и BDR

Создана 11.07.2024
Отредактирована 22.07.2024

В сетях множественного доступа (Ethernet) протокола OSPF может столкнуться с двумя проблемами, связанными с лавинной рассылкой анонсов LSA (Link State Advertisements), такими как:

Избыточная лавинная рассылка LSA - маршрутизаторы с маршрутизацией по состоянию канала выполняют лавинную рассылку LSA с помощью пакетов LSU (Link State Update) при каждой инициализации протокола OSPF, в случае изменения топологии или состояние канала. Подобная лавинная рассылка может стать избыточной.

Установление большого количества отношений смежности (adjacency) - сети Ethernet потенциально могут обеспечивать взаимодействие между множеством маршрутизаторов OSPF посредством общего канала. Создание смежности с каждым маршрутизатором приведет к чрезмерному количеству LSA, которыми обмениваются маршрутизаторы в одной сети.

Если все маршрутизаторы установят отношения смежности со всеми остальными и будут обмениваться информацией о состоянии каналов, то объем служебных сообщений будет слишком большим. Например, пяти маршрутизаторам потребуется установить 10 отношений смежности и, соответственно, будут рассылаться 10 сообщений о состоянии каналов. Десяти маршрутизаторам потребуется 45 отношений смежности. Отношения смежности можно вычислить по формуле [n * (n - 1)] / 2 , где n число маршрутизаторов в широковещательном сегменте.

Канал — это интерфейс маршрутизатора или логический интерфейс коммутатора L3, сегмент сети, который соединяет два маршрутизатора или тупиковую сеть (stub network), такую как Ethernet LAN, которая подключена к одному маршрутизатору. Данные о состоянии этих каналов также называются состоянием канала. Вся информация о состоянии канала включает префикс сети, длину префикса и стоимость.

Рис. 1. Отношение смежности между пятью маршрутизаторами

Возникающая проблема большого объема служебных сообщений может быть решена выбором назначенного маршрутизатора (designated router - DR).

Этот назначенный маршрутизатор становится смежным устройством для всех маршрутизаторов широковещательного сегмента. Все остальные маршрутизаторы этого сегмента посылают информацию о состоянии канала назначенному маршрутизатору. В этом случае назначенный маршрутизатор DR становится источником информации для данного сегмента. Назначенный маршрутизатор DR рассылает информацию о состоянии каналов всем другим маршрутизаторам сегмента, используя адрес многоадресной рассылки 224.0.0.5 для всех OSPF-маршрутизаторов. Однако, несмотря на повышение эффективности работы сети, которое обеспечивается использованием назначенного маршрутизатора, в данном подходе присутствует и недостаток - назначенный маршрутизатор представляет собой точку, от которой зависит работа всего сегмента и в случае выхода его из строя весь сегмент становится неработоспособным. Поэтому выбирается также резервный назначенный маршрутизатор (backup designated router - BDR), который принимает на себя выполнение функций назначенного маршрутизатора в случае отказа последнего. На рис. 2. показаны маршрутизаторы DR и BDR, получающие сообщения LSA. Для того, чтобы оба маршрутизатора, DR и BDR, получали все сообщения о состоянии канала, посылаемые в сегмент, используется адрес многоадресной рассылки 224.0.0.6

Рис. 2. Отношение смежности только с DR и BDR маршрутизаторами

Что влияет на выбор DR и BDR маршрутизаторов?

Приоритет;
Router ID.

Изменение приоритета OSPF-маршрутизатора

На выбор маршрутизаторов DR/BDR влияет его приоритет, пользователь может повлиять на выбор путем конфигурирования на маршрутизаторе значения приоритета, отличного от значения по умолчанию (равного 1). Присвоение маршрутизатору значения приоритета равного 0 гарантирует, что этот маршрутизатор не будет выбран в качестве назначенного маршрутизатора (DR) или резервного (BDR). Каждый OSPF-интерфейс может иметь свое, отличное от других значение приоритета. Обратите внимание, значение приоритета можно выбрать из интервала от 0 до 255. Чем выше приоритет, тем более вероятно, что он будет выбран в качестве назначенного (DR).

Для задания интерфейсу Fa0/0 приоритета, равного 0 (с тем, чтобы он не был выбран в качестве маршрутизатора DR/BDR) следует использовать команды ниже.

router(config)#interface fa0/0
router(config-if)#ip ospf priority 0

Для того, чтобы значение приоритета было учтено в процессе выбора маршрутизатора DR/BDR, оно должно быть установлено до того как этот выбор будет производиться. Как вариант, сначала нужно настроить приоритет, потом активизировать протокол OSPF на маршрутизаторе.

Чтобы посмотреть значение приоритета на интерфейсе Fa0/0, нужно воспользоваться командой ниже.

router#show ip ospf interface Fa0/0

Обратите внимание, что протокол OSPF могут поддерживать коммутаторы L3, тогда значение приоритета нужно будет настроить на виртуальном интерфейсе, например interface Vlan50

switch-L3(config)#interface Vlan50
switch-L3(config-if)#ip ospf priority 0

switch-L3#show ip ospf interface vlan 50

Как происходит выбор Router ID в OSPF?

Когда начинается процесс функционирования протокола OSPF, операционная система IOS Cisco использует наибольший локальный IP-адрес в качестве идентификатора своего OSPF-маршрутизатора. В первую очередь ID маршрутизатора выбирается из адресов:

С помощью команды router-id явно был указан IP-адрес. Данный метод является рекомендуемый для назначения идентификатора маршрутизатора;
Маршрутизатор выбирает наибольший адрес IPv4 любого из настроенных интерфейсов обратной петли (Loopback);
Маршрутизатор выбирает наибольший активный адрес IPv4 любого из своих физических интерфейсов.

Рис. 3. Алгоритм выбора Router ID

Конфигурирование Router ID явно

Настраиваем router ID явно, непосредственно при активации процесса OSPF на маршрутизаторе.

router(config)#router ospf 10
router(config-router)#router-id 1.1.1.1
router(config-router)#end
router#show ip protocols | include Router ID
Router ID 1.1.1.1

Конфигурирование адреса петлевого интерфейса (Loopback)

Если конфигурируется адрес петлевого интерфейса, то независимо от его значения используется этот адрес. IP-адрес петлевого интерфейса может быть назначен с помощью следующих команд:

router(config)#interface loopback number
router(config-if)#ip address ip-address subnet-mask

ID маршрутизатора, полученный с петлевого интерфейса, обеспечивает устойчивость сети, поскольку этот интерфейс на его функционирование не вливают возможные сбои в работе канала. Адрес петлевого интерфейса должен быть сконфигурирован до того, как OSPF-процесс начнет искать интерфейс, который заменит интерфейс с наибольшим IP-адресом. Рекомендуется использовать адрес петлевого интерфейса на всех ключевых маршрутизаторах OSPF-сети. Для того, чтобы избежать проблем с маршрутизацией, рекомендуется при конфигурировании IP-адреса петлевого интерфейса использовать 32-битовую маску подсети, как показано в примере ниже.

router(config)#interface loopback 0
router(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.255

32-битовая маска иногда называется маской узла, поскольку она относится только к одному узлу, а не к сети или подсети.

Конфигурирование адреса интерфейса

router(config)#interface FastEthernet0/1
router(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.252

switch-L3(config)#interface vlan 10
switch-L3(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.252