Hotline : 07 088 44444
Thích
Chia sẻ

Giao thức OSPF là gì? Cách thức hoạt động OSPF

27/09/2021

OSPF là gì ?

OSPF là viết tắt của Open Shortest Path First. Nó là một giao thức định tuyến được sử dụng rộng rãi và được hỗ trợ. Đây là một giao thức định tuyến nội, có nghĩa là nó được sử dụng trong một khu vực hoặc một mạng. Nó dựa trên thuật toán link state routing, trong đó mỗi bộ định tuyến chứa thông tin của mọi domain và dựa trên thông tin này, nó xác định đường đi ngắn nhất. Mục tiêu của định tuyến là tìm hiểu các tuyến đường.

OSPF đạt được bằng cách tìm hiểu về mọi bộ định tuyến và mạng con trong toàn bộ mạng. Mọi bộ định tuyến đều chứa thông tin giống nhau về mạng. Cách bộ định tuyến tìm hiểu thông tin này bằng cách gửi LSA (Link State Advertisements). Các LSA này chứa thông tin về mọi bộ định tuyến, mạng con và thông tin mạng khác. Khi các LSA đã bị đầy, OSPF lưu trữ thông tin trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết được gọi là LSDB. Mục tiêu chính là có cùng thông tin về mọi bộ định tuyến trong một LSDB.

OSPF hoạt động như thế nào?

Có ba bước có thể giải thích hoạt động của OSPF:

Bước 1: Bước đầu tiên là trở thành neighbor của OSPF. Hai bộ định tuyến kết nối chạy OSPF trên cùng một liên kết tạo ra một mối quan hệ láng giềng.

Bước 2: Bước thứ hai là trao đổi thông tin cơ sở dữ liệu. Sau khi trở thành neighbor của nhau, hai bộ định tuyến trao đổi thông tin LSDB với nhau.

Bước 3: Bước thứ ba là chọn tuyến đường tốt nhất. Khi thông tin LSDB đã được trao đổi với nhau, bộ định tuyến sẽ chọn tuyến đường tốt nhất để thêm vào bảng định tuyến dựa trên tính toán của SPF.

Router hình thành mạng liên quan

Điều đầu tiên xảy ra trước khi mối quan hệ được hình thành là mỗi bộ định tuyến chọn ID bộ định tuyến.

ID bộ định tuyến (RID): ID bộ định tuyến là một số xác định duy nhất mỗi bộ định tuyến trên mạng. ID bộ định tuyến ở định dạng địa chỉ IPv4. Có một số cách để đặt ID bộ định tuyến, cách đầu tiên là đặt ID bộ định tuyến theo cách thủ công và cách khác là để bộ định tuyến tự quyết định.

Sau đây là logic mà bộ định tuyến chọn để đặt ID bộ định tuyến:

Chỉ định thủ công: Bộ định tuyến sẽ kiểm tra xem ID bộ định tuyến có được đặt theo cách thủ công hay không. Nếu nó được đặt theo cách thủ công, thì đó là một ID bộ định tuyến. Nếu nó không được đặt theo cách thủ công, thì nó sẽ chọn địa chỉ IP giao diện lặp lại trạng thái ‘lên’ cao nhất. Nếu không có giao diện lặp lại, thì nó sẽ chọn địa chỉ IP giao diện không lặp lại trạng thái ‘lên’ cao nhất.

Hai bộ định tuyến được kết nối với nhau thông qua điểm tới điểm hoặc nhiều bộ định tuyến được kết nối có thể giao tiếp với nhau thông qua giao thức OSPF. Hai bộ định tuyến chỉ kề nhau khi cả hai bộ định tuyến gửi gói HELLO cho nhau. Khi cả hai bộ định tuyến nhận được thông báo của gói HELLO, thì chúng ở trạng thái hai chiều. Vì OSPF là một giao thức định tuyến link state, vì vậy nó cho phép tạo ra mối quan hệ láng giềng giữa các bộ định tuyến. 

Hai bộ định tuyến chỉ có thể là neighbor của nhau khi chúng thuộc cùng một mạng con, chia sẻ cùng một khu vực ID, subnet mask, bộ định thời gian và xác thực. Mối quan hệ OSPF là mối quan hệ được hình thành giữa các bộ định tuyến để chúng có thể biết nhau. Hai bộ định tuyến có thể là hàng xóm của nhau nếu ít nhất một trong số chúng là bộ định tuyến được chỉ định hoặc bộ định tuyến được chỉ định dự phòng trong mạng hoặc được kết nối thông qua liên kết point-to-point.

Các loại liên kết trong OSPF

Khi đã tìm hiểu OSPF là gì. Cần biết các loại liên kết trong OSPF Liên kết về cơ bản là một kết nối, vì vậy kết nối giữa hai bộ định tuyến được gọi là liên kết.

Có bốn loại liên kết trong OSPF:

1.Point-to-point link: Liên kết điểm-điểm kết nối trực tiếp hai bộ định tuyến mà không có máy chủ hoặc bộ định tuyến nào ở giữa.

2.Transient link: Khi một số bộ định tuyến được gắn vào một mạng, chúng được gọi là liên kết tạm thời. Liên kết tạm thời có hai cách triển khai khác nhau:

  • Cấu trúc liên kết không thực tế: Khi tất cả các bộ định tuyến được kết nối với nhau, nó được gọi là cấu trúc liên kết không thực tế.
  • Cấu trúc liên kết thực tế: Khi một số bộ định tuyến được chỉ định tồn tại trong mạng thì nó được gọi là cấu trúc liên kết thực tế. Ở đây bộ định tuyến được chỉ định là bộ định tuyến mà tất cả các bộ định tuyến được kết nối với nhau. Tất cả các gói được gửi bởi các bộ định tuyến sẽ được chuyển qua bộ định tuyến được chỉ định.

3. Stub link: Đây là một mạng được kết nối với một bộ định tuyến duy nhất. Dữ liệu đi vào mạng thông qua một bộ định tuyến duy nhất và rời khỏi mạng thông qua cùng một bộ định tuyến.

4. Virtual link: Nếu liên kết giữa hai bộ định tuyến bị hỏng, quản trị viên sẽ tạo ra một đường dẫn ảo giữa các bộ định tuyến và đường dẫn đó cũng có thể là một đường dài.

Định dạng tin nhắn OSPF

Sau đây là các trường ở định dạng thông báo OSPF:

định dạng tin nhắn OSPF

Version: Đây là trường 8 bit chỉ định phiên bản giao thức OSPF.

Type: Đây là trường 8 bit. Nó chỉ định loại gói OSPF.

Message: Nó là một trường 16 bit xác định tổng độ dài của thông báo, bao gồm cả header. Do đó, tổng độ dài bằng tổng độ dài của thông điệp và Header.

Source IP address: Nó xác định địa chỉ mà các gói được gửi đi. Nó là một địa chỉ IP định tuyến gửi.

Area identification: Nó xác định khu vực mà quá trình định tuyến diễn ra.

Checksum: Nó được sử dụng để sửa lỗi và phát hiện lỗi.

Authentication type: Có hai loại xác thực, tức là 0 và 1. Ở đây, 0 có nghĩa là không có nghĩa là không có xác thực nào khả dụng và 1 có nghĩa là chỉ định xác thực dựa trên mật khẩu.

Authentication: Nó là một trường 32 bit chứa giá trị thực của dữ liệu xác thực.

Gói tin OSPF

gói tin OSPF

Có năm loại gói tin khác nhau trong OSPF:

  • Hello
  • Database Description
  • Link state request
  • Link state update
  • Link state Acknowledgment

1. Hello

Gói Hello được sử dụng để tạo mối quan hệ láng giềng và kiểm tra khả năng tiếp cận của neighbor. Do đó, gói Hello được sử dụng khi kết nối giữa các bộ định tuyến cần được thiết lập.

2. Database Description

Sau khi thiết lập kết nối, nếu router láng giềng đang giao tiếp với hệ thống lần đầu tiên, nó sẽ gửi thông tin cơ sở dữ liệu về cấu trúc liên kết mạng đến hệ thống để hệ thống có thể cập nhật hoặc sửa đổi cho phù hợp.

3. Link state request

Link state request được gửi bởi bộ định tuyến để lấy thông tin của một tuyến được chỉ định. Giả sử có hai bộ định tuyến, tức là bộ định tuyến 1 và bộ định tuyến 2, và bộ định tuyến 1 muốn biết thông tin về bộ định tuyến 2, vì vậy bộ định tuyến 1 gửi yêu cầu trạng thái liên kết đến bộ định tuyến 2. Khi bộ định tuyến 2 nhận được yêu cầu trạng thái liên kết, thì nó gửi thông tin trạng thái liên kết đến bộ định tuyến 1.

4. Link-state update

Link state update được bộ định tuyến sử dụng để quảng cáo trạng thái của các liên kết của nó. Nếu bất kỳ bộ định tuyến nào muốn phát trạng thái của các liên kết của nó, nó sẽ sử dụng bản cập nhật trạng thái liên kết.

5. Link state Acknowledgment

Xác nhận trạng thái liên kết làm cho việc định tuyến đáng tin cậy hơn bằng cách buộc mỗi bộ định tuyến gửi xác nhận trên mỗi bản cập nhật trạng thái liên kết. Ví dụ: bộ định tuyến A gửi bản cập nhật trạng thái liên kết tới bộ định tuyến B và bộ định tuyến C, sau đó đổi lại, bộ định tuyến B và C gửi xác nhận trạng thái liên kết đến bộ định tuyến A, để bộ định tuyến A biết rằng cả hai bộ định tuyến đã nhận được bản cập nhật trạng thái liên kết.

Thiết bị chạy giao thức OSPF trải qua các trạng thái sau:

Những trạng thái của OSPF

Down: Nếu thiết bị ở trạng thái ngừng hoạt động, nó chưa nhận được gói HELLO. Down không có nghĩa là thiết bị bị ngừng hoạt động, nó có nghĩa là quá trình OSPF vẫn chưa được bắt đầu.

Init: Nếu thiết bị ở trạng thái init, điều đó có nghĩa là thiết bị đã nhận được gói HELLO từ bộ định tuyến khác.

2WAY: Nếu thiết bị ở trạng thái 2WAY, có nghĩa là cả hai bộ định tuyến đã nhận được gói HELLO từ bộ định tuyến khác và kết nối được thiết lập giữa các bộ định tuyến.

Exstart: Khi quá trình trao đổi giữa các bộ định tuyến bắt đầu, cả hai bộ định tuyến sẽ chuyển sang trạng thái Khởi động. Ở trạng thái này, chủ và khách được chọn dựa trên ID của bộ định tuyến. Master kiểm soát chuỗi số và bắt đầu quá trình trao đổi.

Exchange: Trong trạng thái trao đổi, cả hai bộ định tuyến gửi danh sách các LSA cho nhau có chứa mô tả cơ sở dữ liệu.

Loading: Ở trạng thái tải, LSR, LSU và LSA được trao đổi.

Full: Sau khi hoàn tất việc trao đổi LSA, các bộ định tuyến sẽ chuyển sang trạng thái đầy đủ.

Như vậy là bạn đã hiểu được OSPF là gì và cách thức hoạt động của nó, hy vọng bài viết này mang lại nhiều thông tin hữu ích cho bạn, chúc bạn thành công!

Nếu bạn có thắc mắc hay có vấn đề cần hỗ trợ, bạn có thể liên hệ trực tiếp với Vietnix thông qua các kênh sau:
  • Hotline: 1800 1093 - 07 088 44444
  • Email: support@vietnix.vn
  • Hoặc chat trực tiếp với Vietnix thông qua biểu tượng Livechat ở góc phải màn hình. Đội ngũ chuyên viên của chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ bạn 24/7.
Vietnix hiện đang có chương trình khuyến mãi lớn nhất trong năm, giảm giá TRỌN ĐỜI: Đăng ký dùng thử ngay và Vietnix sẽ hoàn tiền 100% nếu quý khách không hài lòng với chất lượng sản phẩm, dịch vụ!
Mình là Bo - admin của Quản Trị Linux. Mình đã có 10 năm làm việc trong mảng System, Network, Security và đã trải nghiệm qua các chứng chỉ như CCNP, CISSP, CISA, đặc biệt là chống tấn công DDoS. Gần đây mình trải nghiệm thêm Digital Marketing và đã hòan thành chứng chỉ CDMP của PersonVUE. Mình rất thích được chia sẻ và hỗ trợ cho mọi người, nhất là các bạn sinh viên. Hãy kết nối với mình nhé!
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments