پیاده‌سازی OSPF تک‌ناحیه‌ای (Single-Area OSPF Implementation) – روز 13

در پست قبلی، “نحوه عملکرد OSPF”، و پیاده‌سازی OSPF چندناحیه‌ای را بررسی کردیم، در این مطلب پیکربندی OSPFv2 تک‌ناحیه‌ای (Single-Area OSPFv2 Configuration) را با هم بررسی می کنیم.

---

پیاده‌سازی OSPF تک‌ناحیه‌ای (Single-Area OSPFv2 Configuration)

برای بررسی دستورات پیکربندی OSPFv2 تک‌ناحیه‌ای، از توپولوژی در شکل زیر و طرح آدرس‌دهی در جدول زیر استفاده خواهیم کرد.

توپولوژی پیکربندی OSPFv2 (OSPFv2 Configuration Topology)

• این توپولوژی نشان‌دهنده یک استقرار OSPF تک‌ناحیه‌ای بین سه روتر (R1، R2، R3) است.
• شبکه‌های مختلف با لینک‌های نقطه‌به‌نقطه (Point-to-Point) و اترنت متصل شده‌اند.
• سرعت لینک‌ها مشخص شده است:
  • T1 با سرعت 1024 kbps
  • لینک سریال با سرعت 64 kbps

جدول طرح آدرس‌دهی OSPFv2 (Addressing Scheme for OSPFv2)

دستور router ospf در OSPF (The router ospf Command)

OSPF با دستور router ospf process-id در حالت تنظیمات کلی (Global Configuration Mode) فعال می‌شود.

R1(config)# router ospf process-id

• process-id عددی بین 1 تا 65535 است که توسط مدیر شبکه انتخاب می‌شود.
• این مقدار در برقراری همسایگی تأثیر ندارد.
• برخلاف EIGRP که process ID و Autonomous System Number در تمام همسایگان باید یکسان باشد، در OSPF این مقدار می‌تواند متفاوت باشد.
• برای این مثال، OSPF روی هر سه روتر با process ID برابر 10 پیکربندی شده است.

شناسه روتر (Router ID)

• Router ID نقش کلیدی در OSPF دارد و به‌عنوان شناسه یکتای هر روتر در دامنه OSPF استفاده می‌شود.
• روترهای Cisco شناسه OSPF را به روش زیر انتخاب می‌کنند:

مراحل تعیین Router ID:

1. روتر از مقدار تنظیم‌شده در دستور router-id استفاده می‌کند.
2. اگر مقدار router-id تنظیم نشده باشد، بالاترین آدرس IP یکی از اینترفیس‌های loopback را انتخاب می‌کند.
3. اگر هیچ loopbackای وجود نداشته باشد، روتر بالاترین آدرس IP اینترفیس‌های فیزیکی را انتخاب می‌کند.

دستورات مشاهده Router ID:

show ip ospf interfaces
show ip protocols
show ip ospf

بهترین روش برای تنظیم Router ID:

• مدیر شبکه می‌تواند router-id را مستقیماً تنظیم کند.
• از آنجایی که Router ID پس از تنظیم در جدول مسیریابی ثابت می‌ماند، بهتر است مقدار آن را به‌طور مشخص تنظیم کنیم.
• دستور router-id فقط یک آدرس IPv4 دریافت می‌کند.

مثال پیکربندی Router ID در OSPF (Router ID Configurations)

R1(config-router)# router-id 1.1.1.1
R2(config-router)# router-id 2.2.2.2
R3(config-router)# router-id 3.3.3.3

---

پاک کردن و اعمال مجدد Router ID در OSPF

• Router ID در OSPF زمانی انتخاب می‌شود که اولین دستور network وارد شود.
• بنابراین، دستور router-id باید قبل از تنظیم شبکه‌ها پیکربندی شود.
• اگر بخواهید Router ID جدیدی را اعمال کنید، باید فرایند OSPF را مجدداً راه‌اندازی کنید.

دستور پاک کردن و اعمال مجدد Router ID:

Router# clear ip ospf process

---

دستور network در OSPF (The network Command)

دستور network در حالت پیکربندی روتر (Router Configuration Mode) استفاده می‌شود.

Router(config-router)# network network-address wildcard-mask area area-id

• دستور network شامل یک network-address و یک wildcard-mask است.
• آدرس شبکه به همراه ماسک وایلدکارت (Wildcard Mask) مشخص می‌کند که کدام اینترفیس‌ها برای OSPF فعال خواهند شد.

Wildcard Mask در OSPF

• ماسک وایلدکارت، معکوس ماسک زیرشبکه است.
• برای مثال، اینترفیس S0/0/0 در R1 دارای آدرس 172.16.3.0/30 است.
  • ماسک زیرشبکه: 255.255.255.252
  • معادل ماسک وایلدکارت: 0.0.0.3

شناسه ناحیه (Area ID)

• area area-id ناحیه OSPF را مشخص می‌کند.
• یک ناحیه OSPF شامل گروهی از روترها است که اطلاعات لینک-استیت (LS) را بین خود به اشتراک می‌گذارند.
• تمام روترهای یک ناحیه باید مقدار Area ID یکسانی داشته باشند.
• به‌طور پیش‌فرض، مقدار Area ID برابر 0 است.

پیکربندی جایگزین در OSPFv2

• OSPFv2 را می‌توان با استفاده از دستور network intf-ip-address 0.0.0.0 area area-id نیز فعال کرد.

مثال پیکربندی OSPF در شبکه‌ها (Configuring OSPF Networks)

رابط‌های غیرفعال (Passive Interfaces in OSPF)

رفتار پیش‌فرض OSPF

• به‌طور پیش‌فرض، پیام‌های OSPF روی تمام اینترفیس‌های فعال ارسال می‌شوند.
• اما ارسال این پیام‌ها روی اینترفیس‌هایی که به هیچ روتر OSPF متصل نیستند، غیرضروری است.

مشکلات ارسال غیرضروری پیام‌های OSPF

1. کاهش پهنای باند:
   • ارسال پیام‌های غیرضروری باعث مصرف پهنای باند می‌شود.
2. کاهش کارایی منابع:
   • تمام دستگاه‌های متصل به LAN باید این پیام‌ها را پردازش کنند.
3. افزایش خطرات امنیتی:
   • بسته‌های OSPF می‌توانند رهگیری و تغییر داده شوند که به حملات مسیریابی منجر شود.

دستور passive-interface

• این دستور ارسال پیام‌های OSPF را روی اینترفیس‌های غیرضروری متوقف می‌کند.

Router(config)# passive-interface gigabitethernet 0/0

• برای غیرفعال‌سازی پیام‌های OSPF روی تمام اینترفیس‌ها از passive-interface default استفاده کنید.
• سپس اینترفیس‌هایی که نباید غیرفعال باشند را با no passive-interface فعال کنید.

تعدیل متریک OSPF (Modifying the OSPF Metric)

• در Cisco IOS، مجموع پهنای باند اینترفیس‌های خروجی از روتر تا مقصد برای محاسبه Cost استفاده می‌شود.
• فرمول محاسبه متریک OSPF:

OSPF Cost = 10^8 / پهنای باند (bps)

• 10^8 مقدار مرجع پهنای باند است.

مقادیر پیش‌فرض Cost در OSPF (Cisco Default OSPF Cost Values)

تغییر پهنای باند مرجع در OSPF (Changing the OSPF Reference Bandwidth)

• در شبکه‌های گیگابیتی، مقدار 10^8 باید به 10000 (10Gbps) تغییر کند.
• با این کار، OSPF مقادیر Cost را دقیق‌تر محاسبه می‌کند.

Router(config-router)# auto-cost reference-bandwidth 10000

مقادیر جدید Cost با پهنای باند مرجع 10000

با وجود اینکه مقدار cost برای سرعت 64 kbps برابر با 156250 محاسبه می‌شود، حداکثر مقدار cost در یک اینترفیس روتر Cisco برابر با 65535 است.

اما هنوز یک تنظیم نهایی باقی مانده است تا مطمئن شویم که OSPF مقادیر cost را به‌درستی محاسبه می‌کند.
به‌طور پیش‌فرض، پهنای باند اینترفیس‌های سریال در روترهای Cisco برابر با سرعت T1 (1.544 Mbps) تنظیم شده است. اما در توپولوژی ما، سرعت واقعی لینک‌های ما به شرح زیر است:

• لینک بین R1 و R2 با سرعت 1544 kbps (مقدار پیش‌فرض) اجرا می‌شود.
• لینک بین R2 و R3 با سرعت 1024 kbps اجرا می‌شود.
• لینک بین R1 و R3 با سرعت 64 kbps اجرا می‌شود.

دو روش برای تغییر مقدار cost در OSPF

1. استفاده از دستور bandwidth
   • این دستور مقدار پهنای باند را تغییر داده و cost را بر اساس مقدار جدید محاسبه می‌کند.
2. استفاده از دستور ip ospf cost
   • این دستور به شما امکان می‌دهد cost یک اینترفیس را مستقیماً تنظیم کنید.

مزایای روش ip ospf cost

• وقتی cost به‌طور دستی تنظیم می‌شود، روتر نیازی به محاسبه خودکار مقدار metric ندارد.
• این روش در محیط‌های Multivendor که روترهای غیر Cisco از معیارهای دیگری به‌جز پهنای باند برای محاسبه OSPF cost استفاده می‌کنند، مفید است.

مقایسه دو روش برای تغییر cost در لینک‌های سریال

• در سمت چپ جدول، استفاده از bandwidth نشان داده شده است.
• در سمت راست، مقادیر معادل cost در ip ospf cost ارائه شده‌اند.

تأیید پیکربندی OSPFv2

دستورات بررسی پیکربندی OSPFv2

• برای بررسی هر پیکربندی مسیریابی، از دستورات زیر استفاده می‌شود:
  • show ip interface brief
  • show ip route
  • show ip protocols
• این دستورات وضعیت اینترفیس‌ها، جدول مسیریابی، و تنظیمات پروتکل OSPF را نشان می‌دهند.

---

مثال بررسی مسیریابی OSPF روی R1 (R1 Basic Routing Verification Commands)

بررسی جدول مسیریابی (Routing Table)

R1# show ip route
<output omitted>

Gateway of last resort is not set

172.16.0.0/16 is variably subnetted, 5 subnets, 3 masks
C   172.16.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L   172.16.1.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
C   172.16.3.0/30 is directly connected, Serial0/0/0
L   172.16.3.1/32 is directly connected, Serial0/0/0
O   192.168.10.8/30 [110/64241] via 172.16.3.2, 00:00:41, Serial0/0/0

• C نشان‌دهنده شبکه‌های متصل مستقیم (Connected) است.
• L آدرس‌های لوکال اینترفیس‌ها را مشخص می‌کند.
• O مسیرهای یادگیری‌شده از طریق OSPF را نشان می‌دهد.

بررسی وضعیت اینترفیس‌ها (Interface Status)

R1# show ip interface brief
Interface               IP-Address      OK?  Method  Status      Protocol
GigabitEthernet0/0      172.16.1.1      YES  manual  up          up
Serial0/0/0             172.16.3.1      YES  manual  up          up

• هر دو اینترفیس باید در وضعیت up باشند.

بررسی تنظیمات پروتکل OSPF

R1# show ip protocols
Routing Protocol is "ospf 10"
Router ID 1.1.1.1
Number of areas in this router is 1. Normal 0 Stub 0 NSSA 0
Maximum path: 4

• Router ID مقدار 1.1.1.1 را نشان می‌دهد.
• این روتر تنها در Area 0 قرار دارد.

بررسی همسایگی OSPF (Verifying Neighbor Adjacency)

• Neighbor ID شناسه روتر همسایه را نشان می‌دهد.
• State مقدار FULL دارد که نشان می‌دهد همسایگی برقرار شده است.
• Dead Time مقدار باقی‌مانده قبل از قطع ارتباط همسایگی را مشخص می‌کند.
• Address آدرس IP اینترفیس همسایه را نشان می‌دهد.
• Interface اینترفیس محلی متصل به همسایه را مشخص می‌کند.

بررسی فرآیند OSPF

بررسی اطلاعات OSPF با show ip ospf

• Routing Process تأیید می‌کند که OSPF 10 اجرا شده است.
• Router ID مقدار 1.1.1.1 است.
• Reference bandwidth مقدار 10000 mbps دارد که برای شبکه‌های گیگابیتی بهینه شده است.
• Area مقدار 0 را نشان می‌دهد که ناحیه Backbone است.
• SPF algorithm executed نشان می‌دهد که الگوریتم SPF هفت بار اجرا شده است.

نمایش وضعیت اینترفیس‌های OSPF با show ip ospf interface brief

• Cost هزینه مسیر را مشخص می‌کند.
• State مقدار P2P برای لینک‌های سریال و DR برای اینترفیس گیگابیت نشان می‌دهد.
• Nbrs تعداد همسایگان را نمایش می‌دهد.