В предыдущей статье блога я рассмотрел процесс построения простой однозональной топологии OSPFv2 с помощью вывода команды show ip ospf database. В этой статье мы повторим тот же процесс, но с использованием OPSFv3 и IPv6.

Мы будем использовать ту же топологию сети, но интерфейсы маршрутизатора были сконфигурированы с адресами IPv6:

Давайте начнем процесс реконструкции топологии с изучения Router-LSA (объявления маршрутизатора, в которых описывается состояние подключённых линий связи (к другим маршрутизаторам или сетям) маршрутизатора, которые принадлежат одной области и их метрики), сгенерированного R1:

Вывод показывает некоторые различия между форматом Router-LSA в OSPFv3 и его аналогом в OSPFv2:

Поле опции длиннее (24 бита);
Link State ID (ID состояния канала) больше не совпадает с RID маршрутизатора, создающего объявление о состоянии канала (advertising router);
Вся информация об адресации была удалена из Router-LSA;
Из Router-LSA удалена информация о состоянии канала связи для интерфейсов, подключенных к тупиковым сетям.

В OSPFv3 маршрутизатор может генерировать один или несколько Router-LSA. Помните, что кортеж LS type, Link State ID и RID маршрутизатора анонсов однозначно идентифицирует LSA в базе данных Link State Database (LSDB). Если генерируется более одного Router-LSA, их можно различать, генерируя для каждого из них свой Link State ID.

В OSPFv2 как Router, так и Network-LSA хранят некоторую информацию об адресации. В частности, в OSPFv2 Router-LSA мы можем найти такие сведения:

Для соединений "точка-точка": IPv4-адрес локального интерфейса.
Для соединений, подключенных к транзитным сетям: IPv4-адрес интерфейса DR и IPv4-адрес локального интерфейса.
Для соединений, подключенных к тупиковым сетям: IPv4-адрес локального интерфейса и маска сети

В OPSFv2 маска сети для транзитных сетей хранится в Network-LSA, генерируемом выделенным маршрутизатором (DR).

В отличие от этого, OSPFv3 удаляет всю информацию об адресации, изначально хранившуюся в Router и Network-LSA, и переносит ее в другие типы LSA, о чем будет рассказано далее. LSA маршрутизатора и сети OSPFv3 содержат только топологическую информацию, необходимую для построения дерева в соответствии с алгоритмом Дейкстры, также называемым алгоритмом поиска кратчайшего пути (SPF). Это означает, что Router и Network-LSA рассылаются только при топологических изменениях, а изменения префикса не вызывают никакого пересмотра SPF, что является улучшением по сравнению с OSPFv2.

Router-LSA, сгенерированный R1, описывает два соединения “точка-точка”:

Для описания прикрепленных интерфейсов используются следующие поля:

Метрика.
Идентификатор локального интерфейса (Local Interface ID).
Идентификатор соседнего интерфейса (Neighbour Interface ID).
Идентификатор соседнего маршрутизатора (Neighbour Router ID).

Метрика представляет собой исходящую стоимость, назначенную интерфейсу. На каждом маршрутизаторе стоимость для интерфейса вычисляется как 10 в степени 8, разделенное на пропускную способность в бит/с. Это известно как справочная пропускная способность. Local Interface ID - это число, которое однозначно идентифицирует интерфейс локального маршрутизатора. Neighbour Interface ID соответствует ID интерфейса соседнего маршрутизатора, а Neighbour Router ID идентифицирует узел, подключенный на другом конце соединения.

Два соединения, описанные в R1 Router-LSA, могут быть преобразованы в следующий график:

Рисунок 2 - Два соединения, описанные в R1 Router-LSA.

RID соседа может использоваться локальным маршрутизатором в качестве ключа для поиска в LSDB следующего Router-LSA, чтобы разместить еще один фрагмент этого пазла. Давайте рассмотрим R2 и R3 Router-LSA.

R3 Router-LSA:

И R2 router-LSA:

Эти новые Router-LSA содержат описание соединения, которое снова указывает на R1. Это соединение соответствует последовательному каналу, который связывает R1 с R2 и R3. Эти LSA содержат еще один тип интерфейса: 'Link connected to a Transit Network (Канал подключен к транзитной сети)'. Транзитная сеть соответствует сегменту ethernet, который соединяет маршрутизаторы R2 и R3 через коммутатор SW1.

Как и OSPFv2, OSPFv3 представляет широковещательные и нешироковещательные сети с множественным доступом (NBMA) путем добавления псевдоузла к топологии SPF. Этот псевдоузел описывается Network-LSA, созданным DR (R3 в данной топологии). Link State ID в Network-LSA соответствует идентификатору интерфейса DR. Это поле в сочетании с RID DR можно использовать в качестве ключа для поиска в LSDB Network-LSA, ассоциированного с сегментом ethernet:

Если сравнить предыдущий вывод со структурой Network-LSA в OSPFv2, то можно заметить два основных отличия. Во-первых, поле Link State ID в OSPFv2 совпадает с IP-адресом DR. В OSPFv3 это значение заменяется на ID интерфейса DR, как уже упоминалось ранее. Кроме того, в OSPFv3 отсутствует поле сетевой маски. Помните, что Router и Network-LSAs не хранят никакой адресной информации.

Мы можем найти информацию о префиксах и IPv6-адресах в последних двух LSA, которые необходимо проанализировать, чтобы завершить начальную топологию сети: Link и Intra-Area-Prefix-LSA. Но прежде чем перейти к следующим LSA, давайте добавим еще один кусочек к этому пазлу, используя информацию, хранящуюся в Network-LSA, сгенерированном R3:

Рисунок 3 - Выделенный маршрутизатор установлен.

По сути, Network-LSA описывает список маршрутизаторов, подключенных к одному сегменту сети (R2 и R3). Связь между R2 и R3 может быть описана псевдоузлом Network-LSA, который представлен облаком на рисунке 3. Стоимость достижения этого псевдоузла может быть получена из Router-LSA.

На данном этапе вы можете заметить, что Router и Network-LSA предоставляют всю топологическую информацию, необходимую для построения SPF-дерева от любого маршрутизатора к другому. Однако, в дополнение к топологической информации, маршрутизаторам нужна информация о префиксах и соседних link-local адресах для построения своих таблиц маршрутизации.

В OSPFv2 IP-адрес следующего узла определяется из Router-LSA, полученных от соседних маршрутизаторов. Но Router-LSA имеют область лавинного распространения информации (flooding scope). Поэтому, если IP-адрес интерфейса изменяется, новое Router-LSA повторно рассылается по всей области. Но такое изменение актуально только для соседних маршрутизаторов, подключенных к тому же каналу, что и интерфейс.

Еще одним усовершенствованием OSPFv3 по сравнению с OSPFv2 является добавление link-local flooding scope. В OSPFv3 информация, специфичная для соседей, помещается в другой тип LSA: Link-LSA. Маршрутизатор создает отдельный Link-LSA для каждого прикрепленного канала, соединенного с одним или несколькими соседями. Link-LSA предоставляет следующую информацию:

Link-local адрес маршрутизатора;
Список префиксов IPv6, связанных с интерфейсом;
Набор битов опций (выходит за рамки данного обсуждения).

Давайте рассмотрим Link-LSA, созданное R1 для его интерфейса, подключенного к тупиковой сети, к которой прикреплен PC1:

Из этого вывода мы можем получить следующую информацию:

Link State ID: 4 (ID интерфейса R1).
Приоритет маршрутизатора: 1.
Локальный адрес соединения: FE80::1.
Префикс, связанный с интерфейсом R1: 2001:1::/64.

Link-local область Link-LSA может быть подтверждена при просмотре Link-LSA, сгенерированных R2 с точки зрения R1:

Результат показывает, что R1 получает только Link-LSA от R2, ассоциированное с соединением “точка-точка” между R1 и R2.

Наконец, давайте рассмотрим последний LSA, который мы будем обсуждать в этой статье: LSA Intra-Area-Prefix.

Intra-Area-Prefix LSA предоставляет список префиксов IPv6, которые связаны либо с Router-LSA, либо с Network-LSA. Маршрутизатор может генерировать несколько Intra-Area-Prefix LSA, для сохранения небольшого размера LSA. Различные LSA отличаются идентификатором состояния канала (Link State ID).

Рассмотрим LSA Intra-Area-Prefix, сгенерированное R1:

Этот LSA связан с Router-LSA маршрутизатора R1 полями: Referenced LSA Type, Referenced Link State ID и Referenced Advertising Router. Всего описано три префикса адресов IPv6, которые соответствуют двум каналам "точка-точка" и тупиковой сети.

Если мы рассмотрим Intra-Area-Prefix LSA, сгенерированные R3, то получим следующие результаты:

R3 генерирует два Intra-Area-Prefix LSA: одно для соединения “точка-точка” с R1 и другое для транзитной сети, соединяющей R2 и R3. Intra-Area-Prefix LSA, ассоциированное с транзитной сетью, связано с Network-LSA, сгенерированным R3.

В заключение рассмотрим вывод Intra-Area-Prefix LSA, сгенерированного R2:

Это LSA описывает только префикс IPv6, ассоциированный с соединением "точка-точка", соединяющим R1 и R2. R2 Intra-Area-Prefix LSA опускает префикс IPv6, ассоциированный с транзитной сетью, поскольку он уже описан в Intra-Area-Prefix-LSA, сгенерированном DR.

Объединив всю информацию из различных Link и Intra-Area-Prefix LSA, мы можем построить окончательную топологию:

Рисунок 4 - Реконструированная топология сети.

Завтра в 20:00 состоится открытое занятие «Сшиваем разорванную ip сеть с помощью NAT». Определим, что такое разорванные сети и как они возникают, рассмотрим синтаксис NAT в CISCO CLI. Обеспечим доступ между сегментами разорванной сети с помощью NAT. Регистрация доступна по ссылке для всех желающих.

OSPFv3: построение топологии