Witam na dziewiątym wykładzie. Kontynuujemy analizę protokołu OSPF, tym razem skupiając się na mechanizmach hierarchizacji. Dowiemy się, dlaczego i w jaki sposób dzielimy rozległe domeny routingu na mniejsze, logiczne segmenty – obszary (areas). Jest to fundament pod budowę skalowalnych, stabilnych i wydajnych sieci korporacyjnych o zasięgu kampusowym.
W małych środowiskach jeden obszar jest optymalny. Jednak wraz ze wzrostem liczby urządzeń pojawiają się bariery:
OSPF rozwiązuje problemy skalowalności poprzez podział domeny na mniejsze areas (identyfikowane 32-bitowym numerem). Kluczową korzyścią jest ukrycie szczegółów topologicznych – routery w jednym obszarze widzą tylko sumaryczne informacje o sieciach z pozostałych części kampusu. Zamiast ogromnej liczby puzzli, routery otrzymują gotowy obrazek (agregat), co gwałtownie zwiększa stabilność całego systemu.
W architekturze multi-area obszar 0 pełni rolę szkieletu (backbone area). Wszystkie inne obszary muszą fizycznie lub logicznie graniczyć z Area 0. Każdy pakiet wędrujący między obszarami (np. z Area 1 do Area 2) musi przejść przez ten centralny punkt. Taka konstrukcja zapobiega powstawaniu pętli w routingu międzyobszarowym i zapewnia jednolity punkt wymiany informacji dla całej korporacji.
Logiczny schemat przypomina gwiazdę, w której środku znajduje się backbone. Bezpośrednie łączenie obszarów bocznych z pominięciem Area 0 jest błędem projektowym. W sytuacjach ekstremalnych stosuje się virtual linki jako tunelowanie ruchu do szkieletu, jednak w procesie wymiarowania sieci campus należy dążyć do zachowania czystej, fizycznej hierarchii.
Routery przechowują kompletne, szczegółowe mapy (LSA typu 1 i 2) tylko dla swojego macierzystego obszaru. Informacje o reszcie świata otrzymują w formie skrótowej (LSA typu 3). Dzięki temu urządzenie na parterze nie musi znać każdego kabla w serwerowni na piętrze – wystarczy mu informacja „serwerownia jest dostępna przez bramkę X". Oszczędność RAM na urządzeniach brzegowych jest tutaj kluczowa.
Podział na areas zapobiega lawinowemu przeliczaniu tras. Awaria interfejsu w Area 1 zmusza do pracy procesory tylko w tym konkretnym obszarze. Pozostała część sieci (backbone, Area 2 itd.) dowiaduje się o zmianie drogą uproszczoną i nie musi uruchamiać zasobożernego mechanizmu SPF. To sprawia, że szkielet sieci kampusowej pozostaje zawsze stabilny, niezależnie od problemów na obrzeżach.
Routery graniczne (ABR) mogą agregować podsieci. Zamiast wysyłać do szkieletu listę stu osobnych sieci klasy C z laboratorium, ABR przesyła jeden wpis zbiorczy (sumaryczny). Takie odchudzenie tablic routingu przyspiesza proces przekazywania pakietów i upraszcza diagnostykę oraz zarządzanie całą infrastrukturą uczelni czy korporacji.
Uczestnicy domeny OSPF są klasyfikowani według położenia w topologii:
To każde urządzenie, którego wszystkie aktywne interfejsy należą do tego samego obszaru (innego niż 0). Posiada on precyzyjną wiedzę o swoich bezpośrednich sąsiadach, ale o reszcie sieci campus dowiaduje się wyłącznie od nadrzędnego routera ABR. Większość przełączników warstwy 3 w budynkach pełni właśnie tę rolę.
Za router szkieletowy uznajemy każde urządzenie wpięte do Area 0. Mogą to być potężne routery rdzeniowe (core) obsługujące wyłącznie ruch tranzytowy między budynkami, jak również routery ABR przekazujące dane z podległych obszarów. Sprawność tych maszyn decyduje o ogólnej wydajności całego systemu.
Area Border Router to kluczowe ogniwo łączące standardowy obszar z kręgosłupem (backbone). ABR prowadzi równolegle kilka sesji OSPF i zarządza odrębnymi bazami LSDB dla każdego obszaru. To on decyduje, co zostanie przekazane dalej – „tłumaczy" lokalne zmiany na komunikaty sumaryczne, chroniąc centrum sieci przed nadmiarem rozgłoszeń.
ASBR łączy domenę OSPF z zewnętrznym światem (internetem lub siecią o innym protokole, np. EIGRP). Poprzez proces redystrybucji tras wprowadza on „obce" informacje do naszego kampusu. ASBR jest punktem styku, przez który wstrzykujemy trasę domyślną oraz trasy do partnerów zewnętrznych.
Wdrożenie różni się od modelu single-area tylko definicją area ID przy ogłaszaniu sieci. Router sam rozpozna swoją rolę jako ABR, gdy zauważy, że jeden interfejs jest w Area 0, a pozostałe w innych segmentach. Kluczowe jest staranne planowanie masek wieloznacznych (wildcard), by uniknąć chaosu w przypisaniach.
ABR(config)# router ospf 10 ABR(config-router)# router-id 1.1.1.1 ! Włączamy OSPF dla podsieci wewnętrznej w Area 1 ABR(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 1 ! Włączamy OSPF na łączu do szkieletu (Area 0) ABR(config-router)# network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0
Analizując trasy na routerze wewnętrznym, spotkamy oznaczenie O IA (inter-area). Oznacza to, że trasa pochodzi z innego obszaru i została nam przekazana w formie LSA typu 3. Jest to dowód na poprawne działanie hierarchii.
R1# show ip route ospf ... O IA 10.10.10.0/24 [110/12] via 192.168.1.1, 00:03:22, Gig0/1
Finałowy wykład poświęcimy operacyjnej stronie infrastruktury. Omówimy techniki ochrony przed atakami, monitorowanie ruchu w czasie rzeczywistym oraz narzędzia ułatwiające codzienną pracę administratora nowoczesnej sieci klasy campus.
Czy system wieloobszarowy wydaje się Państwu zrozumiały? Zachęcam do dyskusji na temat projektowania granic obszarów w specyficznych warunkach budynkowych.
Dziękuję za aktywny udział. Do zobaczenia na ostatnim spotkaniu wieńczącym nasz kurs projektowania sieci.
