Olitpa sitten valmistautumassa Ciscon IP Routing -tutkintoon tai kokenut verkkoinsinööri, joka suunnittelee Open Shortest Path First (OSPF) -reititysprotokollan (Open Shortest Path First, OSPF) käyttöön ottamista, sinun on hyvä perehtyä mahdollisuuteen jakaa verkko erillisiksi OSPF-alueiksi. Useiden OSPF-alueiden käyttäminen vähentää SPF-(Dijkstra)-laskelmien tiheyttä, reititystaulujen kokoa sekä LSU-yleiskustannuksia ja parantaa siten verkon suorituskykyä. Lisäksi OSPF-verkon jakaminen alueisiin tekee siitä helpommin hallittavissa olevan, varsinkin jos se kasvaa suuremmaksi.
Tässä artikkelissa kerron erityyppisistä OSPF-alueista ja siitä, milloin kannattaa harkita verkon jakamista alueisiin. Vaikka annan lyhyen johdannon joihinkin OSPF:n peruskäsitteisiin, oletetaan, että sinulla on aiempaa tietoa OSPF:stä (CCNA-taso).
Lyhyt johdanto
Ymmärtääksesi OSPF:n alueita, sinun tulisi olla tietoinen muutamasta tärkeästä OSPF-reititysprotokollaan liittyvästä asiasta. Lukuun ottamatta sitä, että se on linkkitilan reititysprotokolla (sillä on täydellinen kuva verkosta; reitittimet lähettävät omien liitäntöjensä/linkkiensä tilan kaikille muille reitittimille), minkä varmasti kaikki tiesitte, OSPF toteuttaa kaksitasoisen aluehierarkian: runkoverkkoalueen, jota kutsutaan myös OSPF-alueeksi 0, ja tavallisen (ei-runkoverkkoalueen) alueen. Tärkein ero näiden kahden alueen välillä on se, että runkoverkkoalue edustaa verkon ydintä ja huolehtii verkkoliikenteen nopeasta liikkumisesta, kun taas ei-runkoverkkoalue yhdistää käyttäjät ja resurssit. Runkoverkkoalue on siis pääalue, johon muut alueet liittyvät joko fyysisesti tai OSPF:n virtuaalilinkkien avulla tietojen vaihtamiseksi ja reitittämiseksi. Käyttäjät eivät myöskään yleensä sijoitu runkoverkkoon, vaan muihin kuin runkoverkkoalueisiin, jotka selitetään myöhemmässä tekstissä.
Suhteessa alueeseen (alueisiin), johon (joihin) ne kytkeytyvät, erotetaan toisistaan sisäiset, runkoverkkoon kytkeytyvät, ABR- (Area Border Router) ja ASBR- (Autonomous System Boundary Router) OSPF-reitittimet.
- Sisäisillä reitittimillä – kaikki niiden liitännät ovat samalla alueella, eli esim. liittyvät yhteen OSPF-alueeseen
- Backbone-reitittimet – niillä on vähintään yksi rajapinta liitettynä backbone-alueeseen
- Area Border Routers – niillä on rajapinnat liitettynä useisiin alueisiin ja ne yhdistävät backbone-alueiden ulkopuoliset alueet backbone-alueeseen
- Autonomous System Boundary Routers – niillä on vähintään yksi rajapinta liitettynä toiseen autonomiseen järjestelmään (kuten toiseen OSPF-järjestelmään tai EIGRP:hen)
Huom: Reititin voi olla samanaikaisesti useampaa kuin yhtä tyyppiä. Jos se on esimerkiksi yhteydessä runkoverkkoon ja muuhun kuin runkoverkon alueeseen sekä muuhun kuin OSPF-verkkoon, se on sekä ABR että ASBR.
Reititystaulukoissa erotellaan myös erityyppisiä reittejä:
- OSPF-reitti – tyypillinen reitti, joka on merkitty reititystaulukkoon O:lla; ilmaisee OSPF:n olevan reitin alkuperä
- Oletusreitti – reitti, jota käytetään liikenteen levittämiseen ulkoiselle alueelle; merkitty O*IA:lla
- Alueen sisäiset reitit – reitit, jotka ovat syntyneet ja jotka on opittu samalta alueelta, ts. alueen sisäiset; merkitään O
- Alueiden väliset reitit – reitit, jotka ovat peräisin muilta OSPF-alueilta; merkitään O IA
- Ulkoiset reitit – reitit toisista autonomisista järjestelmistä (AS), jotka ovat kyseisen OSPF-alueen ulkopuolisia; näkyvät merkinnöillä O E1 tai O E2 tavallisella alueella ja merkinnöillä O N1 tai O N2 NSSA:n tai täysin NSSA:n alueella
Huom: E1 ovat tyypin 1 reittejä – käytetään, kun useat ASBR:t mainostavat reittiä AS:ään; ulkoinen kustannus lisätään kunkin linkin sisäiseen kustannukseen
E2 ovat tyypin 2 reittejä – käytetään, jos vain yksi reititin mainostaa reittiä AS:ään; ulkoinen kustannus ei muutu
Sama pätee myös O N1- ja O N2-reitteihin.
Nyt kun tunnet OSPF-alueiden täydelliseen ymmärtämiseen tarvittavat perusteet, voimme keskustella erilaisista OSPF-aluetyypeistä.
OSPF-aluetyypit
Säännöllisillä (non-backbone) alueilla voi olla useita alatyyppejä: vakioalue, stub-alue, täysin stubby-alue, ei-niin-stubby-alue (NSSA) ja täysin stubby NSSA.
Standardialue – ei-backbone-alue, joka on liitettävä runkoverkkoalueeseen; hyväksyy alueen sisäiset, alueiden väliset, ulkoiset ja oletusreitit
Stub-alue – sillä on yksi poistumispiste (ABR); käytetään tyypillisesti hub-and-spoke-verkossa; hyväksyy alueen sisäiset reitit, mutta ei hyväksy ulkoisia yhteenvetoreittejä muista kuin OSPF-lähteistä; edellyttää oletusreitin käyttämistä pakettien lähettämiseen ulkoiseen verkkoon
Totally Stubby Area – Ciscon oma alue; ei hyväksy ulkoisia AS-reittejä eikä alueiden välisiä reittejä; tunnistaa vain alueen sisäisiä reittejä ja oletusreitin
NSSA – tunnistaa alueen sisäisiä, alueiden välisiä reittejä ja oletusreitin (0.0.0.0); sallii ASBR:ltä tulevat ulkoiset reitit, mutta nämä reitit merkitään merkinnällä O N1 tai O N2
Totally Stubby NSSA – Ciscon oma; ei hyväksy ulkoisia AS-reittejä eikä alueiden välisiä reittejä; tunnistaa vain alueen sisäiset reitit ja oletusreitin; sallii vain paikallisen ASBR:n, jolloin tämän reitittimen alueelle lisäämät ulkoiset reitittimet merkitään merkinnällä O N1 tai O N2
OSPF:n aluetyyppejä selvitetään seuraavassa kuvassa:
Voit myös pitää seuraavaa mielikuvakarttaa hyödyllisenä (yliviivatut merkit eivät tunnista aluetta):
OSPF-alueen käyttöönotto
Verkkosi jakaminen alueisiin rajoittaa topologian muutoksen vaikutusta alueen sisällä ja minimoi reititystaulukkomerkinnät ja parantaa siten verkon suorituskykyä. Vaikka verkkosi olisi pieni eikä sitä tarvitsisi jakaa useisiin alueisiin hetkellisesti, kannattaa tämä pitää mielessäsi. Nimittäin pienilläkin verkoilla on taipumus kasvaa, ja sinun kannattaa harkita alueiden toteuttamista mahdollisia tulevia laajennuksia varten.
Myös jos haluat kontrolloida alueiden välisten ja ulkoisten reittien mainontaa alueelle, sinun kannattaa ehdottomasti harkita jonkin OSPF:n erikoisalueiden (stub, stubby, NSSA, totally stubby NSSA) toteuttamista tarpeidesi mukaan. On suositeltavaa, että alueella on enintään 50 reititintä ja että yksi reititin ei kuulu useampaan kuin kolmeen alueeseen.
Huomautus: Jos valmistaudut CCNP Route -tutkintoon, sinulla pitäisi olla hyvä käsitys OSPF:n aluetyypeistä ja syistä, joiden vuoksi voit luoda OSPF-verkon, jossa on useita alueita. Voit odottaa kysymyksiä, kuten mitkä reitit ovat sallittuja tietyllä OSPF-alueella tai milloin OSPF:n nonbackbone-alueella oleva reititin saa oletusreitin ABR:ltä tai ASBR:ltä.