Nové LSA v topologické databází OSPFv3

Nové LSA v topologické databází OSPFv3 Petr Feichtinger, FEI022 Tomáš Šmíd, SMI0022 Abstrakt: Tato práce popisuje praktický příklad konfigurace topologické databáze OSPFv3. Dále práce popisuje nové LSA zprávy v topologické databází OSPFv3. Klíčová slova: LSA, OSPF, OSPFv3 1 Úvod...2 2 Teoretická část...3 2.1 LSA...3 2.2 OSPFv3...4 3 Praktická část...5 3.1 Topologie...5 3.2 Konfigurace OSPFv3...6 3.3 Výsledky...8 4 Závěr...14 5 Použitá literatura...15 6 Příloha...16 květen 2014 1/18

1 Úvod Cílem této práce je navrhnout a zrealizovat konfiguraci topologické databáze OSPFv3. Naším úkolem je popsat nové LSA v OSPFv3. LSA zprávy zachytíme mezi jednotlivými směrovačí. Analýzu nových LSA zpráv provedeme pomocí programu Wireshark 1.10. květen 2014 2/18

2 Teoretická část 2.1 LSA LSA (Link State Advertisement) je datová struktura posílaná např. v Link State Update paketech. Popisuje stav rozhraní směrovače, jeho metriku, může také popisovat celý segment sítě nebo nést sumární informace o celé oblasti. Každé LSA je tvořeno hlavičkou a datovou částí. Údaje v hlavičce určují typ LSA (pole LS Type), identifikují směrovač, který je poslal (Advertising Router) a specifikují, kterou část databáze LSA popisuje (Link State ID). Dále jsou v hlavičce údaje, dovolující určit nejnovější instanci LSA - pole Age a Sequence Number. Datová část LSA se liší podle jeho typu. [1] Oproti protokolu OSPFv2 došlo ke zvýšení počtu LSA zpráv. Původně docházelo k oznámení jednotlivých změn v sítí pomocí šesti zpráv, ve směrovacím protokolu OSPFv3 přibyly další tři zprávy. Router LSA (typ 1) je posílán každým směrovačem. Popisuje stav jeho rozhraní a k němu přiřazenou metriku. Šíří se pouze uvnitř oblasti. Network LSA (typ 2) je odesílán jen z pověřeného směrovače (DR). Popisuje všechny směrovače připojené k jednomu segmentu sítě. Šíří se také jen uvnitř oblasti. Network Summary LSA (typ 3) posílá hraniční směrovač oblasti (ABR). Sumárně propaguje všechny sítě za danou oblast a případně také výchozí cestu. Tento typ LSA je posílán z jednotnivých oblastí do oblasti 0 a také z oblasti 0 do ostatních oblastí. ASBR Summary LSA (typ 4) je podobné Network Summary LSA, popisuje cestu k ASBR směrovači. AS External LSA (typ 5) jsou vysílány z ASBR a popisují externí cesty redistribuované do OSPF autonomního systému. Šíří se do všech oblastí s výjimkou stub oblastí všech typů. Group membership LSA (typ6). Tento typ zprávy byl zmíněn v doporučení RFC 2740, ale podrobnější popis zprávy v tomto doporučení zahrnut není. S příchodem doporučení RFC 5340, který přináší novelizaci pro OSPFv3, byl tento typ zpráv zcela vypuštěn. Nové LSA zprávy: NSSA External LSA (typ 7) vysílá ASBR v oblasti typu NSSA. Šíří se pouze uvnitř této oblasti a na ABR jsou konvertovány na LSA typu 5. Link LSA (typ 8). Zprávy jsou odesílány směrovačem na každou linku, ke které je připojený. Tyto zprávy mají dva základní úkoly: 1. Oznamovat místní linkovou adresu všem směrovačům, kteří jsou připojeni ke stejné lince. 2. Oznamovat ostatním směrovačům IPv6 prefixy, které daný směrovač zná. Oznámení je zasíláno pouze směrovačům sdílejícím stejnou linku. Intra Area Prefix LSA (typ 9). Směrovače využívají tento typ zprávy k oznámení IPv6 prefixů. Oznámení jsou odesílána, jestliže je směrovač připojen ke koncové (stub) oblasti nebo k tranzitní (nssa) oblasti. Tento typ zastupuje zprávy typu LSA Router a LSA Network. [1] květen 2014 3/18

2.2 OSPFv3 Směrovací protokol OSPFv3 (Open Shortest Path First) vychází ze směrovacího protokolu OSPFv2. Patří mezi stavově orientované a distribuované směrovací protokoly typu IGP(Interior gateway protocol). OSPFv3 je snadno škálovatelný a je navržen pro rozsáhlé sítě. Odstraňuje problémy s nestabilitou a rychlostí konvergence sítě. Byl navržen tak, aby umožňoval cestu bez limitu počtu skoků. Kromě IPv6 podporuje multicast, vzájemnou autentizaci směrovačů, vyvážené zatížení na paralelních spojích se stejnou metrikou, QoS a redistribuci směrovacích informací získaných mimo AS. [2] OSPF rozděluje velké sítě do menších oblastí (area). Každá oblast je charakterizována identifikátorem oblasti (area ID). Area ID se označuje pomoci jednoho čísla, paterřní oblast označujeme area 0. Každý směrovač je charakterizován identifikátorem Router ID (x.x.x.x). Rozhraní mezi oblastmi je vždy uvnitř směrovače a existují dva typy: Hraniční směrovač (ABR, Area Border Router). Spojuje oblasti OSPF mezi sebou. Hraniční směrovač oblasti OSPF (ASBR, Autonomous System Border Router). Spojuje oblasti OSPF s jinými vnějšími oblastmi. Protokol OSPFv3 používá metriku vyjádřenou parametrem ceny (cost) propojení mezi směrovači. Hodnota parametru je nepřímo úměrná přenosové rychlosti datového propojení, čím menší číslo, tím má cesta lepší metriku a bude více preferována. Celková metrika cesty je dána součtem hodnot jednotlivých cen cest, které ji tvoří. [2] OSPF chápe IP sítě jako: Koncové. Ty jsou zdrojem nebo příjemcem datagramu, nikoliv však průchozí. Dvoubodové připojení koncové stanice k směrovači chápe jako koncovou síť. Tranzitní. V této síti mohou být datagramy generovány, mohou v ní končit, ale také ji mohou procházet. Dvoubodové propojení směrovačů chápe jako tranzitní síť. Z hlediska nalezení nejkratší cesty se uvažují pouze tranzitní sítě a směrovače. Na základě topologické databáze každý směrovač v IP síti vypočítá nejkratší cestu, ke všem ostatním směrovačům pomocí Dijkstrova algoritmu. Z takto získaného stromu nejkratších cest se snadno vytvoří směrovací tabulka každého směrovače. [2] květen 2014 4/18

3 Praktická část V laboratoří zapojíme a nakonfigurujeme naši vytvořenou topologii. Na jednotlivých stanicích zachytáváme pomocí programu Wireshark 1.10 LSA zprávy mezi jednotlivými směrováči. 3.1 Topologie 3 přepínače (SW1, SW2, SW3), Cisco 2960 4 směrovače (RW, RV, RX, R), Cisco 2901/k9, Cisco IOS Software Version 15.3(2)T 3 rozbočovače (Hub0, Hub1, Hub2), Cisco Hub-16M 3 počítače (Laptop0, Laptop1, Laptop2) květen 2014 5/18

3.2 Konfigurace OSPFv3 Konfigurace směrovače RW 1. Povolíme směrování pro protokol IPv6. RW(config)#ipv6 unicast-routing 2. Nastavíme IPv6 adresy. 3. Nastavíme číslo OSPF procesu, které spustí instanci daného procesu, kde lze dále nastavovat specifické parametry. RW(config)# ipv6 router ospf 1 4. Nastavíme směrovači RW router-id adresu. RW(config-rtr)# router-id 2.2.2.2 5. Nastavíme vypnutí zasílání souhrnných LSA. RW(config-rtr)# area 2 stub no-summary 6. Nastavíme odpovídající číslo procesu a číslo oblasti pro každé rozhraní směrovače, tím bude OSPF proces propagovat sítě připojené na toto rozhraní. Do přepínače SW2: RW(config-if)# ipv6 ospf 1 area 0 Do směrovače RV: RW(config-if)# ipv6 ospf 1 area 2 Do směrovače RX: RW(config-if)# ipv6 ospf 1 area 0 Konfigurace směrovače RV Konfigurace probíhá podobně jako u směrovače RW. Konfigurace směrovače RX Konfigurace probíhá podobným způsobem jako u směrovačů RV a RW. Navíc nastavíme redistribuci RIPng. Redistribuci z OSPFv3 do RIPng a naopak zajišťuje směrovač RX. Redistrubuci jsme nastavili kvuli zachycení specifické LSA zprávy (typ 7). Nastavíme typ směrovacího protokolu, který bude redistribuován (RIPng). RX(config)# ipv6 router rip 1 RX(config-rtr)# redistribute ospf 1 match internal external 1 external 2 include-connected RX(config-if)# ipv6 rip 1 enable květen 2014 6/18

RX(config)# ipv6 router ospf 1 RX(config-rtr)#redistribute rip 1 metric-type 1 include-connected Konfigurace směrovače R Konfigurace probíhá podobně jako na předchozích směrovačích s tím, že používáme směrovací protokol RIP. R(config-if)# ipv6 rip 1 enable Kontrola nastavení: #show ipv6 route /zobrazení směrovací tabulky #show ipv6 protocols /informace o stavu ospf protokolu a připojených oblastech #show ipv6 ospf neighbor /informace o sousedních směrovačích #show ipv6 ospf /podrobnější informace o stavu směrovacího protokolu #show ipv6 ospf database /podrobnější databáze o sousedních směrovačích květen 2014 7/18

3.3 Výsledky LSA zprávy: Topologie, na které byly LSA zprávy zachyceny se, skládá ze dvou oblastí protokolu OSPFv3 a jednou externí oblasti, která pracuje na směrovacím protokolu RIPng. LSA zprávy byly zachyceny pomocí programu Wireshark 1.10. Zprávy byly zachyceny mezi směrovači RW a RV a mezi směrovači RX a RW. Mezi směrovači RX a R jsme zachytili LSA zprávu typu 7. Router LSA (typ 1): LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kodové označení (0x2002). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti ma roli pověřeného směrovače (směrovač RX). Router Interfaces: rozhraní směrovače. Type: 2 (Connection to a transit network): popisuje typ spojení sousedního směrovače. Neighbor Router ID: 3.3.3.3: identifikace sousedního směrovače RX. květen 2014 8/18

Network LSA (typ 2) : LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x2002). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RW). Attached Router: oznámení přímo připojeného směrovače RX, včetně sám sebe (RW), je odesíláno na skupinovou adresu. Network Summary LSA (typ 3): LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x2003). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RW). PrefixLength: 64: délka oznamovaného prefixu (64). Address Prefix: 2001:1:0:3:: : oznamovaný prefix linky, ke které je přímo připojen. květen 2014 9/18

AS External LSA (typ 5): Nové LSA zprávy: LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x4005). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RX). PrefixLength: 64: délka oznamovaného prefixu (64). Address Prefix: 2001:6:0:1:: : oznamovaný prefix linky, ke které je přímo připojen. NSSA External LSA (typ 7): LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x2007). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RX). Metric: 20: metrika linky, na které je prefix oznamován. PrefixLength: 120: délka oznamovaného prefixu (120). Address Prefix: 2001: oznamovaný prefix linky, ke které je přímo připojen. květen 2014 10/18

Link LSA (typ 8): LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x0008). Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RW). Link-local Interface Address: fe80::6273:5cff:fead:6ea8: směrovač RW oznamuje svoji místní linkovou adresu # prefixes: 1: určuje počet oznamovaných prefixů ve zprávě (1 prefix). PrefixLength: 64: délka oznamovaného prefixu (64). Address Prefix: 2001:2:0:1:: : oznamovaný prefix linky, ke které je přímo připojen. Intra Area Prefix LSA (typ 9): LSA Type: popisuje typ LSA zprávy a její kódové označení (0x2009). květen 2014 11/18

Advertising Router: určuje oznamovací směrovač, který v dané oblasti má roli pověřeného směrovače (směrovač RW). # prefixes: 1: určuje počet oznamovaných prefixů ve zprávě (1 prefix). Referenced LS type 0x2002 (Network-LSA): označení, který typ zprávy je zde zastoupen PrefixLength: 64: délka oznamovaného prefixu (64). Metric: 0: metrika linky, na které je prefix oznamován. Address Prefix: 2001:2:0:1:: : oznamovaný prefix linky, ke které je přímo připojen. Interpretace OSPFv3 databáze: Area ID oblast OSPF, ve které je umístěno zařízení Type typ LSA zprávy: - Rtr - Router LSAs (Type 1). - Net - Network LSAs (Type 2). - Inap - Inter-area prefix LSAs for ABRs (Type 3). - Inar - Inter-area router LSAs for ASBRs (Type 4). - Extn - AS external LSAs (Type 5). - Link - Link LSAs (Type 8). - Iap - Intra-area prefix LSAs (Type 9). LS ID identifikační číslo LSA zprávy v desítkovém formátu ADV Rtr - zařízení, které inzeruje trasu Seq# pořadové číslo LSA. Používá se, aby ostatní OSPF směrovače mohli určit, která LSA pro danou trasu je nejnovější Age stáří LSA zprávy v sekundách Chksum kontrolní součet pro LSA paket, provádí se z celého paketu vyjma údaje o stáři. Zařízeni používá kontrolní součet pro ověření, zda není paket poškozený. Len velikost LSA v bajtech Link ID identifikační číslo rozhraní Ref-lstype reference typu link-state Ref-LSID identifikační číslo reference link-state Bits parametr znázorňuje způsobilost přístroje a může nabývat těchto parametrů: květen 2014 12/18

- None bez parametru - B zařízení je hraniční směrovač na hranici s jinou OSPF oblasti - E zařízení je hraniční směrovač na hranici s jiným směrovacím protokolem než je OSPF - V koncové zařízení virtuální trasy - W - zařízení je wildcard multicast příjemce Příklady výpisů z OSPF databáze jsou uvedeny v příloze dokumentu. květen 2014 13/18

4 Závěr Ve školní laboratoři jsme zapojili naši předem vytvořenou topologii. Na směrovačích jsme nakonfigurovali směrovací protokol OSPFv3. Dále jsme nastavili redistribuci z OSPFv3 do RIPng. Naší konfiguraci a zapojení jsme zkontrolovali pomocí, vypsání databáze o sousedních směrovačích. Pomocí programu Wireshark 1.10 jsme mezi směrovači zachytili LSA zprávy. Cílem této práce bylo popsat nové LSA zprávy v topologické databází OSPFv3. Nové LSA zprávy typu 8. a 9. jsme zachytili mezi směrovači RW a RV a mezi směrovači RX a RW. LSA zprávu typu 7. (NSSA External LSA), jsme zachytili mezi směrovači RX a R. květen 2014 14/18

5 Použitá literatura [1] GRYGÁREK, Petr. OSPF. [online]. [cit. 2014-03-04]. Dostupné z: http://www.cs.vsb.cz/grygarek/sps/lect/ospf/ospf.html [2] Směrování a směrovací protokoly. [online]. [cit. 2014-03-04]. Dostupné z: http://access.feld.cvut.cz/view.php?nazevclanku=smerovani-a-smerovaci-protokoly-v-ip-siti-verze- 6&cisloclanku=2010010002.+ISSN+1214-9675 květen 2014 15/18

6 Příloha Databáze o sousedních směrovačích: RV#show ipv6 ospf database OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1) Router Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Fragment ID Link count Bits 1.1.1.1 1348 0x80000006 0 1 None 2.2.2.2 1349 0x80000009 0 1 B Net Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Link ID Rtr Count 2.2.2.2 1349 0x80000001 5 2 ADV Router Age Seq# Prefix 2.2.2.2 1390 0x80000001 ::/0 Inter Area Prefix Link States (Area 2) Link (Type-8) Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Link ID Interface 1.1.1.1 1384 0x80000005 5 Gi0/1 2.2.2.2 1349 0x80000004 5 Gi0/1 1.1.1.1 738 0x80000003 4 Gi0/0 Intra Area Prefix Link States (Area2) ADV Router Age Seq# Link ID Ref-lstype Ref-LSID 1.1.1.1 1348 0x80000008 0 0x2001 0 2.2.2.2 1349 0x80000001 5120 0x2002 5 RW#show ipv6 ospf database OSPF Router with ID (2.2.2.2) (Process ID 1) Router Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Fragment ID Link count Bits 2.2.2.2 1513 0x8000000A 0 1 B 3.3.3.3 101 0x80000006 0 1 E květen 2014 16/18

Net Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Link ID Rtr Count 3.3.3.3 101 0x80000002 5 2 Inter Area Prefix Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Prefix 2.2.2.2 1503 0x80000001 2001:1:0:2::/64 2.2.2.2 1468 0x80000001 2001:1:0:3::/64 Link (Type-8) Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Link ID Interface 2.2.2.2 153 0x80000004 4 Gi0/0 3.3.3.3 362 0x80000003 5 Gi0/0 Intra Area Prefix Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Link ID Ref-lstype Ref-LSID 2.2.2.2 411 0x80000005 0 0x2001 0 3.3.3.3 362 0x80000005 0 0x2001 0 3.3.3.3 101 0x80000002 5120 0x2002 5 Router Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Fragment ID Link count Bits 1.1.1.1 1348 0x80000006 0 1 None 2.2.2.2 1349 0x80000009 0 1 B Net Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Link ID Rtr Count 2.2.2.2 1349 0x80000001 5 2 ADV Router Age Seq# Prefix 2.2.2.2 1390 0x80000001 ::/0 Inter Area Prefix Link States (Area 2) Link (Type-8) Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Link ID Interface 1.1.1.1 1509 0x80000005 5 Gi0/1 2.2.2.2 1473 0x80000004 5 Gi0/1 květen 2014 17/18

Intra Area Prefix Link States (Area2) ADV Router Age Seq# Link ID Ref-lstype Ref-LSID 1.1.1.1 1474 0x80000008 0 0x2001 0 2.2.2.2 1473 0x80000001 5120 0x2002 5 Type-5 AS External Link States (Area 2) ADV Router Age Seq# Prefix 3.3.3.3 1323 0x80000001 2001:3:0:1::/64 3.3.3.3 1302 0x80000001 2001:6:0:1::/64 RX#show ipv6 ospf database OSPF Router with ID (3.3.3.3) (Process ID 1) Router Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Fragment ID Link count Bits 2.2.2.2 1609 0x8000000A 0 1 B 3.3.3.3 195 0x80000006 0 1 E Net Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Link ID Rtr Count 3.3.3.3 195 0x80000002 5 2 Inter Area Prefix Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Prefix 2.2.2.2 1600 0x80000001 2001:1:0:2::/64 2.2.2.2 1565 0x80000001 2001:1:0:3::/64 Link (Type-8) Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Link ID Interface 2.2.2.2 250 0x80000004 4 Gi0/1 3.3.3.3 457 0x80000003 5 Gi0/1 Intra Area Prefix Link States (Area0) ADV Router Age Seq# Link ID Ref-lstype Ref-LSID 2.2.2.2 508 0x80000005 0 0x2001 0 3.3.3.3 457 0x80000005 0 0x2001 0 3.3.3.3 195 0x80000002 5120 0x2002 5 Type-5 AS External Link States (Area 0) ADV Router Age Seq# Prefix 3.3.3.3 1417 0x80000001 2001:3:0:1::/64 3.3.3.3 1396 0x80000001 2001:6:0:1::/64 květen 2014 18/18