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--- informatique:cisco:ospf [2008/12/08 22:00] – Relecture BSCI pteu
+++ informatique:cisco:ospf [2013/10/14 20:44] (current) – external edit 127.0.0.1
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   * utilisation d'IP multicast pour dialoguer : 224.0.0.5 pour les routeurs et 224.0.0.6 pour les DR/BDR
   * basé sur l'algorithme de Dijkstra (SPF) qui permet de transformer la table de topologie en table de routage
-  * comme en EIGRP, 3 tables : la table des voisins, la table de topologie et la table de routage qui en découle.
+  * comme en EIGRP, il existe 3 tables : la table des voisins, la table de topologie et la table de routage qui en découle.
-  * notion d'aire OSPF = sectorisation qui permet d'alléger les tables de routage en agrégeant les routes ; toutes les aires (//regular area// ou aire ordinaire) sont reliées à l'aire 0 (aire backbone ou aire de transit) par leur ABR (routeur de bordure). Chaque flux entre 2 aires passe forcément par l'aire 0. Chaque routeur ne communique qu'avec des routeurs de la même aire que lui (sauf si c'est un ABR).
+  * notion d'**aire OSPF** = sectorisation qui permet d'agréger les routes, ce qui apporte :
+    * allègement des tables de routage
+    * réduction des overhead des LSU
+    * réduction des calculs SPF
+   Cisco recommande de ne pas dépasser 50 routeurs par aire.
+  * toutes les aires (//regular area// ou aire ordinaire) sont reliées à l'aire 0 (aire backbone ou aire de transit) par leur ABR (routeur de bordure). Chaque flux entre 2 aires passe forcément par l'aire 0. Chaque routeur ne communique qu'avec des routeurs de la même aire que lui (sauf si c'est un ABR). Les numéros d'aires vont de 0 à 4294967295.
   * découverte du voisinage par l'échange de paquets Hello ; si les conditions sont requises, 2 voisins deviennent adjacents et peuvent ainsi échanger leurs tables de routage
   * la métrique (le coût) OSPF est basé sur la bande passante (BW) du lien inter-routeur (= 10<sup>8</sup> ÷ BW)
-  * le protocole OSPF est encapsulé dans un paquet IP, mais le protocole OSPF inclut des paquets de type ACK qui permettent d'acquitter la réception de message
+  * le protocole OSPF est encapsulé dans un paquet IP (protocole n°89), mais le protocole OSPF inclut des paquets de type ACK qui permettent d'acquitter la réception de message
+  * les 3 types de réseaux définis par OSPF sont
+    * point-to-point
+    * broadcast
+    * NBMA (Non-Broadcast Multi-Access)
 =====Terminologie=====
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   * **PDU** Protocol Data Units ; les LSAs sont des PDUs
   * **LSA** Link-State Advertisement qui sont envoyer à tous les routeurs de l'aire
-  * **LSU** Link-State Update
+  * **LSR** Link-State Request : si les LSA sont plus récents que la base de topologie, le routeur demande les informations manquantes
+  * **LSU** Link-State Update : envoyé sur demande (LSR) par le DR aux autre routeurs du segment
   * **LSDB** Link-State DataBase qui sont identiques sur tous les routeurs de l'aire
   * **DR** Designated Router
   * **BDR** Backup Designated Router
-  * **ABR** Area Border Router
+  * **ABR** Area __Border__ Router (Cisco recommande de ne pas dépasser 2 aires par ABR en plus de l'aire 0)
-  * **ASBR** Autonomous Sytem Boundary Router = tout routeur qui redistribue des routes externes (d'un autre AS)
+  * **ASBR** Autonomous Sytem __Boundary__ Router = tout routeur qui redistribue des routes externes (statiques ou d'un autre AS)
-  * **SPF** Shortest Path First (algorithme de Dijkstra) algorithme du plus court chemin
+  * **SPF** Shortest Path First (algorithme de Dikjstra) algorithme du plus court chemin
   * **stub area** aire "impasse", qui ne reçoit pas de LSA type 5
   * **totally stubby area** est une stub area qui ne reçoit pas non plus les LSAs de type 3
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 Il y a autant de DR dans une aire que de réseau multi-access.
+L'élection d'un DR/BDR se fait en fonction des critères ci-dessous ; en cas d'égalité, on passe au critère suivant ; le routeur qui remporte l'élection devient DR ; le second devient BDR). Les critères d'élection sont les suivants, par ordre de priorité :
+  * plus haute priorité OSPF
+  * plus haut router-id
+  * plus haute IP de loopback
+  * plus haute IP sur les autres interfaces
+=====Les différents types de paquets=====
+  * LSU
+  * LSR
+  * DBD : DataBase Descriptor
+  * LSAck
+  * hello (**Hello interval** sur NBMA = 30s, sur interface rapides comme l'Ethernet c'est 10s ; le **dead time** est égal à <del>3</del> 4 fois le **Hello interval** donc = 40s sur Ethernet par ex.)
 ====Les différents types de LSAs====
-Les **Link State Advertisement** sont les paquets utilisés par les routeurs OPF pour communiquer (des LSU) :
+Les **Link State Advertisement** sont les paquets utilisés par les routeurs OPF pour communiquer (des LSUs) ; ils doivent être acquitter par les voisins (il sont retransmis toutes les ''retransmit-interval'' - 5s par défaut - tant que l'acquittement n'est pas reçu). Il y en a de plusieurs types :
+  * LSA type 1 (router) : envoyés par chaque routeur, contient les routes //connected// ; ils sont de type :
+    * transit
+    * p2p
+    * stub
+    * virtual link
+  * LSA type 2 (network) : annonce d'un réseau et des routeurs qui y sont connectés ; initié par un DR
+  * LSA type 3 et 4 (summary) : ce sont des //route summary// envoyés par un ABR, et transmis respectivement aux autres ABRs et aux ASBRs
+  * LSA type 5 (external) : annonce d'une route externe par un ASBR (n'est pas propagé dans les //stub areas//)
+  * LSA type 7 (NSSA) : générés par les ASBR d'une aire NSSA, ils sont convertis par l'ABR de l'aire en LSA de type 5.
+  * LSA type 9 à 11 (opaque)
+=====Les états OSPF=====
+^DOWN     | premier état OSPF ; le routeur émet des hello mais n'en reçoit pas |
+^ATTEMPT  | uniquement sur NBMA ; envoi de hello unicast a son voisin dont le dead time a expiré |
+^INIT     | le routeur reçoit un hello d'un voisin, mais il ne contient pas (encore) son router-id |
+^2WAY     | communication bidirectionnelle établie = les hellos reçus contiennent son router-id ; état normal d'un DROTHER avec un autre DROTHER puisqu'un routeur ne peut être FULL qu'avec le DR et le BDR) |
+^EXSTART  | état d'échange de //link state information// avec le DR/BDR |
+^EXCHANGE | état d'échange de DBD/LSA avec le DR/BDR |
+^LOADING  | suite à l'état EXCHANGE, état de demande au voisin une information pour mise à jour (link-stat request) |
+^FULL     | état normal symbolisant une adjacence complète = la base de données des voisins sont synchronisés |
+En résumé : seul l'état FULL dénote bon fonctionnement __sauf__ sur un réseau de type broadcast (comme l'Ethernet) dans le cas de l'adjacence de 2 routeurs DROTHER qui restent à l'état 2WAY.
+Voici l'algorithme d'état OSPF :
+{{:informatique:cisco:ospf_states.gif|}}
+=====OSPF over NBMA=====
+**Non-Broadcast Multi-Access** est un type de réseau qui n'accepte pas le broadcast (multicast) et qui est en mode multi-access (!= point à point). C'est le cas par défaut de Frame Relay.
+  * **broadcast** (ex : Ethernet) : permet la découverte automatique des voisins (par paquets hello) et nécessite l'élection d'un BR/BDR
+  * **non-broadcast** (ex : FR, ATM, X.25) : mode par défaut pour le FR ; ne permet pas la découverte automatique des voisins ; nécessite l'élection d'un BR/BDR
+  * **point-to-multipoint** : peu conseillé, plusieurs voisins par réseaux, détection automatique des voisins, ne nécessite pas de DR/BDR
+  * **point-to-point** (ex : interfaces série) : un voisin par interface, ne nécessite pas de DR/BDR
+=====Timers par défaut=====
+brouillon / à valider
+Tableau récapitulatifs des timers par défaut :
-  * LSA type 1 : envoyés par chaque routeur, contient les routes //connected//
+|                          ^ Protocole ^ Hello timer (s) ^ Dead timer (s) ^
-  * LSA type 2 : annonce d'un réseau et des routeurs qui y sont connectés ; initié par un DR
+^ NBMA                     | FR        | 30              | 120            |
-  * LSA type 3 et 4 : ce sont des //route summary// respectivement envoyés par un ABR ou un ASBR
+^ Multipoint Broadcast     |           | 30              | 120            |
-  * LSA type 5 : annonce d'une route externe (n'est pas propagé dans les //stub areas//)
+^ Multipoint Non-Broadcast |           | 30              | 120            |
-  * LSA type 7 : générés par les NSSAs
+^ Broadcast                | Ethernet  | 10              | 40             |
+^ Point-to-point           | Série     | 10              | 40             |
 =====Mise en place basique=====
-Les //best pratices// recommandent d'utiliser une loopback pour faire de l'OSPF, car cette interface locale est toujours //up//. On s'en servira comme identifiant du routeur dans l'OSPF.
+Les //best pratices// recommandent d'utiliser une loopback pour faire de l'OSPF, car cette interface locale est toujours //up//. On s'en servira comme identifiant du routeur dans l'OSPF (c'est conseillé aussi, mais pas obligatoire).
   R1(config)interface loopback 0
   R1(config-if)description Lo0 pour OSPF
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   R1(config-router)#router-id 192.168.0.23
-Puis on annonce les réseaux connus, avec la syntaxe ''network <adresse du réseau> <masque inversé (wildcard)> area <numéro de l'aire>''. Cette commande :
+NB : Si la commande ''router-id'' n'est pas définie, le routeur prendra par défaut la plus haute valeur d'adresse IP qu'il trouvera sur ses interfaces actives dans l'OSPF. Ce paramètre n'est pas préemptif, ce qui veux dire que l'on doit redémarrer le processeur OSPF sur le routeur pour qu'il prenne en compte une nouvelle valeur. Pour en finir sur ce ''router-id'', il faut savoir que cela ne représente pas une adresse IP : on peut très bien spécifier ''router-id 10.0.0.1'' sur un routeur alors que l'adresse IP 10.0.01 appartient à un autre équipement (mais ce n'est bien sur pas conseillé !).
+.. Puis on annonce les réseaux connus, avec la syntaxe ''network <adresse du réseau> <masque inversé (wildcard)> area <numéro de l'aire>''. Cette commande :
   * va activer l'OSPF sur la ou les interfaces qui matchent
   * va annoncer dans l'OSPF les réseaux des interfaces qui matchent, avec les masques définis sur ces interfaces.
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   R1(config-if)#ip ospf 111 area 0
+====Définir les coûts OSPF====
+OSPF définit les coûts par défaut qui sont historiquement égaux à la vitesse de l'interface divisé par 10^8, donc une interface à 100Mbps aura un coût par défaut de 1.
+On peut personnaliser ce coût :
+  (config-if)#ip ospf cost 5
+  (config-router)#auto-cost reference-bandwidth
 =====Configuration avancée=====
+====Redistribution de routes====
+La redistribution de route est utilisée pour injecter des routes apprises d'un AS vers un autre AS : par exemple de ''eigrp 1'' vers ''ospf 1'' ; ou des routes statiques vers ''eigrp 1''.
+Voici un article plus détaillé sur la [[informatique:cisco:redistribution_de_route#ospf|redistribution de routes]].
 ====Authentification====
-Sur l'interface voulue participant à l'OSPF :
+Les routeurs doivent bien sur être configurés de la même manière des 2 cotés du lien.
-  int gi0/0
-   ip ospf authentication
+===Par clé simple===
-   ip ospf authentication-key san-fran
+Il transite en clair sur le réseau ; sur l'interface voulue participant à l'OSPF :
+   (config-if)#ip ospf authentication
+   (config-if)#ip ospf authentication-key san-fran
+===Par hash MD5===
+   (config-if)#ip ospf authentication message-digest
+   (config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 toto
+avec 1 l'ID le //key-id// (de 1 à 255) et toto la clé (alphanumérique sur 16 bits)
-Cela va sans dire qu'il vaut mieux que le routeur d'en face ait les mêmes paramètres pour que ça marche bien.
+Pour ne pas faire apparaitre les mots de passe MD5 en clair dans la conf il faut activer le service suivant :
+  (config)#service password-encryption
 ====Passive interface====
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 Cette interface ne participera plus à l'OSPF, mais son réseau continuera d'être annoncé/routé (s'il y a bien la ligne ''network <réseau> etc..'')
-====agrégation de routes====
+====Agrégation de routes====
-Ne peut se faire que sur les ABR :
+Ne peut se faire que sur les ABR ou les ASBR :
-  R1(config-router)#area 1 range 10.1.0.0 255.255.0.0
-Ici on aggrège pour n'annoncer qu'un réseau en /16.
+  * les ABRs : agréger les routes de l'aire 1 afin de limiter les annonces vers les autres aires
-====stub area====
+<code bash>
+(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 1
+(config-router)#network 10.1.2.0 0.0.0.255 area 1
+(config-router)#area 1 range 10.1.0.0 255.255.0.0
+</code>
+Ici on agrège pour n'annoncer qu'un réseau en /16 (attention il ne faut pas que d'autres réseaux de la plage soient utilisés sur un autre routeur !).
+On peut spécifier des réseaux agrégés à ne **pas** diffuser :
+<code bash>
+(config-router)#area 1 range 10.1.0.0 255.255.0.0 not-advertise
+</code>
+  * les ASBRs : agréger les routes redistribuées dans l'OSPF à partir d'une source externe (statique, autres IGP, etc...)
+<code bash>
+(config-router)#summary-address 192.168.0.0 255.255.0.0
+</code>
+Si le routeur agrège le réseau 192.168.0.0/16 mais qu'il ne possède connait que le réseau 192.168.0.0/24, alors il ajoute une route vers Null0 avec un coût de 0 pour les réseaux de la plage qu'il ne connait pas :
+<code bash>
+ABR#show ip route 192.168.1.0
+Routing entry for 192.168.1.0/24
+  Known via "ospf 1", distance 110, metric 0, type intra area
+  Routing Descriptor Blocks:
+  * directly connected, via Null0
+      Route metric is 0, traffic share count is 1
+</code>
+====Stub area====
 Doit se configurer __sur chaque routeur de l'aire__ (ici l'aire 3) :
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    O*IA 0.0.0.0/0 [110/2] via 10.3.2.2, 00:01:23, FastEthernet0/0
-====totally stubby area====
+====Totally stubby area====
-Ne se configure __que sur l'ABR de l'aire__.
+Un concept Cisco, ne se configure __que sur l'ABR de l'aire__ : c'est une aire qui n'accepte ni les LSAs de type 5 ni les LSAs de type 3 (= ni les routes externes ni les routes aggrégées venant d'autres aires).
   R1(config-router)#area 3 stub no-summary
+====NSSA====
+**Not So Stubby Area**, défini une stub area qui annonce une route externe, et accepte par défaut les routes OSPF, OSPF inter-area et NSSA externes de type 2 (''O'', ''O IA'' et ''O N2''). Cela se configure sur tous les routeurs de l'aire :
+  R1(config-router)#area 3 nssa
+On peut coupler les foncions d'un NSSA et une totally-stub area :
+  R1(config-router)#area 3 nssa no-summary
 ====virtual-link====
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 Vérifs avec ''sh ip ospf virtual-links''.
+====Sub-second hello packet====
+Sur les liens de bonne qualité (donc souvent du LAN Ethernet) il peut être intéressant d'augmenter la réactivité de l'OSPF pour baisser les temps de convergence du réseau en cas de perte d'un routeur. On peut le faire en diminuant les timers d'envoi des paquets hello ainsi que le dead-time interval. Quand on descend en-dessous de la seconde, on appelle cela **Fast Hello Packets** ou **subsecond hello packets**. Cela doit être manipuler avec précaution sous peine d'avoir les adjacences OSPF de ses routeurs qui bagottent sans cesse.
+Cela se configure facilement, en spécifiant sur l'interface de routage la commande :
+<code bash>
+interface Gi0/0
+ ip ospf dead-interval minimal hello-multiplier 5
+</code>
+Ici on configure le //dead-interval// au minimum possible (càd 1 seconde) et on indique qu'on envoie 5 hellos dans cet intervalle de temps, ce qui fait un toutes les 200 ms. Comme un voisin est déclaré dead après la perte de 4 hellos packet, on descend bien en dessous de la seconde pour converger.
+Lien cisco : [[http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/12_0s/feature/guide/fasthelo.html|OSPF Support for Fast Hellos]]
 =====Vérification=====
-  debug ip ospf adj
+====show ip route====
-  debug ip ospf events
+<code bash>
+show ip route
+  Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
+       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
+       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
+       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
+       i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
+       ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
+       o - ODR, P - periodic downloaded static route
+Gateway of last resort is 10.0.1.0 to network 0.0.0.0
+</code>
+Cette commande permet d'afficher la table de routage du routeur. Les annonces correspondent à :
+^ Code     ^ Type                 ^ Description ^
+| ''O''    | OSPF                 | routes OSPF de la même aire (intra-area) |
+| ''O IA'' | OSPF inter-area      | les routes OSPF inter-aire (inter-area) |
+| ''N1''   | OSPF NSSA external type 1 | |
+| ''N2''   | OSPF NSSA external type 2 | |
+| ''E1''   | OSPF external type 1 | route externe de type 1 (= route redistribuée) à métrique variable |
+| ''E2''   | OSPF external type 2 | route externe de type 2 (= route redistribuée) à métrique constante |
+| ''*''    | candidate default    | route candidate par défaut |
+<code bash>
+show ip ospf interface
+show ip ospf neighbor
+show ip ospf 8 database adv-router 10.167.131.1
+show ip ospf 8 database router 10.167.131.1
+show ip protocols
+show ip route ospf
+</code>
+====debug====
+<code bash>
+debug ip ospf adj
+debug ip ospf events
+</code>
 (Pour désactiver le debugging : ''undebug all'')
-  sh ip ospf interface
+=====Liens=====
-  sh ip ospf neighbor
-  sh ip protocols
+  * [[http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies_white_paper09186a0080094e9e.shtml#t32|OSPF Design Guide]] sur cisco.com
-  sh ip route ospf
+  * [[http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/12_0/np1/configuration/guide/1cospf.html|Configuring OSPF]] sur cisco.com
+  * [[http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies_tech_note09186a0080093f0e.shtml|OSPF neighbor states]]
+  * [[http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies_configuration_example09186a00801ec9f0.shtml|How OSPF Injects a Default Route into a Normal Area]]
+  * [[http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies_tech_note09186a0080094050.shtml|OSPF Neighbor Problems Explained]]