OSPF od zera: jeden obszar krok po kroku na Cisco
Trasy statyczne sprawdzą się w sieci z dwoma routerami, ale każdą kolejną trasę musisz dodawać ręcznie — na każdym urządzeniu. Protokół OSPF (Open Shortest Path First) robi to za ciebie: routery same wymieniają informacje o sieciach i po awarii łącza same znajdują objazd. W tym artykule skonfigurujesz najprostszą, a zarazem egzaminacyjną wersję — OSPF w jednym obszarze (single-area) — na topologii trzech routerów i nauczysz się sprawdzić, czy naprawdę działa.
Jak OSPF widzi sieć
OSPF to protokół stanu łączy (link-state). Każdy router opisuje swoje bezpośrednie łącza — sieci, do których jest podłączony — i rozsyła ten opis wszystkim routerom w obszarze. W efekcie każdy z nich ma identyczną bazę tych opisów, tzw. LSDB (Link-State Database, baza stanu łączy), i na jej podstawie niezależnie liczy najkrótsze ścieżki algorytmem Dijkstry (na egzaminach i w dokumentacji nazywanym SPF).
To kluczowa różnica względem starszych protokołów typu RIP, które wymieniały gotowe trasy i liczyły skoki (maksymalnie 15). OSPF nie ma limitu skoków, szybko reaguje na zmiany i dlatego jest standardem w sieciach firmowych — a na CCNA to protokół routingu wewnętrznego, który musisz umieć skonfigurować od zera.
Cztery pojęcia, które wystarczą na start
- Obszar (area) — część sieci, w której SPF liczone jest osobno. Obszar 0 to tzw. backbone (kręgosłup), do którego podpinają się pozostałe. Na poziomie CCNA wystarczy wersja single-area: wszystko w obszarze 0.
- Router ID — unikalna tożsamość routera w OSPF, zapisana jak adres IP. Możesz ją ustawić ręcznie, a jeśli tego nie zrobisz, router weźmie najwyższy adres IP na interfejsie zwrotnym (loopback).
- Hello i Dead — pakiety rozpoznawcze wysyłane co 10 sekund na adres grupowy 224.0.0.5. Jeśli przez 40 sekund (cztery razy hello) nie ma od sąsiada żadnego pakietu, OSPF uznaje go za niedostępnego.
- Koszt — metryka OSPF, liczona z przepustowości łącza: 100 000 000 podzielone przez przepustowość w bitach na sekundę. Łącze FastEthernet (100 Mb/s) ma koszt 1, a 10 Mb/s — koszt 10. Im niższy koszt sumaryczny, tym lepsza trasa.
Zanim sąsiedzi zaczną wymieniać bazy, przechodzą przez kolejne stany: od Down, przez Init i 2-Way, aż do ExStart, Exchange, Loading i finalnie Full — i dopiero stan Full oznacza, że ich LSDB są w pełni zsynchronizowane. W sieciach wielodostępnych (multiaccess), np. Ethernet, routery wybierają ponadto DR (Designated Router, router desygnowany), który rozsyła aktualizacje w imieniu pozostałych, oraz BDR (Backup DR), gotowy przejąć jego rolę po awarii — dzięki temu N routerów nie buduje N×N osobnych relacji.
Topologia do ćwiczenia
Trzy routery w łańcuch: R1 — R2 — R3. Po lewej sieci użytkowników 192.168.1.0/24 (R1), między routerami łącza 10.0.12.0/24 i 10.0.23.0/24, po prawej LAN 172.16.3.0/24 (R3).
Adresacja interfejsów (przykładowo):
| Router | Interfejs | Adres |
|---|---|---|
| R1 | G0/0 | 192.168.1.1/24 |
| R1 | G0/1 | 10.0.12.1/24 |
| R2 | G0/0 | 10.0.12.2/24 |
| R2 | G0/1 | 10.0.23.2/24 |
| R3 | G0/0 | 10.0.23.3/24 |
| R3 | G0/1 | 172.16.3.1/24 |
Bramy domyślne dla komputerów to adresy interfejsów routerów w danych sieciach: 192.168.1.1 po lewej i 172.16.3.1 po prawej. Całą konfigurację — także adresy interfejsów — wykonasz w ćwiczeniu na końcu.
Konfiguracja OSPF na każdym routerze
Na R1:
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
network 10.0.12.0 0.0.0.255 area 0
passive-interface gigabitEthernet 0/0
Liczba 1 po router ospf to numer procesu — ma znaczenie tylko lokalnie na routerze i nie musi się zgadzać między urządzeniami. Polecenie network używa maski odwrotnej (wildcard): 0.0.0.255 odpowiada masce /24. Każdy interfejs, którego adres pasuje do podanego zakresu, zostaje włączony do obszaru 0 i zaczyna wysyłać pakiety hello. Interfejs w stronę komputerów użytkowników warto ustawić jako pasywny (passive-interface) — tam i tak nie ma sąsiada, a router przestaje wysyłać hello do hostów: mniej zbędnego ruchu i bezpieczniej.
Na R2 i R3 analogicznie:
``` router ospf 1 router-id 2.2.2.2 network 10.0.12.0 0.0.0.255 area 0 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0
router ospf 1 router-id 3.3.3.3 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0 network 172.16.3.0 0.0.0.255 area 0 passive-interface gigabitEthernet 0/1 ```
Trzy komendy, które mówią, czy działa
Zacznij od show ip ospf neighbor — to pierwsza komenda diagnostyczna. Na R2 powinny pojawić się dwie relacje z sąsiadami, a kolumna State — FULL/DR lub FULL/BDR. Stan Full oznacza pełną synchronizację baz; jeśli go nie widzisz, OSPF jeszcze negocjuje albo w ogóle nie doszło do sąsiedztwa.
Następnie show ip route ospf: trasy nauczone przez OSPF oznaczone są literą O. Na R1 powinna pojawić się m.in. sieć 172.16.3.0/24 — i to jest moment, w którym ping z komputera po lewej do komputera po prawej zaczyna działać.
Trzecia przydatna komenda to show ip ospf interface brief: pokazuje interfejsy włączone do OSPF, ich obszary, koszty i rolę routera w każdej sieci (DR, BDR albo zwykły sąsiad).
Kiedy sąsiedztwo nie powstaje
Najczęstsza przyczyna to niezgodność jednego z parametrów, które OSPF porównuje podczas negocjacji: timery hello/dead, maska podsieci, numer obszaru, typ sieci albo po prostu brak pasującego wpisu network na którymś routerze. Jeśli show ip ospf neighbor jest pusty, przejdź tę listę po kolei — a jeśli komenda pokazuje sąsiada w stanie innym niż Full, bazy jeszcze się nie zsynchronizowały i warto sprawdzić te same rzeczy.
Ćwiczenie na koniec
Zbuduj opisaną topologię w Packet Tracerze i wykonaj kroki po kolei:
- Skonfiguruj adresy interfejsów według tabeli (pamiętaj o
no shutdownna każdym interfejsie). - Włącz OSPF na trzech routerach konfiguracją z listingu, z
passive-interfacena interfejsach w stronę LAN. - Na R2 wykonaj
show ip ospf neighbor— upewnij się, że obaj sąsiedzi są w stanie Full. - Na R1 wykonaj
show ip route ospf— sprawdź, że widzisz sieć 172.16.3.0/24 z literą O. - Ustaw komputerom adresy z obu LAN-ów (np. 192.168.1.10 i 172.16.3.10) i bramy domyślne, a potem puść ping z jednego na drugi.
Jeśli ping nie przechodzi, a sąsiedztwa są w stanie Full, sprawdź bramę domyślną na komputerach — to najczęstszy winowajca w tym ćwiczeniu. Cała konfiguracja zajmuje kilkanaście linijek — i zastępuje ręczne wpisywanie tras statycznych na każdym routerze z osobna.