ospf شرح || (Introduction - LSA Flooding - Areas) || Part 1

MrALSHABIB www.youtube.com

ملخص موجز

يقدم هذا الفيديو شرحًا تفصيليًا لبروتوكول OSPF (Open Shortest Path First)، وهو بروتوكول توجيه ديناميكي شائع الاستخدام في الشبكات. يغطي الفيديو المفاهيم الأساسية لـ OSPF، بما في ذلك:

  • مقدمة إلى OSPF: ما هو OSPF، وكيف يعمل، وموقعه بين بروتوكولات التوجيه الأخرى.
  • بروتوكولات حالة الارتباط (Link State Protocols): شرح لكيفية تبادل أجهزة التوجيه لمعلومات حالة الارتباط لبناء خريطة كاملة للشبكة.
  • مناطق OSPF (OSPF Areas): لماذا تستخدم المناطق في OSPF، وكيف تساعد في تحسين كفاءة الشبكة.
  • قواعد مناطق OSPF: القواعد التي يجب اتباعها عند تصميم شبكة OSPF متعددة المناطق.

مقدمة إلى OSPF

OSPF هو بروتوكول توجيه ديناميكي، مما يعني أن أجهزة التوجيه تتعلم كيفية الوصول إلى الشبكات تلقائيًا. هناك ثلاث طرق يمكن للراوتر من خلالها تعلم كيفية الوصول إلى الشبكات: الاتصالات المباشرة، والطرق الثابتة (يدويًا)، وبروتوكولات التوجيه الديناميكية. يصنف OSPF ضمن بروتوكولات IGB (Interior Gateway Protocol)، مما يعني أنه يستخدم داخل نظام مستقل واحد، وهو بروتوكول حالة الارتباط (Link State). OSPF هو بروتوكول مفتوح قياسي، مما يعني أنه يمكن استخدامه مع أجهزة من مختلف الشركات المصنعة. المسافة الإدارية لـ OSPF هي 110. يستخدم OSPF خوارزمية Dijkstra's Shortest Path First (SPF) لتحديد أفضل مسار للوصول إلى شبكة بعيدة. هناك إصداران من OSPF: الإصدار 2 لـ IPv4 والإصدار 3 لـ IPv6.

بروتوكولات حالة الارتباط (Link State Protocols) و LSA Flooding

في بروتوكولات حالة الارتباط، تتبادل أجهزة التوجيه معلومات حول واجهاتها والشبكات المتصلة بها مباشرة. يسمح هذا لكل جهاز توجيه ببناء خريطة كاملة لطوبولوجيا الشبكة. يستخدم OSPF مصطلحين مهمين: Link State Advertisement (LSA) و Link State Database (LSDB). LSA هي رسالة OSPF تحتوي على معلومات التوجيه، ويتم إعادة إرسالها كل 30 دقيقة بشكل افتراضي، أو على الفور في حالة حدوث تغيير. LSDB هي قاعدة بيانات موجودة على كل جهاز توجيه تحتوي على مجموعة من LSAs. من خلال عملية تسمى LSA Flooding، تنشئ أجهزة التوجيه LSAs حول الشبكات الفرعية والواجهات المتصلة بها، وترسلها إلى أجهزة التوجيه الأخرى، التي بدورها تخزن هذه المعلومات في LSDB الخاصة بها. في النهاية، يكون لدى جميع أجهزة التوجيه نفس LSDB، مما يسمح لها بإنشاء نفس الخريطة للشبكة.

مناطق OSPF (OSPF Areas)

يمكن أن تواجه الشبكات الكبيرة مشاكل مثل قواعد بيانات حالة الارتباط الكبيرة (LSDB) وحسابات SPF المتكررة، مما يتطلب المزيد من الذاكرة وقوة المعالجة. يدعم OSPF تصميمًا هرميًا باستخدام المناطق لتقسيم الشبكة الكبيرة إلى مناطق أصغر ذات قواعد بيانات حالة ارتباط منفصلة. المنطقة هي مجموعة من الروابط وأجهزة التوجيه التي تشترك في نفس قاعدة بيانات حالة الارتباط. هناك نوعان من تصميمات OSPF: منطقة واحدة (Single Area) حيث توجد جميع الأجهزة في منطقة واحدة، ومناطق متعددة (Multi Area) حيث توجد مناطق متعددة مع قواعد بيانات حالة ارتباط منفصلة. تصميم المنطقة الواحدة مناسب للشبكات الصغيرة.

مصطلحات المناطق وقواعدها

تتضمن مصطلحات المناطق المهمة منطقة العمود الفقري (Backbone Area) (المنطقة 0)، وهي منطقة خاصة يجب أن تتصل بها جميع المناطق الأخرى. جهاز توجيه حدود المنطقة (Area Border Router) (ABR) هو جهاز توجيه له واجهات متصلة بمنطقة العمود الفقري ومنطقة أخرى على الأقل. يحتوي ABR على قاعدة بيانات حالة ارتباط لكل منطقة متصل بها وينشئ معلومات موجزة حول كل شبكة فرعية في منطقة ما للإعلان عنها في مناطق أخرى. جهاز توجيه العمود الفقري (Backbone Router) هو جهاز توجيه متصل بمنطقة العمود الفقري، بما في ذلك ABR. جهاز التوجيه الداخلي (Internal Router) هو جهاز توجيه متصل بمنطقة واحدة فقط ليست منطقة العمود الفقري. جهاز توجيه حدود النظام المستقل (Autonomous System Boundary Router) هو جهاز توجيه بواجهة واحدة على الأقل متصلة بشبكة خارجية. المسار داخل المنطقة (Intra Area Route) هو مسار إلى وجهة في نفس المنطقة، بينما المسار بين المناطق (Inter Area Route) هو مسار إلى وجهة في منطقة مختلفة.

هناك ثلاث قواعد لمناطق OSPF: يجب أن تكون المناطق متجاورة، ويجب أن تكون الواجهات في نفس الشبكة الفرعية في نفس المنطقة، ويجب أن تتصل جميع المناطق غير الأساسية بمنطقة العمود الفقري عن طريق وجود ABR واحد على الأقل.

Summarize any YouTube video in seconds

Get summaries like this one for any video, in your language, with the free Summ app.

Download on the Apple Store
Get it on Google Play

Transcript

YouTube Transcript Generator

0:16 السلام عليكم OSPF هو عبارة عن Dynamic Routing Protocol فعلياً أي راوتر عشان يتعلم يوصل إلى نتورك في ثلاث طرق يال أن تكون فيه انترفيس في هذا الراوتر عليها configuration وما أخذها IP في نتورك فالراوتر يعرف يوصل لهذه النتورك بشكل مباشر تكون هذه الـ Direct Connected Network أو في Static Route يعني manually الـ Network Administrator يعلم الـ Router كيف يوصل إلى هذه الـ Network Statically manually أو فيه أخيرا Dynamic Routing Protocol أن الـ Network Administrator يسوي Configuration يفاعل Routing أو Dynamic Routing Protocol وDynamically بشكل تلقائي الـ Routing Protocol يعلم الـ

1:06 Router بناءً على Calculation معينة حسبة معينة خوارزمية معينة يوصل إلى الـ Networks أو أفضل المسارات عشان يوصل إلى هذه الـ Remote Networks الـ OSBF مثال هو عبارة عن Dynamic Routing Protocol يصنف تحت ال-IGB , تكلمنا عن ال-IGB و ال-Dynamic Routing Protocols . IGB هو عبارة عن أن ال-Routing Protocol يستخدم داخل Autonomous System . مو بتوين Different Autonomous Systems نفس ال-BGB داخل ال-IGB عندنا قسمين Distance, Victor و Link State . ال-OSBF يعتبر Link State Routing Protocol . كذلك تكلمنا عن هذا الموضوع و موضوع ال-Classifications . ممكن ترجعنا الOSPF يعتبر Open

1:53 Standard Protocol بحيث أنه ممكن يستخدم من قبل أجهزة من Different Vendors Administrative Distance of 110 الOSPF يستخدم خوارزمية تسمى Diegextra's Shortest Path First أو الSPF هي عبارة عن Algorithm خوارزمية To Determine the Best Path for a Remote Network فالOSPF عنده كالكوليشن معينة حسبه معينة عشان يوصل الى الريموت نتورك بنشرح هذا الموضوع بالتفصيل في الايام الجايه الOSPF Virgins عباره عن OSPF Virgins 2 و Virgins 3 Virgins 2 يستخدم للIP Virgins 4 و Virgins 3 يستخدم للIP Virgins 6 كذا انتهينا من

2:39 الانترودكشن ندخل في التفاصيل اكثر زين نتكلم الان عن Link State Protocols و Link State Routers اللي انفعّلة عليها Link State Protocols كيف تتصرف ونتكلم عن LSA Flooding في OSBF بداية الروترات اللي انفعّلة عليها بروتوكولات أو Routing Protocol من نوع Link State Exchange Information about their interfaces اللي هو Directly Connected Networks يعني So that each router builds a map of the entire network typology هذا أحد سلوك Link State Protocols كل الراوترات تتبادل معلومات أو information عن الـ Directly Connected Networks بحيث في النهاية كل

3:25 الراوترات عدها The Same Map كل الراوترات تعرف كل المعلومات عن كل الراوترات الثانية في الـ Network Topology الـ OSPF يستخدم Link State Advertisement و Link State Database هذه المصطلحين مهمين For Building The Map LSA هي عبارة عن OSPF Message contains routing information فهي عبارة عن OSPR message عبارة عن رسالة تحتوي على معلومة هذه الـ LSA will be reflooded every 30 minutes by default. However, when NLSA changes, it will be flooded immediately. فLSA هي عبارة عن الرسالة اللي تتبادلها الروترات واللي تحتوي على routing information

4:14 هذه الرسالة يعاد إرسالها كل 30 دقيقة بايديفولت وفي حال صار فيه change في الـ LSA ترسل بشكل مباشر. LSDB هي عبارة عن database consists of LSAs. Located in each router. فنفهم الآن أن كل راوتر يحتوي على link state database. هذه link state database عبارة عن مجموعة من الـ LSA داخلها LSA داخل LSA Routing Information هذه ترسل وتستقبل من قبل مجموعة من الروترات في الـ Network Topology في النهاية كل الروترات في هذه الـ Network Topology عندها The Same Link State Database وهو

5:03 اللي يمثل الماب اللي من خلاله يعرف الروتر انه يوصل الى اي سبنت في هذه الـ Network Topology طيب نشرح الآن LSA Flooding على الOSPF Topology اتفقنا أن كل راوتر في التوبوليج بيكون عنده Link State Database بداية كل راوتر ينشي LSAs يعني ناخد مثال مثلا على راوتر 1 نقول راوتر 1 عنده Link State Database Link State Database راوتر 1 ينشئ LSA داخل هذه ال LSA routing information عن

5:50 الانترفيس الموجودة في راوتر 1 والسبنت المتصل فيها هذه الانترفيس تمام راوتر 1 بعد ما يسوي creation للLSAs يسوي عملية flooding إلى الراوترات الثانية هو فعليا يرسلهم إلى النابور بس لكن نيبرز تستلمها وترسلها إلى باقي التوبولوجي فيرسلها إلى راوتر 2 وراوتر 4 ومن ثم من راوتر 2 إلى راوتر 3 ومن راوتر 4 كذلك إلى راوتر 3 في النهاية راوتر 3 عنده Link State Database وسجل المعلومات أو ال LSA LSA اللي استلمها من راوتر 1 كذلك راوتر 3 بيقوم بنفس

6:38 العملية راوتر 2 بيقوم بنفس العملية وبيرس سوي عملية فلادينج لينما كل الراوترات بتكون عندها نفس الـ LSA في الـ Link State Database فبتكون عندها نفس الماب عن طريق الـ LSA Flooding فالراوترات باختصار تنشي LSA عن الـ Subnet والـ Interface اللي موجودة فيها وترسلها إلى الراوترات الثانية وتأخذ المعلومات الثانية من الراوترات الثانية عن طريق LSA تخزنها في ال Link State Database هذا موضوع ال LSA Flooding نتكلم الآن عن ال OSPF Areas بداية Large Networks can

7:23 have the following problems نتخيل إنه عندنا تسمية راوتر أولاً بيكون عندنا Large Link State Database LSDB قلنا إنك كل الراوترات في الOSPF لازم ترسل وتستقبل أو تتبادل LSA ويكون عندها نفس الـ Link State Database فـ Full Picture of the Network Typology فـ 900 راوتر وكل راوتر لازم يكون يعني الراوتر الواحد مطلوب من أن يعرف عن الـ 899 راوتر والمعلومات اللي عنده في الـ Network ويسجلها في الـ LSDB Link State Database فهذا requires more memory in each router 2- frequent SPF calculations يمكن ما تكلمنا على الخوارزمية لكن بشرحها

8:11 الان بشكل مبسط مرة وبعدين نتكلم عنها بالتفصيل ال SPF او الخوارزمية هذه ال DIG extras shortest path first تعتمد على ال SDP هي تسوي الـ calculation أو العمليات الحسابية عشان توصل الى البست باث بناء على المعلومات الموجودة في الـ Router في الـ Link State Database فنتخيل كمية الـ Processing Power اللي بتستهلك عشان تشوف كل هذه المعلومات الموجودة في الـ Link State Database وتسوي العمليات الحسابية وبعدين اتحدد البست باث هذه نقطة النقطة الثانية بيكون عندنا Frequent SPF Calculations كل مرة بتسوي العمليات الحسابية ليش؟ في البداية ذكرنا أن الـ LSA

8:57 ممكن يصير لها change وقلنا أن لما يكون فيه change في الـ LSA will be flooded immediately ترسل مباشرة في كل الراوترات ولما تتعدل الـ LSDB أو تتعدل LSA في LSDB ففيه احتمالية أنه ممكن interface down, interface up, new subnet فلازم الـ SPF يسوي calculation مرة ثانية ممكن في حسابات غيرت فهذا كله requires processing power OSPF supports a hierarchical design areas to break a large network with one large link state database into smaller areas with smaller separate link state databases

9:45 فبدلاً ما يكون عندي large network يكون عندي 900 router وكلهم عدهم هذه link state database نفسها أقسم هذه 900 راوترز إلى مثلاً أرياز 300 300 300 300 300 300 هذه أريا، هذه أريا وهذه أريا وكل أريا عندها separate link state databases كذا بصير عندنا كفاءة أعلى في النتوورك وسرعة وrequires less processing power and less memory أريا هي عبارة عن A group of links and routers that share the same link state database زي ما وضحنا عدنا 2 designs أو 2 OSBF designs Single Area

10:34 OSBF و Multi Area OSBF Single Area أن كل الأجهزة كل الـ links كل الـ routersات موجودة في Single Area Area واحدة اللي هو المثال اللي ذكرنا أن 900 router كلها موجودة في نفس الـ Area One Area with the same link state database ملتي أريا أن يكون عندي ملتيبل أرياس، هاف سبريت، لينك ستيت، داتابيس هذا مثال على السنجل أريا و SPF طبعا السنجل أريا ديزاين إز فاين ان سمولر نتوركس مو محتاج لما يكون عندي سمول نتورك مو محتاج إلى ملتي أريا هذه الأوتونيما السيستم داخلها أريا زيرو الباكبون أريا كل الراوترات موجودة في أريا زيرو اللي هي الباكبون أريا ونتكلم عنها هذا مثال على الملتي

11:20 اريا OSPF عندي هذي الاوتونميس سيستم نفعل داخلها الOSPF عندي اريا 0 الباكبون اريا اريا 2 و اريا 1 حيث ان الراوترز ان دفرنت ارياز هب دفرنت لينك ستيت داتا بيس فا اريا 0 عندها لينك ستيت داتا بيس خاص فيها الأجهزة في Area 0 عندها Link State Database مختلف عن Link State Database موجودة في Area 1 مختلف عن Link State Database الموجودة في Area 2 طيب نشرح الآن بعض الـ Area Terminologies بداية عندنا الـ Backbone Area اللي هي Area 0 هي عبارة عن Special Area that all other areas must connect to نلاحظ في

12:07 هذا المثال ملتي ايريا ديزاين طبعا في هذه النتورك عدد الراوترات قليل بس للتوضيح الملتي ايريا ديزاين في هذا النتورك مثلا أنا ما احتاج إلى الملتي ايريا ديزاين سنجل ايريا يكون كافي ولكن بس للتوضيح هذا المثال عندنا ملتي ايريا اللاحظة ان ايريا وان و ايريا تو لازم تكون متصلة بالباكبون ايريا اللي هي ايريا زيرو فلازم يكون على الاقل في جهاز واحد أو راوتر واحد في Area 2 و Area 1 أو Non Backbone Area يكون في على الأقل انترفيس واحدة متصلة بالBackbone Area ففي الراوتر الانضمام إلى الاريس يكون على مستوى الانترفيس

12:52 فهذا الانترفيس مثلا موجودة في Area 0 وهذه الـ 3 انترفيس موجودة في Area 2 فلازم كل الاريس تكون فيها راوتر وهذا الراوتر في انترفيس متصلة بـ Area 0 المصطلح الثاني هو عبارة عن Area Border Router أو ال-ABR هو عبارة عن a router with interfaces connected to the backbone area and at least one other area فال-ABR هو عبارة عن الراوتر اللي يوصل ال-non-backbone areas بال-backbone area يعني في هذا المثال قلنا أن Area 1 و Area 2 لازم تكون أو الـ non-backbone areas هذه لازم تكون موصلة بالـ area zero الـ backbone area كيف عن طريق الـ area border router

13:41 أو الـ ABR فالـ ABR هو عبارة عن الوسيط أو الـ router اللي يكون فيه interfaces موصلة بالـ normal area اللي هي تكون مثلا هذا المثال area two وعلى الأقل one interface موصلة بالـ backbone area في عدنا بعض الخصائص في الـ ABR أولاً ABR راوتر has a link state database for each area ذكرنا ان الراوترات عندها link state database للأريا الموجودة فيها يعني مثلا هذا الراوتر عنده link state database للباكبون أريا هذه الراوترات موجودة او عندها link state database للأريا 1 طيب

14:28 الابر عنده انترفيس موصلة بالأريا 1 و انترفيس موصلة بالباكبون اريا في هذه الحالة الابر هو الراوتر اللي يكون عنده ملتبل لينك ستايد داتابيس لينك ستايد داتابيس مثلا في هذا المثال للاريا زيرو ولينك ستايد داتابيس للاريا ون النقطة الثانية الابر create summary information about each subnet in an area to advertise it into other areas اللي هي summary LSAs طيب نشرحها الابر طيب عنده two link state databases الابر يسوي creation لـ summary LSA هذه السمري

15:17 LSA داخلها معلومات عن السبنت الموجودة في Area 1 السبنت الموجودة في Area 1 بشكل summary بشكل ملخص يعني مو بالتفصيل ويرسلها إلى الأجهزة الموجودة في أريا 0 والعكس يسوي summary link state advertisement فيها الـ subnet الموجودة في أريا 0 ويرسلها إلى الأجهزة الموجودة في أريا 1 هدفنا لما نقسم الـ network إلى أريا مو نعزل Area 1 عن Area 0 عن Area 2 لا نبغى هذه الأجهزة توصل إلى كل

16:04 الـ Areas ولكن بأقل Link State Database بأقل معلومات أعيد الـ ABR يسوي Summary LSA لو كان يرسل LSA عادي عن المعلومات الموجودة في Area 0 يرسلها لـ Area 1 والراوترات تخزنها ما استفدنا شيء صارت كل الـ Area عندها نفس المعلومات وصار عندي Large Link State Database فالـ ABR يرسل Summary LSA الى الراوترات الموجودة في أيريا ون وتخزن هذه الراوترات السمري لنك ستيت داتا بيس عدها وكذلك بالنسبة الى الأيريا زيرو فباختصار عشان نوضح الموضوع الراوترات الموجودة في نفس الأيريا عدها لنك

16:50 ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داتا بيس داخلها لنك ستيت داخلها لنك ستيت المعلومات الموجودة في Area 1 الأريا الموجودة فيها ولكن عندها summary LSA عن المعلومات الموجودة في الأريا الثانية اللي هي Area 0 والback 1 area وarea 2 في هذا المثال مثلا عشان تقدر توصل إلى السبنت الموجودة في الأريا الثانية عن طريق طبعاً الarea border router النقطة الأخيرة It's recommended to connect ABR with two areas only منطقياً كل ما زدت الـ Areas اللي بتوصلها في الـ Router كل ما زاد عدد الـ Links to Databases كل ما زاد عدد المعلومات

17:37 فـ Recommended to connect with two areas only لهو الـ Backbone Area و Other Area اللي هو الـ Non-Backbone Area Backbone Router Backbone Router هو عبارة عن Router connected to the Backbone Area بالإضافة إلى الـ ABR كذلك يسمى الـ Backbone Router يعني مثلا هذه الراوترات الموجودة اللي فيها انترفيس موصلة بالباكبون آريا تسمى باكبون راوتر كذلك الابر تسمى area border router تسمى باكبون راوتر بعد لأنها عندها انترفيس موصلة بالباكبون راوتر الانترن الراوتر هي عبارة عن راوتر connected to one area not backbone area فالراوترات المتصلة بالاوتر area أو

18:24 non-backbone area تسمى internal routers Autonomous System boundary router هو عبارة عن router with at least one interface connected to an external network يعني في هذا المثال عندنا مثلا هذا Autonomous System عندنا هذا Autonomous System boundary router interface داخل Autonomous System interface إلى الانترنت ف هو عبارة عن الروتر اللي فيه انترفيس برا الـ Autonomous System أو برا الـ Routing Domain آخر مصطلحين الـ Intra Area Route والـ Inter Area Route Intra Area Route A route to a destination in the same area Inter

19:13 Area Route A route to a destination in a different area مثال لو كان عندي هذا السبنت يبغى يوصل إلى هذا السبنت في راوتر 2 هذا إنترا إنترا إيريا روت لأن السبنت موجود في نفس الإيريا ولكن لو كان راوتر 1 يبغى يوصل إلى هذا السبنت في راوتر 11 فهذا إنترا إيريا روت لأن السبنت موجود في ديفرنت إيريا نتكلم الآن عن الـ Area Rules واللي هي Three Rules أولاً Areas should be

19:59 contiguous يعني نتخيل لدينا مثلاً هذه Area 1 وهذه Area 1 وليس Area 2 في هذا المثال أنا قسمت Area 1 إلى جزئين مثلاً هذا السبنت في راوتر 1 عشان يوصل إلى هذا السبنت لازم يطلع من الـ Area إلى Area 0 ومن ثم يرجع إلى Area 1 هذه الاريات ليست متواجئين من فصلين أنا قسمت الاريات أو آريا وين إلى جزئين هذا مو مسموح في الOSPF Areas should be contiguous The second rule Interfaces in the same subnet must be in the same area يعني مثلاً

20:46 راوتر 20 هذه الانترفيس وهذه الانترفيس هذه الانترفيس في نفس السبنت مستحيل أن يكون هذا في Area 1 أو هذه الانترفيس في Area 1 وهذا في Area 2 الOSPF ما يسمح بهذا الشي أي أي 2 انترفيسز in the same subnet must be in the same area النقطة الأخيرة واللي أرادي شرحناها All none backbone areas must connect to the backbone area by having at least one ABR شرحنا ال Backbone Area اللي هي Area 0 قلنا إنها هي عبارة عن Area كل ال Non-Backbone Areas لازم At

21:31 least have one connection to the Area 0 فكل ال Areas أو كل ال Normal Areas ال Non-Backbone Areas لازم تكون عندها At least one Area Border Router عشان يوصلها بال Backbone Area طبعا هذا في الم Multi Area في Single Area عندك Area واحدة اللي هي Area 0 في الملتي اريا كل الـ non-backbone areas لازم تكون موصلة بالـ backbone area اللي هي area 0 عن طريق at least having one ABR هذا كل شي بالنسبة إلى الجزئية الأولى للـ OSPF أتمنى يكون كل شي واضح سلام

Share

YouTube Video Summaries