OSPF, BGP, RIP

OSPF (Open Shortest Path First)
เป็นโปรโตคอล router ใช้ภายในเครือระบบอัตโนมัติที่นิยมใช้ Routing Information Protocol แลโปรโตคอล router ที่เก่ากว่าที่มีการติดตั้งในระบบเครือข่าย OSPF ได้รับการออแบบโดย Internet Engineering Task Force (IETF) เหมือนกับ RIP ในฐานะของ interior gateway protocolการใช้ OSPF จะทำให้ host ที่ให้การเปลี่ยนไปยังตาราง routing หรือปกป้องการเปลี่ยนในเครือข่ายทันที multicast สารสนเทศไปยัง host ในเครือข่าย เพื่อทำให้มีสารสนเทศในตาราง routing เดียวกัน แต่ต่างจาก RIP เมื่อตาราง routing มีการส่ง host ใช้ OSPF ส่งเฉพาะส่วนที่มีการเปลี่ยน ในขณะที่ RIP ตาราง routing มีการส่ง host ใกล้เคียงทุก 30 วินาที OSPE จะ multicast สารสนเทศที่ปรับปรุงเฉพาะ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นOSPF ไม่ใช้การนับจำนวนของ hop แต่ใช้เส้นทางตามรายละเอียด “line state” ที่เป็นส่วนสำคัญเพิ่มขึ้น ในสารสนเทศของเครือข่าย OSPF ให้ผู้ใช้กำหนด cost metric เพื่อให้ host ของ router กำหนดเส้นทางที่พอใจ OSPF สนับสนุน subnet mask ของเครือข่าย ทำให้เครือข่ายสามารถแบ่งย่อยลงไป RIP สนับสนุนภายใน OSPF สำหรับ router-to-end ของสถานีการสื่อสาร เนื่องจากเครือข่ายจำนวนมากใช้ RIP ผู้ผลิต router มีแนวโน้มสนับสนุน RIP ส่วนการออกแบบหลักคือ OSPF

ระบบ OSPF สนับสนุนการติดต่อและเครือข่ายได้ 3 แบบ
• แบบ Point to Point ซึ่งเป็นการติดต่อกันโดยตรงระหว่าง Router 2 ตัว
• แบบการสื่อสารข้อมูลหลายจุดที่สนับสนุนการกระจายข่าว ส่วนใหญ่เป็นระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณ
• แบบการสื่อสารข้อมูลหลายจุดที่ไม่สนับสนุนการกระจายข่าว เช่น ระบบ Package Switch ที่ใช้ในเครือข่ายวงกว้าง

เครือข่ายแบบสื่อสารข้อมูลหลายจุด ( Multiaccess Network )
สามารถมี Router หลายๆตัวอยู่ในระบบได้ Router แต่ละตัวก็สามารถติดต่อไปยัง Router ตัวอื่นๆได้โดยตรง ระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณและระบบเครือข่ายวงกว้างส่วนมากใช้ในระบบนี้ รูป 6 ( a ) แสดงระบบเครือข่ายอัตโนมัติระบบหนึ่งที่มีระบบเครือข่ายทั้ง 3 ชนิดอยู่ภายใน สังเกตว่า Host จะไม่มีบทบาทมากนักในระบบ OSPF
OSPF ทำงานโดยรวบรวมเครือข่ายที่มีอยู่, Router, และสายสื่อสารเข้าไว้ด้วยกันในลักษณะของรูปกราฟแบบมีทิศทาง ( Directed Graph ) โดยกำหนดให้เส้นเชื่อมโหนด ( arc ) ของกราฟแต่ละเส้นมีมูลค่า หรือน้ำหนัก ( Weight ) ที่คำนวณมาจากระยะทาง, เวลารอคอย, และองค์ประกอบอันที่ต้องการ จากนั้นจึงทำการคำนวณหาเส้นทางที่สั้นที่สุด ( Shortest Path ) โดยพิจารณาจากมูลค่าที่กำหนดไว้ให้แต่ละเส้นกราฟนั้น การเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่าง Router 2 ตัว จะกำหนดโดยใช้เส้นเชื่อมโหนดคู่หนึ่ง แต่ละเส้นใช้แทนทิศทางการไหงของข้อมูลในแต่ละทิศทางซึ่งอาจจะมีน้ำหนักต่างกัน ดังนั้น เครือข่ายแบบสื่อสารข้อมูลหลายจุดจะแทนด้วยโหนดหนึ่งโหนดที่ใช้แทนเครือข่าย และโหนดอีกจำนวนหนึ่งที่ใช้แทน Router แต่ละตัว เส้นเชื่อมโหนดระหว่างโหนดเครือข่ายไปยังโหนด Router จะมีน้ำหนักเป็น 0

OSPF แบ่งประเภทของเราเตอร์ออกเป็นสี่ประเภท คือ
1. เราเตอร์ภายในเขตย่อยที่อยู่ภายในเขตย่อยเดียว
2. เราเตอร์ชายแดนที่เชื่อมต่อกับเขตย่อยตั้งแต่สองเขตขึ้นไป
3. เราเตอร์ในเขตระบบสื่อสารหลัก
4. เราเตอร์ที่เชื่อต่อระหว่างระบบเครือข่ายอัตโนมัติ

************************************************************************************
BGP คืออะไร
BGP (Border Gateway Protocol)
เป็นโปรโตคอลเลือกเส้นทางประเภท Exterior Gateway Routing ที่ใช้เพื่อการเชื่อมต่อเราเตอร์ (Router) และเครือข่ายที่อยู่ต่างโดเมน (Domain) กันบนอินเทอร์เน็ต
BGP ใช้ Protocol TCP Port หมายเลข 179 เพื่อใช้ในการขนถ่ายข้อมูลข่าวสาร โดยมีการใช้ TCP เพื่อการสถาปนาการเชื่อมต่อก่อนจะแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างเราเตอร์ BGP ทั้งสอง (Peer Router) จากนั้นก็จะทำการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร รวมทั้งการเปิดสัมพันธไมตรีก่อนที่จะแลกเปลี่ยนข่าวสารระหว่างกันต่อไป
ข้อมูลข่าวสารที่เราเตอร์ทั้งสองใช้เพื่อการแลกเปลี่ยนกัน รวมไปถึงข่าวสารที่แสดงถึงความสามารถในการเข้าถึงกันได้ โดยข่าวสารนี้เป็นในรูปแบบของเลขหมาย AS ของแต่ละฝ่าย ซึ่งต่างฝ่ายถือเป็นเส้นทางในการเข้าหากัน ข้อมูลนี้จะช่วยให้เราเตอร์สามารถสร้างผังของเส้นทางที่ปราศจากลูป (Loop) ในการเข้าหากัน อีกทั้งเราเตอร์ยังใช้เพื่อเป็นการกำหนดเส้นทางเชิงนโยบายที่มีเนื้อหาที่กำหนดข้อจำกัดต่าง ๆ

จุดประสงค์ของการใช้ BGP
1. BGP ให้ประโยชน์อย่างเห็นได้ชัด โดยเฉพาะการเชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ รวมทั้งลูกค้า และผู้ให้บริการโทรศัพท์ รวมทั้งเครือข่ายอื่น ๆ
2.BGP เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในรูปแบบของ Autonomous ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน
3. BGP เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในระดับ Enterprise หากองค์กรของท่านมีการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตแบบหลายเชื่อมต่อเพื่อผลแห่ง Redundancy BGP ก็สามารถทำ Load Balancing Traffic ได้บนเส้นทางที่เป็น Redundant Link
4. จัดเลือกเส้นทางผ่านทางเครือข่ายไปยัง Autonomous System อื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกัน
5. มีการเชื่อมต่อระหว่าง Autonomous System มากกว่า 1 เส้น
6. ควบคุมการลำเลียงข้อมูลข่าวสารที่วิ่งไปมาระหว่างระบบ Autonomous System
7. ท่านยังสามารถใช้ Policy ที่กำหนดให้ท่านสามารถเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดเพื่อเดินทางไปสู่ปลายทาง

เมื่อใดที่ยังไม่ควรใช้ BGP
1. เมื่อใดก็ตามที่ท่านมีการเชื่อมต่อระหว่าง Autonomous ที่แตกต่างกัน แต่มีเส้นทางการเชื่อมต่อเพียงหนึ่งเดียว ลักษณะแบบนี้ท่านควรใช้ Static Route และทำการ Redistribute Static Route นี้ผ่านไปที่ Autonomous System โดยการใช้ IGP Protocol แทน
2. หากท่านไม่ใช้ BGP ท่านจะสามารถลดขนาดของ Routing Table ลงได้ รวมทั้ง RAM ที่จะต้องนำมาติดตั้งใช้งานบนเราเตอร์สำหรับ BGP ได้ เนื่องจากการใช้ BGP Router ท่านจะต้องใช้ RAM ขนาด 128 เมกะไบต์ รวมทั้งซีพียูที่มีความเร็วสูงเพียงพอ เพื่อรองรับ BGP Routing Table ที่มีขนาดใหญ่ เช่น 120,000 Route

สรุปเหตุผลที่ไม่ควรใช้ BGP
1. เมื่อใดที่มีการเชื่อมต่อกันระหว่าง Autonomous ที่ต่างกันด้วยการเชื่อมต่อเพียงเส้นเดียว
2. เมื่อท่านยังไม่มีเราเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากเพียงพอที่จะรองรับการทำงานของ BGP
3. เมื่อท่านยังไม่มีแบนด์วิดธ์ (Bandwidth) ที่สูงมากเพียงพอเพื่อที่จะเชื่อมต่อระหว่าง Autonomous System


ชนิดของข่าวสารที่ใช้ใน BGP
ชนิดของข่าวสารที่ใช้ใน BGP มีอยู่ 4 แบบดังนี้
1. Open Message - ใช้เพื่อการสถาปนาจัดตั้งการเชื่อมต่อระหว่าง Router BGP
2. Keepalives - เป็นข่าวสารที่ใช้ทักทายเราเตอร์เพื่อนบ้าน โดยการส่งออกมาเป็นห้วงเวลาที่แน่นอนเพื่อการ Verify เส้นทาง หากค่านี้ถูกตั้งเป็น "0" หมายถึง Infinity ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการส่ง Keep Alive Message เกิดขึ้น
3. Update Message - ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทาง รวมทั้ง Path Attribute ภายใน Update Message นี้ครอบคลุมไปถึง Route ที่ถูกถอดออกจาก Routing Table หรือไม่มีตัวตนแล้ว การ Update 1 Path ต่อ 1 Update หากมีหลาย ๆ Path ก็ต้องมีหลาย Update
4. Notification - ใช้เพื่อการแจ้งเตือนความผิดพลาดที่เกิดขึ้น

************************************************************************************

Routing Information Protocol (RIP)
Routing Information Protocol หรือ RIP
เป็นโปรโตคอลเลือกเส้นทางประเภท Distance Vector ที่ถูกออกแบบมาให้ใช้กับเครือข่ายขนาดเล็กไปจนถึงขนาดกลางเป็นโปรโตคอลเลือกเส้นทางมาตรฐานที่ไม่ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตรายใด โดยมี RIP Version 1 ที่ได้รับมาตรฐาน RFC 1058 RIP เป็นโปรโตคอลที่เรียบง่าย อีกทั้งยังง่ายต่อการติดตั้ง แต่ความเรียบง่ายของมัน กลับซ่อน ปัญหาที่น่ากลัวไว้อยู่เบื้องหลัง

คุณลักษณะการทางานของ RIP มีดังต่อไปนี้
• RIP อาศัย ค่าของจานวน Hop เป็นหลัก เพื่อการเลือกเส้นทาง โดยจากัดที่ไม่เกิน 15 Hop
• RIP จะส่งข่าวสารเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทางออกไปทุก 30 วินาที
• การส่งข้อมูลเกี่ยวกับการปรับปรุงตารางเส้นทาง เป็นการส่งออกไปทั้งหมดของตารางทั้งที่ เป็นของเก่าและของใหม่
• การส่งข่าวสารเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทางจะเกิดขึ้นกับ Router ที่เชื่อมต่อกันโดยตรง เท่านั้น

การทำงานขั้นพื้นฐานของ RIP Version 1
การทางานขั้นพื้นฐานของ RIP ค่อนข้างเรียบง่าย ภายใต้กฎกติกา ดังนี้
• เมื่อใดที่มีการ Boot Router ขึ้น เส้นทางที่ Router จะต้องให้ความสนใจเป็นลาดับแรกได้แก่ เส้นทางที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายปลายทางโดยตรง ภายใต้ RIP Version 1 ตัว Router จะทำการแพร่กระจายข่าวสารเกี่ยวกับเครือข่ายที่มันรู้จักไป ทั่วเครือข่ายทุกเครือข่ายที่เชื่อมต่อกับมันโดยตรง
• Router ที่ทางานภายใต้ RIP จะรับฟังการแพร่ข่าวสารนี้ โดยข่าวสารที่ใช้แพร่กระจายไปทั่ว (Broadcast) นี้เป็นข่าวสารเพื่อการปรับปรุงเส้นทาง รวมทั้งการแสดงตัวตนของ Router
• การรับฟังการแพร่ข่าวสารไปทั่วของ Router เพื่อนบ้าน จะทาให้ Router ที่กาลังรับฟังอยู่ สามารถล่วงรู้เส้นทางไปสู่เครือข่าย อื่นๆ ที่ตนเองไม่รู้มาก่อน
• RIP ใช้ค่า Metric ประเภท Hop โดยอาศัยค่าที่แสดงจานวน Hop เป็นหลักเกณฑ์ เพื่อเลือก เส้นทาง โดยมีค่าของ Hop จากัดอยู่ที่ 15 หมายความว่า จานวนของ Hop ที่ Router นับได้ต้อง
ไม่เกิน 15 (15 Router ตลอดเส้นทางที่จะเดินทางผ่าน) ส่วน Hop ที่ 16 จะไม่สามารถเดินทาง ไปถึง
• หาก Router ตัวหนึ่ง เช่น Router A มีการส่งข้อมูลเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทาง ไปที่ Router B และ Router B จะสมมติว่า Hop ต่อไปของ ของเครือข่าย ที่ Router จะปรับปรุง ได้แก่ Router A พูดง่ายๆ ก็คือ Router ที่เชื่อมต่อระหว่างกันจะถือว่าต่างก็เป็น Hop หนึ่งในตาราง เส้นทางของตนเอง
• การส่ไม่เกิน 15 (15 Router ตลอดเส้นทางที่จะเดินทางผ่าน) ส่วน Hop ที่ 16 จะไม่สามารถเดินทาง ไปถึง
• หาก Router ตัวหนึ่ง เช่น Router A มีการส่งข้อมูลเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทาง ไปที่ Router B และ Router B จะสมมติว่า Hop ต่อไปของ ของเครือข่าย ที่ Router จะปรับปรุง ได้แก่ Router A พูดง่ายๆ ก็คือ Router ที่เชื่อมต่อระหว่างกันจะถือว่าต่างก็เป็น Hop หนึ่งในตาราง เส้นทางของตนเอง
• การส่งข้อมูลเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทางระหว่าง Router จะกระทาเป็นห้วงเวลาที่แน่นอนของ ข้อมูลเกี่ยวกับการปรับปรุงเส้นทางระหว่าง Router จะกระทาเป็นห้วงเวลาที่แน่นอน

การเกิดปัญหา Routing Loop RIP
เป็นตัวอย่างของปัญหาที่เกิดขึ้นบนโปรโตคอลเลือกเส้นทางอย่าง Distance Vector ปัญหาของ Router ที่ทางานภายใต้ RIP คือการที่ Router ไม่สามารถมองเห็นหรือเข้าใจภาพรวมของเครือข่ายทั้งหมด แต่จะอาศัยข้อมูลข่าวสารที่ได้รับจาก Router เพื่อนบ้านว่ามี Router อยู่กี่ตัว และเชื่อมต่อที่ใดบ้าง ด้วยเหตุนี้เมื่อใดที่เกิดการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นบนเครือข่าย Router จะไม่ได้รับการปรับปรุงข่าวสารนี้ได้พร้อมกันทุกตัว ทาให้ได้รับข้อมูลข่าวสารล่าช้าทาให้ Router บางตัวหรือส่วนใหญ่ยังเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงบนเครือข่ายยังไม่เกิดขึ้นทั้งที่มีบางเครือข่ายได้ล่มไปก่อนหน้านี้แล้ว Router เหล่านี้ก็ยังปรับปรุงข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางเก่าให้แก่กันทาให้เกิดปัญหาที่เรียกว่า Routing Loop โดย RoutingLoop เป็นเรื่องของ Packet ที่วิ่งกลับไปกลับมาระหว่าง Router 2 ตัวหรือมากกว่า โดยไม่สามารถหลุดออกไปจากวงจรสะท้อนกลับไปกลับมานี้ได้ บางครั้งเรียกลักษณะนี้ว่า Count to Infinityเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ RIP จะใช้กลไกการทำงานหลายประการ ดังนี้
• Count To Infinity
• Split Horizon
• Poison Reverse Update
• Hold Down Counter
• Triggered Updates

RIP Version 2
โดยปกติแล้ว RIP ถูกจัดว่าเป็น โปรโตคอลเลือกเส้นทางแบบ Classful ซึ่งหมายความว่า ภายใต้ RIP ตัว Router จะไม่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่าง Router ด้วยกัน หากมีเครือข่ายย่อย (Subnet) เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย หรือพูดง่ายๆ คือ RIP ไม่สนับสนุน การเชื่อมต่อในลักษณะเครือข่ายย่อยอีกทั้งไม่ยอมส่งผ่านข้อมูลของเครือข่ายย่อยออกสู่ Router อื่นๆ นอกจากนี้ โปรโตคอลRIP v1 ไม่สนับสนุน การแลกเปลี่ยนข่าวสาร ระหว่าง Router ที่ต้องการพิสูจน์สิทธิ์ ซึ่งกันและกันอีกทั้งมีข้อจากัดอื่นๆ หลายประการ RIP v2 ได้เพิ่มขีดความสามารถหลายประการที่ RIP v1 ไม่มี เช่น
1. สนับสนุน Authentication - ภายใต้ RIP v2 Router จะแลกเปลี่ยนข่าวสารเกี่ยวกับ เส้นทางและเครือข่าย ก็ต่อเมื่อได้พิสูจน์สิทธิ์ซึ่งกันและกันเสียก่อน โดยก่อนที่จะทาการ แลกเปลี่ยนข่าวสารกัน จะต้องใช้กระบวนการตรวจสอบ Router ที่จะสื่อสารด้วย เสียก่อน ด้วยวิธีการ 2 แบบ ได้แก่
1. แบบ Plain Text หรือแบบตัวอักษรที่ไม่ต้องเข้ารหัส กับแบบ MD5 (Message Digest 5)
2. RIP v2 สนับสนุน การจัดแบ่งเครือข่ายย่อยต่างๆ ที่มีขนาดสัดส่วนของจานวน Host ที่ไม่ เท่ากัน หรือที่เรียกว่า Variable Length Subject Masking (VLSM)
2. สนับสนุนให้ Router สามารถจัดกลุ่มเส้นทางต่างๆ ของเครือข่ายเข้าด้วยกัน เพื่อให้ สามารถรวมเส้นทางลงเหลือเพียงค่าเดียวซึ่งเรียกว่าเส้นทางสรุป วิธีการนี้เรียกว่า Classless Interdomain Routing หรือ CIDR

*************************************************************************************