OSPF

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
OSI модел
7. Приложен слой
NNTP • SIP • SSI • DNS • FTP • Gopher • HTTP • NFS • NTP • SMPP • SMTP • DHCP • SNMP • SSH • Telnet • Netconf • други...
6. Представителен слой
MIME • XDR • TLS • SSL
5. Сесиен слой
Named Pipes • NetBIOS • SAP • L2TP • PPTP
4. Транспортен слой
TCP • UDP • SCTP • DCCP • SPX
3. Мрежов слой
IP (IPv4, IPv6) • ICMP • IPsec • IGMP • IPX  • AppleTalk  • OSPF • RIP • BGP • IGRP • EIGRP
2. Канален слой
ATM • SDLC • HDLC • ARP • CSLIP • SLIP • PLIP • IEEE 802.3 • Frame Relay • ITU-T G.hn DLL • PPP • X.25 • Суич
1. Физически слой
EIA/TIA-232 • EIA/TIA-449 • ITU-T V-Series • I.430 • I.431 • POTS • PDH • SONET/SDH • PON • OTN • DSL • IEEE 802.3 • IEEE 802.11 • IEEE 802.15 • IEEE 802.16 • IEEE 1394 • ITU-T G.hn PHY • USB • Bluetooth • Хъб

OSPF (Open Shortest Path First) е мрежов протокол със състояние на връзката (на латински: link-state protocol), който разделя топологията за рутиране на области. Протоколът е създаден с определена цел, а именно да изпълнява маршрутизиращи задачи в една корпоративна мрежа, като това изисква бързо обновяване на информацията, минимално рутиране на контролен трафик и по-голяма сигурност. Концепцията на OSPF е в създаването, поддържането и разпределянето на база данни със състояние на връзката, която описва сбор от маршрутизатори и техните работещи интерфейси. В тази база се описва също как рутерите са свързани и целта е да бъдат използвани интерфейсите им.

Цената е мерна единица, използвана за описание на близки по стойност коефициенти на полезно действие на различните рутери до определена дестинация. Всеки рутер в домейна е задължен да направи своята част от топологията чрез съобщения за състоянието на връзката – LSA. LSA съдържа информация, описваща маршрути, мрежи, достъпни маршрути, префикси на маршрути и метрики. Те се предават след това на всички останали маршрутизатори чрез процес, наречен „наводняване”, което означава, че останалите рутери си синхронизират базата данни помежду си. Докато всеки OSPF рутер има идентична база данни на състоянията на връзките, всеки рутер може да пресметне най-краткия път до желаната дестинация, използвайки алгоритъма на Дикстра за използване на най-краткия път с най-голям приоритет.

Предимството на OSPF е, че link-state информацията за всяка област се съдържа само в нея и само за нея. Link-state технологията разчита на това, че всеки рутер знае към какви мрежи е свързан всеки друг, т.е. какви link-ове има, откъдето идва и името link-state (състояние на връзките). Предимства: Всеки рутер в топологията получава link-state-ите на всички останали рутери в областта и съвкупността от информацията за тях се нарича link-state database (LSDB). Всички рутери в топологията имат един и същ link-state database и едно от нещата, които го правят тежък протокол, е именно обемът на базата данни.

LSA Link-state advertisment съдържа адреса на линка и типа на една или повече мрежи. Дефинират се различни видове LSA за различните типове мрежи и рутери. Всеки рутер праща multicast със своите линкове чрез LSA. От своя страна, всички съседи препращат получените LSA на останалите, така както са ги получили, като е ясно кой е оригиналният източник на даден LSA.

LSA Flood се нарича така заради количеството трафик, което поглъща, но след него всички рутери в топологията имат еднакви бази данни, които пускат SPF алгоритъм, който от своя страна прави няколко неща: изгражда граф на топологията. Този граф представлява състоянието на топологията, погледнато от неговата гледна точка. Edsger Dijsktra algorithm (на името на създателя си) алгоритъм за търсене на най-краткия път между два възела на насочен, претеглен, ориентиран граф.

Предимства на OSPF:

  • в OSPF няма ограничение за брой скокове
  • Интелигентното използване на VLSM е мнохо подходящо за използването на съвременна схема на IP адресиране
  • OSPF използва multicast-пакети, за да съобщи за промяна на състоянието на връзките. Така Маршрутизаторите, които не използват OSPF, не обработват такива пакети. Съобщенията се изпращат само при промяна на маршрути, а не периодично. Това осигурява по-добро използване на честотната лента
  • OSPF има по-добра сходимост в сравнение с RIP. Това е така, защото информацията за промяна на маршрут се разпространява веднага, а не периодично
  • OSPF създава по-добри условия за балансиране на натоварването
  • OSPF позволява логическо дефиниране на мрежи, където маршрутизаторите могат да бъдат разделени на области. Това ограничава разпространението на информацията за промяна на маршрути само до определени мрежи, когато това не е необходимо
  • OSPF позволява автентикация с различни методи и използване на пароли
  • OSPF позволява разпространяването на информация за външни пътища, която информация е инжектирана в автономната система от външни протоколи (EGP), например от BGP.

OSPF е протокол, използващ състоянията на връзките. За връзката може да се мисли като за интерфейс на маршрутизатор. Състоянието на тази връзка е описанието на този интерфейс, което включва например IP-адреса на интерфейса, маската, типа на мрежата, към която е свързан, свързаните маршрутизатори към тази мрежа и т.н. Сборът на всички тези параметри формира база данни за състоянието на връзката.

Всички OSPF маршрутизатори поддържат и създават три отделни бази данни:

  1. База данни за съседство (таблица за съседите). За да може OSPF маршрутизатор да научава за маршрутизатори и да извършва обмен с тях, той първо формира съседство с неговите директно свързани съседи в локалния сегмент. Ако не формира тази релационна връзка, той не може да участва в OSPF маршрутизацията. За да формира съседство, когато влиза online за първи път, OSPF машрутизаторът преминава през следните стъпки. Първо предава Hello пакети навън по локалния кабел, за да се идентифицира пред своите съседи, и второ приемащите OSPF маршрутизатори добавят новия маршрутизатор към техните бази данни за съседство и отговарят на Hello пакети с техен собствен Hello пакет, за да се идентифицира.
  2. База данни за състоянието на връзките (карта на топологията). Когато OSPF маршрутизаторите знаят с кои маршрутизатори да обменят информация,те могат да построят състоянието на връзките, което представлява пълна карта на топологията на интермрежата в OSPF областта, за да идентифицират всяка мрежа и подмрежа и пътя до всяка от тях. От тази база данни всеки маршрутизатор създава дървовидна структура, идентифицирайки себе си като корен, свързан към всяко местоназначение по най-късия път.
  3. База данни за препращане (маршрутна таблица). База данни за препращане или маршрутната таблица, използва базата данни за състоянието на връзките, за да формира своя база данни. Когато всеки маршрутизатор има пълна карта за топологията, той може да изпълнява SPF алгоритъм, за да определи най-добрия маршрут до всяко познато местоназначение. След това той записва тези маршрути в неговата локална маршрутна таблица, за да може да препраща данни.

OSPF може да поддържа различни архитектури от каналния слой, например LAN и WAN връзки. Начинът на осъществяване на обмена на съседства и база данни зависи от архитектурата, в която се изпълнява OSPF. Когато съществува само една област, OSPF автономната система и областта са едно и също. Всички маршрутизатори в OSPF областта поддържат копие на една и съща база данни за състоянието на връзките. Когато съществуват множество области, маршрутизаторите се свързват към всички области, поддържащи отделни бази данни за област.