Содержание:
- Как работает OSPF
- Типы сообщений OSPF
- Уникальные идентификаторы в OSPF
- Сети с множественным доступом
- Особенности расчета метрики
- Маршрутизаторы
Протокол динамической маршрутизации OSPF (Open Shortest Path First) – это один из важнейших элементов современных компьютерных сетей, который основан на технологии link-state. Протокол использует алгоритм Дейкстры, чтобы выбрать самый эффективный путь для передачи данных. Этот протокол был разработан специально для маршрутизации в крупных и сложных сетях и применяется там, где требуется высокая стабильность и точность маршрутизации. Что такое OSPF, разбираемся подробнее в этой статье.
Как работает OSPF
Протокол работает на основе технологии link-state, но что это означает? Каждый маршрутизатор в сети хранит полную ее карту, которая отображает все маршруты и состояния соединений. Эта информация распространяется между маршрутизаторами при помощи специальных пакетов-сообщений о состоянии соединения (LSA). Заметной и значимой особенностью функционирования OSPF является применение специфического алгоритма Дейкстры. С его помощью происходит выявление самого выгодного пути (специальная метрика) до каждого отдельного узла сети. Несмотря на то, что алгоритм изначально разрабатывался для решения задач графа (поиск кратчайшего пути), он идеально справляется с маршрутизацией в сложных сетях. Также OSPF использует понятие области или зоны (areas) и группирует узлы сети. Благодаря группировке существенно снижается нагрузка процессоров маршрутизатора. Дополнительно снижается объем трафика обновления маршрутов, так как информация о состоянии каналов распространяется только внутри одной области. Важно также отметить, что OSPF требует сложной и детальной настройки для корректной работы. При настройке нужно учитывать множество факторов, таких как топология сети, пропускная способность каналов, количество узлов и другие.
Типы сообщений OSPF
OSPF поддерживает несколько типов сообщений, которые используются для обмена информацией о состоянии каналов и для обслуживания протокола:
- Эти пакеты используются для установления и поддержания соседства между маршрутизаторами. Они посылаются периодически по многовещательному адресу;
- Database Description (DBD). Эти пакеты содержат краткое описание базы данных состояния канала (LSDB) маршрутизатора. Они используются в процессе обмена информацией между маршрутизаторами при установлении соседства;
- Link State Request (LSR). Этот тип пакетов используется для запроса полных данных о состоянии канала, которые были упомянуты в пакетах DBD, но отсутствуют в LSDB маршрутизатора;
- Link State Update (LSU). Эти пакеты содержат полные данные о состоянии канала, которые были запрошены с помощью LSR, или новые/обновленные данные, которые нужно передать другим маршрутизаторам;
- Link State Acknowledgment (LSAck). Этот тип пакетов используется для подтверждения получения LSU.
Периодичность отправки пакетов и интервалы между ними варьируются в зависимости от типа сообщения и конфигурации сети. Например, пакеты Hello отправляются каждые 10 секунд на Ethernet-соединениях, чтобы поддерживать соседство между маршрутизаторами.
Уникальные идентификаторы в OSPF
В протоколе OSPF каждый маршрутизатор имеет уникальный идентификатор – Router ID (RID). Он используется в качестве имени маршрутизатора в процессе работы OSPF и представляет собой 32-битное число, которое обычно отображается в формате четырех десятичных чисел, разделенных точками. Таким образом, он выглядит как обычный IP-адрес. RID маршрутизатора выбирается из IP-адресов, присвоенных маршрутизатору на момент его загрузки. Обычно это самый высокий IP-адрес на любом из его физических интерфейсов. Однако если на маршрутизаторе сконфигурирован loopback-интерфейс, то предпочтение отдается его IP-адресу. RID важен для работы OSPF, так как именно он используется при идентификации исходящих сообщений о состоянии соединения (LSA). Это значит, что при изменении RID маршрутизатор должен повторно начать процесс обмена LSA, что может привести к значительным задержкам в сети.
Сети с множественным доступом и OSPF
Сети с множественным доступом, такие как Ethernet, представляют особые трудности для OSPF. Когда много устройств могут быть подключены к одному и тому же сегменту сети, OSPF должен выбрать одно устройство (маршрутизатор), которое будет представлять весь сегмент в OSPF. Для этого OSPF использует понятие DR (Designated Router). Он отвечает за обмен информацией о маршрутизации с другими маршрутизаторами за пределами локального сегмента сети. Важно отметить, что выбор DR в OSPF основывается на приоритете, который устанавливается для каждого маршрутизатора. Если приоритеты равны, выбирается маршрутизатор с наивысшим Router ID.
Особенности расчета метрики в OSPF
OSPF использует понятие стоимости или метрики для определения оптимального пути к конечной точке. Стоимость пути рассчитывается как сумма стоимостей всех промежуточных сегментов сети. Однако способ расчета стоимости зависит от конкретной реализации OSPF. В стандартной реализации OSPF стоимость маршрута обратно пропорциональна пропускной способности маршрутизатора: чем выше пропускная способность, тем ниже стоимость. Но стоимость также может быть установлена вручную, что позволяет администратору сети влиять на выбор маршрута.
Маршрутизаторы OSPF
В OSPF маршрутизаторы могут быть классифицированы на различные типы в зависимости от их роли и местоположения в сети:
- IR (Internal Router). Это маршрутизатор, в котором все интерфейсы привязаны исключительно к одной конкретной области;
- ABR (Area Border Router). Он располагается в нулевой зоне с целью обеспечения связности с прочими зонами;
- ASBR (Autonomous System Boundary Router). Этот маршрутизатор гарантирует объединение автономных систем в целях обмена информацией о маршрутах.
Маршрутизаторы в целом protocol OSPF является невероятно мощным инструментом для маршрутизации в крупных и сложных сетях. Его гибкость, надежность и тщательно продуманная система расчета стоимости маршрутов делают его выбором № 1 для многих сетевых администраторов по всему миру. Если у вас остались вопросы по работе этого протокола, то вы всегда можете обратиться за консультацией к нашим специалистам компании по защите информации «Комрунет».