Сначала откройте кратчайший путь

Open Shortest Path First ( OSPF ) - это протокол маршрутизации для сетей Интернет-протокола (IP). Он использует алгоритм маршрутизации по состоянию канала (LSR) и попадает в группу протоколов внутреннего шлюза (IGP), работающих в рамках одной автономной системы (AS). Он определен как OSPF Version 2 в RFC 2328 (1998) для IPv4 . ^[1] Обновления для IPv6 указаны как OSPF версии 3 в RFC 5340 (2008). ^[2] OSPF поддерживает модель адресации с бесклассовой междоменной маршрутизацией (CIDR).

OSPF - это широко используемый IGP в крупных корпоративных сетях . IS-IS , еще один протокол на основе LSR, более распространен в сетях крупных поставщиков услуг .

Операция [ править ]

OSPF был разработан как протокол внутреннего шлюза (IGP) для использования в автономной системе, такой как локальная сеть (LAN). Он реализует алгоритм Дейкстры , также известный как алгоритм поиска кратчайшего пути (SPF). Как протокол маршрутизации по состоянию канала он был основан на алгоритме состояния канала, разработанном для ARPANET в 1980 году, и протоколе маршрутизации IS-IS . OSPF был впервые стандартизирован в 1989 году как RFC 1131, который теперь известен как OSPF версии 1. Работа по разработке OSPF до его кодификации в качестве открытого стандарта в основном проводилась Digital Equipment Corporation , которая разработала собственный запатентованный DECnet.протоколы. ^[3]

Протоколы маршрутизации, такие как OSPF, вычисляют кратчайший маршрут к месту назначения через сеть на основе алгоритма. Первый широко внедренный протокол маршрутизации, Routing Information Protocol (RIP), рассчитывал кратчайший маршрут на основе переходов, то есть количества маршрутизаторов, которые IP-пакет должен был пройти, чтобы достичь хоста назначения. RIP успешно реализовал динамическую маршрутизацию , при которой таблицы маршрутизации меняются при изменении топологии сети . Но RIP не адаптировал свою маршрутизацию к изменяющимся условиям сети, таким как скорость передачи данных . Спрос на протокол динамической маршрутизации, способный вычислять самые быстрыемаршрут к месту назначения. OSPF был разработан таким образом, чтобы кратчайший путь через сеть рассчитывался на основе стоимости маршрута с учетом пропускной способности , задержки и нагрузки. ^[4] Таким образом, OSPF выполняет расчет стоимости маршрута на основе параметров стоимости канала, которые могут быть взвешены администратором. OSPF был быстро принят, потому что он стал известен надежным расчетом маршрутов через большие и сложные локальные сети. ^[5]

В качестве протокола маршрутизации состояния каналов OSPF поддерживает базы данных состояний каналов, которые на самом деле являются картами топологии сети, на каждом маршрутизаторе, на котором он реализован. Состояние данного маршрута в сети является стоимость, и OSPF алгоритм позволяет каждому маршрутизатору рассчитать стоимость маршрутов для любого данного достижимого назначения. ^[6] Если администратор не выполнил конфигурацию, стоимость канала, подключенного к маршрутизатору, определяется скоростью передачи (1 Гбит / с, 10 Гбит / с и т. Д.) Интерфейса. Интерфейс маршрутизатора с OSPF затем объявляет стоимость своего канала соседним маршрутизаторам посредством многоадресной рассылки, известной как процедура приветствия . ^[7]Все маршрутизаторы с реализацией OSPF продолжают отправлять пакеты приветствия, и, таким образом, изменения стоимости их каналов становятся известны соседним маршрутизаторам. ^[8] Информация о стоимости канала, то есть скорости двухточечного соединения между двумя маршрутизаторами, затем каскадно передается по сети, поскольку маршрутизаторы OSPF объявляют информацию, которую они получают от одного соседнего маршрутизатора, всем другим соседним маршрутизаторам. Этот процесс лавинной рассылки информации о состоянии канала через сеть известен как синхронизация . На основе этой информации все маршрутизаторы с реализацией OSPF постоянно обновляют свои базы данных состояний каналов информацией о топологии сети и корректируют свои таблицы маршрутизации. ^[9]

Сеть OSPF может быть структурирована, или измельчению, в маршрутизации областей для упрощения администрирования и оптимизации трафика и использования ресурсов. Области идентифицируются 32-битными числами, выраженными либо просто в десятичном виде, либо часто в той же десятичной системе, которая используется для адресов IPv4. По соглашению область 0 (ноль) или 0,0.0.0 представляет ядро ​​или магистраль.область сети OSPF. Хотя определения других областей могут быть выбраны по желанию; администраторы часто выбирают IP-адрес основного маршрутизатора в области в качестве идентификатора области. Каждая дополнительная область должна иметь соединение с магистральной областью OSPF. Такие соединения поддерживаются соединяющимся маршрутизатором, известным как пограничный маршрутизатор области (ABR). ABR поддерживает отдельные базы данных состояний каналов для каждой области, которую он обслуживает, и сводные маршруты для всех областей в сети.

Протокол OSPF обнаруживает изменения в топологии, такие как отказы линии связи и сходится на новую петлю свободной структуры маршрутизации в течение нескольких секунд. ^[10]

OSPF стал популярным протоколом динамической маршрутизации. Другими широко используемыми протоколами динамической маршрутизации являются RIPv2 и протокол пограничного шлюза (BGP). ^[11] Сегодня маршрутизаторы поддерживают по крайней мере один протокол внутреннего шлюза для объявления своих таблиц маршрутизации в локальной сети. Помимо OSPF, часто применяемыми протоколами внутреннего шлюза являются RIPv2, IS-IS и EIGRP (расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза). ^[12]

Отношения маршрутизатора [ править ]

OSPF поддерживает сложные сети с несколькими маршрутизаторами, включая резервные маршрутизаторы, для балансировки нагрузки трафика на нескольких каналах с другими подсетями. Соседние маршрутизаторы в одном и том же широковещательном домене или на каждом конце канала связи точка-точка обмениваются данными друг с другом по протоколу OSPF. Маршрутизаторы образуют смежность, когда они обнаруживают друг друга. Это обнаружение инициируется, когда маршрутизатор идентифицирует себя в пакете протокола Hello . После подтверждения это устанавливает двустороннее состояние и самые основные отношения. Маршрутизаторы в сети Ethernet или Frame Relay выбирают выделенный маршрутизатор (DR) и резервный выделенный маршрутизатор.(BDR), которые действуют как концентратор для уменьшения трафика между маршрутизаторами. OSPF использует режимы одноадресной и многоадресной передачи для отправки пакетов «Hello» и обновлений состояния канала.

В качестве протокола маршрутизации на основе состояния канала OSPF устанавливает и поддерживает отношения соседей для обмена обновлениями маршрутизации с другими маршрутизаторами. Таблица отношений соседства называется базой данных смежности.. Два маршрутизатора OSPF являются соседями, если они являются членами одной подсети и имеют одинаковый идентификатор области, маску подсети, таймеры и аутентификацию. По сути, соседство OSPF - это отношения между двумя маршрутизаторами, которые позволяют им видеть и понимать друг друга, но не более того. Соседи OSPF не обмениваются никакой информацией о маршрутизации - они обмениваются только пакетами Hello. Смежности OSPF формируются между выбранными соседями и позволяют им обмениваться информацией о маршрутизации. Два маршрутизатора сначала должны быть соседями, и только потом они могут стать соседними. Два маршрутизатора становятся смежными, если хотя бы один из них является назначенным маршрутизатором или резервным выделенным маршрутизатором (в сетях с множественным доступом), или они соединены сетью типа «точка-точка» или «точка-многоточка». Для формирования соседских отношений междуинтерфейсы, используемые для установления связи, должны находиться в одной и той же области OSPF. Хотя интерфейс может быть настроен для принадлежности к нескольким областям, это обычно не практикуется. При настройке во второй области интерфейс должен быть настроен как вторичный интерфейс.

Конечный автомат смежности [ править ]

Каждый маршрутизатор OSPF в сети обменивается данными с другими соседними маршрутизаторами на каждом соединительном интерфейсе, чтобы установить состояния всех смежностей. Каждая такая коммуникационная последовательность представляет собой отдельный диалог, идентифицируемый парой идентификаторов маршрутизаторов взаимодействующих соседей. RFC 2328 определяет протокол , для инициирования этих разговоров ( Hello Protocol ) , а также для создания полной смежности ( описания базы данных пакетов , Link State Request Пакеты ). В ходе каждого разговора маршрутизатора проходит максимум восемь условий, определяемых конечным автоматом: ^{[1] [13]}

1. Down: состояние down представляет собой начальное состояние диалога, когда между маршрутизаторами с протоколом Hello не обменивалась и не сохранялась информация.
2. Попытка: Покушение состояние похоже на Даун состояние, за исключение того, что маршрутизатор находится в процессе усилий по созданию разговора с другим маршрутизатором, но используется только в NBMA сетях.
3. Init: состояние Init указывает, что пакет HELLO был получен от соседа, но маршрутизатор не установил двусторонний диалог.
4. 2-Way: 2-стороннее состояние указывает на установление двунаправленного разговора между двумя маршрутизаторами. Это состояние непосредственно предшествует установлению смежности. Это самое низкое состояние маршрутизатора, которое можно рассматривать как назначенный маршрутизатор.
5. ExStart: состояние ExStart - это первый этап установления смежности двух маршрутизаторов.
6. Exchange: в состоянии Exchange маршрутизатор отправляет информацию о своей базе данных состояния канала соседнему соседу. В этом состоянии маршрутизатор может обмениваться всеми пакетами протокола маршрутизации OSPF.
7. Загрузка: в состоянии загрузки маршрутизатор запрашивает самые последние объявления о состоянии канала (LSA) у своего соседа, обнаруженного в предыдущем состоянии.
8. Full: состояние Full завершает диалог, когда маршрутизаторы полностью смежны, и состояние отображается во всех LSA маршрутизатора и сети. Базы данных состояний связей соседей полностью синхронизированы.

Сообщения OSPF [ править ]

В отличие от других протоколов маршрутизации, OSPF не передает данные через транспортный протокол, такой как протокол дейтаграмм пользователя (UDP) или протокол управления передачей (TCP). Вместо этого OSPF формирует дейтаграммы IP напрямую, упаковывая их, используя номер протокола 89 для поля IP Protocol . OSPF определяет пять различных типов сообщений для различных типов связи:

Привет

Сообщения Hello используются как форма приветствия, чтобы позволить маршрутизатору обнаруживать другие соседние маршрутизаторы в своих локальных каналах и сетях. Сообщения устанавливают отношения между соседними устройствами (называемые смежностями) и передают ключевые параметры о том, как OSPF должен использоваться в автономной системе или области. Во время нормальной работы маршрутизаторы отправляют сообщения приветствия своим соседям через равные промежутки времени ( интервал приветствия ); если маршрутизатор перестает получать приветственные сообщения от соседа, по истечении заданного периода ( мертвого интервала ) маршрутизатор будет считать, что сосед вышел из строя.

Описание базы данных ( DBD )

Сообщения с описанием базы данных содержат описания топологии автономной системы или области. Они передают содержимое базы данных состояний каналов (LSDB) для области от одного маршрутизатора к другому. Связь с большим LSDB может потребовать отправки нескольких сообщений, если передающее устройство будет назначено в качестве ведущего и отправит сообщения последовательно, при этом ведомое устройство (получатель информации LSDB) будет отвечать подтверждениями.

Запрос состояния канала ( LSR )

Сообщения запроса состояния канала используются одним маршрутизатором для запроса обновленной информации о части LSDB у другого маршрутизатора. В сообщении указываются ссылки, по которым запрашивающее устройство хочет получить более подробную информацию.

Обновление состояния канала ( LSU )

Link-обновление состояние сообщение содержит обновленную информацию о состоянии определенных ссылок на LSDB. Они отправляются в ответ на сообщение запроса состояния канала, а также на регулярной основе широковещательные или многоадресные маршрутизаторы. Их содержимое используется для обновления информации в LSDB маршрутизаторов, которые их получают.

Подтверждение состояния канала ( LSAck )

Сообщения подтверждения состояния канала обеспечивают надежность процесса обмена состоянием канала, явно подтверждая получение сообщения обновления состояния канала.

Области OSPF [ править ]

Сеть OSPF можно разделить на области, которые представляют собой логические группы узлов и сетей. Область включает в себя подключающийся к нему маршрутизатор, имеющий интерфейсы, подключенные к сети. Каждая область поддерживает отдельную базу данных состояний каналов, информация о которой может быть обобщена для остальной части сети с помощью подключающегося маршрутизатора. Таким образом, топология области за пределами области неизвестна. Это уменьшает трафик маршрутизации между частями автономной системы.

OSPF может обрабатывать тысячи маршрутизаторов, больше заботясь о достижении емкости таблицы базы данных пересылки (FIB), когда сеть содержит множество маршрутов и низкоуровневые устройства. ^[14] Современные недорогие маршрутизаторы имеют полный гигабайт оперативной памяти ^[15], что позволяет им обрабатывать множество маршрутизаторов в области 0. Многие ресурсы ^[16] относятся к руководствам OSPF более 20 лет назад, где было впечатляющим наличие 64 МБ оперативной памяти.

Области однозначно идентифицируются 32-битными числами. Идентификаторы области обычно записываются в десятичной системе с точками, знакомой по адресации IPv4. Однако они не являются IP-адресами и могут без конфликтов дублировать любой IPv4-адрес. Идентификаторы областей для реализаций IPv6 (OSPFv3) также используют 32-битные идентификаторы, записанные в той же нотации. Когда точечное форматирование опущено, большинство реализаций расширяют область 1 до идентификатора области 0.0.0.1 , но некоторые, как известно, расширяют его как 1.0.0.0 . ^{[ необходима цитата ]}

OSPF определяет несколько специальных типов областей:

Магистральная область [ править ]

Магистральная область (также известная как область 0 или область 0.0.0.0 ) образует ядро ​​сети OSPF. Все остальные области подключены к нему напрямую или через другие маршрутизаторы. Маршрутизация между областями происходит через маршрутизаторы, подключенные к магистральной области и к своим собственным связанным областям. Это логическая и физическая структура для «домена OSPF», присоединенная ко всем ненулевым областям в домене OSPF. Обратите внимание, что в OSPF термин «граничный маршрутизатор автономной системы» (ASBR) является историческим в том смысле, что многие домены OSPF могут сосуществовать в одной и той же видимой в Интернете автономной системе, RFC 1996. ^{[17] [18]}

Магистральная область отвечает за распределение маршрутной информации между не магистральными областями. Магистраль должна быть непрерывной, но не обязательно физически смежной; магистральное соединение может быть установлено и поддержано посредством конфигурации виртуальных каналов.

Все области OSPF должны подключаться к магистральной области. Однако это соединение может быть через виртуальное соединение. Например, предположим, что область 0.0.0.1 имеет физическое соединение с областью 0.0.0.0. Далее предположим, что у области 0.0.0.2 нет прямого соединения с магистралью, но у этой области есть соединение с областью 0.0.0.1. Область 0.0.0.2 может использовать виртуальный канал через транзитную область 0.0.0.1 для достижения магистрали. Чтобы быть транзитной зоной, она должна иметь атрибут транзита, поэтому она ни в коем случае не может быть короткой.

Обычная зона [ править ]

Обычная область - это просто не магистральная (ненулевая) область без конкретной функции, генерирующей и получающей сводные и внешние LSA. Особый вид такой области - позвоночник.

Зона транзита [ править ]

Транзитная зона - это зона с двумя или более пограничными маршрутизаторами OSPF, которая используется для передачи сетевого трафика из одной соседней зоны в другую. Транзитная зона не является источником этого трафика и не является его местом назначения. Магистральная зона - это особый тип транзитной зоны.

Заглушка [ править ]

Тупиковая область - это область, которая не принимает объявления о маршрутах, внешних по отношению к AS, а маршрутизация изнутри области полностью основана на маршруте по умолчанию. ABR удаляет LSA типа 4, 5 из внутренних маршрутизаторов, отправляет им маршрут по умолчанию 0.0.0.0 и превращается в шлюз по умолчанию. Это уменьшает размер LSDB и таблицы маршрутизации для внутренних маршрутизаторов.

Модификации базовой концепции тупиковой области были реализованы поставщиками систем, например, полностью тупиковая зона (TSA) и не очень тупиковая зона (NSSA), которые являются расширением в оборудовании маршрутизации Cisco Systems .

Не такая уж короткая область [ править ]

Не столь короткая область (NSSA) представляет собой тип заглушки области , которая может импортировать автономную систему внешних маршрутов и отправить их в другие районы, но до сих пор не может получить AS-внешние маршрутов из других областей. ^[19] NSSA является расширением функции тупиковой области, которая позволяет вводить внешние маршруты в ограниченном режиме в тупиковую область. Тематическое исследование имитирует решение NSSA обойти проблему Stub Area, связанную с невозможностью импортировать внешние адреса. Он визуализирует следующие действия: ASBR импортирует внешние адреса с LSA типа 7, ABR преобразует LSA типа 7 в тип 5 и рассылает его другим областям, ABR действует как «ASBR» для других областей. ASBR не принимают LSA типа 5, а затем преобразуются в LSA типа 7 для области.

Собственные расширения [ править ]

Несколько поставщиков (Cisco, Allied Telesis, Juniper, Alcatel-Lucent, Huawei, Quagga) реализуют два указанных ниже расширения для тупиковых и не очень тупиковых областей. Хотя они не охватываются стандартами RFC, многие считают их стандартными функциями в реализациях OSPF.

Полностью укороченная область

Полностью коротенькая область похожа на тупиковую область. Однако в этой области не разрешены суммарные маршруты в дополнение к отсутствию внешних маршрутов, то есть маршруты между областями (IA) не суммируются в полностью короткие области. Единственный способ маршрутизации трафика за пределы области - это маршрут по умолчанию, который является единственным объявлением LSA типа 3, объявленным в этой области. Когда есть только один маршрут из области, меньше решений по маршрутизации должно приниматься процессором маршрутов, что снижает использование системных ресурсов.

Иногда говорят, что TSA может иметь только один ABR. ^[20]

NSSA полностью укороченная область

В дополнение к стандартной функциональности NSSA, полностью укороченный NSSA - это NSSA, который принимает атрибуты TSA, что означает, что сводные маршруты типов 3 и 4 не загружаются в этот тип области. Также можно объявить область как полностью короткой, так и не такой уж короткой, что означает, что область будет получать только маршрут по умолчанию из области 0.0.0.0, но также может содержать граничный маршрутизатор автономной системы (ASBR), который принимает внешний информация маршрутизации и вводит ее в локальную область, а из локальной области в область 0.0.0.0.

При перераспределении в область NSSA создается специальный тип LSA, известный как тип 7, который может существовать только в области NSSA. NSSA ASBR генерирует этот LSA, а маршрутизатор NSSA ABR транслирует его в LSA типа 5, который распространяется в домен OSPF.

Недавно приобретенная дочерняя компания является одним из примеров того, где может быть уместно, чтобы область была одновременно не такой короткой и полностью короткой, если практическое место для установки ASBR находится на краю полностью короткой области. В таком случае ASBR отправляет внешние сигналы в полностью закрытую область, и они доступны для динамиков OSPF в этой области. В реализации Cisco внешние маршруты можно суммировать, прежде чем вводить их в полностью изолированную область. В общем, ASBR не должен объявлять дефолт в TSA-NSSA, хотя это может работать при очень тщательном проектировании и эксплуатации в ограниченных особых случаях, в которых такая реклама имеет смысл.

Если объявить полностью короткую область как NSSA, никакие внешние маршруты из магистрали, кроме маршрута по умолчанию, не войдут в обсуждаемую область. Внешние элементы достигают области 0.0.0.0 через TSA-NSSA, но никакие маршруты, кроме маршрута по умолчанию, не входят в TSA-NSSA. Маршрутизаторы в TSA-NSSA отправляют весь трафик в ABR, за исключением маршрутов, объявленных ASBR.

Типы маршрутизаторов [ править ]

OSPF определяет следующие перекрывающиеся категории маршрутизаторов:

Внутренний маршрутизатор (IR)

Внутренний маршрутизатор имеет все интерфейсы , принадлежащие к одной и той же области.

Маршрутизатор границы зоны (ABR)

Пограничный маршрутизатор является маршрутизатором , который соединяет одну или несколько областей к основной магистральной сети. Он считается членом всех областей, с которыми он связан. ABR хранит в памяти несколько экземпляров базы данных состояний каналов , по одному для каждой области, к которой подключен маршрутизатор.

Магистральный маршрутизатор (BR)

Магистральная маршрутизатор имеет интерфейс к магистральной области. Магистральные маршрутизаторы также могут быть локальными маршрутизаторами, но не обязательно.

Граничный маршрутизатор автономной системы (ASBR)

Автономная система пограничного маршрутизатора является маршрутизатором , который соединен с помощью более одного протокола маршрутизации и обмена информацией о маршрутизации с маршрутизаторами автономных систем. ASBR обычно также запускают протокол внешней маршрутизации (например, BGP ) или используют статические маршруты, либо и то, и другое. ASBR используется для распределения маршрутов, полученных от других внешних AS, по его собственной автономной системе. ASBR создает внешние LSA для внешних адресов и рассылает их во все области через ABR. Маршрутизаторы в других областях используют ABR в качестве следующих переходов для доступа к внешним адресам. Затем ABR пересылает пакеты в ASBR, который объявляет внешние адреса.

Тип маршрутизатора - это атрибут процесса OSPF. Данный физический маршрутизатор может иметь один или несколько процессов OSPF. Например, маршрутизатор, подключенный к нескольким областям и принимающий маршруты от процесса BGP, подключенного к другой AS, является как пограничным маршрутизатором области, так и пограничным маршрутизатором автономной системы.

У каждого маршрутизатора есть идентификатор, обычно записываемый в десятичном формате с разделительными точками (например, 1.2.3.4) IP-адреса. Этот идентификатор должен быть установлен в каждом экземпляре OSPF. Если явно не настроен, наивысший логический IP-адрес будет продублирован как идентификатор маршрутизатора. Однако, поскольку идентификатор маршрутизатора не является IP-адресом, он не обязательно должен быть частью какой-либо маршрутизируемой подсети в сети, и часто не во избежание путаницы.

Атрибуты маршрутизатора [ править ]

Помимо четырех типов маршрутизаторов, OSPF использует термины назначенный маршрутизатор (DR) и резервный назначенный маршрутизатор (BDR), которые являются атрибутами интерфейса маршрутизатора.

Назначенный маршрутизатор

Назначенный маршрутизатор (DR) , представляет собой интерфейс маршрутизатора избранный среди всех маршрутизаторов на определенном множественным сегменте сети, как правило , предполагается, что широковещательный множественным. Для поддержки функции DR в среде с нешироковещательным множественным доступом (NBMA) могут потребоваться специальные методы, часто зависящие от производителя. Обычно разумно настроить отдельные виртуальные каналы подсети NBMA как отдельные линии точка-точка; используемые методы зависят от реализации.

Резервный назначенный маршрутизатор

Резервный выделенный маршрутизатор (BDR) является маршрутизатором , который становится назначенным маршрутизатором , если текущий назначенный маршрутизатор имеет проблему или не удается. BDR - это маршрутизатор OSPF со вторым по важности приоритетом во время последних выборов.

У данного маршрутизатора могут быть одни интерфейсы, которые назначены (DR), другие - резервные (BDR), а другие - неназначенные. Если ни один маршрутизатор не является DR или BDR в данной подсети, сначала выбирается BDR, а затем проводятся вторые выборы для DR. ^{[1] : 75} DR избирается на основании следующих критериев по умолчанию:

• Если настройка приоритета на маршрутизаторе OSPF установлена ​​на 0, это означает, что он НИКОГДА не может стать DR или BDR.
• Когда DR выходит из строя и BDR вступает во владение, происходит еще одно выборы, чтобы увидеть, кто станет замещающим BDR.
• Маршрутизатор, отправляющий пакеты Hello с наивысшим приоритетом, побеждает в выборах.
• Если два или более маршрутизатора связаны с установкой наивысшего приоритета, побеждает маршрутизатор, отправляющий Hello с наивысшим RID (идентификатором маршрутизатора). ПРИМЕЧАНИЕ: RID - это наивысший логический (кольцевой) IP-адрес, настроенный на маршрутизаторе, если логический / кольцевой IP-адрес не установлен, тогда маршрутизатор использует наивысший IP-адрес, настроенный на его активных интерфейсах (например, 192.168.0.1 будет выше, чем 10.1). .1.2 ).
• Обычно маршрутизатор со вторым по величине номером приоритета становится BDR.
• Значения приоритета находятся в диапазоне от 0 до 255, ^[21] с более высоким значением, увеличивающим его шансы стать DR или BDR.
• Если маршрутизатор OSPF с более высоким приоритетом подключается к сети после того, как состоялись выборы, он не станет DR или BDR, пока (по крайней мере) не откажут DR и BDR.
• Если текущий DR «выходит из строя», текущий BDR становится новым DR, и происходят новые выборы для поиска другого BDR. Если новый DR затем «отключается» и теперь доступен исходный DR, все еще выбранный ранее BDR станет DR.

DR существуют с целью уменьшения сетевого трафика путем предоставления источника обновлений маршрутизации. DR поддерживает полную таблицу топологии сети и отправляет обновления другим маршрутизаторам посредством многоадресной рассылки. Все маршрутизаторы в сегменте сети с множественным доступом будут формировать отношения ведомый / ведущий с DR. Они образуют смежность только с DR и BDR. Каждый раз, когда маршрутизатор отправляет обновление, он отправляет его в DR и BDR по многоадресному адресу 224.0.0.6 . Затем DR отправит обновление всем другим маршрутизаторам в этой области на адрес многоадресной рассылки 224.0.0.5.. Таким образом, всем маршрутизаторам не нужно постоянно обновлять друг друга, и они могут получать все свои обновления из одного источника. Использование многоадресной рассылки дополнительно снижает нагрузку на сеть. DR и BDR всегда настраиваются / выбираются в широковещательных сетях OSPF. DR также могут быть выбраны в сетях NBMA (Non-Broadcast Multi-Access), таких как Frame Relay или ATM. DR или BDR не выбираются для соединений точка-точка (таких как соединение WAN точка-точка), потому что два маршрутизатора по обе стороны канала должны стать полностью смежными, а пропускная способность между ними не может быть дополнительно оптимизирована. Маршрутизаторы DR и без DR переходят от двухсторонних к отношениям полной смежности путем обмена DD, Request и Update.

Метрики маршрутизации [ править ]

OSPF использует стоимость пути в качестве основной метрики маршрутизации, которая была определена стандартом как не приравниваемая к какому-либо стандартному значению, например скорости, поэтому разработчик сети мог выбрать метрику, важную для проекта. На практике это определяется путем сравнения скорости интерфейса с эталонной полосой пропускания для процесса OSPF. Стоимость определяется путем деления эталонной полосы пропускания на скорость интерфейса (хотя стоимость любого интерфейса может быть переопределена вручную). Если эталонная полоса пропускания установлена ​​на «10000», тогда стоимость канала 10 Гбит / с будет равна 1. Любые скорости меньше 1 округляются до 1. ^[22] Вот пример таблицы, которая показывает метрику маршрутизации или «расчет стоимости» на интерфейсе.

OSPF - это протокол уровня 3: если коммутатор уровня 2 находится между двумя устройствами, на которых работает OSPF, одна сторона может согласовывать скорость, отличную от другой. Это может создать асимметричную маршрутизацию в канале (маршрутизатор 1 - маршрутизатор 2 может стоить «1», а обратный путь - «10»), что может привести к непредвиденным последствиям.

Однако показатели можно напрямую сравнивать только в том случае, если они одного типа. Различают четыре типа показателей. По мере уменьшения предпочтения эти типы (например, внутриобластный маршрут всегда предпочтительнее внешнего маршрута независимо от метрики):

1. Внутри-область
2. Межрайонный
3. Внешний тип 1, который включает как стоимость внешнего пути, так и сумму затрат внутреннего пути к ASBR, который объявляет маршрут, ^[23]
4. Внешний тип 2, значение которого является исключительно значением стоимости внешнего пути,

OSPF v3 [ править ]

OSPF версии 3 вносит изменения в реализацию протокола IPv4. ^[2] За исключением виртуальных каналов, все соседние коммутаторы используют исключительно локальную адресацию IPv6. Протокол IPv6 работает для каждой ссылки, а не для подсети . Вся информация IP-префикса была удалена из объявлений о состоянии канала и из пакета обнаружения приветствия, что сделало OSPFv3 практически независимым от протокола. Несмотря на расширенную IP-адресацию до 128 бит в IPv6, идентификация области и маршрутизатора по-прежнему основывается на 32-битных числах.

Расширения OSPF [ править ]

Транспортная инженерия [ править ]

OSPF-TE - это расширение OSPF, расширяющее выразительность, позволяющее управлять трафиком и использовать его в сетях, отличных от IP. ^[24] Используя OSPF-TE, можно обмениваться дополнительной информацией о топологии, используя непрозрачные LSA, несущие элементы типа-длины-значения . Эти расширения позволяют OSPF-TE полностью работать вне полосы пропускания сети уровня данных. Это означает, что его также можно использовать в сетях, отличных от IP, например в оптических.

OSPF-TE используется в сетях GMPLS как средство описания топологии, по которой могут быть установлены пути GMPLS. GMPLS использует свои собственные протоколы настройки пути и пересылки, если у него есть полная карта сети.

В протоколе резервирования ресурсов (RSVP) OSPF-TE используется для записи и лавинной рассылки резервирований полосы пропускания RSVP для маршрутов с коммутацией меток в базе данных состояний каналов .

Оптическая маршрутизация [ править ]

Документы RFC  3717 работают с оптической маршрутизацией для IP на основе расширений OSPF и IS-IS. ^[25]

Многоадресная рассылка сначала откройте кратчайший путь [ править ]

Протокол Multicast Open Shortest Path First (MOSPF) является расширением OSPF для поддержки многоадресной маршрутизации. MOSPF позволяет маршрутизаторам обмениваться информацией о членстве в группах.

OSPF в широковещательных и не широковещательных сетях [ править ]

В широковещательных сетях с множественным доступом смежность между соседями формируется динамически с использованием многоадресных пакетов приветствия на 224.0.0.5 . DR и BDR обычно выбираются и функционируют нормально.

Для нешироковещательных сетей с множественным доступом (NBMA) определены следующие два официальных режима: ^[1]

• не транслируемый
• точка-многоточка

Cisco определила следующие три дополнительных режима для OSPF в топологиях NBMA: ^[26]

• точка-многоточка без широковещательной передачи
• транслировать
• точка-точка

Известные реализации [ править ]

• Allied Telesis внедряет OSPFv2 и OSPFv3 в Allied Ware Plus (AW +)
• Arista Networks реализует OSPFv2 и OSPFv3
• BIRD реализует как OSPFv2, так и OSPFv3.
• Cisco IOS
• Cisco Meraki
• D-Link реализует OSPFv2 на маршрутизаторе Unified Services Router.
• Dell FTOS реализует OSPFv2 и OSPFv3
• ExtremeXOS
• GNU Zebra , пакет маршрутизации GPL для Unix-подобных систем, поддерживающих OSPF
• Можжевельник Юнос
• NetWare реализует OSPF в своем модуле многопротокольной маршрутизации.
• OpenBSD включает OpenOSPFD , реализацию OSPFv2.
• Quagga , форк GNU Zebra для Unix-подобных систем
• XORP , пакет маршрутизации, реализующий RFC2328 (OSPFv2) и RFC2740 (OSPFv3) как для IPv4, так и для IPv6.
• Windows NT 4.0 Server, Windows 2000 Server и Windows Server 2003 реализовали OSPFv2 в службе маршрутизации и удаленного доступа , хотя в Windows Server 2008 эта функциональность была удалена .

Приложения [ править ]

OSPF - это широко распространенный протокол маршрутизации, который может объединить сеть за несколько секунд и гарантировать пути без петель. Он имеет множество функций, которые позволяют налагать политики в отношении распространения маршрутов, которые, возможно, целесообразно оставить локальными, для распределения нагрузки и для выборочного импорта маршрутов. IS-IS, напротив, может быть настроен для снижения накладных расходов в стабильной сети, что чаще встречается в ISP, чем в корпоративных сетях. Есть несколько исторических случайностей, которые сделали IS-IS предпочтительным IGP для интернет-провайдеров, но сегодня интернет-провайдеры вполне могут выбрать использование функций теперь эффективных реализаций OSPF ^[27], предварительно рассмотрев плюсы и минусы IS-IS в среды поставщика услуг. ^[28]

OSPF может обеспечить лучшее распределение нагрузки по внешним ссылкам, чем другие IGP. ^{[ необходима цитата ]} Когда маршрут по умолчанию к ISP вводится в OSPF из нескольких ASBR как внешний маршрут типа I и указана такая же внешняя стоимость, другие маршрутизаторы будут переходить к ASBR с наименьшей стоимостью пути из его местоположения. Это можно настроить дополнительно, изменив внешнюю стоимость. Если маршрут по умолчанию от разных интернет-провайдеров вводится с разными внешними затратами, как внешний маршрут типа II, более дешевый по умолчанию становится основным выходом, а более дорогой становится только резервным.

Единственный реальный ограничивающий фактор, который может заставить основных интернет-провайдеров выбирать IS-IS вместо OSPF, - это наличие у них сети с более чем 850 маршрутизаторами. ^{[ необходима цитата ]}

См. Также [ править ]

• Сначала кратчайший путь ткани
• Ячеистая сеть
• Маршрутная аналитика
• Маршрутизация
• Преодоление кратчайшего пути
• Задача кратчайшего пути

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Колтон, Эндрю (октябрь 2003 г.). OSPF для маршрутизаторов Cisco . Rocket Science Press . ISBN 978-0972286213.
• Дойл, Джефф; Кэрролл, Дженнифер (2005). Маршрутизация TCP / IP . 1 (2-е изд.). Cisco Press . ISBN 978-1-58705-202-6.
• Мой, Джон Т. (1998). OSPF: анатомия протокола Интернет-маршрутизации . Эддисон-Уэсли . ISBN 978-0201634723.
• Паркхерст, Уильям Р. (2002). Руководство по командам и настройке Cisco OSPF . ISBN 978-1-58705-071-8.
• Басу, Аниндья; Рике, Джон (2001). «Проблемы стабильности при маршрутизации OSPF». Материалы конференции 2001 г. по приложениям, технологиям, архитектурам и протоколам для компьютерных коммуникаций . С. 225–236. CiteSeerX  10.1.1.99.6393 . DOI : 10.1145 / 383059.383077 . ISBN 978-1-58113-411-7. S2CID  7555753 .
• Валадас, Руи (2019). OSPF и IS-IS: от принципов маршрутизации состояния канала к технологиям . CRC Press. DOI : 10.1201 / 9780429027543 . ISBN 9780429027543.

Внешние ссылки [ править ]

• Рабочая группа IETF OSPF
• Cisco OSPF
• Области Cisco OSPF и виртуальные ссылки
• Краткое описание OSPF v2
• Процесс запуска маршрутизатора OSPF
• «Настройка аутентификации OSPF» . Технические советы . Netcordia . Архивировано из оригинального 26 февраля 2013 года .