Часть 1. Обзор протокола OSPF

Протокол динамической маршрутизации OSPF (Open Shortest Path First) относится к протоколам внутреннего шлюза (IGP — Interior Gateway Protocol), т.е. предназначен для обмена информацией о маршрутах внутри автономной системы. Под автономной системой будем подразумевать набор сетевых устройств под единым административным управлением. Протокол является открытым и реализован в сетевых устройствах (по большей части в маршрутизаторах) большинства производителей, т.о. позволяя задействовать OSPF в сетях, состоящих из оборудования как одного вендора, так и нескольких. Сети, построенные на протоколе OSPF являются хорошо масштабируемыми.

OSPF, по логике работы, является протоколом на основании состояния каналов (link-state protocol) и использует алгоритм Дейкстры (SPF — Shortest Path First) для определения кратчайшего пути к сети назначения (достаточно ресурсоёмкий процесс, особенно в отношении CPU). Общий алгоритм работы протокола OSPF сводится к нескольким этапам:

  • Поиск «соседа» и установление с ним отношений смежности (adjacency)
  • Обмен между «соседями» информацией о топологии сети. Данная информация хранится в LSDB (Link-State Database) каждого «соседа»
  • Запуск на каждом «соседе» алгоритма SPF для определения кратчайшего пути (на основании информации в LSDB) к каждой известной сети в топологии и установление этих путей (маршрутов) в таблицу маршрутизации

Дизайн сетей с OSPF использует понятие «области» (area). В любой топологии сети с OSPF обязательно должна быть область с номером 0 (ноль) — так называемая Backbone Area. Если в топологии присутствует несколько областей (area), то все эти области должны быть подключены к Area 0 (бывает исключение, но об этом позже). LSDB у маршрутизаторов в одной области должны содержать одинаковую информацию о топологии в этой области (конечно же с точки зрения конкретного маршрутизатора). Деление сети на области призвано прежде всего уменьшить количество служебной OSPF-информации между маршрутизаторами и снизить нагрузку на их CPU при работе алгоритма SPF.

В OSPF, маршрутизатор, интерфейсы которого находятся только в одной area называется Internal Router. Маршрутизатор, который соединяет две OSPF области (area) между собой называется Area Border Router (ABR), он пересылает информацию  о сетях из одной area в другую. Если внутри каждой области каждый маршрутизатор знает подробную топологию данной области (area), то из другой области этот же маршрутизатор знает только общую информацию (сеть/подсеть в другой области и через какой ABR можно добраться до этой сети).

topol_1

На рисунке имеются 2 OSPF области (area 0 и area 1). В этих областях:

  • R1, R2, R4 — Internal Routers для area 0
  • R5 — Internal Router для area 1
  • R3 — Area Border Router (ABR) между area 0 и  area 1

На этом краткий экскурс в протокол OSPF заканчивается. Продолжение следует…

Добавить комментарий