Сначала откройте кратчайший путь - Open Shortest Path First

Сначала откройте кратчайший путь (OSPF) это протокол маршрутизации для протокол Интернета (IP) сети. Он использует маршрутизация состояния канала (LSR) и попадает в группу протоколы внутреннего шлюза (IGP), работающие в рамках единого автономная система (ТАК КАК). Он определен как OSPF версии 2 в RFC 2328 (1998) для IPv4.[1] Обновления для IPv6 указаны как OSPF версии 3 в RFC 5340 (2008).[2] OSPF поддерживает Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) модель адресации.

OSPF - широко используемый IGP в больших корпоративные сети. IS-IS, другой протокол на основе LSR, более распространен в больших поставщик услуг сети.

Набор интернет-протоколов
Уровень приложения
Транспортный уровень
Интернет-уровень
Связующий слой

Операция

Формат пакета OSPF

OSPF был разработан как протокол внутреннего шлюза (IGP), для использования в автономная система например, локальная сеть (ЛВС). 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 г. и IS-IS протокол маршрутизации. 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 Корпорация цифрового оборудования, который разработал собственный DECnet протоколы.[3]

Протоколы маршрутизации, такие как OSPF, рассчитывают самый короткий маршрут к пункту назначения по сети на основе алгоритма. Первый широко внедренный протокол маршрутизации, Протокол маршрутной информации (RIP), вычисляет кратчайший маршрут на основе переходов, то есть количество маршрутизаторы что IP-пакет пришлось пересечь, чтобы достичь хоста назначения. RIP успешно реализован динамическая маршрутизация, где таблицы маршрутизации меняются, если топология сети изменения. Но RIP не адаптировал свою маршрутизацию к изменяющимся условиям сети, таким как скорость передачи данных. Спрос на протокол динамической маршрутизации, который мог бы рассчитывать самый быстрый маршрут к месту назначения. OSPF был разработан таким образом, чтобы кратчайший путь через сеть рассчитывался на основе Стоимость маршрута с учетом пропускная способность, задержка и загрузка.[4] Поэтому 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. В штат данного маршрута в сети - это стоимость, а алгоритм OSPF позволяет каждому маршрутизатору рассчитать стоимость маршрутов к любому данному достижимому месту назначения.[6] Если администратор не выполнил конфигурацию, стоимость канала, подключенного к маршрутизатору, определяется битрейт (1 Гбит / с, 10 Гбит / с и т. Д.) Интерфейса. Интерфейс маршрутизатора с OSPF затем объявляет стоимость канала соседним маршрутизаторам посредством многоадресной рассылки, известной как привет процедура.[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 соединения точка-точка 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, добавляя информацию о топологии сети и корректируют свои таблицы маршрутизации.[9]

Сеть OSPF может быть структурирована или подразделена на маршрутизацию. области для упрощения администрирования и оптимизации трафика и использования ресурсов. Области идентифицируются 32-битными числами, выраженными либо просто в десятичном формате, либо часто в том же формате. точечно-десятичная запись используется для адресов IPv4. По соглашению, область 0 (ноль) или 0,0.0.0 представляет ядро ​​или позвоночник 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 граничный маршрутизатор области (ABR). ABR поддерживает отдельные базы данных состояний каналов для каждой области, которую он обслуживает и поддерживает. обобщенные маршруты для всех участков в сети.

OSPF обнаруживает изменения в топологии, такие как сбои каналов связи и сходится на новую структуру маршрутизации без петель в считанные секунды.[10]

OSPF стал популярным протоколом динамической маршрутизации. Другими широко используемыми протоколами динамической маршрутизации являются RIPv2 и Протокол пограничного шлюза (BGP). [11] сегодня маршрутизаторы поддерживать хотя бы один протокол внутреннего шлюза для рекламы своих таблицы маршрутизации в локальной сети. Помимо OSPF, часто используемые протоколы внутреннего шлюза - это RIPv2, IS-IS и EIGRP (Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза). [12].

Отношения маршрутизатора

OSPF поддерживает сложные сети с несколькими маршрутизаторами, включая резервные маршрутизаторы, для балансировки нагрузки трафика на нескольких каналах с другими подсетями. Соседние роутеры в одном широковещательный домен или на каждом конце точка-точка общаются друг с другом по протоколу OSPF. Форма маршрутизаторов смежности когда они обнаружили друг друга. Это обнаружение инициируется, когда маршрутизатор идентифицирует себя в Здравствуйте пакет протокола. После подтверждения это устанавливает двустороннее состояние и самые простые отношения. Маршрутизаторы в сети Ethernet или Frame Relay выбирают Назначенный маршрутизатор (DR) и Резервный выделенный маршрутизатор (BDR), которые действуют как концентратор для уменьшения трафика между маршрутизаторами. OSPF использует оба одноадресная передача и режимы многоадресной передачи для отправки пакетов «Hello» и обновлений состояния канала.

В качестве протокола маршрутизации по состоянию канала OSPF устанавливает и поддерживает отношения соседей для обмена обновлениями маршрутизации с другими маршрутизаторами. Таблица отношений соседей называется база 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 маршрутах - 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 взаимосвязи между соседями интерфейсы, используемые для формирования взаимосвязи, 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

Каждый маршрутизатор OSPF в сети обменивается данными с другими соседними маршрутизаторами на каждом соединительном интерфейсе, чтобы установить состояния всех смежностей. Каждая такая коммуникационная последовательность - это отдельный разговор идентифицируется парой идентификаторов маршрутизаторов взаимодействующих соседей. RFC 2328 указывает протокол для инициирования этих разговоров (Привет Протокол) и для установления полных смежностей (Пакеты описания базы данных, Пакеты запроса состояния канала). В ходе каждого сеанса связи маршрутизатора выполняется максимум восемь условий, определяемых конечным автоматом:[1][13]

  1. Вниз: состояние вниз представляет начальное состояние диалога, когда между маршрутизаторами с протоколом Hello не обменивалась и не сохранялась информация.
  2. Попытка: Попытка состояние похоже на вниз состояние, за исключением того, что маршрутизатор пытается установить соединение с другим маршрутизатором, но используется только на NBMA сети.
  3. Init: The В этом Состояние указывает, что от соседа был получен пакет HELLO, но маршрутизатор не установил двусторонний диалог.
  4. 2-сторонний: 2 пути Состояние указывает на установление двунаправленного разговора между двумя маршрутизаторами. Это состояние непосредственно предшествует установлению смежности. Это самое низкое состояние маршрутизатора, которое можно рассматривать как выделенный маршрутизатор.
  5. ExStart: ExStart состояние - это первая ступень смежности двух маршрутизаторов.
  6. Обмен: в Обмен состоянии, маршрутизатор отправляет информацию о своей базе данных о состоянии каналов соседнему соседу. В этом состоянии маршрутизатор может обмениваться всеми пакетами протокола маршрутизации OSPF.
  7. Загрузка: в Загрузка состояние, маршрутизатор запрашивает самый последний Объявления о состоянии ссылок (LSA) от соседа, обнаруженного в предыдущем состоянии.
  8. Полный: The Полный Состояние завершает диалог, когда маршрутизаторы полностью смежны, и состояние появляется во всех LSA маршрутизатора и сети. Базы данных состояний связи соседей полностью синхронизированы.

Сообщения OSPF

В отличие от других протоколов маршрутизации, OSPF не передает данные через транспортный протокол, такой как Протокол пользовательских датаграмм (UDP) или Протокол управления передачей (TCP). Вместо этого OSPF формирует дейтаграммы IP напрямую, упаковывая их с использованием протокола номер 89 для Поле протокола IP. OSPF определяет пять различных типов сообщений для различных типов связи:

Здравствуйте
Здравствуйте сообщения 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 приветственные сообщения своим соседям через равные промежутки времени ( привет интервал); если маршрутизатор перестает получать приветственные сообщения от соседа по истечении заданного периода ( мертвый интервал) маршрутизатор предположит, что сосед вышел из строя.
Описание базы данных (DBD)
Описание базы данных сообщения 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 как ведущее устройство и отправит сообщения последовательно, а ведомое устройство (получатель информации LSDB) будет отвечать подтверждениями.
Запрос состояния связи (ЛСР)
Запрос состояния связи сообщения используются одним маршрутизатором для запроса обновленной информации о части LSDB от другого маршрутизатора. В сообщении указываются ссылки, по которым запрашивающее устройство хочет получить более подробную информацию.
Обновление состояния связи (LSU)
Обновление состояния связи сообщения содержат обновленную информацию о состоянии определенных ссылок в LSDB. Они отправляются в ответ на сообщение запроса состояния канала, а также регулярно передаются маршрутизаторами в режиме широковещательной или многоадресной передачи. Их содержимое используется для обновления информации в LSDB маршрутизаторов, которые их получают.
Подтверждение состояния канала (LSAck)
Подтверждение состояния канала сообщения обеспечивают надежность процесса обмена состояниями канала, явно подтверждая получение сообщения обновления состояния канала.

Области OSPF

Сеть OSPF можно разделить на области это логические группы хостов и сетей. Область включает в себя подключенный 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.

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 к идентификатору области 0.0.0.1, но известно, что некоторые расширяют его как 1.0.0.0.[нужна цитата ]

OSPF определяет несколько специальных типов областей:

Магистральная область

Область позвоночника (также известная как область 0 или площадь 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.[14][15]

Магистральная область отвечает за распределение маршрутной информации между не магистральными областями. Магистраль должна быть непрерывной, но не обязательно физически смежной; Магистральная связь может быть установлена ​​и поддержана 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 область 0.0.0.2 не имеет прямого соединения с магистралью, но эта область имеет соединение с областью 0.0.0.1. Область 0.0.0.2 может использовать виртуальную ссылку через транзитная зона 0.0.0.1, чтобы добраться до магистрали. Чтобы быть транзитной зоной, она должна иметь атрибут транзита, поэтому она ни в коем случае не может быть короткой.

Заглушка

Тупиковая область - это область, которая не получает 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, такими как полностью укороченная область (TSA) и не такая уж короткая зона (NSSA), оба расширения в Cisco Systems оборудование маршрутизации.

Не такая уж короткая зона

А не такая уж короткая зона (NSSA) - это тип тупиковой области, которая может импортировать внешние маршруты автономной системы и отправлять их в другие области, но при этом не может получать внешние маршруты AS из других областей.[16] NSSA - это расширение функции тупиковой области, которое позволяет вводить внешние маршруты ограниченным образом 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 перенаправляет его в другие области, ABR действует как ASBR для других областей. возьмите LSA типа 5 и затем преобразуйте в LSA типа 7 для области.

Собственные расширения

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

Полностью коротенькая область
А полностью укороченная область похож на заглушку. Однако эта зона не позволяет резюме маршрутов в дополнение к отсутствию внешний маршруты, то есть межрайонный (IA) маршруты не сводятся к полностью укороченным участкам. 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 быть принято процессором маршрутов, что снижает использование системных ресурсов.
Иногда говорят, что TSA может иметь только один ABR.[17]
NSSA полностью укороченная область
В дополнение к стандартной функциональности NSSA, полностью укороченный NSSA - это NSSA, который принимает атрибуты TSA, что означает, что суммарные маршруты типов 3 и 4 не передаются в область этого типа. 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 информацию 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 уж 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 тех ограниченных особых случаях, когда такая реклама имеет смысл.

Если объявить полностью короткую область как NSSA, никакие внешние маршруты из магистрали, кроме маршрута по умолчанию, не попадут в обсуждаемую область. Внешние компоненты 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.

Транзитная зона

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.

Типы маршрутизаторов

OSPF определяет следующие перекрывающиеся категории маршрутизаторов:

Внутренний маршрутизатор (IR)
An внутренний маршрутизатор все его интерфейсы принадлежат одной области.
Маршрутизатор границы зоны (ABR)
An Маршрутизатор границы области представляет собой маршрутизатор, который соединяет одну или несколько областей с основной магистральной сетью. Он считается членом всех областей, с которыми он связан. ABR хранит несколько экземпляры базы данных состояний каналов в памяти, по одному для каждой области, к которой подключен маршрутизатор.
Магистральный маршрутизатор (BR)
А магистральный маршрутизатор имеет интерфейс к магистральной области. Магистральные маршрутизаторы также могут быть локальными маршрутизаторами, но не обязательно.
Граничный маршрутизатор автономной системы (ASBR)
An граничный маршрутизатор автономной системы - это маршрутизатор, который подключается с помощью более чем одного протокола маршрутизации и обменивается информацией о маршрутизации с автономными системами маршрутизаторов. ASBR обычно также используют протокол внешней маршрутизации (например, BGP ), либо использовать статические маршруты, либо и то, и другое. ASBR используется для распределить маршруты полученные от других, внешних AS через свою автономную систему. ASBR создает внешние LSA для внешних адресов и рассылает их по всем областям через ABR. Маршрутизаторы в других областях используют ABR в качестве следующих переходов для доступа к внешним адресам. Затем ABR пересылает пакеты на 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 получающий 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 точками (например, 1.2.3.4) IP-адреса. Этот идентификатор должен быть установлен в каждом экземпляре OSPF. Если не настроен явно, 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

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

Назначенный маршрутизатор
А назначенный маршрутизатор (DR) - это интерфейс маршрутизатора, выбранный среди всех маршрутизаторов в конкретном сегменте сети с множественным доступом, обычно считается широковещательным множественным доступом. Для поддержки функции DR в среде с нешироковещательным множественным доступом (NBMA) могут потребоваться специальные методы, часто зависящие от производителя. Обычно целесообразно настроить отдельные виртуальные каналы подсети NBMA как отдельные линии точка-точка; используемые методы зависят от реализации.
Резервный назначенный маршрутизатор
А резервный назначенный маршрутизатор (BDR) - это маршрутизатор, который становится назначенным маршрутизатором, если текущий назначенный маршрутизатор имеет проблему или дает сбой. 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 выбирается на основе 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 избрание, 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 (петлевой) 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 приоритетным номером становится BDR.
  • Диапазон значений приоритета от 0 до 255,[18] 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 до (по крайней мере) отказа DR и BDR.
  • Если текущий DR «снижается», 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 групповому 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 можно выбрать 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 типа 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 двусторонних отношений к полной смежности путем обмена DD, Request и Update.

Метрики маршрутизации

OSPF использует стоимость пути в качестве базовой метрики маршрутизации, которая была определена стандартом как не приравниваемая к какому-либо стандартному значению, например скорости, чтобы разработчик сети мог выбрать метрику, важную для проекта. На практике это определяется скоростью (пропускной способностью) интерфейса, обращающегося к заданному маршруту, хотя, как правило, для этого требуются коэффициенты масштабирования, специфичные для сети, теперь, когда соединения со скоростью более 25 Мбит / с являются обычным явлением. Cisco использует такую ​​метрику, как (108 бит / с) / пропускная способность (эталонное значение, 108 бит / с по умолчанию, можно настроить). Таким образом, канал на 100 Мбит / с будет иметь стоимость 1, 10 Мбит / с - 10 и так далее. Но для каналов со скоростью более 100 Мбит / с стоимость будет <1.

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 области
  2. Межрайонный
  3. Внешний тип 1, который включает как стоимость внешнего пути, так и сумму затрат внутреннего пути к ASBR, который объявляет маршрут,[19]
  4. Внешний Тип 2, значение которого является исключительно значением стоимости внешнего пути,

OSPF v3

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 на основе подсеть. Вся информация о префиксе IP была удалена из объявлений о состоянии канала и из Здравствуйте пакет обнаружения, делающий OSPFv3 практически независимым от протокола. Несмотря на расширенную IP-адресацию до 128 битов в IPv6, идентификация области и маршрутизатора по-прежнему основывается на 32-битных числах.

Расширения OSPF

Транспортная инженерия

OSPF-TE - это расширение OSPF, расширяющее выразительность, позволяющее управлять трафиком и использовать его в сетях, отличных от IP.[20] Используя OSPF-TE, можно обмениваться дополнительной информацией о топологии, используя непрозрачный перенос LSA. тип-длина-значение элементы. 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 GMPLS сети как средство описания топологии, по которой могут быть установлены пути GMPLS. GMPLS использует свои собственные протоколы настройки пути и пересылки после получения полной карты сети.

в Протокол резервирования ресурсов (RSVP), OSPF-TE используется для записи и лавинной рассылки резервирований полосы пропускания RSVP для пути с переключением меток в базе данных состояний ссылок.

Оптическая маршрутизация

RFC  3717 документы работают с оптической маршрутизацией для IP на основе расширений OSPF и IS-IS.[21]

Многоадресная рассылка сначала открывает кратчайший путь

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

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

Для нешироковещательные сети 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:[22]

  • точка-многоточка без вещания
  • трансляция
  • точка-точка

Известные реализации

Приложения

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 уже эффективных реализаций OSPF,[23] после первого рассмотрения плюсов и минусов IS-IS в среде поставщиков услуг.[24]

OSPF может обеспечить лучшее распределение нагрузки по внешним ссылкам, чем другие IGP.[нужна 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 сети с более чем 850 маршрутизаторами.[нужна цитата ]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d Дж. Мой (апрель 1998 г.). OSPF версии 2. Сетевая рабочая группа, IETF. Дои:10.17487 / RFC2328. OSPFv2., Обновлено RFC 5709, RFC 6549, RFC 6845, RFC 6860, RFC 7474, RFC 8042.
  2. ^ а б Р. Колтун; Д. Фергюсон; Дж. Мой (июль 2008 г.). А. Линдем (ред.). OSPF для IPv6. Сетевая рабочая группа, IETF. Дои:10.17487 / RFC5340. OSPFv3. Обновлено RFC 6845, RFC 6860, RFC 7503, RFC 8362.
  3. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.237. ISBN  9780470848562.
  4. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.223. ISBN  9780470848562.
  5. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.232. ISBN  9780470848562.
  6. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.238. ISBN  9780470848562.
  7. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.244. ISBN  9780470848562.
  8. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.245. ISBN  9780470848562.
  9. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.247. ISBN  9780470848562.
  10. ^ Конвергенция OSPF, 6 августа 2009 г., получено 13 июня, 2016
  11. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.230. ISBN  9780470848562.
  12. ^ Мартин П. Кларк (2003). Сети передачи данных, IP и Интернет: протоколы, проектирование и работа. Джон Вили и сыновья. стр.269. ISBN  9780470848562.
  13. ^ "Соседние страны OSPF". Cisco. Получено 28 октября, 2018.
  14. ^ (Руководство AS 1996 г., п. 25)
  15. ^ Хокинсон, Дж; Т. Бейтс (март 1996 г.). «Рекомендации по созданию, выбору и регистрации автономной системы». Инженерная группа Интернета. Рекомендации. Получено 28 сентября, 2007.
  16. ^ Мерфи, П. (январь 2003 г.). «Вариант OSPF Not-So-Stubby Area (NSSA)». Интернет-сообщество. Получено 22 июня, 2014.
  17. ^ "Золотые правила оформления заглушек". Groupstudy.com. Архивировано из оригинал 31 августа 2000 г.. Получено 30 ноября, 2011.. Примечание: это не обязательно так. Если существует несколько ABR, что может потребоваться для высокой доступности, маршрутизаторы, расположенные внутри TSA, будут отправлять трафик, не являющийся внутризональным, в ABR с самой низкой метрикой внутри зоны («ближайший» ABR), но это требует специальной настройки.
  18. ^ «IP-маршрутизация Cisco IOS: Справочник команд OSPF» (PDF). Cisco Systems. Апрель 2011. Архивировано с оригинал (PDF) 25 апреля 2012 г.
  19. ^ Основание внешнего маршрута на LSA типа 5 или LSA типа 7 (NSSA) не влияет на его предпочтения. Увидеть RFC 3101, раздел 2.5.
  20. ^ Кац, Д; Д. Юнг (сентябрь 2003 г.). Расширения управления трафиком (TE) для OSPF версии 2. Интернет-сообщество. Дои:10.17487 / RFC3630. OSPF-TEрасширения. Получено 28 сентября, 2007.
  21. ^ Б. Раджагопалан; Дж. Лучани; Д. Авдуче (март 2004 г.). IP через оптические сети: основа. Инженерная группа Интернета. Дои:10.17487 / RFC3717. RFC 3717.
  22. ^ Изменение типа сети на интерфейсе, получено 1 марта, 2019
  23. ^ Берковиц, Ховард (1999). Плюсы OSPF для интернет-провайдеров. Группа сетевых операторов Северной Америки NANOG 17. Монреаль. Архивировано из оригинал 12 июня 2016 г.
  24. ^ Кац, Дэйв (2000). OSPF и IS-IS: сравнительная анатомия. Североамериканская группа сетевых операторов NANOG 19. Альбукерке. Архивировано из оригинал 20 июня 2018 г.

дальнейшее чтение

внешние ссылки