Протокол OSPF
Протокол OSPF (Open Shortest Path First) разрабатывался
как механизм, посредством которого маршрутизаторы могут обмениваться информацией
о содержимом таблиц маршрутизации в большой межсетевой среде. Протокол OSPF является
протоколом маршрутизации с объявлением состояния канала связи. В основе функционирования
протокола OSPF лежит алгоритм "первоочередного обнаружения кратчайшего пути"
(Shortest Path First, SPF), который используется для вычисления маршрутов в таблице
маршрутизации. Используя алгоритм SPF, маршрутизатор вычисляет кратчайший (т.
е. обладающий наименьшей стоимостью) путь ко всем подсетям в межсетевой среде.
В маршрутах, рассчитанных при помощи алгоритма SPF, всегда отсутствуют циклы.
В отличие от протокола RIP, протокол OSPF поддерживает "карту"
корпоративной сети. Эта карта модифицируется каждый раз, когда происходит какое-либо
изменение в структуре сети. Эта карта, называемая базой данных состоянии связей
(link state database), синхронизирована для всех OSPF-маршрутизаторов и используется,
чтобы вычислить маршруты в таблице маршрутизации. Изменения в структуре сети приводят
к немедленному распространению сведений об этих изменениях на все маршрутизаторы,
которые, в свою очередь, обновляют собственный экземпляр базы данных состояния
связей. Обновление базы данных состояний связей приводит к повторному пересчету
таблицы маршрутизации.
Начиная свою работу, каждый маршрутизатор извещает
другие маршрутизаторы о своем существовании, отправляя специальное сообщение во
все доступные подсети. Другие маршрутизаторы получают это сообщение и обновляют
свой экземпляр базы данных о состоянии связей. Фактически указанная база данных
и формируется на основании этих сообщений.
Поскольку размер базы данных состояний
связей растет, требования к объему памяти и время на вычисление маршрута увеличиваются.
Чтобы решить эту проблему, OSPF рассматривает межсетевую среду как совокупность
областей (под областью в данном случае понимается совокупность непрерывных сетей),
соединенных друг с другом через некоторую базовую область (backbone area). Все
маршрутизаторы, принадлежащие к одной области, обладают идентичными репликами
базы данных состояния связей.
С целью идентификации областей каждой из них
выделяется специальный идентификатор (area ID), представляющий собой 32-разрядное
число. Этот идентификатор записывается так же как и IP-адрес — в десятично-точечном
формате (т. е. в виде четырех однобайтовых чисел, разделенных точками). Идентификатор
области никак не связан с IP-адресацией. Администратор может присваивать идентификаторы
областям по своему усмотрению, не оглядываясь на используемые в сети IP-адреса.
При этом одна область OSPF может включать в свой состав неограниченное количество
подсетей (размер области ограничивается исключительно размером базы данных состояния
связей).
Каждый маршрутизатор хранит базу данных состояний связей только
для тех областей, которые подсоединены к маршрутизатору непосредственно. Маршрутизаторы,
соединяющие базовую область с другими областями, называются пограничными маршрутизаторами
областей (Area Border Router, ABR). Пограничные маршрутизаторы накапливают изменения,
полученные от остальных маршрутизаторов области, и передают их разом маршрутизаторам,
расположенным в других областях.
На рис. 15.1 показан пример разделения сети
на области в случае использования протокола OSPF.
Рис. 15.1. Сеть с использованием протокола OSPF
Самое
большое преимущество протокола OSPF заключается в том, что он является высокопроизводительным
протоколом и приводит к незначительным издержкам даже в очень больших межсетевых
конфигурациях. В качестве недостатка протокола OSPF можно отметить определенную
сложность его развертывания и конфигурирования.
По сравнению с протоколом
RIP протокол маршрутизации OSPF обладает следующими преимуществами:
- алгоритм, лежащий в основе протокола OSPF, позволяет избежать петель маршрутизации;
- в процессе своего функционирования протокол OSPF генерирует значительно меньший сетевой трафик, чем протокол RIP. Как следствие, переход с RIP на OSPF позволит снизить нагрузку на сеть;
- протокол OSPF для рассылки служебных сообщений использует только групповое вещание (в отличие от протокола R1P версии 1);
- протокол OSPF предусматривает возможность разбиения корпоративной сети на области. Области могут, с одной стороны, рассматриваться как домены маршрутизации, с другой стороны, облегчают процесс администрирования подсистемы маршрутизации;
- протокол OSPF не имеет ограничений на количество переходов между маршрутизаторами, что позволяет его использовать в корпоративных сетях любого масштаба;
- реконфигурация таблиц маршрутизации, вызванная изменениями в структуре сети, происходит за очень короткий период (значительно быстрее, нежели в случае использования протокола RIP).
Реализация протокола OSPF, предложенная в рамках
Windows Server 2003, обладает следующими функциональными возможностями:
- фильтр маршрутов для управления взаимодействием с другими протоколами маршрутизации;
- динамическая реконфигурация всех установок OSPF;
- сосуществование с RIP;
- динамическое добавление и удаление сетевых интерфейсов маршрутизатора.
Маршрутизируемая OSPF-среда лучше всего подходит для крупных межсетевых сред (насчитывающих
более 50 подсетей) с динамически изменяемой структурой, имеющих несколько путей
доставки пакетов, передаваемых между любыми двумя конечными точками межсетевой
среды.
Ниже перечислены сетевые конфигурации, для которых необходима маршрутизируемая
OSPF-среда:
- корпоративная или сеть университетского городка (campus);
- международная корпоративная или университетская межсетевая среда.
Протокол маршрутизации OSPF на 64-разрядных версиях операционных систем семейства Windows Server 2003 не поддерживается.
