Протокол OSPFv2

Создана 12.02.2023
Отредактирована 12.02.2023

Протокол OSPF (Open Shortest Path First – по самому короткому пути), термин "Open - открытый" означает его доступность для всех пользователей; протокол OSPF не является проприетарным, он открытый. Например, версия OSPF компании Cisco поддерживает открытый стандарт, однако в нее добавлены некоторые возможности, которые могут отсутствовать в других реализациях OSPF. Это различие необходимо учитывать, если требуется обеспечить взаимодействие между версиями протокола от разных разработчиков, например Juniper, Huawei и т.д. Протокол OSPF относится к числу внутренних протоколов маршрутизации (Interior Gateway Protocol или IGP) – это означает, что маршрутная информация распространяется между маршрутизаторами одной автономной системы (AS). Протокол OSPF работает на основе технологии SPF (link–state – по состоянию канала) в отличие от алгоритмов Bellman–Ford, используемых традиционными протоколами маршрутизации TCP/IP.

Протоколы маршрутизации по состоянию каналов отличаются от дистанционно-векторных протоколов. Протоколы состояния каналов осуществляют лавинную рассылку информацию о состоянии каналов и представляют возможность каждому маршрутизатору иметь полную картину топологии сети. При использовании дистанционно-векторных протоколов маршрутизаторам неизвестна полная топологическая картина сети.

При использовании протокола OSPF наилучший маршрут определяется с помощью алгоритма выбора кратчайшего пути (созданного нидерландским ученым Эдсгером Вибе Дейкстра в 1959 году), алгоритм так и назвали в честь создателя Dijkstra’s algorithm; этот наилучший маршрут выбирается как маршрут к каналу с наименьшей оценкой (стоимостью - cost). Алгоритм выбора кратчайшего пути был создан для сетевых соединений типа "точка-точка". Для реализации протокола OSPF в разнообразных современных сетях ему необходимо знать тип сети, в которой он функционирует, интерфейсы OSPF маршрутизаторов распознают три типа сетей.

Таблица 1. Типы сетей OSPF

Перед тем как начнется обмен информацией о состоянии каналов, протокол OSPF устанавливает связь с соседними маршрутизаторами. Для этой цели используется входящий в OSPF протокол Hello.

OSPF является сложным (комплексным) протоколом и описывается набором требуемых для его функционирования операций.

Рис. 1. Эдсгер Вибе Дейкстра

Протокол OSPF подготовлен одноименной рабочей группой IETF (Internet Engineering Task Force) и предназначен для использования в средах TCP/IP, он описан в нескольких стандартах, последним из которых является стандарт RFC 2328. Протокол включает явную поддержку CIDR и меток (tagging) для внешней маршрутной информации. OSPF использует аутентификацию и групповую адресацию (IP multicast) при обмене маршрутными сообщениями. Кроме того, при разработке протокола были приложены значительные усилия по ускорению обработки топологических изменений в сети и снижению уровня служебного трафика.

В настоящее время протоколу OSPF вследствие его масштабируемости  все чаще отдается предпочтение перед протоколом информации о маршрутах (Routing Information Protocol - RIP) при выборе для сети протокола внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol - IGP).

Протокол RIP не допускает расширения за предельное значение 15 переходов, медленно сходится и может выбирать медленные маршруты, поскольку не учитывает при выборе маршрута критически важные факторы, такие как ширина полосы пропускания. Протокол OSPF учитывает эти ограничения и, как показывает опыт его использования, является надежным, масштабируемым протоколом маршрутизации, эффективным для современных сетей. Протокол OSPF может быть использован в отдельной зоне в небольших сетях и в нескольких зонах для больших сетей. Протокол OSPF может быть использован в крупномасштабных сетях. Маршрутизация OSPF может быть расширена на крупные сети при условии, что при проектировании сети использовались иерархические принципы построения сетей. При проектировании крупных сетей OSPF используются иерархические принципы. Эти принципы состоят в подсоединении нескольких зон к зоне распределения (нулевой зоне или зоне 0), также называемой магистралью - Area BACKBONE(0). Такой принцип проектирования позволяет осуществлять полный контроль над сообщениями об обновлении маршрутов. Задание зон уменьшает объем служебной нагрузке маршрутизации, ускоряет сходимость, ограничивает возможную нестабильность сети одной зоной и повышает производительность сети. Для эффективного контроля сетевых операций сети протокола OSPF делятся на части, называемыми зонами. Главная зона называется нулевой зоной (Area 0). Все сети OSPF имеют зону 0 и используют ее как главную зону распределения.