12 Принцип работы протокола маршрутизации ospf и формат протокола

Протокол OSPF (Open Shortest Pass First). Открытый протокол предпочтительного выбора кратчайшего пути является альтернативой RIP в качестве внутреннего протокола маршрутизации. OSPF представляет собой протокол состояния маршрута (в качестве метрики используется коэффициент качества обслуживания). Каждый маршрутизатор обладает полной информацией о состоянии всех интерфейсов всех маршрутизаторов (переключателей) автономной системы. Протокол OSPF реализован в демоне маршрутизации gated, который поддерживает также RIP и внешний протокол маршрутизации BGP.

OSPF имеет две основные черты. Первая заключается в том, что это открытый протокол, т.е. его спецификация общедоступна. Второй особенностью является то, что в его основе лежит алгоритм SPF. OSPF является протоколом маршрутизации по состоянию канала. Это означает, что он требует отправки объявлений о состоянии канала всем остальным маршрутизаторам данной иерархической области. По мере того как маршрутизаторы OSPF накапливают сведения о состоянии канала, они используют алгоритм SPF для расчета кратчайшего маршрута к каждому узлу.

Работа протокола OSPF. OSPF–маршрутизаторы распространяют информацию о состоянии соединенных с ними напрямую каналов всем остальным маршрутизаторам сети посредством так называемого лавинообразного распространения информации о состоянии каналов. И хотя OSPF использует периодическое распространение обновлений информации о состоянии канала по всей сети, интервалы между обновлениями достаточно велики для того, чтобы свести объем административного трафика к минимуму. Получив сообщение о состоянии канала от соседнего устройства, OSPF – маршрутизатор отправит его на все свои интерфейсы, обеспечивая тем самым получение данного сообщения оставшимися OSPF–маршрутизаторами сети.

Как только маршрутизаторы OSPF–сети получили все обновления информации о состоянии каналов, они просчитывают кратчайший путь к каждому пункту назначения сети с помощью алгоритма предпочтительного выбора кратчайшего пути. Для обеспечения гарантированной доставки объявлений о состоянии каналов и создания иерархии областей в протоколе OSPF используется механизм взаимоотношения соседних маршрутизаторов.

Определяющими является три характеристики: задержка, пропускная способность и надежность. Для транспортных целей OSPF использует IP непосредственно, т.е. не привлекает протоколы UDP или TCP. Код TOS в IP –пакетах, содержащих OSPF–сообщения, равен нулю, значение TOS здесь задается в самих пакетах OSPF. Маршрутизация в этом протоколе определяется IP–адресом и типом сервиса. Т.к. протокол не требует инкапсуляции пакетов, сильно облегчается управление сетями с большим количеством бриджей и сложной топологией. Автономная система может быть поделена на отдельные области, каждая из которых становится объектом маршрутизации, а внутренняя структура снаружи не видна .Этот прием позволяет значительно сократить необходимый объем маршрутной базы данных. В OSPF используется термин опорной сети для коммуникаций между выделенными областями. В пределах выделенной области может работать свой протокол маршрутизации.

При передаче OSPF–пакетов фрагментация не желательна, но не запрещается. Для передачи статусной информации OSPF использует широковещательные сообщения HELLO. Для повышения безопасности предусмотрена авторизация процедур.

Любое сообщение OSPF начинается с 24–октета. Формат заголовка OSPF изображен на рисунке.

ВЕРСИЯ	ТИП	ДЛИНА СООБЩЕНИЯ
IP-АДРЕС МАРШРУТИЗАТОРА–ОТПРАВИТЕЛЯ
ИДЕНТИФИКАТОР ОБЛАСТИ
КОНТРОЛЬНАЯ СУММА		ТИП ИДЕНТИФИКАЦИИ
ИДЕНТИФИКАЦИЯ (ОКТЕТЫ 0-3)
ИДЕНТИФИКАЦИЯ (ОКТЕТЫ 4-7)

Формат заголовка сообщений для протокола маршрутизации OSPF

Поле Версия определяет версию протокола (=2).

Поле Тип идентифицирует функцию сообщения согласно таблице 8:

Таблица 8. Коды поля тип

Тип	Значение
1	Hello (используется для проверки доступности маршрутизатора)
2	Описание базы данных (топология)
3	Запрос состояния канала
4	Изменение состояния канала
5	Подтверждение получения сообщения о статусе канала

Поле Длина пакета определяет длину блока в октетах, включая заголовок.

Идентификатор области – 32-битный код, идентифицирующий область, которой данный пакет принадлежит. Все OSPF – пакеты ассоциируются с той или иной областью. Большинство из них не преодолевает более одного шага. Пакеты, путешествующие по виртуальным каналам, помечаются идентификатором опорной области 0.0.0.0.

Поле контрольная сумма содержит контрольную сумму IP–пакета, включая поле типа идентификации. Это поле проверяет содержимое всего пакета для выявления потенциальных повреждений при передаче. Контрольное суммирование производится по модулю 1.

Поле Тип идентификации может принимать значения 0 при отсутствии контроля доступа, и 1 при наличии контроля. В дальнейшем функции поля будут расширены.

Дополнительными функциями OSPF являются маршрутизация по принципу равных затрат, многотрактовая маршрутизация и маршрутизация на базе запросов типа обслуживания высшего уровня ToS. Маршрутизация на базе ToS поддерживает те протоколы высшего уровня, которые позволяют определить конкретный тип обслуживания.