4.9.3 Основи функціонування протоколу OSPF
Для визначення найкращого шляху до пункту призначення протокол OSPF використовує алгоритм вибору найкоротшого маршруту (тобто маршруту з найменшою оцінкою). Цей алгоритм було розроблено голандським комп’ютерним спеціалістом Дейкстра (Dijkstra) та опубліковано у 1959 році. В цьому алгоритмі КМ розглядається як множина вузлів, що з’єднані між собою каналами типу „точка-точка”. Кожному каналу присвоюється деяке значення оцінки, а кожному вузлу деяке ім’я. Кожен вузол має повну БД всіх каналів, тому всім вузлам відома вся інформація про фізичну топологію мережі. Після цього алгоритм вибору найкоротшого шляху обчислює вільну від петель топологію, використовуючи даний вузол як початкову точки та послідовно аналізуючи його інформацію про суміжні вузли.
Для того, щоб сумісно використовувати інформацію про маршрутизацію, OSPF-маршрутизатори повинні встановити зв’язок з сусіднам. Кожен маршрутизатор намагається встановити відношення суміжності або сусід-ства хоча б з одним маршрутизатором кожної IP-мережі, до якої під’єднані усі його порти. Деякі маршрутизатори можуть намагатися встановити відношення суміжності з усіма сусідніми маршрутизаторами, в той час як інші – тільки з одним або двома. OSPF-маршрутизатори визначають, з якими іншими маршрутизаторами їм слід встановити відношення суміжності, на основі типу мережі, яка їх поєднує.
Після того, як між сусідніми пристроями встановлені відношення су-міжності, між ними відбувається обмін інформацією про стан каналу. Як показано на рис. 4.30, і перераховано в наведеному нижче списку, інтер-фейси OSPF-маршрутизаторів розпізнають три типи мереж [5, 15].
1. Широкомовні мережі множинного доступу.
2. Неширокомовні мережі множинного доступу (nonbroadcast multi-access – NBMA).
3. Мережі з каналами типу „точка-точка” .
Рисунок 4.30 – Типи OSPF-мереж
Мережевий адміністратор може сконфігурувати на будь-якому типі інтерфейсу і четвертий тип мереж – мережа типу „точка – декілька то-чок”. В табл. 4.13 наведені типи OSPF-мереж. В мережі множинного доступу (multiaccess network) неможливо заздалегідь знати, скільки маршрутизаторів буде з’єднано. В мережах типу „точка-точка” (point-to-point) можуть бути з’єднані тільки два маршрутизатори. Якщо всі маршрутизатори встановлять відношення суміжності з усіма іншими і будуть обмінюватися інформацією про стан каналів, то об’єм службових повідомлень стане занадто великим. Як згадувалось вище, проблема великого об’єму службових повідомлень, може бути вирішена вибором призначеного маршрутизатора.
Таблиця 4.13 – Типи мереж OSPF
Цей призначений маршрутизатор (DR) стає суміжним пристроєм для всіх маршрутизаторів широкомовного сегмента. Всі інші маршрутизатори цього сегмента надсилають інформацію про стан каналу до DR, який стає джерелом інформації для даного сегмента і розсилає інформацію про стан каналів всім іншим маршрутизаторам сегмента, використовуючи адресу багатоадресного розсилання 224.0.0.5 для всіх OSPF-маршрутизаторів. Незважаючи на підвищення ефективності роботи КМ, яке забезпечується використанням DR, в даному підході є й недолік – призначений маршрутизатор являє собою точку, від якої залежить робота всього сегмента і у випадку виходу його з ладу весь сегмент припиняє працювати. Тому вибирається також резервний призначений маршрутизатор (BDR), який приймає на себе виконання функцій призначеного маршрутизатора у випадку відмови останнього. На рис. 4.31 наведено маршрутизатори DR та BDR, що отримують повідомлення LSA. Для того, щоб обоє маршрутизатори DR та BDR отримували всі повідомлення про стан каналу, які надсилаються в сегмент, використовується адреса багатоадресого розсилання 224.0.0.6.
Зазначимо, що маршрутизатор стає DR, якщо він має найвищий (найбільший) пріоритет інтерфейсу (OSPF interface priority), маршрутизатор з другим за величиною пріоритетом стає BDR. Якщо значення цих пріоритетів однакові (а за замовчуванням вони однакові і дорівнюють одиниці) то до уваги береться ідентифікатора маршрутизатора (Router ID). Маршрутизатор з найбільшим значенням ID стає DR, а з другим за величиною пріоритетом BDR. Ідентифікатором маршрутизатора стає найбільша ІР-адреса Loopback-інтерфейсу або, якщо Loopback-інтерфейс не налаштований найбільша ІР-адреса маршрутизатора.
Рисунок 4.31 – Маршрутизатори DR та BDR отримують повідомлення LSA
В мережах типу „точка-точка” існує лише два вузла і тому маршрутизатори DR та BDR не обираються. Обидва маршрутизатори з’єднання „точка-точка” є повністю суміжними пристроями.
Для визначення кращого маршруту протокол OSPF використовує оцінку як метрику, яка обчислюється за виразом [5, 15]:
108/(ширина смуги пропускання інтерфейсу).
Для того, щоб протокол OSPF правильно обчислював характеристики маршрутів, необхідно, щоб усі інтерфейси, під’єднані до будь-якого каналу, домовились про його оцінку. Ця оцінка може бути змінена для того, щоб здійснити вплив на результат обчислення протоколом OSPF його оцінки. Найбільш типовою ситуацією, в якій потрібно змінювати оцінку, є використання маршрутизаторів від різних виробників. Це пов’язано з тим, що оцінки каналу, зроблені різними пристроями, можуть бути різними.
В таблиці 4.14 наведені стандартні оцінки каналів [5, 15]. Зазначимо, що у випадку, коли маршрут до пункту призначення проходить через кілька сегментів оцінка маршруту дорівнюватиме сумі оцінок цих сегментів.
Таблиця 4.14 – Деякі стандартні оцінки протоколу OSPF
