Запрос "Аутентификация". Когда программа демон стартует, он посылает запрос к маршрутизаторам прислать таблицы маршрутизации. Запрос рассылается широковещательными сообщениями. Формат запроса см. ниже.
Периодические отклики, «Ответ» - Каждые 30 сек маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы соседним маршрутизаторам.
Запрос принят.
- Если был запрос "Аутентификация" отправляется полная таблица маршрутизации. - Иначе обрабатывается каждый пункт в запросе: если присутствует маршрут на указанный адрес, показатель устанавливается в определенное значение, иначе показатель устанавливается в 16. (Показатель, установленный в 16, это специальное значение, которое означает "бесконечно" (infinity) и сообщает, что маршрута к этому пункту назначения не существует.) Возвращается ответ.
Ответ принят. Если ответ признан корректным, таблица маршрутизации может быть обновлена. Могут быть добавлены новые записи, существующие записи могут быть модифицированы или удалены. При этом timeout-timer (тайм-аут) выставляется =180 сек. По истечении запись, становится не активной на 120 сек (garbage-collection timer). По истечении 120 сек, запись удаляется и в регулярном обновлении запись рассылается с метрикой =16, т.е. на удаление.
Незапланированное обновление. Происходит в том случае, если изменяется метрика маршрута. В этом случае нет необходимости посылать таблицу маршрутизации целиком, передается только та запись, которая была изменена.
Недостатки RIP
Ограничение в 16 хопов (Hop -прыжок). Фактически ограничивает количество сетей.
Медленная реакция на изменение сети. При этом могут возникнуть циклические маршруты.
Самый короткий маршрут может быть перегружен (медленным).
Протокол OSPF
OSPF (Open Shortest Path First) - открыть наикратчайший маршрут первым (алгоритм Дикстры), является протоколом состояния канала (link-state).
Первый стандарт - RFC1131 (OSPF specification J. Moy Oct-01-1989).
Последняя версия OSPFv2 - RFC2328 (OSPF Version 2 J. Moy April 1998).
Сообщение OSPF инкапсулируется прямо в IP пакет (поле данных), т.е. протоколы транспортного уровня не используются.
Поле protocol = 89 (в заголовке IP).
Для замены RIP Группа инженерной поддержки (IETF) разработала протокол OSPF; предполагается, что новый протокол обеспечит лучшую поддержку TCP/IP. Протокол OSPF, основанный на алгоритме предпочтения кратчайшего пути, был разработан Болтом, Беранеком и Ньюменом (Кембридж, шт. Массачусетс) для сети ARPANet в 1978 году. Благодаря своей функциональности OSPF быстро приобретает черты отраслевого стандарта. Данный протокол обеспечивает поддержку нужд крупных вычислительных сетей: обслуживание запросов на специальные услуги, работу с несколькими протоколами сетевого уровня, а также аутентификацию. OSPF способен осуществлять эффективную маршрутизацию пакетов с учетом изменений топологии сети, соответствующим образом меняя путь прохождения сетевого трафика. Кроме того, накладные расходы на пересылку данных об изменении топологии в OSPF меньше: рассылке подлежит не таблица маршрутизации в целом, а только информация об изменениях. OSPF иногда называют протоколом на основе распределенных баз данных, хотя правильнее его называть протоколом маршрутизации на основе данных о состоянии каналов связи (link state routing protocol). Термин «link state routing protocol» означает, что в OSPF поддерживается топологическая база данных, где хранится информация о состоянии каналов связи в автономной сети. Данная информация используется для вычисления кратчайшего пути передачи пакета.
В настоящее время многие компании выпускают маршрутизаторы, поддерживающие OSPF.
Протокол OSPF предусматривает, что новый маршрутизатор, начав работу в сети, рассылает «приветствия» всем своим соседям. Такие же сообщения периодически рассылают все маршрутизаторы, подтверждая тем самым свою работоспособность. В итоге новый маршрутизатор очень быстро «знакомится» со всеми своими соседями.
OSPF работает с запросами верхнего уровня [Type of Service (ToS) или Quality of Service (QoS)], содержащимися в заголовке пакетов IP. Вычисление кратчайшего пути в OSPF осуществляется на основе информации, содержащейся в ToS. Всего насчитывается восемь комбинаций битов ToS, описывающих все возможные сочетания уровней задержки, пропускной способности и надежности связи. OSPF в состоянии подобрать путь таким образом, чтобы удовлетворить любую из этих восьми комбинаций. Например, если в ToS указано, что данный пакет должен быть передан с малой задержкой, высокой пропускной способностью и малой надежностью, то OSPF-маршрутизатор подберет путь передачи, как можно лучше отвечающий всем этим требованиям.
Основные достоинства OSPF.
Отсутствие ограничения на размер сети.
Автономная система может быть поделена на области маршрутизации.
Высокая скорость установления маршрутов.
Маршрутизация учитывает тип сервиса IP (type-of-service - ToS), т.е. для разных сервисов могут быть разные маршруты.
Каждому интерфейсу может быть назначена метрика на основании - пропускной способности - времени возврата - надежности - загруженности (очередь пакетов) - размера максимального блока данных, который может быть передан через канал. Отдельная цена может быть назначена для каждого типа сервиса IP (ToS).
Если маршруты имеют одинаковую цену, OSPF распределяет траффик поровну между этими маршрутами. Это называется балансировкой нагрузки (Load balancing).
Поддерживает подсети (маску).
Поддержка без адресных сетей (unnumbered) - каналы точка-точка между маршрутизаторами, не имеющими IP адресов. Такой подход позволяет сэкономить IP адреса.
Использование аутентификации.
Используется групповая (multicast) адресация вместо широковещательной.
Области маршрутизации OSPF
Автономная система может быть поделена на области маршрутизации, в пределах области может работать свой протокол маршрутизации.
Опорная область (backbone) - область через которую связываются другие маршрутизаторы. Имеет ID = 0.0.0.0.
AS – автономная система.
Построение сети с помощью OSPF.
В OSPF существует иерархия маршрутизаторов.
Маршрутизатор опорной сети (Backbone Router - BR) - подключен к опорной сети.
Граничный маршрутизатор области (Area Border Router - ABR) - подключен к нескольким областям.
Граничный маршрутизатор автономной системы (Autonomous System Boundady Router - ASBR) - подключен к другим автономным системам.
Внутренний маршрутизатор (Internal Router - IR) - все его подключения только внутри одной области.
Ответственный маршрутизатор (Designated Router - DR) - собирает и раздает маршрутную информацию в области.
Резервный ответственный маршрутизатор (Backup Designated Router - ВDR) - резервирует DR.
Сообщения OSPF
Тип сообщения Hello - Это основной тип сообщений.
Для рассылки используется групповой адрес 224.0.0.5 (ALL-OSPF-Routers).
Выполняет следующие функции:
Поиск соседних маршрутизаторов.
Выбор маршрутизаторов DR и BDR.
Определение статуса канала.
Установление партнерских отношений между маршрутизаторами.
Тип сообщения Database Description - Маршрутизаторы обмениваются данными из баз данных OSPF.
Тип сообщения Link State Request -Запрос части базы данных для обновления.
Тип сообщения Link State Update - Передача части базы данных, которая была запрошена.
Тип сообщения Link State Acknowledgment - Используется для подтверждения получения фрагмента базы данных.
Уведомление о состоянии канала - Link State Advertisement (LSA)
Сводная информация о каналах к сетям, рассылает граничный маршрутизатор области ABR внутри своей области.
Сводная информация о канале к граничному маршрутизатору автономной системы ASBR, рассылается граничным маршрутизатором области ABR внутри своей области.
Маршрутная таблица OSPF содержит в себе:
IP-адрес места назначения и маску;
тип места назначения (сеть, граничный маршрутизатор и т.д.);
тип функции (возможен набор маршрутизаторов для каждой из функций TоS);
область (описывает область, связь с которой ведет к цели, возможно несколько записей данного типа, если области действия граничных маршрутизаторов перекрываются);
тип пути (характеризует путь как внутренний, межобластной или внешний, ведущий к AS);
цена маршрута до цели;
очередной маршрутизатор, куда следует послать дейтограмму;
объявляющий маршрутизатор (используется для межобластных обменов и для связей автономных систем друг с другом). Подключится к демону OSPF, можно с помощью telnet по порту 2604, и просмотреть базу.
Реальная база OSPF. Видно, что только одна область (0.0.0.0).
ADV
Router - Advertising router,
который породил
LS.