Was ist Open Shortest Path First (OSPF)?
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Wichtigste Erkenntnisse
OSPF ist ein typisches Link-State-Routing-Protokoll, das im Allgemeinen innerhalb derselben Routing-Domäne verwendet wird.
Was ist OSPF?
OSPF ist ein typisches Link-State-Routing-Protokoll, das üblicherweise innerhalb derselben Routing-Domäne verwendet wird. Die Routing-Domäne bezeichnet hier ein autonomes System (AS), also eine Gruppe von Netzwerken, die Routing-Informationen über eine einheitliche Routing-Richtlinie oder ein einheitliches Protokoll austauschen. In diesem AS verwalten alle OSPF-Router dieselbe Datenbank, die die Struktur des AS beschreibt und die Zustandsinformationen der entsprechenden Verbindungen in der Routing-Domäne speichert. Mithilfe dieser Datenbank berechnen die OSPF-Router ihre OSPF-Routing-Tabellen.
Als Link-State-Routingprotokoll sendet OSPF die Link-State-Multicast-Daten (LSA – Link State Advertisement) an alle Router in einem bestimmten Bereich. Dies unterscheidet es vom Distance-Vector-Routingprotokoll, das Routingtabellen teilweise oder vollständig an seine Nachbarn weitergibt.
Hinsichtlich der Sicherheit des Informationsaustauschs legt OSPF fest, dass jeder Informationsaustausch zwischen Routern bei Bedarf authentifiziert werden kann, um sicherzustellen, dass nur vertrauenswürdige Router Routing-Informationen verbreiten können. OSPF unterstützt verschiedene Authentifizierungsmechanismen und erlaubt deren Verwendung in unterschiedlichen Bereichen. Die Anwendung des OSPF-Link-State-Algorithmus in Broadcast-Netzwerken (wie Ethernet) ist optimiert, um die Hardware-Broadcast-Fähigkeit optimal für die Übermittlung von Link-State-Nachrichten zu nutzen. Üblicherweise repräsentiert ein Knoten im Topologiediagramm des Link-State-Algorithmus einen Router. Sind alle k Router mit Ethernet verbunden, erreicht die Anzahl der Nachrichten über diese k Router beim Broadcasting k². Daher ermöglicht OSPF, dass ein Knoten ein Broadcast-Netzwerk im Topologiediagramm repräsentiert. Alle Router in jedem Broadcast-Netzwerk senden Link-State-Nachrichten, um den Link-Status der Router im Netzwerk zu melden.
Funktionsprinzip
Vereinfacht ausgedrückt bedeutet OSPF, dass zwei benachbarte Router durch den Austausch von Nachrichten zu Nachbarn werden. Anschließend senden Nachbarn einander Link-State-Informationen, um eine Nachbarschaftsbeziehung herzustellen. Danach berechnet jeder Router eine Route anhand des Algorithmus für den kürzesten Pfad und trägt diese in die OSPF-Routingtabelle ein. Im Vergleich zu anderen Routen werden OSPF-Routen bevorzugt in die globale Routingtabelle aufgenommen. Der gesamte Prozess umfasst fünf Nachrichtentypen, drei Phasen und vier Tabellen.
Fünf Arten von Nachrichten
Hallo-Nachricht: Nachbarschaftsbeziehungen aufbauen und pflegen.
DBD-Nachricht: Sendet Link-State-Header-Informationen.
LSR-Nachricht: Sende die vom DBD ermittelten erforderlichen Link-State-Header-Informationen an die Nachbarn und fordere vollständige Informationen an.
LSU-Nachricht: Sende vollständige Informationen, die den Header-Informationen der LSR-Anfrage entsprechen, an die Nachbarn.
LSACK: Bestätigen Sie die LSU-Nachricht nach Erhalt.
Drei Phasen
Nachbarerkennung: Eine Nachbarbeziehung wird durch das Senden einer Hello-Nachricht hergestellt.
Routenankündigung: Nachbarn senden Linkstatusinformationen, um eine Nachbarschaftsbeziehung herzustellen.
Berechnung: Die Routingtabelle wird nach dem Algorithmus des kürzesten Pfades berechnet.
Vier Tische
Nachbartabelle: Sie speichert hauptsächlich die Router, die die Nachbarschaftsbeziehung bilden.
Link-State-Datenbank: Speichert Link-State-Informationen.
Routingtabelle: aus der Link-State-Datenbank abgerufen.
Globale Routingtabelle: Das OSPF-Routing wird mit anderen Routingtabellen verglichen.
