پروتکل OSPF چیست
معایب پروتکل OSPF :
۱٫ OSPF حافظه و CPU زیاد استفاده می کند، که به دلیل استفاده از الگوریتم SPF و نگهداری نسخه های متعدد از اطلاعات مسیریابی است.
۲٫ پروتکل پیچیده تر برای پیاده سازی در مقایسه با RIP دارد.
مزایای OSPF:
۱٫ بدون محدودیت در تعداد هاب
۲٫ تعریف منطقی از شبکه هایی که در آن روترها به مناطق تقسیم می شوند.
۳٫ آدرس دهی چندپخشی که استفاده می شود برای ارسال آپدیت اطلاعات مسیریابی
۴٫ ارسال به آپدیت ها تنها زمانی که تغییرات توپولوژی شبکه رخ دهد
۵٫ انتقالات و برچسب زدن ها مسیرهای خارجی ختم شده به AS.
کلمات کاربردی در پروتکل OSPF:
Link: لینک به یک رابط شبکه یا روتر اشاره دارد.
Neighbor: روتر (مجاور) متصل که در حال اجرا OSPF با رابط مجاور موجود در همان ناحیه. همسایگان توسط بسته سلام پیدا می شوند.
Adjacency: ارتباط منطقی بین روتر و DR و BDR مربوط به آن. بدون رد و بدل اطلاعات مسیر یابی مگر اینکه یال تشکیل شده باشند.
Interface: رابط فیزیکی بر روی روتر. زمانی که هر رابط به OSPF اضافه می شود، رابط به عنوان لینک در نظر گرفته شده است، مورد استفاده برای ایجاد پایگاه داده لینک.
LSA یا Link State Advertisement: بسته داده شامل link-state و اطلاعات مسیریابی، که در میان همسایه های Neighbor OSPF به اشتراک گذاشته می شود.
هر روتر برای هر Area یک دیتابیس تحت عنوان (link-state database (LSDB ایجاد می کند که حاوی اخرین LSA دریافتی می باشد. در تعریف دیگر OSPF با کمک LSA از توپولوژی شبکه آگاه می شود و دیتابیس خود را براساس آن می سازد.
عملکرد LSA:
هر LSA دارای یک شماره و یک طول عمر است که به طور پیش فرض ۳۰ دقیقه می باشد. زمانی که یک LSA دریافت می شود با دیتابیس LSDB مقایسه می شود. اگر LSA جدید بود به دیتابیس اضافه می شود و الگوریتم SPF اجرا می شود. اگر LSA از یک Router ID که قبلا در دیتابیس موجود است باشد Sequence Number آن مقایسه می شود و اگر قدیمتر بود از آن صرفه نظر می شود. اگر LSA قدیمی تر باشد LSA جدیدتر که در حافظه موجود است برای فرستنده LSA ارسال می شود. Sequence Number داری حجم ۳۲ بیت می باشد. اولین مقدار Sequence Number برابر ۰x80000001 می باشد. Sequence Number به یکی از دو دلیل زیر تغییر می کند:
۱٫ زمانی که یک Route اضافه یا حذف می شود.
۲٫ طول عمر LSA تمام شود.
DR: روتر منتخب، روتر منتخب برای به حداقل رساندن تعداد یال های متشکل. گزینه ای که در شبکه های پخش (broadcast) استفاده می شود.
نکته: در شبکه های point to point ما نیازی به DR نداریم و عملا هیچ DR و یا BDR وجود ندارد.
نکته: DR و BDR فقط در محیط های multi access که چند روتر به هم وصل هستن وجود دارد، در چنین شبکه هایی ما یک DR یک BDR داریم و باقی روتر ها DRother نام دارند.
نکته: DR و BDR هر دو peer interface هستن نه peer router
BDR: روتر منتخب جانشین یا backup ، آماده به کار به جای همان DR ، BDR تمام به روز رسانی مسیر یابی از روترهای مجاور دریافت می کند، اما شامل به روز رسانی LSA نیست.
Area: محیط هایی که برای ایجاد یک شبکه سلسله مراتبی است استفاده می شود.
ABR: یا (Area Border Router)، روترهای که به دو یا چند Area متصل باشند در شکل پایین روترهای ABR نمایش داده شده است. ABRها مرز ارسال LSA را مشخص می کنند و می توانند Summarization را برای ما انجام دهند و یا به عنوان Default Route معرفی شوند. این روترها برای هر Area که به آن متصل است یک دیتابیس ایجاد می کند. در واقع ABR ها Area مختلف را به یکدیگر متصل می کنند.
ASBR: روتر مرزی سیستم خودمختار (Autonomous System Boundary Router)، این روترها از یک سمت به شبکه OSPF و از طرف دیگر به شبکه دیگر متصل است در شکل بالا روتر ASBR مشخص شده است. چون از یک سمت به شبکه OSPF و از سمت دیگر به یک شبکه غیر OSPF متصل است. ASBR وظیفه اتصال شبکه OSPF را به دیگر شبکه های دارد.
نکته: یک روتر می تواند چند نقش داشته باشد.
NBMA: چند دسترسی بدون broadcast یا (Non-broadcast multi-access)،این شبکه اجازه multi-access دارد اما قابلیت broadcast ندارد. در این شبکه ها امکان استفاده از OSPF وجود دارد، اما تنظیمات همسایگی اضافی مورد نیاز است.
Broadcast: شبکه ای که اجازه broadcasting را می دهد، برای مثال اترنت.
Point-to-point: یک نوع شبکه که نیازش به DR ها یا BDR ها رفع شده است.
Router-ID: آدرس IP مورد استفاده برای شناسایی روتر OSPF. اگر OSPF Router-ID به صورت دستی تنظیم نشود، روتر یکی از آدرسهای IP اختصاص داده شده به روتر را به عنوان آن Router-ID استفاده می کند.
هر روتر در OSPF یک شناسه ۳۲ بیتی دارد که به یکی از روش های زیر قابل مشخص شدن است:
توسط دستور تعیین شود.
بزرگترین یا کوچکترین (بسته به سازنده روتر شما) اینترفیس Loop Back روتر به عنوان RID در نظر گرفته می شود.
بزرگترین یا کوچکترین (بسته به سازنده روتر شما) اینترفیس را در نظر می گیرد (اینترفیس باید در حالت up باشد).
نکته: اگر RID را بعد از فعال شدن OSPF تغییر دهیم همان RID قبلی استفاده می شود مگر اینکه پروسه OSPF را Reset کنیم.
نکته: بهتر است که RID را براساس مقادیری تعیین کنیم که نشان دهنده آن روتر باشد تا در زمان های مانیتورینگ و خطایابی با استفاده از این RID متوجه شویم که منظور کدام روتر است.
Link state: کلمه ی Link state به وضعیت یک لینک بین دو روتر اشاره دارد. LS رابطه بین رابط یک روتر و روتر همسایه آن را تعیین می کند.
Cost: پروتکل های Link state یک مقدار را به هر لینک به نام Cost اختصاص می دهند . مقدار cost به سرعت media بستگی دارد. cost به خارج از هر رابط روتر مربوط است. این است که به عنوان هزینه رابط خروجی (interface output cost) نامیده می شود.
Autonomous System: یک Autonomous System گروهی از روترها است که از یک پروتکل مسیریابی مشترک برای تبادل اطلاعات مسیریابی استفاده می کند.
همه این واژگان برای درک OSPF مهم هستند.
عملکرد OSPF:
OSPF یک پروتکل link-state است. رابط روتر OSPF link and state را از تمام لینک هایی که در پایگاه داده link-state ذخیره می شود در نظر می گیرد.
پروتکل های مسیریابی link-state در حال توزیع، تکرار پایگاه داده هستند که توپولوژی مسیریابی را توصیف می کند. هر روتر در دامنه مسیریابی توپولوژی مسیریابی محلی را پیدا می کند و این اطلاعات را از طریق LSAها می فرستد. LSAs به تمام روترهای دیگر در دامنه مسیریابی ارسال می شود (flooding) و هر روتر پایگاه داده ی link-state را از LSAs دریافتی تولید می کند. الگوریتم ارسال پروتکل link-state تضمین می کند که هر روتر پایگاه داده دارای link-state یکسان است. هر روتر جدول مسیریابی را بر اساس این پایگاه داده link-state محاسبه می کند.
ساختار OSPF
مجموعه روترهایی که OSPF را اجرا می کند به بخش هایی تحت عنوان Area تقسیم می شوند. یک شبکه OSPF باید یک Area 0 داشته باشد و علاوه بر آن Area 0 می تواند Area های دیگری نیز داشته باشد. الگوریتم SPF در هر Area اجرا می شود و همچنین Route های ناحیه ای بین Area ها ردوبدل می شوند.
در OSPF دو سطح وجود دارد:
۱٫ Area 0 که به عنوان ناحیه انتقال طراحی شده است و Area های دیگر به آن متصل می شوند.
۲٫ Area ها دیگر باید به صورت مستقیم به Area 0 متصل شوند و از طریق Area 0 به دیگر Area ها دسترسی پیدا می کنند.
در هر Area روترها باید دیتابیس یکسانی داشته باشند. به طور معمول هر Area حداکثر ۵۰ تا ۱۰۰ روتر می تواند داشته باشد. که به شرایط شبکه بستگی دارد. در شکل زیر یک شبکه که شامل ۶ روتر است را به ما نشان می دهد و این ۶ روتر در سه ناحیه ، Area 0 , Area 1 , Area 2 قرار گرفته اند.
