Φώτης Τηληγάδας ΑΜ:4413032

ΕισαγωγήΤο OSPF είναι ένα Link State πρωτόκολλο δρομολόγησης. Τα πρωτόκολλα Link

State διαφέρουν από τα distance vector στο ότι διαχέουν πληροφορία κατάστασης καναλιού και επιτρέπουν σε κάθε δρομολογητή να έχει πλήρη εικόνα της τοπολογίας δικτύου. Ο αλγόριθμος του πρωτοκόλλου OSPF (ανακαλύφθηκε από τον Dijkstra) καθορίζει την καλύτερη διαδρομή σε μία σύνδεση βάσει μιας

τιμής, του κόστους (cost). Αρχικά ξεκίνησε ως ένας αλγόριθμος για point-to-point συνδέσεις δικτύου. Για να υλοποιηθεί το πρωτόκολλο OSPF στην ποικιλομορφία

των διαθέσιμων σημερινών δικτύων, χρειάζεται να γνωρίζει τον τύπο του δικτύου στον οποίο λειτουργεί.

Το πρωτόκολλο OSPF ξεπερνά τους περιορισμούς άλλων πρωτοκόλλων (RIP) κι έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα δυνατό και κλιμακωτό πρωτόκολλο δρομολόγησης κατάλληλο για τα σημερινά δίκτυα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μία χωριστή

περιοχή (single area) για μικρά δίκτυα και σε πολλαπλές περιοχές (multiple areas) για μεγάλα δίκτυα.

Αρχή λειτουργίας πρωτοκόλλουΤο πρωτόκολλο OSPF λειτουργεί με βάση τον αλγόριθμο κατάστασης συνδέσμου. Η δρομολόγηση με βάση αυτόν τον αλγόριθμο ανήκει στην δεύτερη βασική κατηγορία των intra-domain πρωτοκόλλων δρομολόγησης.Η βασική ιδέα του αλγόριθμου δρομολόγησης κατάστασης συνδέσμου είναι απλή. Κάθε κόμβος γνωρίζει τους άμεσα συνδεδεμένους γειτονικούς του κόμβους και εάν το σύνολο της γνώσης αυτής μεταδοθεί σε κάθε κόμβο, τότε κάθε κόμβος θα γνωρίζει αρκετές πληροφορίες ώστε να μπορεί να κατασκευάσει τον χάρτη του δικτύου.Μεγάλα δίκτυα OSPF χρησιμοποιούν αρχές ιεραρχικής σχεδίασης. Πολλαπλές περιοχές συνδέονται σε μία περιοχή διανομής, την Περιοχή 0, που επίσης καλείται ραχοκοκαλιά (backbone). Αυτή η προσέγγιση σχεδίασης επιτρέπει τον εκτεταμένο έλεγχο ενημερώσεων δρομολόγησης. Ο καθορισμός διαφορετικών περιοχών μειώνει την υπερφόρτωση δρομολόγησης, επιταχύνει την σύγκλιση, περιορίζει την αστάθεια δικτύου σε μια περιοχή και βελτιώνει γενικότερα την απόδοση.

Πλεονεκτήματα• Το OSPF, λειτουργεί με τη χρήση του αλγορίθμου Dijkstra,κατασκευάζει αρχικά ένα δέντρο με το συντομότερομονοπάτι και στη συνέχεια προκύπτει η συμπλήρωση τουπίνακα δρομολόγησης με τα βέλτιστα μονοπάτια.• Ο χρόνος σύγκλισης (convergence) του OSPF δεν αποτελείμειονέκτημα.• Άλλα δύο μεγάλα πλεονεκτήματα του OSPF είναι ότιυποστηρίζει πολλαπλά μονοπάτια ίσου κόστους για τον ίδιοπροορισμό, και υποστηρίζει επίσης IP και IPv6 πρωτόκολλαδρομολόγησης.

ΜειονεκτήματαΤο OSPF δεν είναι χωρίς μειονεκτήματα. Αναφέρουμε συνοπτικά:• Απαιτεί περισσότερη μνήμη καθώς διατηρεί πληροφορίες σε διάφορες βάσεις δεδομένων.• Απαιτεί περισσότερη υπολογιστική ισχύ για να τρέξει τον αλγόριθμο SPF, ιδιαίτερα κατά την εκκίνηση της διεργασίας του OSPF.• Είναι πολύπλοκο στην παραμετροποίηση και ακόμα περισσότερο στα μεγάλα δίκτυα όπουαπαιτείται προσεκτικός σχεδιασμός για επιτυχημένη ιεραρχική δρομολόγηση.• Η αποσφαλμάτωση του είναι επίσης δύσκολη διαδικασία.

ΠαράδειγμαΗ επιλογή της διαδροµής µε τοµικρότερο «κόστος» διεξάγεταιµε τη χρήση ενός αλγόριθµουDijkstra

ΠαράδειγμαΚάθε router εκτελεί τοναλγόριθµο SPF algorithm καικαθορίζει το κόστος από τηδική του οπτική γωνία Το κόστος της συντοµότερηςδιαδροµής από τον R2 στοLAN του R2 είναι27(=20+5+2)

ΠαράδειγμαΗ διαδροµή µε το ελάχιστοκόστος δεν είναι αναγκαστικάη διαδροµή που περιλαµβάνειτου λιγότερους router

Παράδειγμα∆ιαδροµή Ελάχιστου Κόστους για κάθε Router

Παράδειγμα∆ιαδροµή Ελάχιστου Κόστους για κάθε Router

Λειτουργία Πρωτόκολλων ∆ροµολόγησης Κατάστασης Ζεύξης 1. Κάθε router αναγνωρίζει τις άµεσα συνδεδεµένες ζεύξεις του και τα δίκτυα στα οποία• αυτές ανήκουν.• 2. Κάθε router είναι υπεύθυνος να επικοινωνήσει µε τους γειτονικούς του router µέσω• των άµεσα συνδεόµενων δικτύων.• (OSPF Hello packets)• 3. Κάθε router δηµιουργεί ένα πακέτο πληροφορίας (link-state packet, LSP) το οποίο• περιέχει την κατάσταση των άµεσα συνδεόµενων ζεύξεων (ταυτότητα δικτύου, τύπος• ζεύξης, εύρος ζώνης).• 4. Κάθε router εκπέµπει τα LSP προς όλους τους γειτονικούς router, οι οποίοι• αποθηκεύουν τα LSPs σε µία βάση δεδοµένων.• Με τη σειρά τους οι γειτονικοί routers εκπέµπουν τα LSPs προς τους δικούς τους• γειτονικούς router έως ότου όλοι οι συνεργαζόµενοι routers να λάβουν τα LSPs.• 5. Κάθε router χρησιµοποιεί την LSP βάση δεδοµένων για να δηµιουργήσει ένα τοπολογικό• χάρτη του δικτύου και επιλέγει τις διαδροµές ελάχιστου κόστους.• Η δηµιουργία του τοπολογικού χάρτη γίνεται µε τη χρήση του αλγόριθµου SPF• Όλοι οι routers αντιλαµβάνονται µε ταυτόσηµο τρόπο την τοπολογία του δικτύου• αλλά αποφασίζουν ανεξάρτητα για την ελάχιστη διαδροµή.

Βήµα 1: Αναγνώριση των Άµεσα Συνδεόµενων ∆ικτύων

OSPF Βήμα 1

OSPF Βήµα 1

OSPF Βήμα 1

Βήμα 2:Αποστολή Hello Packets

Βήµα 2: Αποστολή Hello Packets

Βήµα 3: ∆ηµιουργία LSP (Link-State Packet)

Βήµα 3: ∆ηµιουργία του Link-State Packet

Βήµα 4: Εκποµπή LSPs προς τους Γείτονες

Βήµα 4: ∆ιάχυση της LSP Πληροφορίας προς τους Γείτονες

Βήµα 4: ∆ιάχυση της LSP Πληροφορίας προς τους Γείτονες

Βήµα 5: ∆ηµιουργία Βάσης ∆εδοµένων Κατάστασης Ζεύξεων

Επίλογος-ΣυμπεράσματαΈγινε μία προσπάθεια να καλυφθεί επαρκώς και αντιπροσωπευτικά το πρωτόκολλο Open Shortest Path First (OSPF) με την παράθεση κυρίως παραδειγμάτων.Το OPSF είναι πιθανώς το πιο χρησιμοποιημένο ΙGP πρωτόκολλο σε επίπεδο μεγάλων δικτύων επιχειρήσεων σε αντίθεση με το IS-IS που χρησιμοποιείται σε επίπεδο μεγάλων δικτύων παρόχων υπηρεσιών.

Βιβλιογραφία-Πηγές• http://pcnetworks.pbworks.com/f/edunet_4_OSPF.pdf• https://el.wikipedia.org/wiki/Open_Shortest_Path_First• caclab.csd.auth.gr/yliko_OSPF.doc• http://

openclass.teiwm.gr/modules/document/file.php/INFORMATIC114/10_ospf%20protocol_theory.pdf