По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
OSPF (Open Shortest Path First) – дословно переводится как «Сперва открытый короткий путь» - надежный протокол внутренней маршрутизации с учетом состояния каналов (Interior gateway protocol, IGP). Как правило, данный протокол маршрутизации начинает использоваться тогда, когда протокола RIP уже не хватает по причине усложнения сети и необходимости в её легком масштабировании.
OSPF наиболее широко используемый протокол внутренней маршрутизации. Когда идёт речь о внутренней маршрутизации, то это означает, что связь между маршрутизаторами устанавливается в одном домене маршрутизации, или в одной автономной системе. Представьте компанию среднего масштаба с несколькими зданиями и различными департаментами, каждое из которых связано с другим с помощью канала связи, которые дублируются с целью увеличения надежности. Все здания являются частью одной автономной системы. Однако при использовании OSPF, появляется понятие «площадка», «зона» (Area), которое позволяет сильнее сегментировать сеть, к примеру, разделение по «зонам» для каждого отдельного департамента.
Видео: протокол OSPF (Open Shortest Path First) за 8 минут
Для понимания необходимости данных «зон» при проектировании сети, необходимо понять, как OSPF работает. Есть несколько понятий, связанных с этим протоколом, которые не встречаются в других протоколах и являются уникальными:
Router ID: Уникальный 32-х битный номер, назначенный каждому маршрутизатору. Как правило, это сетевой адрес с интерфейса маршрутизатора, обладающий самым большим значением. Часто для этих целей используется loopback интерфейс маршрутизатора.
Маршрутизаторы-соседи: Два маршрутизатора с каналом связи между ними, могут посылать друг другу сообщения.
Соседство: Двухсторонние отношения между маршрутизаторами-соседями. Соседи не обязательно формируют между собой соседство.
LSA: Link State Advertisement – сообщение о состоянии канала между маршрутизаторами.
Hello сообщения: С помощью этих сообщений маршрутизаторы определяют соседей и формируют LSA
Area (Зона): Некая иерархия, набор маршрутизаторов, которые обмениваются LSA с остальными в одной и той же зоне. Зоны ограничивают LSA и стимулируют агрегацию роутеров.
OSPF – протокол маршрутизации с проверкой состояния каналов. Представьте себе карту сети – для того, чтобы ее сформировать, OSPF совершает следующие действия:
Сперва, когда протокол только запустился на маршрутизаторе, он начинает посылать hello-пакеты для нахождения соседей и выбора DR (designated router, назначенный маршрутизатор). Эти пакеты включают в себя информацию о соседях и состоянии каналов. К примеру, OSPF может определить соединение типа «точка-точка», и после этого в протоколе данное соединение «поднимается», т.е. становится активным. Если же это распределенное соединение, маршрутизатор дожидается выбора DR перед тем как пометить канал активным.
Существует возможность изменить Priority ID для, что позволит быть уверенным в том, что DR-ом станет самый мощный и производительный маршрутизатор. В противном случае, победит маршрутизатор с самым большим IP-адресом. Ключевая идея DR и BDR (Backup DR), заключается в том, что они являются единственными устройствами, генерирующими LSA и они обязаны обмениваться базами данных состояния каналов с другими маршрутизаторами в подсети. Таким образом, все не-DR маршрутизаторы формируют соседство с DR. Весь смысл подобного дизайна в поддержании масштабируемости сети. Очевидно, что единственный способ убедиться в том, что все маршрутизаторы оперируют одной и той же информацией о состоянии сети – синхронизировать БД между ними. В противном случае, если бы в сети было 35 маршрутизаторов, и требовалось бы добавить еще одно устройство, появилась бы необходимость в установлении 35 процессов соседства. Когда база централизована (т.е существует центральный, выбранный маршрутизатор - DR) данный процесс упрощается на несколько порядков.
Обмен базами данных – крайне важная часть процесса по установлению соседства, после того как маршрутизаторы обменялись hello-пакетами. При отсутствии синхронизированных баз данных могут появиться ошибки, такие как петли маршрутизации и т.д. Третья часть установления соседства – обмен LSA. Это понятие будет разобрано в следующей статье, главное, что необходимо знать – нулевая зона (Area 0) особенная, и при наличии нескольких зон, все они должны быть соединены с Area 0. Так же это называется магистральной зоной.
Типы маршрутизаторов OSPF
Разберем различные типы маршрутизаторов при использовании протокола OSPF:
ABR
Area Border Router – маршрутизатор внутри нулевой зоны, через который идет связь с остальными зонами
DR, BDR
Designated Router, Backup Designated Router – этот тип маршрутизаторов обсуждался выше, это основной и резервирующий маршрутизаторы, которые ответственны за базу данных маршрутизаторов в сети. Они получают и посылают обновления через Multicast остальным маршрутизаторам в сети.
ASBR
Autonomous System Boundary Router – этот тип маршрутизаторов соединяет одну или несколько автономных систем для осуществления возможного обмена маршрутами между ними.
Подведем итоги
OSPF является быстро сходящимся протоколом внутренней маршрутизации с контролем состояния каналов
Процесс соседства формируется между соседними маршрутизаторами через DR и BDR, используя LSA
Зоны в данном протоколе маршрутизации используются для ограничения LSA и суммирования маршрутов. Все зоны подключаются к магистральной зоне.
А пока не начали - почитайте материал про одноадресные пути без петель.
Простое правило кратчайшего пути используется для построения описания набора путей, а не одного пути в реальных сетях. Хотя для представления набора путей через топологию или сеть можно использовать ряд различных видов деревьев, для описания компьютерных сетей обычно используются два: Minimum Spanning Tree - MST и Shortest Path Tree - SPT. Разница между этими двумя видами деревьев часто неуловима. Сеть, показанная на рисунке 3, будет использоваться для иллюстрации MST и SPT.
На рисунке 3 несколько различных путей будут касаться каждого узла, например, с точки зрения А:
[A, B, E, D, C] и [A, C, D, E, B], каждая общей стоимостью 10
[A, B, E] стоимостью 5 и [A, C, D] стоимостью 3, общая стоимость 8
[A, C, D, E] стоимостью 6 и [A, B] стоимостью 1, общая стоимость - 7
MST - это дерево, которое посещает каждый узел в сети с минимальной общей стоимостью (обычно измеряется как сумма всех линий связи, выбранных в сети).
Алгоритм, вычисляющий MST, выберет вариант 3, поскольку он имеет наименьшую общую стоимость по набору граней, необходимых для достижения каждого узла в сети.
SPT описывает кратчайший путь к каждому пункту назначения в сети, независимо от общей стоимости графа. Алгоритм, вычисляющий SPT, с точки зрения A выбрал бы:
От [A, B] до B со стоимостью 1, так как этот путь короче, чем [A, C, D, E, B] со стоимостью 10
[A, B, E] в E стоимостью 5, так как это короче, чем [A, C, D, E] стоимостью 6
От [A, C] до C со стоимостью 1, так как это короче, чем [A, B, E, D, C] со стоимостью 10
[A, C, D] в D стоимостью 3, так как это короче, чем [A, B, E, D] стоимостью 8
Сравнивая набор кратчайших путей с набором путей, которые будут касаться каждого узла, приведенный выше алгоритм, вычисляющий SPT, выберет вариант 2, а не 3 в вышеуказанном списке. Другими словами, SPT будет игнорировать общую стоимость граней в MST, чтобы найти кратчайший путь к каждому достижимому месту назначения (в данном случае к узлам), тогда как MST будет игнорировать кратчайший путь к каждому достижимому месту назначения, чтобы минимизировать стоимость всего графа.
Плоскости управления сетью чаще всего вычисляют SPT, а не MST, используя какую-либо форму greedy алгоритма. Хотя SPT не оптимальны для решения всех проблем, связанных с потоками сетевого трафика, они, как правило, лучше, чем MST, в типах проблем потока трафика, которые должны решать плоскости управления сетью.
Greedy алгоритм
Greedy алгоритмы выбирают локально оптимальные решения для решения больших проблем. Например, при вычислении кратчайшего пути через сеть Greedy алгоритм может выбрать посещение более близких соседних узлов (может быть достигнуто через линию связи с более низкой стоимостью) перед узлами, которые находятся дальше (могут быть достигнуты через линию связи с более высокой стоимостью). Таким образом, можно сказать, что Greedy алгоритмы ослабляют вычисления, обычно игнорируя или приближая глобальную оптимизацию.
Иногда Greedy алгоритмы могут потерпеть неудачу. Когда они действительно дают сбой, они могут потерпеть впечатляющую неудачу, обеспечивая худшее из возможных решений. Например, при правильном наборе метрик жадный алгоритм, такой как алгоритм Дейкстры, может вычислить набор самых длинных путей через сеть, а не набор самых коротких. Поэтому Greedy алгоритмы иногда считаются эвристическими, поскольку они приближают решение сложной задачи или могут решить ее в ограниченных средах, а не фактически решают общую задачу.
В реальном мире компьютерные сети спроектированы таким образом, чтобы эти алгоритмы вычисляли наилучшее возможное решение поставленной проблемы в каждом случае, а именно нахождение кратчайшего набора путей через сеть.
А дальше интереснее - почитайте про альтернативные пути без петель.
Вторая часть тут
Пересечение многочисленных дискуссий в мире сетевого инжиниринга, было одной из проблем, которая затрудняла принятие решения о том, является ли коммутация пакетов или каналов лучшим решением. Как следует вычислять loop-free пути в сети с коммутацией пакетов?
Поскольку сети с коммутацией пакетов на протяжении всей истории сетевой инженерии ассоциировались с распределенными плоскостями управления (control plane), а сети с коммутацией каналов -с централизованными плоскостями управления (control plane), проблема эффективного вычисления безцикловых (loop-free) путей оказала значительное влияние на принятие решения о том, являются ли сети с коммутацией пакетов жизнеспособными или нет.
На заре сетевой инженерии доступная вычислительная мощность, память и пропускная способность часто были в дефиците.
В 1984 году, когда происходили в основном своем эти дискуссии, любая разница в объеме процессора и памяти между двумя способами расчета безцикловых путей через сеть оказала бы существенное влияние на стоимость построения сети. Когда пропускная способность имеет первостепенное значение, уменьшение количества битов, требуемых плоскостью управления (control plane) для передачи информации, необходимой для вычисления набора loop-free путей через сеть, создает реальную разницу в объеме пользовательского трафика, который может обрабатывать сеть. Уменьшение количества битов, необходимых для работы элемента управления, также вносит большую разницу в стабильность сети при более низких полосах пропускания.
Например, использование формата Type Length Vector (TLV) для описания информации о плоскости управления (control plane), передаваемой по сети, добавляет несколько октетов информации к общей длине пакета-но в контексте канала 2 Мбит / с, усугубленного chatty control plane, затраты могут значительно перевесить долгосрочное преимущество расширяемости протокола.
Протокольные войны в некоторых моментах были довольно жаркими. Были организованы целые исследовательские проекты и написаны статьи о том, почему и как один протокол лучше другого.
Было предложено большое разнообразие механизмов для решения задач вычисления loop-free путей через сеть. В конечном счете были широко развернуты и использованы три общих класса решений:
Distance Vector protocols (протоколы вектора расстояния), которые вычисляют свободные от петель пути hop by hop на основе стоимости пути.
Link State protocols (протоколы состояния связи), которые вычисляют свободные от петель пути через базу данных, синхронизированную между сетевыми устройствами.
Path Vector protocols (протоколы вектора пути), которые вычисляют свободные от петель пути hop by hop на основе записи предыдущих прыжков.
Дискуссия о том, какой протокол лучше всего подходит для каждой конкретной сети и по каким конкретным причинам, все еще продолжается. И это, возможно, бесконечный спор, поскольку нет окончательного ответа на этот вопрос. Возможно, как и при подгонке сети под бизнес, всегда будет какая-то степень искусства, связанная с тем, чтобы заставить конкретную плоскость управления (control plane) работать в конкретной сети. Однако большая часть актуальности этого вопроса была вызвана ростом скорости сетей-вычислительной мощности, памяти и пропускной способности.
Четвертую часть цикла статей про QoS можно почитать по ссылке.