Datenkommunikation - FET

Open Shortest Path First (OSPF)
OSPF (Open Shortest Path First) ist ein Routing-Protokoll innerhalb von Autonomen Systemen (AS), d.h. es ist ein Interior
Gateway Protocol (IGP). Das OSPF wurde in den Jahren 1989-90 für IP-Netze entwickelt und ist eng mit dem OSI-Protokoll
IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) verwandt. Beide Protokolle können aber nicht direkt zusammenarbeiten.
Das OSPF gehört zu der Gruppe der zustandsorientierten Routing-Protokolle im Unterschied zu RIP, das ein entfernungsorientiertes
Routing-Protokoll ist. Die Routing-Information beim OSPF wird im Gegensatz zum RIP direkt in IP-Pakete eingebettet,
d.h. ohne ein Transportprotokoll UDP zu nutzen, wie dies beim RIP der Fall ist. Hierfür wurde die Protokollnummer
89 dem OSPF im Header des IP-Pakets zugewiesen. Deshalb ist OSPF der Schicht 4 zuzuordnen. Die OSPF-Nachrichten
sind klein, so dass man ohne Fragmentierung von IP-Paketen auskommen kann. OSPF unterstützt hierarchisches Routing.
Zur Verwirklichung wird ein autonomes System in Bereiche eingeteilt
Zu unterscheiden ist zwischen:
• OSPF für IPv4 (OSPF for IPv4),
• OSPF für IPv6 (OSPF for IPv6).
Die aktuelle Spezifikation von OSPF für IPv4 ist OSPF Version 2 (OSPFv2, RFC 2328). Da man das Protokoll IPv6 Protocol
Next Generation nennt, wird OSPF für IPv6 oft auch als OSPFng bezeichnet. Im weiteren wird unter der Abkürzung OSPF
die Version für IPv4 verstanden. Die OSPF-Beschreibung entspricht OSPFv2.
Bei OSPF mit einer hierarchischen Struktur wird ein Autonomes System (AS) unterteilt in Areas, die über einem OSPF-
Backbone miteinander gekoppelt sind. Zum Austausch der Routing-Information werden zwischen drei Routing-Bereichen
und drei Router-Typen unterschieden.
IAR
ABR
Area 2
ASBR: AS Boundary Router
ABR : Area Border Router
IAR : Intra-Area Router
externe Links
ASBR
Area 1
ABR
OSPF Backbone
ABR
Area 3
ASBR
Autonomes System
externe Links
Bild: OSPF Netzstruktur
IAR
ABR
Area 4
Konzept: jeder Knoten verfügt über komplette Information der Netztopologie
Link-State-Algorithmus
- jeder Übertragungsabschnitt im Netz entspricht einem Eintrag in der Datenbasis
- jeder Knoten kann kürzesten Pfad zu allen anderen Knoten im Netz berechnen
- Link State Advertisements (LSAs) werden im gesamten AS geflutet
Flooding-Algorithmus
Beim Empfangen einer LSA-Meldung wird Eintrag in der Datenbasis überprüft:
- falls Eintrag noch nicht vorhanden, dann Hinzufügen und Broadcasten
- falls Eintrag vorhanden und neuer Wert niedriger als alter, dann Überschreiben
und Broadcasten
- falls Eintrag vorhanden und neuer Wert höher als alter, dann Übertragen des
bereits gespeicherten Wertes über Eingangslink
- falls beide Werte gleich sind, wird nichts unternommen
Bild: Protokoll OSPF
Drei Bereiche für die Routenwahl:
• Routing in einzelnen Bereichen
(Intra-Area-Routing),
• Routing zwischen Bereichen
(Inter-Area-Routing),
• Routing zwischen autonomen Systemen.
Drei Router-Typen:
• Interner Router (Intra Area Router): ein Router,
der nur Nachbar-Router innerhalb eines Bereichs
hat.
• Bereichsgrenzen-Router (Area Border Router):
ein Router, dessen Nachbar-Router auch in
anderen Bereichen sind. Über die Bereichsgrenzen-Router
werden die Routing-Informationen
zwischen den einzelnen Bereichen ausgetauscht.
• AS-Grenzen-Router (AS Boundary Router):
Ein Router, der die autonomen Systeme miteinander
verbindet.
OSPF-Prinzip:
• Alle Ausgangsports eines Routers werden
Kosten zugewiesen.
• Jeder Router erstellt aufgrund seiner Routenwahl-Datenbank
einen Baum, in dem er selbst
die Wurzel (Root) darstellt: SPF-Baum (Shortest
Path First).
• Bereichs- und AS-Grenzen-Router verwalten
zwei Topologie-Datenbanken (eins für den
eigenen Bereich und eins für die über ihn erreichbaren
Subnetze).
• Ferner gibt es einen Bereichsübergreifenden
Topologiedatenbank.
Institut für Kommunikationsnetze - TU Wien - o. Univ. Prof. Dr. Harmen R. van As - Vorlesung Datenkommunikation - Teil 3.2b 29