پروتکل مسیریابی OSPF قسمت دوم
by
مقدمه
OSPF یک پروتکل مسیریابی link-state می باشد که به عنوان یک پروتکل جایگزین برای پروتکل مسیریابی RIP طراحی گردیده است. درزمانی که اینترنت درسالهای اولیه خود بود پروتکل مسیریابی RIP یک پروتکل قابل قبول برای مسیریابی در شبکه های کامپیوتری بود. همانطور که در مطالب قبلی هم گفته شده پروتکل مسیریابی RIP یک پروتکل Distance Vector می باشد . تمام پروتکل های مسیریابی برای انتخاب بهترین مسیر نیاز به مشخص کردن یک Metric دارند که در پروتکل های مسیریابی که بر اساس Distance vector می باشد ، Metric بر اساس تعداد Hope Count ( تعداد دستگاهای که عملیات IP Routing را انجام می دهند) وابسته می باشد که این خصوصیت با رشد شبکه های کامپیوتری باعث به وجود آمدن مشکلاتی در این پروتکل های مسیریابی شد . به عنوان مثال شبکه های که از چند مسیر برای رسیدن به یک مقصد استفاده می کنند . در این حالت اگر کوتاه ترین مسیر ما دارای پهنای باند کمتر و ازدهام بیشتر باشد پروتکل مسیریابی RIP این مسیر را انتخاب می کند چون کوتاه ترین مسیر می باشد و ممکن است مسیری طولانی تر با پنهای باند بیشتر و ازدهام کمتر نیز وجود داشته باشد.
OSPF یک پروتکل مسیریابی می باشد که بر اساس الگوریتم Link –State طراحی شده است. این دسته از پروتکل مسیریابی نیاز دارند که اطلاعات کاملی از کلیه روترها و مسیرهای شبکه داشته باشند. روترهای که از الگوریتم Link-State استفده می کنند کلیه اطلاعات در مورد لینکهای خود (Directly connected Interface ) و همچنین وضعیت آنها (UP/UP) را بصورت Multicast در شبکه ارسال می کنند . تمامی پروتکل های مسیریابی برای جمع اوری اطلاعات از پیغامهای خاصی استفاده می کنند که با کمک این اطلاعات می توانند بانک های اطلاعاتی را برای خود ایجاد کنند .
پروتکل مسیریابی OSPF دارای سه قسمت می باشد
- Data Structure
- Routing Protocol Message
- Algorithm
Data Structure
Data Structure بانک های اطلاعتی هستند که توسط OSPF ساخته و در RAM روتر نگهداری می شوند. به عنوان مثال یکی از بانک های اطلاعاتی شامل لیستی از روترهای مجاور می باشند که باکمک این اطلاعات روتر می تواند با روترهای مجاور خود شروع به تبادل اطلاعت کنند.
OSPF دارای سه بانک اطلاعاتی می باشد.
Routing Protocol Message
پروتکل مسیریابی OSPF برای انتقال ودریافت اطلاعات از یک سری از پروتکل های پیغام رسان خاص استفاده می کند و با استفاده از این پروتکل ها می توانند روترهای موجود در یک محدوده را شناسای و با آنها تبادل اطلاعات انجام دهد.
Algorithm
پروتکل مسیریابی OSPF برای اینکه بتواند بهترین مسیر و یا کوتاه ترین مسیر را از بین چند مسیر انتخاب کند از الگوریتم Dijkstra algorithm استفده می کند . این الگوریتم کوتاه ترین مسیرا را با کمک جمع پهنای باند مبدا تا مقصد به دست می آورد که اصطلاحا به آن Cumulative Cost گفته می شود و بعد از انتخاب بهترین مسیر آن را در جدول مسیر یابی روتر اضافه می کند. همچنین الگوریتم Dijkstra بصورت Shortest Path First می باشد که بر مبنای کوتاه ترین مسیر کارمی کند.
Link state Operation
برای اینکه یک روتر بتواند با استفاده از پروتکل مسیریابی ospf روترهای مجاور خود را شناسایی کند و اطلاعات جدول مسیریابی خود را کامل کند ویا روتر برای ایجاد و نگهداری جدول مسیریابی خود می تواند با کمک الگوریتم link-state مراحل زیر راانجام می دهد .
- Establish Neighbor Adjacency روترهای که برروی آنها پروتکل مسیریابی OSPF تنظیم شده باشد باید بتوانند از حضور یک دیگر درشبکه اطلا داشته باشند قبل ازاینکه بخواهند اطلاعات خود را به اشتراک بگذارند. برای انجام این کار پروتکل مسیریابی OSPF شروع به ارسال بسته های به نام Hello Packet اقدام می کند . این بسته ها ازطریق تمام اینترفیس ها ( در صورتی که اینترفیس درOSPF تنظیم شده باشد و یا اینترفیس بصورت passive نباشد ) ارسال می شود. اگر روترهای مجاوروجود داشته باشد ، روترها شروع به برقراری ارتباط با یکدیگر می کنند.
- Exchange Link-state advertisement بعد از اینکه روترهای مجاورارتباط بایکدیگر برقرارکردند ، شروع به تبادل اطلاعات بایکدیگر می کنند که به این اطلاعات (Link-state Advertisement (LSA گفته می شود. یک LSA شامل مواردی مانند Cost و اطلاعاتی مانند وضعیت لینکها که بصورت مستقیم به روتر متصل هستند (Directly Connected Interface ) می باشد و این اطلاعات بصورت flood ارسال می شود . روتری که این اطلاعات را دریافت می کند به روترهای مجاور خود ارسال می کند تازمانی که تمام روترهای موجود در یک محدود (AREA) از تمام اطلاعات یکدیگرباخبرباشند.
- Build Topology Table بعد از اینکه بسته های LSA توسط تمام روترهای شبکه دریافت گردید ، روترها شروع به ساختن یک جدول که شامل اطلاعات توپولوژی می باشد اقدام می کنند که به این جدول Link-State Database LSDB گفته می شود. این جدول براساس کلیه LSA که یک روتر دریافت کرده ساخته می شود و درنهایت کلیه اطلاعت مربوط به توپولوژی شبکه رادرخودنگه می دارد
- Execute The SPF Algorithm بعد ازاینکه LSDB کامل شد ، روترباکمک الگوریتم SPF بهترین مسیر را ازجدول LSDB محاصبه کرده و بهترین مسیر رادرجدول مسیریابی قرار می دهد.
