Маршрутизация в сетях с коммутацией пакетов. Исследование принципа работы протокола OSPF

Цель работы. Исследование работы алгоритма Дейкстры, лежащего в основе протокола OSPF, в зависимости от приоритета параметров IP-сети и приоритета трафика.

Краткая теоретическая справка. Протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-1245-48, RFC-1583-1587, алгоритмы предложены Дейкстрой) относится к классу протоколов IGP (внутрирегиональная маршрутизация) и использует алгоритм поиска оптимального пути по состоянию каналов. В процессе работы маршрутизатор принимает решение о направлении IP-пакета, анализируя IP-адрес получателя в заголовке. IP-пакеты маршрутизируются в неизменном виде и при прохождении через автономную систему не подвергаются инкапсуляции. Т.е. процедура маршрутизации пользовательских пакетов происходит только на сетевом уровне.

OSPF – это протокол динамической маршрутизации. При изменении топологии OSPF вычисляет маршруты заново, используя минимальный служебный трафик (так называемые «обновления») за счет расчета таблицы маршрутизации на каждом маршрутизаторе. Обновление таблицы маршрутизации происходит в среднем каждые 4 секунды.

Протокол OSPF следует применять для организации маршрутизации в больших сетях, представляющих собой отдельные автономные системы или регионы маршрутизации. С этой целью в OSPF предусмотрена поддержка четырех видов маршрутизаторов: автономные, опорные, зоновые и межсетевые.

OSPF обеспечивает:

выбор оптимального пути на основании метрики, представляющей собой функцию от значений пропускной способности каналов связи, задержек передачи данных на узлах, количестве ошибок при передаче в каждом направлении и т.д.;

отсутствие служебного трафика после построения таблицы маршрутизации (передача только коротких пакетов между соседними маршрутизаторами через определенные интервалы времени, подтверждающие их доступность: обновления и сообщения типа hello);

быстрое распространение информации об изменении топологии (каждый маршрутизатор содержит полную картину о структуре всей зоны, поэтому при изменении топологии информация рассылается сразу всем маршрутизаторам зоны – так называемая лавинная маршрутизация);

распределение полномочий по управлению. Наличие в OSPF собственных зон позволяет в большой сети делегировать полномочия по управлению различными участками (зонами) сети отдельным администраторам, сохраняя общий контроль за сетью из центра, благодаря наличию так называемой центральной (опорной, backbone) зоны, через которую осуществляется соединение остальных зон между собой (см. о типах маршрутизаторов);

автоматическое агрегирование подсетей, т.е. представление нескольких непрерывно следующих в адресном пространстве подсетей в виде одной сети в случае, если доступ ко всем этим сетям от данного маршрутизатора осуществляется через один соседний маршрутизатор – т.е. маршрутизатор работает с диапазоном адресов, задаваемых с использованием маски;

балансировку нагрузки, т.е. возможность распределять нагрузку передачи трафика по параллельным каналам, что позволяет увеличивать пропускную способность при отсутствии каналов связи необходимой пропускной способности.

Ниже описан алгоритм Дейкстры, на основе которого реализован протокол OSPF. Алгоритм использует понятие оптимального пути в зависимости от метрики. На рис.3,а приведена схема узлов (A - J) со значениями метрики для каждого из отрезков пути. Анализ графа начинается с узла A (Старт). Пути с наименьшим суммарным значением метрики считаются наилучшими. Именно они оказываются выбранными в результате рассмотрения графа (кратчайшие пути).

Дата добавления: 2015-11-14