Принципы работы OSPF

Первым этапом является распространение информации о топологии сети, инициирование отношений соседства и смежности. После инициирования каждый OSPF -маршрутизатор начинает обмен LSA, передает пакеты HELLO через все свои интерфейсы, распространяя эту информацию по всем соседним маршрутизаторам, так что каждый из них узнает идентификаторы своих ближайших соседей. Эта топологическая информация начинает распространяться по сети от соседа к соседу, пополняя топологические карты в маршрутизаторах LSR новыми данными, и через некоторое время достигает самых удаленных маршрутизаторов. В результате все маршрутизаторы сети получают сведения о графе сети, которые хранятся в их топологических базах данных.

Впоследствии, при появлении новой связи или нового соседа, маршрутизатор узнает об этом из новых пакетов HELLO. В них указывается достаточно детальная информация о том маршрутизаторе, который передал этот пакет, а также о его ближайших соседях, так что этот маршрутизатор можно однозначно идентифицировать.

Таким образом, на первом шаге каждый маршрутизатор OSPF строит граф связей сети, в котором вершинами графа являются маршрутизаторы, а ребрами – каналы, включенные в интерфейсы маршрутизаторов. Для построения этого графа все маршрутизаторы обмениваются со своими соседями той информацией о сети, которой они располагают в данный момент.

Далее с помощью полученного графа находятся оптимальные маршруты, причем каждый маршрутизатор считает себя центром сети и ищет оптимальный маршрут к каждому известному ему маршрутизатору (или к известной ему сети). В любом найденном таким образом маршруте, в соответствии с принципом одношаговой маршрутизации, запоминается только первый шаг – к следующему маршрутизатору. Если несколько маршрутов к сети назначения имеют одинаковую метрику, то в таблице маршрутизации запоминаются первые шаги всех этих маршрутов. Данные об этих шагах попадают в таблицу маршрутизации.

Благодаря иерархической структуре областей уменьшаются перегрузки, связанные с поддержкой огромных таблиц маршрутизации и с пересчетом этих таблиц при изменениях маршрутов. Извещения о корректировках передаются только в случае, если в сети происходят изменения. Эти извещения рассылаются всем маршрутизаторам OSPF, что сокращает время сходимости.

Протокол IS-IS

Протокол маршрутизации OSI под названием "протокол обмена данными между промежуточными системами IS-IS " (Intermediate System – to – Intermediate System) использует тот же принцип маршрутизации по состоянию каналов, что и рассмотренный выше протокол OSPF. Но если OSPF является разработкой IETF, то протокол IS-IS был создан ISO (International Standard Organization).

Как раз в терминологии ISO маршрутизаторы называются "промежуточными системами" (Intermediate System, IS), а хосты – "конечными системами" (End System, ES). Существует также протокол ES-IS, с помощью которого маршрутизаторы узнают о подключенных к ним хостах, а хосты – о маршрутизаторах.

Оказалось, что протокол IS-IS очень хорошо работает в весьма больших сетях, содержащих более 500 маршрутизаторов.

Подобно OSPF, протокол IS-IS разделяет сеть на области, чтобы не распространять информацию о маршрутах среди всех маршрутизаторов сети, обеспечивая разумные размеры их таблиц маршрутизации, а тем самым – быструю сходимость поиска маршрута.

В технологии MPLS протокол IS-IS применяется почти таким же образом, как и рассмотренный протокол OSPF. Оба они относятся к классу протоколов IGP и служат для создания и поддержки топологической карты, используемой протоколом LDP.

Протоколы динамической маршрутизации задействованы в LSR с целью идентифицировать соседние LSR одного сетевого домена и периодически обновлять информацию о топологии сети при помощи рассмотренных извещений о состоянии каналов. Это является и главным преимуществом такой маршрутизации, т.к. для передачи данных между двумя конечными пунктами используется кратчайший на данный момент маршрут.

Названное преимущество протокола IS-IS — в то же время и его существенный недостаток. Этот недостаток связан с так называемой лавинной рассылкой пакетов (flooding), вызываемой внезапным изменением состояния каналов (либо канал неожиданно стал недоступен, либо, наоборот, возобновил свою работу после перерыва). Flooding характеризуется обменом между маршрутизаторами огромным количеством служебных пакетов, т.к. каждый маршрутизатор, соседний с данным, приняв очередное извещение об изменении состояния каналов и обновив свои таблицы маршрутизации, пересылает его дальше.

В IS-IS присутствуют аналогичные OSPF механизмы обнаружения соседей с помощью пакетов HELLO, синхронизации баз данных и оповещения об изменении состояния связи путем рассылки пакетов (flooding). Аналогами OSPF -пакетов LSU (Link State Update) в IS-IS являются пакеты LSP (Link State Packet, не путать с LSP–коммутируемым по меткам тракт).

Метрики IS-IS

Основная метрика, используемая в IS-IS, – это некоторое число, не превышающее 1024 для маршрута и 64 – для канала. Смысл и числовые значения этой метрики для каждого канала и маршрута определяет системный администратор. Метрика маршрута вычисляется как сумма метрик составляющих его каналов.

Кроме того, можно задать три дополнительные метрики: "задержка" (delay), отражающая длительность задержки в канале, "стоимость передачи по каналу" (expense), отражающая коммуникационные затраты, и "ошибки" (error), отражающая коэффициент ошибок в канале.