Open Shortest Path First

Το open shortest path first (OSPF) είναι ιεραρχικό πρωτόκολλο δρομολόγησης εσωτερικών πυλών (interior gateway protocol (IGP)) με βάση την κατάσταση της σύνδεσης (link-state), για δρομολόγηση σε δίκτυα υπολογιστών. Ο αλγόριθμος του Dijkstra, που εφαρμόζεται για να υπολογιστεί το δέντρο ελάχιστης διαδρομής (shortest path tree), χρησιμοποιεί το κόστος σαν μέτρο για την δρομολόγηση. Κατασκευάζεται μια βάση δεδομένων κατάστασης συνδέσεων της τοπολογίας του δικτύου η οποία είναι η ίδια σε όλους τους δρομολογητές.
Το OSPF είναι πιθανώς το πιο διαδεδομένο πρωτόκολλο εσωτερικών πυλών (IGP) σε μεγάλα δίκτυα. Μπορεί να λειτουργήσει με ασφάλεια, χρησιμοποιώντας MD5 για να πιστοποιήσει τους ομότιμούς του πριν να σχηματίσει γειτνιάσεις και πριν αποδεχτεί διαφημίσεις κατάστασης σύνδεσης (link-state advertisement). Είναι η συνέχεια του RIP, το οποίο είναι ένα πρωτόκολλο που υποστήριζε εξ αρχής διευθυνσιοδότηση χωρίς κλάσεις. Μια νεότερη έκδοση του OSPF, (η OSPFv3), υποστηρίζει επίσης και το IPv6. Επεκτάσεις πολυεκπομπής για το OSPF, όπως τα πρωτόκολλα multiport open shortest path first (MOSPF) έχουν μεν οριστεί, αλλά δεν χρησιμοποιούνται ευρέως προς το παρόν. Το OSPF μπορεί να βάλει «ετικέτες» στις διαδρομές και να τις μεταδώσει και αυτές μαζι με τις διαδρομές.

Τύποι περιοχών

Ένα δίκτυο, σύμφωνα με το OSPF, διαχωρίζεται σε περιοχές. Αυτές είναι λογικές ομάδες από δρομολογητές, των οποίων οι πληροφορίες συνοψίζονται και προωθούνται στο υπόλοιπο δίκτυο. Αρκετές «ειδικές» περιοχές έχουν οριστεί:

Περιοχή Κορμού (backbone area)

Η περιοχή κορμού (επίσης γνωστή και ως περιοχή μηδέν) σχηματίζει τον πυρήνα ενός δικτύου που στηρίζεται στον OSPF. Όλες οι υπόλοιπες περιοχές συνδέονται σε αυτή και η δια-περιοχιακή δρομολόγηση (inter-area routing) γίνεται μέσω ενός δρομολογητή που βρίσκεται στην περιοχή κορμού.
Σημείωση: Όλες οι περιοχές του OSPF θα πρέπει να συνδέονται με την περιοχή κορμού.

Περιοχή στελεχών (Stub Area)

Μια περιοχή στελεχών είναι μια περιοχή η οποία δεν λαμβάνει εξωτερικές διαδρομές (external routes). Οι εξωτερικές διαδρομές ορίζονται ως οι διαδρομές που διανέμονται στο OSPF από ένα άλλο πρωτόκολλο δρομολόγησης. Επομένως οι περιοχές στελεχών τυπικά να στηριχτούν σε μια προεπιλεγμένη διαδρομή για να στέλνουν την κίνηση σε διαδρομές έξω από την παρούσα περιοχή.

Πλήρως «στελεχωμένη» περιοχή (Totally stubby area - TSA)

Μια πλήρως στελεχωμένη περιοχή είναι παρόμοια με μια περιοχή στελεχών, εντούτοις αυτή η περιοχή δεν επιτρέπει διαδρομές συνοψισμού (summary routes) επιπρόσθετα στις εξωτερικές διαδρομές, αυτό σημαίνει, ότι δια-περιοχιακές διαδρομές δεν συνοψίζονται σε αυτές τις περιοχές. Ο μόνος τρόπος για να δρομολογηθεί η κίνηση έξω από την περιοχή είναι μια προεπιλεγμένη διαδρομή, η οποία είναι και η μόνη Τύπου-3 LSA (Type-3 LSA) που διαφημίζεται στην περιοχή. Όταν υπάρχει μόνο μια διαδρομή προς τα έξω από τη περιοχή, λιγότερες αποφάσεις δρομολόγησης πρέπει να ληφθούν από τον επεξεργαστή διαδρομών, γεγονός που μειώνει την χρησιμοποίηση των πόρων του συστήματος.

Όχι-τοσο-στελεχωμένη Περιοχή (Not-so-stubby area - NSSA)

Μια όχι-τόσο-στελεχωμένη περιοχή είναι ένας τύπος περιοχής στελεχών η οποία μπορεί να εισαγάγει διαδρομές από αυτόνομα συστήματα (Autonomous System - AS) και να τις στείλει στην περιοχή κορμού, αλλά δεν μπορεί να λάβει εξωτερικές διαδρομές από την περιοχή κορμού ή άλλες περιοχές. Η Cisco επίσης εφαρμόζει μια ιδιόκτητη έκδοση του NSSA η οποία ονομάζεται NSSA πλήρως στελεχωμένη περιοχή. Κληρονομεί τις ιδιότητες μιας πλήρως στελεχωμένης περιοχής, εννοώντας ότι οι συνοπτικές διαδρομές τύπου 3 και 4 δεν κατακλύζουν μια περιοχή αυτού του τύπου.

Τύποι Δρομολογητών του OSPF

Το OSPF ορίζει διάφορους τύπους δρομολογητών. Αυτοί είναι λογικοί ορισμοί, ένας δρομολογητής που χρησιμοποιεί το OSPF μπορεί να είναι ταξινομημένος σε περισσότερους από τους τύπους που ακολουθούν. Για παράδειγμα, ένας δρομολογητής, ο οποίος είναι συνδεδεμένος σε πάνω από μια περιοχές και λαμβάνει διαδρομές από μια διεργασία BGP που είναι συνδεδεμένη σε ένα άλλο ΑΣ (Αυτόνομο Σύστημα), είναι και ABR (Area Border Router) και ASBR (Autonomous System Boundary Router).

Δρομολογητής Ορίων Περιοχής (Area Border Router - ABR)

Ένας δρομολογητής ορίων περιοχής (ABR) είναι δρομολογητής ο οποίος συνδέει μια η περισσότερες περιοχές OSPF στο κυρίως δίκτυο κορμού. Λειτουργεί σαν μέλος σε όλες τις περιοχές που είναι συνδεδεμένος. Ένας ABR κρατάει πολλαπλά αντίγραφα της βάσης δεδομένων κατάστασης συνδέσμων (link-state database) στην μνήμη, ένα για κάθε περιοχή.

Δρομολογητής Ορίων Αυτόνομου Συστήματος (Autonomous System Boundary Router - ASBR)

Ένας δρομολογητής ορίων αυτόνομου συστήματος (ASBR) είναι δρομολογητής ο οποίος είναι συνδεδεμένος περισσότερα από ένα ΑΣ (Αυτόνομο Σύστημα) και ανταλλάσσει πληροφορίες δρομολόγησης με δρομολογητές σε άλλα ΑΣ. Οι ASBR τυπικά τρέχουν και ένα μη-IGP (Interior Gateway Protocol), όπως το BGP (Border Gateway Protocol). Ένας ASBR χρησιμοποιείται για να διανέμει τις διαδρομές που δέχεται από το ένα ΑΣ σ' όλο το ΑΣ που ανήκει.

Εσωτερικός Δρομολογητής (Internal Router - IR)

Ένας δρομολογητής ονομάζεται εσωτερικός δρομολογητής (IR), αν έχει γείτονες μόνο δρομολογητές που ανήκουν στην ίδια περιοχή με αυτόν.

Δρομολογητής Κορμού (Backbone Router - BR)

Ένας δρομολογητής κορμού (BR) είναι δρομολογητής μια διεπαφή (interface) του οποίου είναι συνδεδεμένη με την περιοχή κορμού. Ένας ABR είναι ένας BR, το αντίθετο μπορεί και να μην ισχύει.

Εφεδρικός Ορισμένος Δρομολογητής (Backup Designated Router - BDR)

Ένας εφεδρικός ορισμένος δρομολογητής (BDR) είναι δρομολογητής ο οποίος γίνεται ορισμένος δρομολογητής αν ο υπάρχων ορισμένος δρομολογητής παρουσιάσει κάποια βλάβη. Ο BDR είναι ο OSPF δρομολογητής με την δεύτερη μεγαλύτερη προτεραιότητα.