Was ist OSPF (Open Shortest Path First)?

Heimnetzwerke sind relativ einfache Dinge. Sie haben in der Regel einen einzigen Router, der für das Routing des Datenverkehrs im Netzwerk und das Routing des Datenverkehrs zum und vom Internet verantwortlich ist. Heimnetzwerke werden in der Regel nicht weiter unterteilt, wobei sich mobile Geräte, Computer, IoT-Geräte, Dateiserver und mehr im Allgemeinen alle in einem Netzwerk befinden. Dieses Design soll Netzwerke so einfach wie möglich halten, angesichts des breiten Spektrums an technischen Fähigkeiten, die Menschen möglicherweise haben oder auch nicht, um ihr Heimnetzwerk zu konfigurieren.

Einige Router bieten möglicherweise Funktionen zum gleichzeitigen Betreiben eines zweiten Netzwerks, häufig für Gastgeräte. Dies soll die Konnektivität für weniger vertrauenswürdige Geräte bereitstellen und gleichzeitig aus Sicherheitsgründen ihre Fähigkeit einschränken, mit Ihren Geräten zu kommunizieren.

In Unternehmensnetzwerken kann es viele kleinere Netzwerke geben. In der Regel sollen diese aber miteinander kommunizieren können, einige Netze mit sensibleren Daten können aber dennoch getrennt werden. Um Netzwerkverkehr zwischen verschiedenen Netzwerken routen zu können, wird ein Routing-Protokoll benötigt. Ein Routing-Protokoll arbeitet im Hintergrund, um eine Netzwerkkarte zu erstellen und zu pflegen. Anschließend verwendet es diese Karte, um den Datenverkehr optimal durch das Netzwerk zu leiten.

OSPF

OSPF ist ein Routing-Protokoll, das für Open Shortest Path First steht . Wie alle Routing-Protokolle versucht OSPF, den effizientesten Weg zu identifizieren und zu nutzen, um den Datenverkehr durch das Netzwerk zu leiten. OSPF tut dies mit mehreren verschiedenen Funktionen.

• Router, auf denen OSPF ausgeführt wird, erkennen automatisch andere verbundene Router
• Jeder Verbindung wird automatisch ein „Gewicht“ zugewiesen
• Routing-Informationen werden ausgetauscht
• Routen können zusammengefasst werden
• Verbindungen werden regelmäßig abgefragt, um sicherzustellen, dass sie noch aktiv sind

Wenn ein OSPF-Router mit dem Netzwerk verbunden ist, sendet er „Hallo“-Pakete an jeden physischen Netzwerkport. Verbundene Router antworten und werden zu Nachbarn. Um Routing-Informationen auszutauschen, müssen Nachbarn eine bidirektionale Kommunikation herstellen und „benachbart“ werden. Sobald sich die Router in diesem Zustand befinden, können sie ihre Link-State-Advertisements teilen. Verfügbare Routen können im zusammengefassten CIDR-Format bereitgestellt werden, um die Größe von Routing-Tabellen in großen Netzwerken zu minimieren.

Sobald die Verbindung hergestellt ist, senden Router regelmäßig „Hallo“-Pakete erneut, um die Verbindung aufrechtzuerhalten. Wenn für einen konfigurierbaren Zeitraum, der als totes Intervall bezeichnet wird, kein „Hallo“-Paket empfangen wird, wird davon ausgegangen, dass die Verbindung unterbrochen wurde.

Routing-Metriken

In OSPF erhält jede Verbindung eine „Pfadkosten“-Metrik. Dadurch wird bestimmt, welche Verbindungen anderen überlegen oder unterlegen sind, wodurch eine optimale Routingleistung ermöglicht wird. Die Pfadkosten lassen sich nicht in einen Dollar umrechnen, der für die Verwendung einer Verbindung zu Hause viel kostet. Die Zahl selbst ist völlig einheitenlos. Der Preis wird aus einer Reihe von Link-Metriken abgeleitet: der Entfernung eines Routers ( Umlaufzeit ), dem Datendurchsatz eines Links, der Link-Verfügbarkeit und der Link-Zuverlässigkeit.

Die Pfadkosten wurden so konzipiert, dass sie nicht fest mit einer bestimmten Metrik wie der Verbindungsgeschwindigkeit verknüpft sind. Dadurch können Netzwerkarchitekten bei Bedarf differenziertere Override-Spezifikationen bereitstellen. Dies kann besonders hilfreich sein, wenn beispielsweise für einige Verbindungen ein niedriger Durchsatz und eine extrem niedrige Latenz erforderlich sind. In der Praxis bezieht sich die primäre Metrik jedoch auf die Geschwindigkeit. Eine Referenzbandbreite wird festgelegt, und dann wird die tatsächlich konfigurierte oder automatisch konfigurierte Bandbreite einer Verbindung durch die Referenzbandbreite geteilt, um die Kosten zu erhalten.

Die Standard-Referenzbandbreite beträgt 100 Mb/s. Eine Verbindung mit einer Bandbreite von 10 MB/s würde 10 kosten, während eine 100 MB/s-Verbindung 1 kosten würde. Bei Verbindungen mit Bandbreiten, die größer als die Standardbandbreite sind, dh eine Gigabit-Verbindung, werden die Kosten aufgerundet 1. Routen mit den niedrigsten Kosten werden bevorzugt. Wenn zwei Routen mit genauen Kosten verfügbar sind, kann der Datenverkehr über sie verteilt werden.

Bereiche

Obwohl diese Routing-Metriken für das Routing entscheidend sind, sind sie nicht alles. OSPF kann mit einer Reihe von Bereichen konfiguriert werden. Routen innerhalb eines Gebiets werden immer einer Route über ein anderes Gebiet vorgezogen, auch wenn diese zweite Route über ein anderes Gebiet eine niedrigere Metrik hat. Routen über andere Gebiete werden gegenüber Routen bevorzugt, die das OSPF-Netzwerk verlassen, dh über das Internet, auch wenn die Routing-Metrik dafür niedriger ist.

Konventionell wird der Backbone-Bereich immer als Bereich 0 bezeichnet. Alle anderen Bereiche müssen direkt mit Bereich 0 verbunden sein. Wenn dies nicht möglich ist, können sie stattdessen mithilfe einer virtuellen Verbindung durch einen oder mehrere Transitbereiche getunnelt werden. Technisch gesehen werden Bereiche im gleichen Format wie IP-Adressen bezeichnet, dh 1.1.1.1; Diese Bezeichnungen sind jedoch keine IP-Adressen und können problemlos mit IP-Adressen in Konflikt geraten.

OSPF kann auch über VPN-Protokolle mit mehreren Standorten wie MPLS getunnelt werden, um ein übergreifendes OSPF-Netzwerk für ein breiteres Unternehmens-WAN bereitzustellen.

Abschluss

OSPF oder Open Shortest Path First ist ein Routing-Protokoll. Es wurde entwickelt, um konfigurierbare Verbindungsmetriken zuzulassen, die hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, auf der Bandbreite basieren. Es kann einen Lastausgleich zwischen äquivalenten Kostenverbindungen bereitstellen und bietet Fehlertoleranz. Die Konvergenz eines OSPF-Netzwerks kann in Sekunden abgeschlossen werden, was bedeutet, dass es bei Problemen zu minimalen Anlauf- und Ausfallzeiten kommt. Vergessen Sie nicht, Ihre Gedanken in den Kommentaren unten zu teilen.