ما هو بروتوكول المسار الأقصر المفتوح (OSPF)؟
ما هو OSPF؟
OSPF هو بروتوكول توجيه قائم على حالة الروابط، ويُستخدم بشكل عام ضمن نفس نطاق التوجيه. يُقصد بنطاق التوجيه هنا النظام المستقل (Autonomous System - AS)، وهو مجموعة من الشبكات التي تتبادل معلومات التوجيه فيما بينها عبر سياسة توجيه أو بروتوكول موحد. في هذا النظام المستقل، تحتفظ جميع أجهزة توجيه OSPF بقاعدة بيانات موحدة تصف هيكلية هذا النظام، وتخزن معلومات حالة الروابط المقابلة ضمن نطاق التوجيه. من خلال هذه القاعدة، تحسب أجهزة توجيه OSPF جداول التوجيه الخاصة بها.
باعتباره بروتوكول توجيه لحالة الرابط، ينقل OSPF بيانات البث المتعدد لحالة الرابط LSA (إعلان حالة الرابط) إلى جميع أجهزة التوجيه في منطقة معينة، وهو ما يختلف عن بروتوكول التوجيه المتجه للمسافة. تمرر أجهزة التوجيه التي تعمل ببروتوكول التوجيه المتجه للمسافة بعض جداول التوجيه أو كلها إلى جيرانها.
فيما يتعلق بأمان تبادل المعلومات، ينص بروتوكول OSPF على إمكانية مصادقة أي تبادل للمعلومات بين أجهزة التوجيه عند الحاجة، لضمان أن أجهزة التوجيه الموثوقة فقط هي التي يمكنها نشر معلومات التوجيه. يدعم OSPF مجموعة متنوعة من آليات المصادقة، كما يسمح باستخدام آليات مصادقة مختلفة بين المناطق المختلفة. تم تحسين تطبيق خوارزمية OSPF القائمة على حالة الروابط في الشبكات ذات البث (مثل Ethernet) للاستفادة القصوى من قدرة الأجهزة على البث لنقل رسائل حالة الروابط. عادةً، يمثل عقدة في مخطط الطوبولوجيا الخاص بخوارزمية حالة الروابط جهاز توجيه. إذا كان جميع أجهزة التوجيه البالغ عددها k متصلة بشبكة Ethernet، فإن عدد الرسائل المتعلقة بهذه الأجهزة عند بث حالة الروابط سيصل إلى k تربيع. لذلك، يسمح OSPF بتمثيل عقدة واحدة لشبكة بث في مخطط الطوبولوجيا. ترسل جميع أجهزة التوجيه في كل شبكة بث رسائل حالة الروابط للإبلاغ عن حالة الروابط الخاصة بأجهزة التوجيه في الشبكة.
مبدأ التشغيل
ببساطة، يعني بروتوكول OSPF أن جهازين توجيه متجاورين يصبحان جيرانًا عن طريق إرسال رسائل، ثم يرسل الجيران معلومات حالة الارتباط إلى بعضهم البعض لتكوين علاقة مجاورة. بعد ذلك، يحسب كل جهاز توجيه مسارًا وفقًا لخوارزمية أقصر مسار ويضعه في جدول توجيه OSPF. مقارنةً بالطرق الأخرى، من الأفضل إضافة مسارات OSPF إلى جدول التوجيه العالمي. تستخدم العملية برمتها خمسة أنواع من الرسائل وثلاث مراحل وأربعة جداول.
خمسة أنواع من الرسائل
رسالة الترحيب: إنشاء والحفاظ على علاقة الجوار.
رسالة DBD: ترسل معلومات رأس حالة الرابط.
رسالة LSR: إرسال معلومات رأس حالة الرابط المطلوبة التي تم العثور عليها من DBD إلى الجيران، وطلب المعلومات الكاملة.
رسالة LSU: إرسال معلومات كاملة تتوافق مع معلومات رأس طلب LSR إلى الجيران.
LSACK: تأكيد رسالة LSU بعد استلامها.
ثلاث مراحل
اكتشاف الجار: يتم إنشاء علاقة الجار عن طريق إرسال رسالة مرحباً.
إعلان المسار: يرسل الجيران معلومات حالة الرابط لتشكيل علاقة جوار.
الحساب: احسب جدول التوجيه وفقًا لخوارزمية أقصر مسار.
أربع طاولات
جدول الجوار: يسجل بشكل أساسي أجهزة التوجيه التي تشكل علاقة الجوار.
قاعدة بيانات حالة الارتباط: تسجل معلومات حالة الارتباط.
جدول التوجيه: تم الحصول عليه من قاعدة بيانات حالة الارتباط.
جدول التوجيه العالمي: تتم مقارنة توجيه OSPF مع الآخرين.