رتبها

مبادئ وأساسيات الـ OSPF

عند الحديث عن أي بروتوكول توجيه .. يجدر بنا الإشارة لأي فئة ينتمي هذا البروتوكول (Link-State or Distance-Vector or Path-vector) .. وما هي خصائصه .. وعلى ماذا يعتمد في تحديد واختيار أفضل مسار .. ؟؟

الـ OSPF هو اختصار لـ Open Shortest Path First .. وهو من الـ Link-State Protocols والتي تعطي للراوتر أو أي جهاز يشغل هذا البروتوكول صورة واضحة عن الشبكة .. بمعنى أن التحديثات والإعلانات التي يستقبلها الراوتر من شأنها إعطاء الراوتر صورة أوضح للشبكة ..

على العكس من الـ Distance-Vector Protocols كالـ RIP و الـ EIGRP .. فهذه البروتوكولات لا تكون لديها صورة واضحة للشبكة .. بل معلومات يأخذها كل جار من جاره .. و بعض الأحيان تسمى هذه البروتوكولات (Distance-Vector Protocols) بالتوجيه عن طريق الشائعات Routing by Rumors ..

يعتمد الـ OSPF في اختيار أفضل مسار على الـ Cost والذي يتناسب عكسيا مع الـ Bandwidth .. فكلما زاد الـ Bandwidth نقص الـ Cost وكان المسار أكثر جاذبية لاختياره من قبل الراوتر كأفضل مسار .. حسب العلاقة الرياضية التالية:

ملاحظة: المعادلة تطبق على طول المسار بمعنى أن لو كان هناك أربع روابط على طول المسار .. فستطبق هذه المعادلة أربع مرات وتجمع النواتج لإعطاء الـ Cost الكلي

كما تجدر الإشارة إلى أن الـ Algorithm المستخدم من قِبل الـ OSPF هو الـ Shortest Path First Algorithm أو Dijkstra’s Algorithm .. ويطبق الراوتر هذا الـ Algorithm على قاعدة البيانات لديه (LSDB) لتحديد أفضل المسارات والتي سيقوم بإدخالها في جدول التوجيه Routing Table

السيناريو التالي فقط لتوضيح بعض الأمور التي سيتم شرحها في هذا الموضوع

الـ OSPF يقوم بإنشاء ثلاث جداول .. كل جدول له وظيفة محددة .. كالتالي:
أولاً .. Neighbor Table
وهذا الجدول يحتوي على قائمة من الجيران والذين نشأت بينهم علاقة في الـ OSPF .. على سبيل المثال R2 يرى كل من R1 و R3 كجيران .. كما نرى باستخدام الأمر show ip ospf neighbor

ثانياً … Topology Table
وبعض الأحيان يطلق عليها LSDB اختصارا لـ Link-State DataBase .. وهو يحتوي على عدد من التحديثات والإعلانات والتي تتكون من أنواع مختلفة سنخصص لها درساً في المستقبل القريب ..

ولكن ما يهمني هنا هو أن جميع الراوترات في نفس الـ area لابد أن يكون لهم نفس الـ Database .. ولا يحتاج تنفيذ هذا الشرط إلى أي إعدادات ولكنها حقيقة وسلوك للـ OSPF ينبغي أن نضعها بالأذهان دائماً وسنتطرق لها في مواضيع الـ OSPF اللاحقة .. وحتى نوضح هذه النقطة من السيناريو السابق ..

جميع الرواترات R1 و R2 و R3 في نفس الـ area وهي area 0 .. فمن الطبيعي ان نجد جميعهم متفقين على قاعدة البيانات لهذه الـ area كما نرى باستخدام الأمر show ip ospf database

ثالثاً … Routing Table
وهو يحتوي على أفضل المسارات التي اختارها الراوتر بعد تطبيق الـ SPF algorithm على قاعدة البيانات الموجودة لديه .. والناتج هي أفضل المسارات والتي سيضعها الراوتر في جدول التوجيه كما نرى في R3 باستخدام الأمر show ip route

ويستخدم الـ OSPF الـ multicast في بث الإعلانات وإقامة العلاقات مع الجيران على العنوان 224.0.0.5 .. كما أن هناك عنوان آخر وهو 224.0.0.6 له مهام معينة والتي سيتم شرحها في مواضيع قادمة .. أضف إلى ذلك أنه بإمكاننا تغيير هذا السلوك للـ OSPF وجعله يبث الإعلانات عن طريق الـ Unicast

تعتبر أهم المميزات للـ OSPF بشكل خاص وللـ Link-State Protocols بشكل عام .. هي الإستجابة السريعة للتغيرات التي تطرأ على الشبكة .. وإرسال تحديثات وإعلانات جزئية وليست كاملة تعبر عن الخلل الحاصل في الشبكة فقط ..

إضافة إلى التصميم الهرمي للشبكة Hierarchical design والذي بدوره يجعل شبكة الـ OSPF قادرة على التوسع مستقبلاً بدون أي مشاكل قد تطرأ من هذا التوسع .. وفكرة البناء أو التصميم الهرمي للشبكة هي بإنشاء areas مختلفة تكون جميعها (غالباً) مرتبطة بالـ area 0 أو كما يطلق عليها Backbonearea

وهناك أنواع مختلفة من الـ areas سنتطرق لها لاحقاً والتي من شأنها تطوير وتحسين أداء عمل الـ OSPF ولكن بشكل عام تكون تصاميم الـ OSPF عبارة عن areas مختلفة متصلة بالـ area0 كما يلي:

أما من أهم العيوب في الـ OSPF هي المصادر المستهلكة من ذاكرة الراوتر على حساب الجداول السابق ذكرها .. ويمكن التقليل من هذه العيوب باستخدام أنواع مختلفة من الـ areas كما سنرى لاحقاً

وأخيراً في هذا الموضوع اود أن اذكر أهم أنواع الـ Packets المستخدمة في الـ OSPF والتي تستخدم لإنشاء العلاقات وتبادل المعلومات بين الراوترات .. وهي خمسة أنواع كما يلي:

Hello Packet
استكشاف الجيران وبناء العلاقات معهم
DBD … DataBase Description
التشييك على أن قاعدة البيانات بين الراوترات المرتبطة ببعضها البعض عن طريق الـ OSPF لها نفس قاعدة البيانات في الـ area نفسها
LSR … Link-State Request
طلب سجل أو معلومة خاصة من راوتر لراوتر آخر

LSU … Link-State Update
إرسال السجل أو المعلومة المطلوبة من الراوتر الآخر كرد على الطلب .. وتحتوي الـ LSU على مظاريف (مكونات) يطلق عليها LSA … Link-State Advertisement

LSAck … Link-State Acknowledgment
وهي ما يجعل تبادل الأنواع المختلفة من الـ Packets في الـ OSPF أكثر موثوقية (Reliable) .. مثلها كمثل TCP Protocol .. وهو أن الراوتر يقوم بإرسال هذا النوع من الـ Packet للراوتر الآخر لإخباره بأنه قد استلم المعلومة الفلانية

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

فك الثريد