THỰC TRẠNG HIỆN NAY VÀ CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG
2.2.2.1 Tổng quát về OSPF
OSPF là giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được xây dựng dựa trên các chuẩn mở do IETF (Internet Engineering Task Force) phát triển, thường được dùng để triển khai trên hệ thống mạng phức tạp. OSPF tự xây dựng cơ chế để đảm bảo độ tin cậy chứ không sử dụng các giao thức chuyển vận như TCP để đảm bảo độ tin cậy. Là một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mở rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại, có thể cấu hình đơn vùng để sử dụng cho các mạng nhỏ. Giao thức OSPF tự xây dựng những cơ chế riêng cho mình, tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với các router khác. Nó có thể dị tìm nhanh chóng sự thay đổi của topology (cũng như lỗi của các interface) và tính tốn lại những route mới sau chu kỳ hội tụ. Chu kỳ hội tụ rất ngắn và cũng tốn rất ít lưu lượng đường truyền. Trong các giao thức link-state, mỗi router duy trì dữ liệu mơ tả trong AS của mình (Vùng tự trị Autonomous System). Những dữ liệu này được coi như là dữ liệu của link-state. Những router tham gia có một dữ liệu đồng nhất. Mỗi phần nhỏ của dữ liệu này là một đặc điểm riêng biệt của một router nội bộ (Interface của router,v.v) Router phân phối các route trong vùng AS bằng flood (gởi tràn ngập trên vùng AS).
Mỗi router chạy một thuật toán giống nhau thật sự, và chạy song song. Từ những dữ liệu của link-state, mỗi router tự xây dựng một con đường ngắn nhất tới các điểm còn lại và xem nó như là một nút gốc (root).Thuật tốn này cho nó biết được điểm đến ngắn nhất trong vùng AS. Trong một và trường hợp bằng về chi phí đường đi đến 1 điểm, lưu lượng sẽ phân phối đều giữa chúng. OSPF chấp nhận nhóm những thành phần mạng lại thành những nhóm và được gọi là area (vùng). Topology của các area này được nằm ẩn trong các thành phần khác nhau của 1 AS. Vấn đề này giảm thiểu lưu lượng định tuyến.
OSPF sử dụng thuật tốn Dijktra để xây dựng bảng định tuyến, có hỗ trợ VLSM. OSPF là giao thức định tuyến dạng classless nên có hỗ trợ VLSM và discontiguous network (vùng biệt lập). OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5
(all SPF routers) và 224.0.0.6 (DR và BDR routers) để gửi các thông điệp Hello và Update. OSPF cịn có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plain text và dạng MD5.
OSPF sử dụng giải thuật Dijkstra để xây dựng bảng định tuyến. Đây là giải thuật xây dựng các đường đi ngắn nhất SPT (Shortest-Path Tree) để đi đến đích. Thơng điệp quảng cáo LSA mang thơng tin của router và trạng thái các láng giềng lân cận. Dựa trên các thông tin học được khi trao đổi các thơng điệp LSA, OSPF sẽ xây dựng hình trạng mạng.
OSPF là một giao thức định tuyến IP rất phức tạp. Tuy nhiên, giao thức định tuyến này có khả năng thích ứng cao và có các lợi ích sau:
- Cấu trúc phân cấp: OSPF hỗ trợ khả năng phân chia mạng ra làm nhiều
vùng có một mức độ tự trị nào đó. Trong một cấu trúc như vậy có một vùng xương sống luôn được chỉ định làm Vùng 0 và một số vùng khác (khơng tính những trường hợp ngoại lệ) phải được gắn trực tiếp vào Vùng 0. Hệ quả của một thiết kế phân cấp (được lập kế hoạch chi tiết) là các tuyến đường của mỗi vùng có thể được tổng kết vào trong các khối kế tiếp nhau. OSPF cũng hỗ trợ khả năng tổng kết các tuyến đường được phân bổ lại từ một giao thức định tuyến khác.
- Tốc độ hội tụ: Mỗi bộ định tuyến chạy OSPF duy trì một CSDL cấu trúc
liên kết lơgíc của mạng. CSDL trình bày chi tiết mọi liên kết, đoạn mạng LAN và bộ định tuyến trên mạng. Độ thông minh được tăng cường của OSPF cho thấy nó có thể hội tụ nhanh chóng hơn mà khơng phải dùng đến những phương pháp hội tụ “chưa được thử thách” của các giao thức vectơ khoảng cách.
- Xử lý cập nhật hiệu quả: Các cập nhật gia tăng được gửi đi khi có một
thay đổi cấu trúc liên kết mạng thay vì sử dụng các cập nhật theo định kỳ. OSPF cũng sử dụng các địa chỉ “multicast” thay vì “broadcast” để truyền thơng tin định tuyến.
Tuy nhiên giao thức OSPF cũng có hai nhược điểm sau:
thuộc cấu trúc liên kết của mạng. Bảng định tuyến được tính tốn từ CSDL này tiêu thụ nhiều bộ nhớ hơn chính bản thân bảng định tuyến. Việc chạy giải thuật OSPF cũng làm tăng mức độ sử dụng CPU của bộ định tuyến. Để tính tốn lại bảng định tuyến tiếp sau một thay đổi cấu trúc liên kết mạng, thuật toán SPF phải được chạy. Đây là một hoạt động cường độ cao của bộ xử lý có thể kiềm chế tiềm tàng hiệu suất của các bộ định tuyến cấp thấp.
- Các hạn chế thiết kế: Để thiết kế cho một mạng lớn có thể mở rộng về
quy mơ, nhiều vùng OSPF cần được sử dụng. Có những quy tắc nhất định làm sao lưu lượng cần phải di chuyển giữa các vùng này và điều này phải chịu một số hạn chế về mặt thiết kế.