OSPF: การเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทางในเครือข่ายผ่าน Single Area และ Multi Area

ดาร์วิน กาเบรียล บาร์โซลา อาบัด
กรกฎาคม 28, 2023
12: 56 น
ไม่มีความเห็น

โปรโตคอล OSPF (เปิดเส้นทางที่สั้นที่สุดก่อน) เป็นหนึ่งในโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เนื่องจากความสามารถในการคำนวณเส้นทางที่ดีที่สุดและปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในโทโพโลยีเครือข่าย

ในตอนท้ายของบทความคุณจะพบกับสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ ทดสอบ ที่จะช่วยให้คุณ ประเมิน ความรู้ที่ได้รับจากการอ่านครั้งนี้

ไปที่การทดสอบ

การตัดสินใจที่สำคัญประการหนึ่งเมื่อใช้ OSPF คือการเลือกระหว่างการใช้แนวทางพื้นที่เดียว (พื้นที่เดียว) หรือแนวทางหลายพื้นที่ (หลายพื้นที่) ในบทความนี้ เราจะสำรวจโปรโตคอล OSPF คุณสมบัติหลัก และความแตกต่างระหว่าง OSPF Single Area และ Multi Area

โปรโตคอล OSPF

โปรโตคอล OSPF เป็นโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางลิงก์สถานะที่ทำงานที่เลเยอร์เครือข่ายของโมเดล OSI มันขึ้นอยู่กับ อัลกอริทึม Dijkstra เพื่อคำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดและใช้ฐานข้อมูลการกำหนดเส้นทางที่เรียกว่าฐานข้อมูลสถานะลิงก์ (LSDB) เพื่อเก็บข้อมูลเกี่ยวกับโทโพโลยีเครือข่าย

OSPF สามารถปรับขนาดได้ มีประสิทธิภาพ และสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับเครือข่ายองค์กรขนาดใหญ่

อัลกอริธึมของ Dijkstra

อัลกอริทึมของ Dijkstra พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เอ็ดส์เกอร์ ดับเบิลยู. ไดจ์กสตรา ในปี พ.ศ. 1956 เป็นอัลกอริทึมสำหรับการค้นหาเส้นทางที่สั้นที่สุดในกราฟถ่วงน้ำหนักแบบไม่มีทิศทาง

วัตถุประสงค์หลักคือ ค้นหาเส้นทางที่เหมาะสมที่สุด ระหว่างโหนดต้นทางและโหนดอื่นๆ ทั้งหมดในกราฟ โดยพิจารณาจากน้ำหนักหรือต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับแต่ละ Edge อัลกอริธึมของ Dijkstra เป็นแนวทางในการ “สถานะลิงก์”ซึ่งหมายความว่าจะสร้างตารางเส้นทางตามข้อมูลที่รวบรวมเกี่ยวกับโทโพโลยีเครือข่าย

การประยุกต์ใช้อัลกอริทึมของ Dijkstra ใน OSPF

ใน OSPF อัลกอริธึมของ Dijkstra ใช้ในการคำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดและกำหนดเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดระหว่างเราเตอร์ในเครือข่าย เราเตอร์ OSPF แต่ละตัวจะรักษาฐานข้อมูลสถานะลิงก์ (LSDB) ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับลิงก์และเครือข่ายที่อยู่ติดกันในเครือข่าย

การใช้ข้อมูลนี้อัลกอริทึมของ Dijkstra คำนวณแผนผังเส้นทางที่มีต้นทุนน้อยที่สุดเรียกว่าแผนผังการขยายขั้นต่ำ ซึ่งแสดงถึงเส้นทางที่สั้นที่สุดจากเราเตอร์ต้นทางไปยังเราเตอร์อื่นๆ ทั้งหมดในเครือข่าย

อัลกอริทึมของ Dijkstra ทำงานอย่างไรใน OSPF

การเริ่มต้น: อัลกอริธึมเริ่มต้นด้วยชุดของโหนดที่ไม่ได้เยี่ยมชมและตั้งค่าระยะห่างเริ่มต้นจากโหนดต้นทางเป็นศูนย์ ในขณะที่โหนดที่เหลือตั้งค่าเป็นอนันต์
วงหลัก: อัลกอริทึมจะเลือกโหนดที่มีระยะทางต่ำสุดและทำเครื่องหมายว่าเยี่ยมชมแล้ว จากนั้นจะตรวจสอบโหนดข้างเคียงและอัปเดตระยะทางหากพบเส้นทางที่สั้นกว่าผ่านโหนดที่เยี่ยมชม
การทำซ้ำ: การวนซ้ำหลักจะถูกทำซ้ำจนกว่าจะมีการเยี่ยมชมโหนดทั้งหมดหรือพบเส้นทางที่สั้นที่สุดไปยังโหนดปลายทาง
การก่อสร้างต้นไม้เส้นทาง: เมื่ออัลกอริทึมเสร็จสิ้น โครงสร้างเส้นทางจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งแสดงเส้นทางที่สั้นที่สุดจากโหนดต้นทางไปยังโหนดอื่นๆ ทั้งหมดในเครือข่าย

ประโยชน์ของอัลกอริทึมของ Dijkstra ใน OSPF

การใช้อัลกอริทึมของ Dijkstra ใน OSPF ให้ประโยชน์หลักหลายประการ:

ประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทาง: อัลกอริธึมของ Dijkstra คำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้มั่นใจว่าการรับส่งข้อมูลจะถูกส่งไปตามเส้นทางที่เร็วและเหมาะสมที่สุด
การบรรจบกันอย่างรวดเร็ว: OSPF ใช้อัลกอริธึมของ Dijkstra เพื่อคำนวณเส้นทางแบบไดนามิกและรวดเร็วเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเครือข่าย ซึ่งช่วยให้สามารถบรรจบกันและปรับให้เข้ากับเงื่อนไขการกำหนดเส้นทางใหม่ได้อย่างรวดเร็ว
ความสามารถในการปรับขนาด: เมื่อเครือข่ายมีขนาดและความซับซ้อนเพิ่มขึ้น อัลกอริธึม Dijkstra ใน OSPF ยังคงสามารถปรับขนาดได้ เนื่องจากเฉพาะเส้นทางที่จำเป็นเท่านั้นที่จะคำนวณตามการเปลี่ยนแปลงในโทโพโลยี

OSPF พื้นที่เดียว

ใน OSPF Single Area เครือข่ายทั้งหมดได้รับการกำหนดค่าภายในพื้นที่เดียว พื้นที่นี้หรือที่เรียกว่าพื้นที่แกนหลัก (พื้นที่ 0) มีหน้าที่รับผิดชอบในการเผยแพร่การอัปเดตการกำหนดเส้นทางทั่วทั้งเครือข่าย

OSPF Single Area กำหนดค่าและจัดการได้ง่าย ทำให้เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีข้อกำหนดการกำหนดเส้นทางที่ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตาม เมื่อเครือข่ายเติบโตขึ้น OSPF Single Area อาจเผชิญกับข้อจำกัดในด้านความสามารถในการขยายขนาดและการควบคุมการรับส่งข้อมูล

OSPF หลายพื้นที่

ใน OSPF Multi Area เครือข่ายจะถูกแบ่งออกเป็นหลายพื้นที่ รวมถึงพื้นที่แกนหลัก (พื้นที่ 0) และพื้นที่ภูมิภาคเพิ่มเติม การกำหนดค่า OSPF Multi Area มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ

En เป็นครั้งแรกช่วยให้สามารถปรับขนาดได้มากขึ้นและการจัดการที่มีประสิทธิภาพบนเครือข่ายขนาดใหญ่ ด้วยการแบ่งเครือข่ายออกเป็นส่วนเล็กๆ คุณจะลดปริมาณข้อมูลเส้นทางที่เราเตอร์แต่ละตัวต้องประมวลผล ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

En lugar segundoOSPF หลายพื้นที่ช่วยให้สามารถควบคุมการรับส่งข้อมูลได้ดีขึ้นโดยอนุญาตให้ใช้นโยบายการกำหนดเส้นทางที่ละเอียดยิ่งขึ้นในพื้นที่ต่างๆ นอกจากนี้ การแบ่งเขตยังแยกปัญหาและความล้มเหลว ปรับปรุงเสถียรภาพและความยืดหยุ่นของเครือข่าย

ข้อสรุป

โปรโตคอล OSPF เป็นโซลูชันการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายองค์กร เมื่อเลือกระหว่าง OSPF Single Area และ Multi Area จำเป็นต้องพิจารณาความต้องการและคุณลักษณะของเครือข่ายที่ต้องการ

OSPF พื้นที่เดียว เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดเล็กและเรียบง่ายกว่า ในขณะที่ Multi Area OSPF ให้ความสามารถในการขยายขนาด การจัดการที่มีประสิทธิภาพ และการควบคุมการรับส่งข้อมูลที่มากขึ้นในเครือข่ายที่ใหญ่กว่าและซับซ้อนมากขึ้น

ทางเลือกระหว่างทั้งสองแนวทางจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเครือข่ายเฉพาะและเป้าหมายการกำหนดเส้นทางของคุณ ท้ายที่สุดแล้ว OSPF มอบความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทางและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่าย

อัลกอริธึม Dijkstra เป็นเสาหลักพื้นฐานใน OSPF ช่วยให้สามารถคำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดและเลือกเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดในเครือข่ายได้ ด้วยอัลกอริธึมนี้ OSPF จึงสามารถนำเสนอการกำหนดเส้นทาง การปรับตัว และความสามารถในการปรับขนาดที่มีประสิทธิภาพ

การใช้อัลกอริธึมของ Dijkstra ใน OSPF ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแพ็กเก็ตข้อมูลจะถูกส่งผ่านเส้นทางที่สั้นที่สุดและเร็วที่สุด ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเครือข่าย โดยสรุป อัลกอริธึมของ Dijkstra เป็นส่วนสำคัญในความสำเร็จของ OSPF ในฐานะโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางขั้นสูงและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายองค์กร

การกำหนดค่า OSPF ใน MikroTik

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของการกำหนดค่าพื้นฐานระหว่างคอมพิวเตอร์ MikroTik RouterOS สองเครื่องที่ใช้ OSPF:

1. การกำหนดค่าอุปกรณ์ 1

				
					# Configurar interfaces
/interface ethernet set [ find default-name=ether1 ] comment="Conexión al Equipo 2"
/interface ethernet set [ find default-name=ether2 ] comment="Conexión a la red local"

2. กำหนดค่าที่อยู่ IP

				
					/ip address 
add address=192.168.1.1/24 interface=ether2 comment="Dirección de la red local"
add address=10.20.30.1/30 interface=ether1 comment="Conexión al Equipo 2"

3. กำหนดค่าเครือข่ายสำหรับ OSPF

				
					/routing ospf network add area=backbone network=192.168.1.0/24 comment="Red local"
/routing ospf network add area=backbone network=10.20.30.0/30 comment="PTP Router"

4. การกำหนดค่าอุปกรณ์ 2

				
					# Configurar interfaces
/interface ethernet set [ find default-name=ether1 ] comment="Conexión al Equipo 1"
/interface ethernet set [ find default-name=ether2 ] comment="Conexión a la red local"

5. กำหนดค่าที่อยู่ IP

				
					/ip address 
add address=192.168.1.2/24 interface=ether2 comment="Dirección de la red local"
add address=10.20.30.2/30 interface=ether2 comment="PTP Router "

6. กำหนดค่าเครือข่ายสำหรับ OSPF

				
					/routing ospf network add area=backbone network=192.168.1.0/24 comment="Red local"
/routing ospf network add area=backbone network=10.20.30.0/30 comment="Red local"

ตัวอย่างนี้กำหนดค่าเครื่อง MikroTik RouterOS สองเครื่องด้วยที่อยู่ IP บนเครือข่ายท้องถิ่น และสร้างการเชื่อมต่อ OSPF ระหว่างเครื่องเหล่านั้นโดยใช้พื้นที่แกนหลัก (พื้นที่ 0.0.0.0)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้กำหนดค่าที่อยู่ IP และอินเทอร์เฟซตามการกำหนดค่าเครือข่ายของคุณเอง โปรดจำไว้ว่าคุณยังสามารถปรับแต่งการกำหนดค่า OSPF ได้ด้วยการเพิ่มเครือข่ายและปรับพารามิเตอร์ตามความต้องการเฉพาะของคุณ