Il nome è esplicativo e descrittivo Open Short Path First, in sostanza un protocollo aperto ( libero ) che scegli il cammino(path) più breve ( short) per primo ( first). Proponendo questa definizione sembrerebbe un protocollo semplice ed intuitivo, tutt'altro ma lo illustreremo man mano.
Open in quanto OSPF è uno standard aperto definito in diverse RFC, tra cui RFC 2328. Il protocollo utilizza l'algoritmo SPF per scegliere il migliore cammino per una destinazione; facendo ciò inoltre costruisce una topologia esente da loop e che si aggiorna in maniera rapida; ciò richiede una maggiore potenza di calcolo sia in termini di CPU che di memoria rispetto a protocolli di routing di tipo distance vector. Le opzioni di configurazione e le topologie da prendere in esame sono molteplici e lo rendono complesso, in compenso offre flessibilità ed essendo uno standard aperto è supportato dalla gran parte degli apparati di rete.

Un' istantanea

protocollo di routing link state è basato sul sofisticato algoritmo Dijkstra ( SPF). Se comparato con i distance vector il processo link state analizza maggiori informazioni localmente al fine di ridurre il traffico di rete, registra tutte le rotte possibili e pertanto elimina la necessità di adottare tecniche, come per i distance vector, per evitare i loop. In particolare OSPF è un protocollo utilizzato all'interno di un autonomous system ( AS ) . Alcune delle caratteristiche principali sono:
- E' classless e permette l'accorpamento delle reti ( summarization)
- Converge rapidamente
- E' standard e supportato in un ambiente eterogeneo
- utilizza poca banda di rete
- utilizza il mulitcast invece del broadcast come metodo di propagazione per gli LSA ( Link State Advertisement )
- spedisce update incrementali dei cambiamenti
- utilizza il costo come metrica per scegliere le rotte

I Fondamenti

OSPF può essere usato all'interno di una singola area qualora inserito in reti piccole, ma inserito in reti di grandi dimensioni può utilizzare un design gerarchico. Nella fattispecie più aree sono collegate ad un'area di distribuzione chiamata anche area 0 o backbone; un design di questo tipo permette un maggiore controllo degli update di routing ed inoltre riduce l'overhead in linea, velocizza la convergenza delle informazioni, confina le instabilità di rete all'interno di un'area e migliora le performance.
OSPF raccoglie le informazioni dai router vicini ( Neighbor) sullo stato del rispettivo link e successivamente lo propaga ai router vicini della stessa area; in questa maniera tutti i router in un'area posseggono lo stesso database sullo stato dei link. Una volta in possesso dei dati ogni router applica l'algoritmo SPF ad essi, attraverso questo calcola riesce a determinare la strada migliore per raggiungere una destinazione; l'algoritmo in questione aggiunge alla strada il costo ( metrica) che è un parametro basato sulla banda, a questo punto il cammino con il costo minore viene aggiunto nella tabella di routing o di instradamento.
Oltre ai dati relativi alle rotte ogni router mantiene una lista dei router adiacenti (neighbor), chiamata "adjacency database"; questa lista è unica e diversa per ogni router. OSPF è però un protocollo straordinario, e per ridurre il numero di scambi di informazione elegge un router designato ( DR - Designated Router ) ed un altro di backup ( BDR ) che diventano dei punti focali per lo scambio delle informazioni

Le reti supportate

OSPF, per costruire rotte e metriche, ha bisogna innanzitutto di costruirsi delle adiacenze con i router a lui vicini, per far ciò deve dapprima determinare quali siano questi vicino e fa ciò riconoscendo la rete a cui è connesso. In particolare OSPF riconosce:
- a diffusione con accessi multipli ( Broadcast Multi-Access ) , esempio Ethernet
- punto-a-punto ( point-to-point)
- Non a diffusione con accessi multipli ( Non Broadcast Multi Access), esempio Frame Relay
- punto-multipunto ( da configurare manualmente sull'interfaccia interessata)

Il processo

In una rete BMA possono coestistere molti router e se ognuno di essi deve stabilire una adiacenza con tutti gli altri e scambiare informazioni con essi ci sarebbe in rete un grande overhead. Infatti se avessimo 6 router occorrerebbe stabilire 15 relazioni, se ne avessimo 10 avremmo 45 relazioni ed in generale a n router n*(n-1)/2 relazioni. La soluzione, come precedentemente menzionato, si trova nell'elezione di un router designato ( DR ), questo router diventa adiacente a tutti gli altri nel segmento broadcast, e tutti i router inviano a lui le informazioni sui link. Il router DR a sua volta svolge il ruolo di portavoce ed invia le informazioni a tutti i router utilizzando pacchetti multicast inviati all'indirizzo IP 224.0.0.5 ( tutti i router OSPF). Affinché il router DR non sia un punto debole del sistema viene eletto un router di backup BDR che gli subentra in caso di necessità. DR e BDR ci scambiano a loro volta informazioni inviando pacchetti all'indirizzo ip multicast 224.0.0.6 ( tutti i router designati OSPF ).
Nelle reti punto-a-punto non c'è esigenza di un DR e di un BDR e i router diventano adiacenti con loro stessi.

Quando un router inizializza OSPF su un'interfaccia, spedisce dei pacchetti di "hello" ad intervalli regolari, le regole che governano queste spedizioni risiedono nel protocollo di Hello. A livello 3, questi pacchetti di hello vengono inviati ad un indirizzo IP multicasy , 224.0.0.4 ( tutti i router OSPF). Tutti gli apparati usano questi pacchetti per inizializzare nuove adiacenze e per assicurarsi che i propri vicini stiano funzionando correttamente. In una rete BMA e punto-punto i pacchetti hello vengono spediti ogni 10 secondi, mentre in una rete NBMA ogni 30 secondi. Gli hello servono anche per l'elezione del router DR e BDR ed inoltre trasportano le informazioni necessarie affinchè si formi un'adiacenza e possano essere scambiati dati sullo stato dei link. Formata un'adiacenza i router attraversano una serie di stati fino ad arrivare a quello completo che gli permette di costruire la tabella di routing e di inoltrare il traffico; per raggiungere questo stato vengono scambiati degli LSA ( link-state advertisements - avvisi sullo stato dei link) all'interno di pacchetti LSU ( link-state update ). Ogni router che riceve gli LSA , li registra nel proprio database fino quando il database è completo ( cioè quando tutti i router hanno inviato gli LSA ) e quindi applica l'algoritmo SPF e seleziona i migliori link per costruire la tabella di routing e la topologia libera da loop. A questo punto quando avviene qualche cambiamento sulla rete, i router notificano questo cambio di stato ( per esempio un router adiacente è offline)

Le caratteristiche specifiche le illustreremo all'interno del forum