Open Shortest Path First (OSPF)

OSPF (Open Shortest Path First) je smerovací protokol vyvinutý pracovnou skupinou IETF (Internet Engineering Task Force) ako interný protokol (IGP) pre IP siete. Pracovná skupina bola vytvorená v 1988 na navrhnutie IGP založeného na algoritme najkratšej cesty (SPF) pre použitie v internete. Podobne ako IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), aj OSPF bol vytvorený kvôli neschopnosti protokolu RIP obsluhovať veľké nehomogénne siete.

OSPF je založený na SPF algoritme, ktorý sa niekedy odvoláva na Dijkstrov algoritmus. OSPF je link-state smerovací protokol, ktorý volá na odoslanie link-state oznámenia LSA (Link-State Advertisements) všetky ostatné smerovače v tej istej hierarchickej oblasti. Informácia o pripojenom rozhraní, použitá metrika a iné premenné sú zahrnuté v OSPF LSA. Ak OSPF smerovač zhromaždí link-state informáciu, použije SPF algoritmus na výpočet najkratšej cesty do každého uzla.

Na rozdiel od RIP, OSPF môže byť použitý v rámci hierarchicky orientovaných sietí. Najväčšia entita v rámci hierarchie je autonómny systém AS (Autonomous System), ktorý je množinou sieti pod všeobecnou správou, ktorá zdieľa všeobecnú smerovaciu stratégiu. OSPF je intra-AS (vnútorný gateway) smerovací protokol, i keď je schopný prijať cestu a posielať cesty k ďalším AS.

Label Distribution Protocol (LDP)

LDP je protokol umožňujúci v súčasnej dobe vytvárať FEC na základe prefixu IP adresy s tým, že ďalšie atribúty môžu byť v budúcnosti ešte špecifikované. Zároveň zaisťuje distribúciu značiek patriacich jednotlivým FEC medzi uzly MPLS siete. Protokol vznikol štandardizáciou protokolu TDP (Tag Distribution Protocol) vyvinutého spoločnosťou Cisco Systems.

Smerovače LSR používa daný protokol k zriadeniu LSP, preto LDP protokol patrí medzi signalizačné protokoly. Vytvorená LSP môže mať koncový bod hneď u najbližšieho suseda alebo koncový bod môže byť uzol na okraji siete (smerovač LER), pričom prepínanie je vykonávané cez všetky uzly (LSR). Smerovače, medzi ktorými prebieha LDP spojenie, používajú na výmenu značkovo mapovanú informáciu (label mapping information). Pretože protokol je obojsmerný, každý z dvojice je schopný získať ďalšie informácie o mapovaných značkách (label mappings). LDP používa štyri základné správy a dve notifikačné.

Základné správy:

1. Discovery massage – vzájomná detekcia smerovačov,
2. Session messages – vytváranie signalizačných spojení medzi LSR,
3. Advertisement messages – detekcia mapovania návestí a FEC,
4. Notification messages – prenos podporných správ a alarmov v sieti.

Notifikačné správy:

1. Error notification – signalizuje chybu a príčinu ukončenia spojenia,
2. Advisory notification – odovzdáva informácie o LDP spojení a stav niektorých predchádzajúcich správ, prijatých od rovnocenného LSR.

LDP nachádza a udržuje reláciu so susedmi pomocou pravidelných Hello peketov, ktoré sú posielané v pravidelných intervaloch (podobne ako napr. OSPF). Medzi susedmi je vytvorené TCP spojenie, slúžiace pre vzájomnú komunikáciu (výmena informácií o značkách, signalizácia chýb, overenie dostupnosti, atď.).

Správy sú posielané ako LDP protokolová dátová jednotka PDU (Protocol Data Unit). Každá PDU môže obsahovať viac ako jednu LDP správu. V LDP hlavičke (Obr.12) je každá LDP PDU reprezentovaná ako jedna alebo viac LDP správ.


CR-LDP

CR-LDP (Constraint-based Label Distribution Protocol) bol vytvorený aby rozšíril schopnosti CR v MPLS značkovo distribučnom protokole za účelom pridať funkčnosť, napríklad riadenie explicitnej cesty LSP a signalizácie. CR-LDP nevyžaduje implementáciu ďalších protokolov. Používa zloženie existujúcej LDP správy a rozšírenie LDP ako nevyhnutné na zavádzanie TE

Použitie CR-LDP protokolu na vyžiadanie v smere toku s prikázaným riadením (ordered control) sa používa ako mechanizmus určenia značky.

Pre CR-LDP je LSP nastavená, keď séria propagovaných správ (Label Request Message) je odosielaná zo vstupného smerovača LER na výstupný smerovač LER, pričom žiadaná cesta vyhovuje obmedzeniam (napr., ak je dosiahnutá dostatočná šírka pásma). Potom značky sú alokované a distribuované (mapované) súborom mapovacích správ (label-mapping messages), ktoré sa šíria z egress na ingress LER.


Proces rezervovania zdrojov v uzloch a linkách.
CR-LDP komponent prijme CR-LDP požiadavku (Request Message), zavolá riadenie prístupu (Admission Control) na kontrolu, či uzol má požadované zdroje. Ak sú dostatočne dosiahnuteľné zdroje, riadenie prístupu ich rezervuje pri aktualizácií tabuľky zdrojov (Resource Table). Následne LDP vyžiadaná správa je poslaná ďalšiemu MPLS uzlu.

Keď CR-LDP komponent prijme CR-LDP mapovaciu správu (Mapping message), uloží značku a informáciu rozhrania do LIB tabuľky a žiada informáciu CR-LSP z ERB (Explicit Route information Base) tabuľky. Potom zavolá manažéra zdrojov (Resource Manager), ktorý vytvorí rad na obsluhu žiadanej CR-LSP a uloží jeho ServiceID do ERB tabuľky. Následne LSP mapovacia správa je poslaná predošlému MPLS uzlu.

RSVP-TE

RSVP-TE je sada tunelovacích rozšírení pôvodného RSVP (Resource Reservation Protocol) protokolu, ktoré definujú formát a spôsob prenosu objektov.

Ak je vytvorená cesta LSP, prevádzka je definovaná aplikovanou značkou v Ingress LER smerovači. Žiadosť o pridelenie značky, ktorá špecifikuje „LSP Tunel“ je spúšťaná v Ingress uzle pomocou PATH správy (RSVP Path message). Správa PATH obsahuje novo definovaný objekt LABEL_REQUEST. Značky sú alokované v smere toku a distribuované proti smeru toku pomocou RESV správy (RSVP Resv message). RESV správa je rozšírená o špeciálny objekt LABEL. RESV správa je poslaná späť proti toku smerom k vysielaču, tzn. sleduje trasu vytvorenú PATH správou v opačnom poradí.

Funkcie podporované rozšíreným RSVP:

1. schopnosť vytvoriť LSP tunel s alebo bez QoS požiadaviek,
2. schopnosť dynamicky presmerovať vytvorený LSP tunel,
3. schopnosť pozorovať aktuálnu cestu prechádzajúcu do LSP tunelu,
4. schopnosť identifikovať a diagnostikovať LSP tunely,
5. schopnosť alokovať, distribuovať a priraďovať značky v smere toku žiadané.