OSPF: Open Shortest Path First

OSPF ist ein Link-State-Routing-Protokoll, das den kürzesten Pfad zu allen Netzwerken berechnet. Jeder Router baut sich ein vollständiges Bild der Netzwerktopologie auf.

Grundlegende Terminologie

Begriff	Beschreibung
Router-ID	Eindeutige Identifikation eines Routers (z.B. 1.1.1.1)
Area	Logischer Bereich, der Router gruppiert
Backbone Area	Area 0 -- das Zentrum jedes OSPF-Netzwerks
LSA	Link-State Advertisement -- Informationen über Links
LSDB	Link-State Database -- Sammlung aller LSAs
SPF	Shortest Path First -- Algorithmus zur Pfadberechnung
Neighbor	Ein direkt verbundener OSPF-Router
Adjacency	Vollständiger Informationsaustausch zwischen Nachbarn
Cost	OSPF-Metrik basierend auf Bandbreite

Wie OSPF funktioniert (Überblick)

1. Nachbar-Erkennung
   Router senden Hello-Pakete und finden Nachbarn

2. Informationsaustausch
   Nachbarn tauschen LSAs aus (Link-State Advertisements)

3. Datenbank-Aufbau
   Jeder Router baut eine identische LSDB auf

4. Pfadberechnung
   SPF-Algorithmus berechnet den kürzesten Pfad zu jedem Ziel

5. Routing-Tabelle
   Beste Pfade werden in die Routing-Tabelle eingetragen

Die Router-ID

Jeder OSPF-Router braucht eine eindeutige Router-ID (32-Bit, wie eine IP-Adresse):

Auswahl-Reihenfolge:

1. Manuell konfigurierte Router-ID (empfohlen)
2. Höchste IP-Adresse eines Loopback-Interfaces
3. Höchste IP-Adresse eines aktiven Interfaces

router ospf 1
  router-id 1.1.1.1

Best Practice: Immer manuell konfigurieren für Vorhersagbarkeit.

OSPF Areas

OSPF unterteilt Netzwerke in Areas für bessere Skalierung:

                    Area 0 (Backbone)
                   /       |       \
              Area 1    Area 2    Area 3

Regeln:

• Area 0 ist Pflicht und muss immer existieren
• Alle anderen Areas müssen mit Area 0 verbunden sein
• In kleinen Netzwerken reicht ein Single-Area-Design (alles in Area 0)

Für diesen Kurs konzentrieren wir uns auf Single-Area OSPF -- alle Router in Area 0.

OSPF-Pakete

OSPF verwendet 5 verschiedene Pakettypen:

Typ	Name	Funktion
1	Hello	Nachbar-Erkennung und Keepalive
2	DBD	Zusammenfassung der eigenen LSDB
3	LSR	Anfrage nach fehlenden LSAs
4	LSU	Antwort mit den angeforderten LSAs
5	LSAck	Bestätigung empfangener LSAs

OSPF läuft direkt auf IP (Protokoll 89) und nutzt Multicast-Adressen:

• 224.0.0.5 -- alle OSPF-Router
• 224.0.0.6 -- DR und BDR (kommt später)

Zusammenfassung

• OSPF ist ein Link-State-Protokoll mit vollständiger Topologie-Kenntnis
• Jeder Router braucht eine eindeutige Router-ID
• Area 0 ist Pflicht, Single-Area-Design für kleine Netzwerke
• OSPF verwendet 5 Pakettypen, allen voran Hello-Pakete

In der nächsten Lektion vertiefen wir, wie OSPF-Nachbarschaften aufgebaut werden.