OSPF-Pfadberechnung

OSPF verwendet den Dijkstra-Algorithmus (SPF), um den kürzesten Pfad zu jedem Zielnetzwerk zu berechnen.

Die OSPF-Metrik: Cost

Die OSPF-Cost basiert auf der Bandbreite eines Interfaces:

Cost = Referenz-Bandbreite / Interface-Bandbreite

Standard-Referenzbandbreite: 100 Mbit/s (10^8)

Interface-Bandbreite	Cost
10 Mbit/s (Ethernet)	10
100 Mbit/s (Fast Ethernet)	1
1 Gbit/s	1
10 Gbit/s	1
40 Gbit/s	1

Problem: Alles über 100 Mbit hat Cost 1!

Das ist ein bekanntes Problem: Mit der Standard-Referenz kann OSPF nicht zwischen 1G, 10G und 40G unterscheiden.

Lösung: Referenz-Bandbreite erhöhen

router ospf 1
  auto-cost reference-bandwidth 100000

Mit Referenz 100.000 Mbit/s (100 Gbit/s):

Bandbreite	Cost
100 Mbit/s	1000
1 Gbit/s	100
10 Gbit/s	10
40 Gbit/s	2
100 Gbit/s	1

Wichtig: Die Referenz-Bandbreite muss auf allen Routern gleich sein!

Pfadkosten berechnen

Die Gesamtkosten eines Pfades sind die Summe aller Interface-Costs auf dem Weg zum Ziel:

[PC] -- [R1] ---1G--- [R2] ---10G--- [R3] -- [Server]
              Cost:100        Cost:10

Gesamtkosten R1 -> Server: 100 + 10 = 110

Beispiel mit zwei Pfaden

              Cost 100          Cost 10
[R1] --------1G-------- [R2] -----10G----- [R4]
  |                                          |
  |  Cost 10          Cost 10         Cost 10|
  +---10G--- [R3] -----10G----- [R5] --10G--+

Pfad 1: R1 -> R2 -> R4  = 100 + 10 = 110
Pfad 2: R1 -> R3 -> R5 -> R4 = 10 + 10 + 10 = 30

-> OSPF wählt Pfad 2 (niedrigere Cost)

Equal-Cost Multi-Path (ECMP)

Wenn zwei Pfade gleiche Kosten haben, nutzt OSPF beide gleichzeitig (Load Balancing):

Pfad A: R1 -> R2 -> R4  Cost: 20
Pfad B: R1 -> R3 -> R4  Cost: 20

-> Beide Pfade werden in die Routing-Tabelle eingetragen
-> Traffic wird über beide verteilt

Router# show ip route ospf
O  10.0.4.0/24 [110/20] via 10.0.2.2, Gi0/0
                [110/20] via 10.0.3.2, Gi0/1

Cost manuell anpassen

In Ausnahmefällen kann die Cost pro Interface manuell gesetzt werden:

interface GigabitEthernet0/0
  ip ospf cost 50

Anwendungsfälle:

• Bevorzugten Pfad erzwingen
• Backup-Pfad "teurer" machen
• Asymmetrisches Routing korrigieren

SPF-Neuberechnung

Der SPF-Algorithmus wird nur neu ausgeführt, wenn:

• Eine neue LSA empfangen wird
• Eine bestehende LSA sich ändert
• Ein Timer abläuft (SPF Throttle)

OSPF hat einen SPF-Throttle-Timer, der verhindert, dass bei vielen schnellen Änderungen der SPF ständig läuft:

timers throttle spf 50 200 5000
!                     ^   ^    ^
!                     |   |    Maximum-Wartezeit (ms)
!                     |   Wartezeit nach 2. Auslösung
!                     Erste Wartezeit (ms)

Zusammenfassung

• OSPF-Cost basiert auf der Interface-Bandbreite
• Referenz-Bandbreite sollte an moderne Geschwindigkeiten angepasst werden
• Gesamtkosten = Summe aller Interface-Costs auf dem Pfad
• Bei gleichen Kosten nutzt OSPF ECMP (Load Balancing)
• SPF-Throttle-Timer schützt vor übermäßiger Neuberechnung

In der nächsten Lektion konfigurieren wir OSPF Schritt für Schritt.