OSPF (Open Shortest Path First - İlk Açık Yöne Öncelik), RIP (Routing Information Protocol - Yönlendirme Bilgisi Protokolü) protokolünde bulunan bazı eksik yanları geliştirmek ve düzeltmek için IETF (Internet Engineering Task Force – İnternet Mühendisliği Görev Gücü) tarafından geliştirilmiş bir protokoldür. RIP'in aksine OSPF, Link-state (Hat Durumu) protokolü olarak tasarlanmıştır. Link-state yönlendirme protokolleri, topolojinin tamamını görebildiği gibi, ağ değişikliklerinde Triggered update (Tetiklenmiş Güncelleme) gönderir. Buna göre yönlendiriciler ağdaki iki nokta arasında bulunan tüm yolların bilgisine ulaştıktan sonra SPF (Shortest Path First - Önce En Kısa Yol) algoritmalarını kullanarak hangi yolun en iyisi olduğuna karar verirler. Ayrıca Link-state Refresh (Hat Durumu Güncellemesi) olarak bilinen, 30 dakikada bir periyodik güncellemeler gönderir.

OSPF’in Özellikleri

OSPF protokolünü diğer protokollerden farklı yapan en önemli özelliği hat durumu protokolü olmasıdır. Buna göre OSPF, yol bilgisini hızlı bir şekilde öğrenme, büyük ve karmaşık ağlarda daha iyi çalışabilme ve güvenilirlik konularında oldukça başarılıdır. Ayrıca OSPF bu önemli özellikler dışında başka özelliklere de sahiptir.

• VLSM (Variable Length Subnet Masking - Değişken Uzunluklu Alt Ağ Maskelemesi) ve Supernetting desteklediği için daha etkili adresleme yapar.
• Sınıfsız (Classless) bir yapıya sahiptir.
• Ağ üzerine alınan yükün sunucular üzerinde eşit olarak paylaştırılmasını (Load Balancing - Yük Dağılımı) sağlar. Böylelikle performans kazancı sağlanmış olur.
• AD (Administrative Distance - Yönetimsel uzunluk) değeri 110’dır.
• OSPF protokolünde Area (Alan) değeri önemlidir. Geniş ağlarda alanlara ayırarak yönlendirme tablosunun büyüklüğü ve ağın karmaşıklığı azaltılabilir.

OSPF protokolü uzaklık vektörü protokolleri gibi metrik kullanmaz. Yani herhangi bir basamak sayısı sınırlaması yoktur. Metrik hesaplamasında Cost (Masraf) adı verilen bant genişliği ile ters orantılı olan değerler kullanır. En iyi yol, en düşük maliyetli yoldur ve en iyi rotalar yönlendirme tablosunda yer almaktadır.

OSPF'in Çalışma Yapısı

OSPF, ağda bir değişiklik olduğu zaman güncelleme paketi üretir. Bir bağlantının durumu değiştiğinde, bunu tespit eden yönlendirici, LSA (Link-State Advertisement - Hat Durumu İlanı) denilen paketi yayınlar. LSA paketi, bütün komşulara iletilir. Her yönlendirici cihaz LSA’nın bir kopyasını alır, LSDB (Link-State Database - Hat Durumu Veritabanı) ‘ yi günceller ve LSA’yı komşu yönlendiricilere iletir. Gönderilen bu LSA sayesinde bütün ağ, ağdaki değişikliği algılayıp bunu yeni topolojiye yansıtır. LSDB, hedef ağa giden en iyi yolu hesaplamak için kullanılır.

OSPF’ de 3 çeşit tablo bulunmaktadır. Bunlar Komşuluk Tablosu, Topoloji Tablosu ve Yönlendirme Tablosu'dur.

• Komşuluk tablosunda, yönlendiricinin komşularının listesi tutulmaktadır.
• Topoloji tablosu, LSDB olarak bilinmektedir. Ağ içerisindeki bütün yönlendiriciler ve onların bağlantıları tutulmaktadır. LSA’ ler bu tabloda yer almaktadır ve en önemlisi ise ağ içerisindeki her yönlendiricinin LSDB’ si özdeş olmak durumundadır.
• Yönlendirme tablosu ise yönlendirme veritabanı olarak da adlandırılır. Hedef ağlara giden en kısa yolların bilgisi bu tabloda tutulur.
  
  

Multi-Access (Çoklu Erişim) ağlarda ortamda bütün trafiği yönetecek ve haberleşmeyi sağlayacak DR (Designated Router - Belirlenmiş Yönlendirici) denen bir yönlendirici seçilir. Buna ek olarak DR'in yedeği olan BDR (Backup Designated Router - Belirlenmiş Yedek Yönlendirici) denen yedek bir yönlendirici daha seçilir. DR ve BDR seçimleri Router ID'ler ile yapılır. Router ID, bir yönlendiricinin aktif olan arayüzlerindeki en yüksek IP adresidir. Ancak bu ağ içerisinde herhangi bir loopback adresi tanımlanmışsa o routerın ID'si loopback IP'sidir.

OSPF protokolünde Hello (Merhaba) paketlerine gelen cevaplara göre LSA paketleri gönderilmeye başlanır. LSA paketleri içerisinde yönlendiricilerin bağlantıları, arayüzleri ve hat durumu bilgileri yer almaktadır. LSA paket alışverişini yapan her yönlendirici kendisine ait bir LSA tablosu bulundurur ve oluşturulan bu LSA tablosu diğer yönlendiricilere gönderilerek, ağ içerisindeki bütün yönlendiricilerin birbirilerinin LSA tablosunu öğrendiği bir veritabanı oluşması sağlanır. Oluşturulan bu veritabanı sayesinde ağ içerisindeki yol bilgisi ve mesafe hesaplanır. SPF algoritması yardımıyla ağ topolojisi çıkarılır ve 30 dakikada bir bu işlem yeniden gerçekleştirilir. Ağ üzerinde herhangi bir değişiklik yoksa güncelleme yapılmaz ve Hello paketleri dışında ağda herhangi bir trafik oluşturulmaz.

Aşağıdaki bir topoloji örneği gösterilmiştir ve yönlendiriciler OSPF protokolü ile haberleşmektedirler.

Aşağıdaki örnekte AS (autonomous system - otonom sistem) numarası 1 olan ve 0 areasında bulunan bir sistemde R1 yönlendiricisi aşağıdaki komutlarla  160.75.5.0 ağını tüm ağa bildirmiştir.

R2 yönlendiricisi aşağıdaki komutlarla 160.75.5.0 ve 160.75.6.0 ağını tüm ağa bildirmiştir.

R3 yönlendiricisi aşağıdaki komutlarla 160.75.6.0 ağını tüm ağa bildirmiştir.

Bu işlemler tamamlandıktan sonra aşağıdaki tabloda R2 yönlendiricisinde komşuluğun (Adjadency) kurulduğu görülmüştür.

R1 yönlendiricisi üzerinden #show ip route komutu ile 160.75.6.0 ağını OSPF aracığılıyla tanıdığı görülmüştür.

#show ip ospf interface komutu ile 160.75.6.2 IP'sine sahip 2 numaralı router (en yüksek IP'ye sahip router) otomatik olarak DR olarak seçildiği görülmüştür.