通信ネットワークにおけるOSPFプロトコルの適用とアルゴリズムの最適化

3G通信技術は広く利用されており、4Gに向けてますます進化しています。通信ネットワーク内のアクセスステーションと送信ポイントの数は飛躍的に増加しており、依然として急速な成長傾向を示しています。通信ネットワークのサイトネットワーク機能とローカル障害回復保護メカニズムに対する要件も高くなっています。 Open Shortest Path First (OSPF) は、動的ルーティング選択プロトコルの一種です。実行中のネットワークのトポロジ変更を迅速に検出し、迅速な収束によってループのない新しいルートを計算できます。所要時間が短く、データフローの使用量が非常に少ないため、現代の通信ネットワークに最適です。

1. 通信ネットワークとOSPFプロトコルに関する概念

1.1 通信ネットワークに関する概念

従来の通信ネットワーク、すなわち電話交換ネットワークは、交換、伝送、および端末で構成されています。交換は端末情報交換の仲介者、伝送は情報伝送媒体、端末はユーザーの携帯電話、電話、コンピューター、ファックス機などです。現代の通信ネットワークは、専門的な組織が作業手順と通信機器を備えて構築した関連通信システムであり、社会、企業、機関、個人に提供されるさまざまな通信関連サービスの総体です。インターネットは新興の通信ネットワークであり、その正常な動作には一連のネットワーク プロトコルの保証が必要です。

1.2 OSPFの概念

OSPF (Open Shortest Path First) は、内部ゲートウェイ プロトコル (Interior Gateway Protoc01、IGP とも呼ばれる) であり、単一の自律システム (自律システム、A) 内でルーティングの決定を行うために使用されます。リンクステート ルーティング プロトコルを実装でき、内部ゲートウェイ プロトコル (IGP) であるため、自律システム内で動作します。

2 通信ネットワークにおけるOSPFプロトコルの応用

一般的な回線通信ネットワークでは、通信ネットワーク内の各サイトは 0SPF プロトコルを使用して階層型ネットワークを形成します。実際の状況に応じて、バックボーンドメインはイーサネット回線を介してコンピュータ室のネットワーク管理端末に直接接続できます。または、ローカルエリアネットワークに接続し、2Mbit/s回線を介してネットワーク管理端末に接続して、マルチチャネル保護管理チャネルを形成します。通常、上記の接続方法は組み合わせて使用​​されます。

光通信ネットワークでは、OSPF プロトコルに関連する各ドメイン内のサイト接続は、通常、ブロードキャスト トポロジとポイントツーポイント トポロジを採用します。同じドメイン内の各サイトは、OSPFプロトコルを起動した後、まず各ポートのドメイン値とIP情報を手動で設定し、プロトコルの内部パラメータを初期化する必要があります。その後、近隣探索と接続が実行され、リンクステータス情報の交換が始まります。同時に、ドメイン内の各サイトは、定期的なネットワークトポロジの検出と更新を実行する必要があります。ネットワーク収束が完了すると、同じドメイン内の各サイトは同じ情報のデータベースを持ち、情報計算に基づいて自身をルートとする最短パスツリーを構築し、最短パスツリーに基づいてルーティングテーブルが自動的に生成されます。

3通信ネットワークにおけるOSPFプロトコルのアルゴリズム最適化

通常、通信ネットワークでは、まずネットワーク トポロジを計画し、手動でサイト構成を実行し、試運転とネットワーク監視を開始します。ネットワーク トポロジの計画の焦点は、バックボーン ネットワークのレイアウトを指します。通常、下位ネットワークはビジネスに合わせて動的に拡張されます。 OSPF プロトコルを使用する階層型トポロジ ネットワークでは、アクセス ネットワーク サイトの数がバックボーン ネットワークのサイトの数の数十倍になることが一般的です。ネットワーク構築の初期段階では、バックボーンネットワークの拠点数が少なく、運用保守要員の数も比較的多い。後期段階で非バックボーン拠点が構築されると、作業負荷が飛躍的に増加し、運用保守要員がネットワークの正常かつ高品質な運用を確保することが困難になる。そのため、拠点開設プロセスの標準化と簡素化は、事業者や機器メーカーから広く評価されている。

バックボーン ネットワークを計画した後、OSPF プロトコル アルゴリズムを初期化して最適化し、非バックボーンのドメイン内サイトへのアクセスを容易にし、正しいドメイン値と IP アドレスを自動的に割り当て、ネットワーク管理によるリアルタイムの監視と識別を保証する必要があります。

3.1 OSPF通信ネットワークにおけるHeIIoプロトコルと全体的なソリューションの最適化

OSPF プロトコルを使用する通信ネットワークでは、ネイバーの確立と維持、および正しい双方向通信には、Hello プロトコルを使用する必要があります。基礎となる物理チャネルが確立されると、サイトはマルチキャスト アドレスに Hello パケットを送信して、隣接サイトを動的に取得します。正しい Hello パケットを受信したサイトは、そのメッセージの情報を自身の Hello メッセージに追加します。両方のメッセージに相手側のサイト情報が含まれている場合、チャネル ステータスは双方向に変わり、ネイバー関係が正常に確立されたことを示します。 OSPF プロトコル アルゴリズムの最適化の基礎は、ネイバーの確立です。

非バックボーンドメインのサイトが正しく構成されていません。Helloプロトコルに基づいて新しい構成要求パケットと応答パケットを追加し、ネイバーダウン状態で実行し、接続ポイントと境界ルータ間の接続を正しく構成し、ドメイン値とサイトIPを自動的に正しく分割して完全なものにし、境界ルータを介してネットワーク管理に報告して監視する必要があります。

Hello プロトコルの全体的なスキームは最適化されています。まず、バックボーン ドメイン内のネットワーク サイトが正しく構成されています。正しく構成されていない非バックボーン ドメイン内のサイトでは、ネットワークにアクセスした後、Hello パケットのみを送受信できます。ネイバーは確立されず、ネイバー サイトは Down 状態で制御されます。接続サイトに構成された要求パケットを受信した後、境界ルーターのサイトに転送されます。間違った Hello 情報は破棄されます。接続サイトが正しく構成されていない場合、パケットは破棄され、転送されません。

境界ルータのサイトでは、非バックボーンドメインの IP 情報テーブルを割り当てて管理し、要求パケットを識別した後、エリア値と IP 情報を割り当てます。接続サイトは、構成応答パケットを受信した後、アプリケーションサイトに転送します。アプリケーションサイトの構成応答パケットを受信した後、正しい構成がネットワークに入ることを有効にし、通常の OSPF プロトコルとネイバーの確立を実行します。

3.2 サイト運用プロセスの最適化

バックボーン以外のドメインのサイトでは、正しいドメイン値と IP 情報を取得するために、要求および応答メカニズムの追加構成が必要です。境界ルーター サイトでは、ドメイン値と IP の保守と割り当てを完了するためのアルゴリズム メカニズムを追加する必要があります。

境界ルータのサイトを最適化する場合、IP テーブルの割り当てアルゴリズム メカニズムを強化し、IP テーブルの連続性を確保し、検索の効率を向上させ、先入れ先出し (FIF0) バッファ プールを確立し、マルチサイトの同時パケット アプリケーションを処理する必要があります。また、IPテーブルの記録と割り当て機能を強化し、非バックボーンドメインのIPテーブルを定期的にメンテナンスし、サイトのIP情報をリサイクルして更新し、IP値をリサイクルできるようにする必要があります。ネットワーク管理システムが動的に監視・識別できるように、非バックボーンドメインのサイト情報をネットワーク管理システムに動的に報告するサポート機能を追加する必要がある。

要約すると、ネットワーク通信の急速な発展に伴い、通信ネットワークにおけるOSPFプロトコルネットワーキングの応用はますます重要になっています。OSPFプロトコルは、通信サイトのネットワークトポロジの検出を完了できます。実際の通信ネットワークの構築状況に応じて、OSPFプロトコルのアルゴリズムを改善および最適化することができ、これにより、非バックボーンドメインのネットワークサイト構築のエリアとIP情報の計画と構成が保存され、ネットワーク管理の自動アクセス監視がより効率的かつ正確に実現されます。通信ネットワークの規模が拡大し続けるにつれて、OSPF プロトコルの改善と最適化は通信ネットワークの発展にとって非常に重要です。