OSPF (Open Shortest Path First) ist ein offenes Router-Protokoll aus der Familie der Link-State-Routing-Protokolle. Es wurde von der IETF entwickelt und ist als RFC 2328 (OSPFv2, IPv4) und RFC 5340 (OSPFv3, IPv6) standardisiert. Anders als Distanzvektor-Protokolle wie RIP tauschen OSPF-Router keine kompletten Routing-Tabellen, sondern den Zustand ihrer Verbindungen (Links) aus.
So funktioniert OSPF
Jeder Router kennt seine direkten Nachbarn und sendet ihnen periodisch Hello-Pakete (Multicast 224.0.0.5, alle 10 Sekunden im Broadcast-Netz). Aus den Hello-Nachrichten bauen die Router eine Nachbarschaftsdatenbank auf. Jeder Router verbreitet danach seine Verbindungsinformationen als LSA (Link State Advertisement) im gesamten Bereich — jeder Router erhält so die identische Link-State-Datenbank (LSDB).
Aus dieser Datenbank berechnet jeder Router unabhängig mit dem Dijkstra-Algorithmus (Shortest Path First, SPF) den kürzesten Weg zu jedem Ziel. Bei einer Änderung wird nur die Änderung geflutet und die SPF-Berechnung erneut ausgeführt — das macht OSPF sehr schnell bei Topologieänderungen.
Metrik und Kosten
OSPF arbeitet mit Kosten (Cost) als Metrik: Cost = Referenz-Bandbreite / Link-Bandbreite. Standardmäßig ist die Referenz 100 Mbit/s (Cisco: 10^8), eine 100-Mbit/s-Leitung hat also Cost 1, eine 10-Mbit/s-Leitung Cost 10. Bei schnelleren Links (Gigabit) sollte die Referenz angehoben werden, sonst haben alle schnellen Links dieselbe Cost. Der Weg mit der geringsten Gesamt-Cost gewinnt.
Hierarchie mit Areas
Große Netze werden in Areas unterteilt. Area 0 (Backbone) verbindet alle anderen Areas — jeder Router gehört zu genau einer Area, Router an Area-Grenzen (ABR) fassen Routen zusammen. Das reduziert die LSDB-Größe und die SPF-Berechnungslast. OSPF wählt außerdem einen Designated Router (DR) und Backup DR (BDR) pro Broadcast-Segment, um die Nachbarschaften zu reduzieren.
Einsatz und Abgrenzung
OSPF ist das am häufigsten eingesetzte Interior-Gateway-Protokoll (IGP) in Unternehmens- und Provider-Netzen und der Standard-Nachfolger von RIP. Im Unterschied zu EIGRP ist OSPF ein offener Standard und funktioniert geräteunabhängig; im Unterschied zu BGP (das zwischen autonomen Systemen arbeitet) läuft OSPF innerhalb eines autonomen Systems. Die praktische Konfiguration auf Cisco-, Juniper- und MikroTik-Geräten zeigt die Referenz OSPF-Befehle.