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5. Protocol Data Structures (Strutture dati del protocollo)

Questo capitolo presenta brevemente le principali strutture dati utilizzate dal protocollo OSPF. I dettagli saranno sviluppati nei capitoli successivi.

Panoramica del capitolo (Chapter Overview)​

Il protocollo OSPF si basa su diverse strutture dati chiave per mantenere la topologia di rete e le informazioni di routing:

  • Parametri globali
  • Struttura dati area
  • Struttura dati interfaccia
  • Struttura dati vicino
  • Database di stato dei collegamenti

Strutture dati principali (Main Data Structures)​

1. Parametri globali (Global Parameters)​

Parametri a livello di router

  • Router ID: Identificatore unico a 32 bit
  • Lista area: Tutte le aree a cui partecipa il router
  • Flag router di confine AS: Se ASBR o meno
  • Informazioni di rotta esterna: Rotte da altri protocolli

2. Struttura dati area (Area Data Structure)​

Ogni area mantiene

  • Area ID: Identificatore area
  • Autenticazione area: Tipo di autenticazione e chiave
  • Database di stato dei collegamenti: Tutti gli LSA di questa area
  • Intervalli di indirizzi: Intervalli di indirizzi di rete dell'area
  • Tipo di area: Area standard, area stub o NSSA

3. Struttura dati interfaccia (Interface Data Structure)​

Ogni interfaccia mantiene

  • Tipo di interfaccia: Punto-a-punto, broadcast, NBMA, ecc.
  • Stato interfaccia: Down, Loopback, Waiting, DR, Backup, DROther
  • Indirizzo IP e maschera
  • Area ID: Area a cui appartiene l'interfaccia
  • Intervalli Hello e Dead
  • Priorità router: Utilizzata per elezione DR
  • Lista vicini: Vicini su questa interfaccia

4. Struttura dati vicino (Neighbor Data Structure)​

Ogni vicino mantiene

  • ID vicino: Router ID del vicino
  • Stato vicino: Down, Init, 2-Way, ExStart, Exchange, Loading, Full
  • Indirizzo IP vicino
  • Priorità vicino
  • Router designato e router designato di backup
  • Lista richieste di stato dei collegamenti
  • Lista riepilogo database
  • Lista ritrasmissione stato dei collegamenti

Struttura LSDB

  • Organizzata per tipo: Router-LSA, Network-LSA, Summary-LSA, AS-external-LSA
  • Separata per area: Ogni area ha una LSDB indipendente
  • Informazioni intestazione LSA: LS Age, LS Type, Link State ID, Advertising Router, LS Sequence Number

Relazioni tra strutture dati (Data Structure Relationships)​

Struttura gerarchica​

Router
  ├── Area 1
  │   ├── Database di stato dei collegamenti (LSDB)
  │   └── Lista interfacce
  │       └── Lista vicini
  ├── Area 2
  │   ├── LSDB
  │   └── Lista interfacce
  └── Tabella di routing (Routing Table)

Scopi delle strutture dati chiave (Data Structure Purposes)​

Struttura datiScopo principaleMomento di aggiornamento
Parametri globaliConfigurazione di base del routerCambio configurazione
Struttura areaConfigurazione area e LSDBAggiornamento LSA
Struttura interfacciaStato interfaccia e gestione viciniProtocollo Hello
Struttura vicinoManutenzione relazione di adiacenzaTransizione stato
LSDBMemorizzazione informazioni topologiaFlooding LSA
Tabella routingDecisione inoltroCalcolo SPF

Considerazioni su memoria e prestazioni (Memory and Performance)​

Stima dell'utilizzo della memoria​

Formule di base

  • Dimensione LSDB ≈ (numero router × Router-LSA) + (numero reti × Network-LSA) + (rotte inter-area × Summary-LSA)
  • Struttura vicini ≈ numero interfacce × numero medio vicini
  • Tabella routing ≈ numero di tutte le reti raggiungibili

Raccomandazioni di ottimizzazione​

  1. Divisione area: Limitare dimensione di ogni area
  2. Aggregazione rotte: Ridurre numero di LSA
  3. Aree stub: Ridurre informazioni di rotta esterna
  4. Tuning interfaccia: Regolare parametri timer

Riepilogo tecnico (Technical Summary)​

Principi di progettazione delle strutture dati​

  1. Organizzazione gerarchica

    • Globale → Area → Interfaccia → Vicino
    • Facilita gestione e isolamento guasti

  2. Guidato da macchina a stati

    • Macchina a stati interfaccia
    • Macchina a stati vicino
    • Transizioni di stato chiare

  3. Database distribuito

    • Ogni router mantiene LSDB completo
    • Sincronizzazione tramite flooding
    • Garantisce coerenza routing

Riferimenti (References)

Nota (Note): Questo capitolo fornisce una panoramica. Le definizioni e operazioni dettagliate delle strutture dati saranno spiegate nei capitoli successivi.

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