Aby zapewnić skalowalność i większą efektywność protokołu OSPF, wprowadzono w nim strukturę hierarchiczną przy wykorzystaniu tzw. obszarów (area). Obszar OSPF to grupa routerów, współdzielących te same informacje stanu łącza w bazach danych LSDB.
Protokół OSPF może być zaimplementowany na dwa sposoby:
- Jednoobszarowy OSPF - wszystkie routery należą do jednego obszaru, zwanego obszarem rdzenia (obszar 0), co pokazano na rysunku 1.
- Wieloobszarowy OSPF - na rysunku 2 zastosowano hierarchiczną strukturę OSPF z wykorzystaniem obszarów. Każdy obszar musi być połączony z obszarem rdzenia (area 0). Routery łączące ze sobą poszczególne obszary, określane są mianem routerów międzyobszarowych (ang. Area Border Routers - ABR).
Wieloobszarowość protokołu OSPF polega na tym, że jeden duży system autonomiczny (AS) z dużą liczbą routerów można podzielić na mniejsze obszary, w celu zapewnienia hierarchiczności routingu. Zastosowanie hierarchiczności sprawia, że operacje obciążające procesor routera, takie jak np. przeliczanie bazy danych topologii, wykonywane są w obrębie jednego obszaru, nie wpływając na inne obszary, przy czym nadal występuje routing między tymi obszarami.
Na przykład, za każdym razem, gdy router odbierze nową informację o zmianie topologii wewnątrz obszaru (taką jak dodanie, usunięcie albo modyfikacja łącza), musi ponownie wykonać algorytm SPF, utworzyć nowe drzewo SPF i zaktualizować tablicę routingu. Algorytm SPF intensywnie wykorzystuje procesor, a czas potrzebny na ukończenie obliczeń zależy od rozmiaru obszaru.
Uwaga: Zmiany topologii rozprowadzane są do routerów w pozostałych obszarach w formacie wektora odległości. Oznacza to, że routery te tylko aktualizują swoje tablice routingu, bez konieczności ponownego uruchamiania algorytmu SPF.
Zbyt duża ilość routerów w jednym obszarze może spowodować, że baza danych LSDB będzie miała bardzo duży rozmiar, a jej przetwarzanie może zwiększyć obciążenie procesora. Dlatego podział routerów na obszary, w efekcie powoduje też podzielenie jednej potencjalnie ogromnej bazy danych stanu łącza na kilka mniejszych i łatwiejszych w zarządzaniu baz.
Korzyści z zastosowania hierarchicznej topologii OSPF są następujące:
- Zmniejszenie tablic routingu - mniejsza liczba wpisów w tablicach routingu, ponieważ adresy sieci mogą być zsumaryzowane pomiędzy obszarami. Sumaryzacja nie jest jednak domyślnie włączona.
- Zredukowana liczba aktualizacji stanu łącza - mniejsze wymagania co do czasu przetwarzania oraz wykorzystania pamięci.
- Zredukowana częstotliwość obliczeń algorytmu SPF - wykrywanie i reakcja na zmiany topologii ograniczona jest do wewnątrz obszaru. Przykładowo, zminimalizowana jest liczba aktualizacji routingu, ponieważ pakiety LSA rozsyłane są zalewowo tylko do granic obszaru.
Powyższe korzyści zobrazowano na rysunku 3.
Na przykład, router R2 jest routerem międzyobszarowym (ABR) dla obszaru 51. Ponieważ jest to router międzyobszarowy, trasy z obszaru 51 mogą być zsumaryzowane i w takiej postaci przekazywane do obszaru 0. Gdy jedno ze zsumaryzowanych łączy przestanie działać, spowoduje to wymianę pakietów LSA tylko wewnątrz obszaru 51. Routery w obszarze 51 muszą ponownie uruchomić algorytm SPF aby wybrać najlepsze trasy. Jednakże routery z obszarów 0 i 1 nie otrzymują żadnych aktualizacji i w związku z tym nie muszą ponownie uruchamiać algorytmu SPF.
W tym rozdziale zostanie omówiony tylko jednoobszarowy OSPF.