ospf路由协议详解

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1、OSPF路由协议详解第1章OSPF路由协议1.1OSPF协议原理OSPF是OpenShortestPathFirst（即“开放最短路由优先协议”）的缩写。它是IETF（InternetEngineeringTaskForce）组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。当前OSPF协议使用的是第二版，最新的RFC是2328。OSPF协议具有如下特点：适应范围：OSPF支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。快速收敛：如果网络的拓扑结构发生变化，OSPF立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。无

2、自环：由于OSPF通过收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，故从算法本身保证了不会生成自环路由。子网掩码：由于OSPF在描述路由时携带网段的掩码信息，所以OSPF协议不受自然掩码的限制，对VLSM提供很好的支持。区域划分：OSPF协议允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用网络的带宽。等值路由：OSPF支持到同一目的地址的多条等值路由。路由分级：OSPF使用4类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。支持验证：它支持基于接口的报文验证以保证路由计算的安全性。组播发送：OSPF在有组

3、播发送能力的链路层上以组播地址发送协议报文，即达到了广播的作用，又最大程度的减少了对其他网络设备的干扰。1.2OSPF基本概念1.RouterIDOSPF协议使用一个被称为RouterID的32位无符号整数来唯一标识一台路由器。基于这个目的，每一台运行OSPF的路由器都需要一个RouterID。这个RouterID一般需要手工配置，一般将其配置为该路由器的某个接口的IP地址。由于IP地址是唯一的，所以这样就很容易保证RouterID的唯一性。在没有手工配置RouterID的情况下，一些厂家的路由器（包括Quidway系列）支持自动从当前所有接口的IP地址自动选举一个IP地址作为R

4、outerID。2.协议号OSPF协议用IP报文直接封装协议报文，协议号是89。1.3链路状态OSPF协议计算路由是以本路由器周边网络的拓扑结构为基础的。每台路由器将自己周边的网络拓扑描述出来，传递给其他所有的路由器。OSPF将不同的网络拓扑抽象为以下四种类型：?该接口所连的网段中只有本路由器自己。（stubnetworks）?该接口通过点到点的网络与一台路由器相连。（point-to-point）?该接口通过广播或NBMA的网络与多台路由器相连。（broadcastorNBMAnetworks）?该接口通过点到多点的网络与多台路由器相连。（point-to-multipoint

5、）NBMA与点到多点的区别：在OSPF协议中NBMA和点到多点都是指非广播多点可达的网络，但NBMA网络必须满足全连通（fullmeshed）的要求，即任意两点都可以不经转发而使报文直达对端。否则，我们称该网络是点到多点网络。如上图所示：RTA作为网络中的一台路由器，其周围的链路状态情况可归纳为以下四种：?通过PPP协议与另一台路由器RTB直接相连；?通过一个X.25网络与RTC和RTD相连（该网络是全连通的）；?通过一个FrameRelay网络与RTE和RTF相连（该网络不是全连通的，RTE与RTF不直接相连）；?直接连接着一个局域网。1.4计算路由上图中描述了通过OSPF协议

6、计算路由的过程。（1）由四台路由器组成的网络，连线旁边的数字表示从一台路由器到另一台路由器所需要的花费。为简化问题，我们假定两台路由器相互之间发送报文所需花费是相同的。（2）每台路由器都根据自己周围的网络拓扑结构生成一条LSA（链路状态广播），并通过相互之间发送协议报文将这条LSA发送给网络中其它的所有路由器。这样每台路由器都收到了其它路由器的LSA，所有的LSA放在一起称作LSDB（链路状态数据库）。显然，4台路由器的LSDB都是相同的。（3）由于一条LSA是对一台路由器周围网络拓扑结构的描述，那么LSDB则是对整个网络的拓扑结构的描述。路由器很容易将LSDB转换成一张带权的有

7、向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。显然，4台路由器得到的是一张完全相同的图。（4）接下来每台路由器在图中以自己为根节点，使用SPF算法计算出一棵最短路径树，由这棵树得到了到网络中各个节点的路由表。显然，4台路由器各自得到的路由表是不同的。这样每台路由器都计算出了到其它路由器的路由。由上面的分析可知：OSPF协议计算出路由主要有以下三个主要步骤：?描述本路由器周边的网络拓扑结构，并生成LSA。?将自己生成的LSA在自治系统中传播。并同时收集所有的其他路由器生成的LSA。