计网第四章（网络层）（八）

在第七节（计网第四章（网络层）（七）_永无魇足的博客-CSDN博客）我们总结了路由信息协议RIP。在最后我们提到了RIP协议有坏消息传的慢的问题，这是距离向量算法的本质决定的，所以这种问题无法彻底避免。

既然基于距离向量无法彻底避免产生路由环路，那么就不基于它了。

一、最短路径优先协议OSPF

“最短路径”是因为使用了最短路径算法Dijkstra提出的最短路径算法SPF。

OSPF是基于链路状态的，由于采用SPF算法计算路由，所以从算法上就保证了不会产生路由环路问题。

在第七节我们提到，RIP协议只适合小规模网络。但是OSPF算法不限制网络规模，更新效率高，收敛速度快。

1.链路状态：

指本路由器与都与哪些路由器相邻，以及相应链路的“代价”（“代价”用来表示费用、距离、时延、带宽等，这是由网络管理人员决定的）。

2.基本工作原理

（1）Hello分组

OSPF相邻路由器之间通过交互问候（Hello）分组，建立和维护邻居关系。

Hello分组封装在IP数据报中，发往组播地址224.0.0.5。

发送周期为10秒。

如果40秒没有收到邻居路由器的Hello分组，就认为该邻居路由器不可达。

每个路由器都有一张邻居表。表里每一条条目都包括邻居ID，接口和“死亡”倒计时。在“死亡倒计时”到达0之前，如果再次收到来自条目对应的路由器传来的Hello分组，就会重启该条目的40秒倒计时。

（2）链路状态LSA

使用OSPF的每个路由器都会产生链路状态通告LSA，LSA包括直连网络的链路状态信息和邻居路由器的链路状态信息。

LSA被封装在链路状态更新分组LSU中，采用洪泛法发送（就是之前提到过的泛洪，路由器收到分组后，除了接收到该分组的接口，其余接口都转发）。

（3）链路状态数据库LSDB

使用OSPF的每个路由器都有一个链路状态数据库LSDB，用于存储LSA（链路状态通告）。

就好像路由表一样，现在表成了LSDB，里面的条目变成了LSA。

通过各路由器洪泛发送装有自己的LSA的LSU分组，各路由器的LSDB最终达到一致。

使用OSPF的各路由器基于LSDB进行最短路径优先SPF计算，构建出各自到达其他路由器的最短路径。

3.五种分组

（1）问候分组

即前面提到的Hello分组，用来发现和维护邻居路由器的可达性。

（2）数据库描述分组

向邻居路由器给出自己LSDB中的所有链路状态项目的摘要信息。

（3）链路状态请求分组

向邻居路由器发送某些链路状态项目的详细信息。

（4）链路状态更新分组

路由器使用这种分组将其链路状态进行洪泛发送，

（5）链路状态确认分组

对链路状态更新分组的确认分组。

4.基本工作过程

如图：（1）相邻的两个路由器之间周期性地发送问候分组。以便建立和维护邻居关系。

（2）建立邻居关系后，给邻居路由器发送数据库描述分组。里面就有自己LSDB里面的所有链路状态的摘要信息。

 （3）假设B收到来自A的数据库描述分组后，发现自己缺少其中某些链路状态项目。 便会向A发送链路状态请求分组。

（4）A收到请求分组后，将B所需的链路状态项目的详细信息封装到链路状态更新分组中 ，然后发送给B。

（5）B收到后，将这些链路状态项目的详细信息 添加到自己的LSDB中，随后向A发送链路确认分组。

 同样地，A也会经历类似的上述过程获取到B中自己所缺的链路状态项目的详细信息。

最后，就实现了各路由器的LSDB达到一致。

需要注意的是：每30分钟或者链路状态发生变化的时候，路由器都会发送链路状态更新分组，收到该分组的其余路由器会通过洪泛方式转发该分组。并给该路由器发回链路状态确认分组。