ospf路由协议概述

一、OSPF 简介
OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)是IETF 组织开发的一个
基于链路状态的内部网关协议。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2(RFC
2328)。
1、OSPF 具有如下特点:
适应范围广――支持各种规模的网络,最多可支持几百台路由器。
快速收敛――在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文,使这一变化
在自治系统中同步。
无自环――由于 OSPF 根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由,
从算法本身保证了不会生成自环路由。
区域划分――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,从而减少了占用的网络带宽。
等价路由――支持到同一目的地址的多条等价路由。
路由分级――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――支持基于接口的报文验证,以保证报文交互和路由计算的安全
性。
       组播发送――在某些类型的链路上以组播地址发送协议报文,减少对其他设
备的干扰。
2、OSPF 的基本概念
      1. 自治系统(Autonomous System)
一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器,缩写为 AS。
      2. OSPF 路由的计算过程
OSPF 协议路由的计算过程可简单描述如下:
每台 OSPF 路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成LSA(Link State
Advertisement,链路状态通告),并通过更新报文将LSA 发送给网络中的
其它OSPF 路由器。
每台 OSPF 路由器都会收集其它路由器通告的LSA,所有的LSA 放在一起
便组成了LSDB(Link State Database,链路状态数据库)。LSA 是对路由
器周围网络拓扑结构的描述,LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的
描述。
OSPF 路由器将LSDB 转换成一张带权的有向图,这张图便是对整个网络拓
扑结构的真实反映。各个路由器得到的有向图是完全相同的。
每台路由器根据有向图,使用SPF 算法计算出一棵以自己为根的最短路径
树,这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。
       3. 路由器ID 号
一台路由器如果要运行 OSPF 协议,则必须存在RID(Router ID,路由器ID)。
RID 是一个32 比特无符号整数,可以在一个自治系统中唯一的标识一台路由器。
RID 可以手工配置,也可以自动生成;如果没有通过命令指定RID,将按照如下顺
序自动生成一个RID:
如果当前设备配置了 Loopback 接口,将选取所有Loopback 接口上数值最大
的IP 地址作为RID;
如果当前设备没有配置 Loopback 接口,将选取它所有已经配置IP 地址且链
路有效的接口上数值最大的IP 地址作为RID。
      4. OSPF 的协议报文
OSPF 有五种类型的协议报文:
       Hello 报文:周期性发送,用来发现和维持OSPF 邻居关系。内容包括一些
定时器的数值、DR(Designated Router,指定路由器)、BDR(Backup
Designated Router,备份指定路由器)以及自己已知的邻居。
DD(Database Description,数据库描述)报文:描述了本地LSDB 中每一
条LSA 的摘要信息,用于两台路由器进行数据库同步。
LSR(Link State Request,链路状态请求)报文:向对方请求所需的LSA。
两台路由器互相交换DD 报文之后,得知对端的路由器有哪些LSA 是本地的
LSDB 所缺少的,这时需要发送LSR 报文向对方请求所需的LSA。内容包括
所需要的LSA 的摘要。
LSU(Link State Update,链路状态更新)报文:向对方发送其所需要的LSA。
LSAck(Link State Acknowledgment,链路状态确认)报文:用来对收到的
LSA 进行确认。内容是需要确认的LSA 的Header(一个报文可对多个LSA
进行确认)。

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