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OSPF協議

OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)[1]是一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP),用于在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。與RIP相比,OSPF是鏈路狀態路由協議,而RIP是距離矢量路由協議。OSPF的協議管理距離(AD)是110。一、OSPF起源

  IETF為了滿足建造越來越大基于IP網絡的需要,形成了一個工作組,專門用于開發開放式的、鏈路狀態路由協議,以便用在大型、異構的I P網絡中。新的路由協議已經取得一些成功的一系列私人的、和生產商相關的、最短路徑優先(SPF )路由協議為基礎, 在市場上廣泛使用。包括OSPF在內,所有的S P F路由協議基于一個數學算法—Dijkstra算法。這個算法能使路由選擇基于鏈路-狀態,而不是距離向量。OSPF由IETF在20世紀80年代末期開發,OSPF是SPF類路由協議中的開放式版本。最初的OSPF規范體現在RFC1131中。這個第1版( OSPF版本1 )很快被進行了重大改進的版本所代替,這個新版本體現在RFC1247文檔中。RFC 1247OSPF稱為OSPF版本2是為了明確指出其在穩定性和功能性方面的實質性改進。這個OSPF版本有許多更新文檔,每一個更新都是對開放標準的精心改進。接下來的一些規范出現在RFC 1583、2178和2328中。OSPF版本2的最新版體現在RFC 2328中。最新版只會和由RFC 2138、1583和1247所規范的版本進行互操作。

  鏈路是路由器接口的另一種說法,因此OSPF也稱為接口狀態路由協議。OSPF通過路由器之間通告網絡接口的狀態來建立鏈路狀態數據庫,生成最短路徑樹,每個OSPF路由器使用這些最短路徑構造路由表。

  OSPF路由協議是一種典型的鏈路狀態(Link-state)的路由協議,一般用于同一個路由域內。在這里,路由域是指一個自治系統(Autonomous System),即AS,它是指一組通過統一的路由政策或路由協議互相交換路由信息的網絡。在這個AS中,所有的OSPF路由器都維護一個相同的描述這個AS結構的數據庫,該數據庫中存放的是路由域中相應鏈路的狀態信息,OSPF路由器正是通過這個數據庫計算出其OSPF路由表的。

  作為一種鏈路狀態的路由協議,OSPF將鏈路狀態廣播數據LSA(Link State Advertisement)傳送給在某一區域內的所有路由器,這一點與距離矢量路由協議不同。運行距離矢量路由協議的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。二、OSPF的hello協議

  1.Hello協議的目的:

  1.用于發現鄰居

  2.在成為鄰居之前,必須對Hello包里的一些參數進行協商

  3.Hello包在鄰居之間扮演著keepalive的角色

  4.允許鄰居之間的雙向通信

  5.用于在NBMA(Nonbroadcast Multi-access)網絡上選舉DR和BDR

  2.Hello Packet包含以下信息:

  1.源路由器的RID

  2.源路由器的Area ID

  3.源路由器接口的掩碼

  4.源路由器接口的認證類型和認證信息

  5.源路由器接口的Hello包發送的時間間隔

  6.源路由器接口的無效時間間隔

  7.優先級

  8.DR/BDR接口IP地址

  9.五個標記位(flag bit)

  10.源路由器的所有鄰居的RID三、OSPF的網絡類型

  OSPF定義的5種網絡類型:

  1.點到點網絡(point-to-point),由cisco提出的網絡類型,自動發現鄰居,不選舉DR/BDR,hello時間10s。

  2.廣播型網絡(broadcast),由cisco提出的網絡類型,自動發現鄰居,選舉DR/BDR,hello時間10s。

  3.非廣播型(NBMA)網絡 (non-broadcast),由RFC提出的網絡類型,手工配置鄰居,選舉DR/BDR,hello時間30s。

  4.點到多點網絡 (point-to-multipoint),由RFC提出,自動發現鄰居,不選舉DR/BDR,hello時間30s。

  5.點到多點非廣播,由cisco提出的網絡類型,自動發現鄰居,選舉DR/BDR,hello時間10s。

  1.1.點到點網絡, 比如T1線路,是連接單獨的一對路由器的網絡,點到點網絡上的有效鄰居總是可以形成鄰接關系的,在這種網絡上,OSPF包的目標地址使用的是224.0.0.5,這個組播地址稱為AllSPFRouters.

  2.1.廣播型網絡,比如以太網,Token Ring和FDDI,這樣的網絡上會選舉一個DR和BDR,DR/BDR的發送的OSPF包的目標地址為224.0.0.5,運載這些OSPF包的幀的目標MAC地址為0100.5E00.0005;而除了DR/BDR以外發送的OSPF包的目標地址為224.0.0.6,這個地址叫AllDRouters.

  3.1.NBMA網絡, 比如X.25,Frame Relay,和ATM,不具備廣播的能力,因此鄰居要人工來指定,在這樣的網絡上要選舉DR和BDR,OSPF包采用unicast的方式

  4.1.點到多點網絡 是NBMA網絡的一個特殊配置,可以看成是點到點鏈路的集合. 在這樣的網絡上不選舉DR和BDR.

  5.1.虛鏈接: OSPF包是以unicast的方式發送

  所有的網絡也可以歸納成2種網絡類型:

  1.傳輸網絡(Transit Network)

  2.末梢網絡(Stub Network )

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