畢業(yè)論文----ospf動(dòng)態(tài)路由技術(shù)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告</p><p>　　題　　目： OSPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)</p><p>　　系 部： 信息工程系</p><p>　　?！　I(yè)： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)</p><p>　　學(xué)生姓名： ****</p><p>　　學(xué) 號(hào)： ********</p>

2、;<p>　　指導(dǎo)教師： ****</p><p>　　****年 **月 **日</p><p><b>　　[摘要]</b></p><p>　　本文主要介紹OSPF的相關(guān)知識(shí)以及在一個(gè)區(qū)域上配置OSPF的相關(guān)步驟。通過(guò)本文介紹可以了解OSPF的相關(guān)原理、OSPF運(yùn)行的步驟及配置OSPF的相關(guān)命令。本文實(shí)驗(yàn)是以CISCO路由

3、配置軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行的。</p><p>　　開放最短路徑優(yōu)先（Open Shortest Path First,OSPF）是一種基于開放標(biāo)準(zhǔn)的鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議。其名字“開放”是指OSPF是對(duì)公眾開放的，非專有的。OSPF是一種強(qiáng)壯的、可擴(kuò)展的路由選擇協(xié)議，適用于今天的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　OSPF的良好擴(kuò)展能力是通過(guò)體系化設(shè)計(jì)而獲得的?？梢詫⒁粋€(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃分成多個(gè)區(qū)域

4、，它們?cè)试S進(jìn)行全面的路由更新控制。通過(guò)在一個(gè)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)中定義區(qū)域，可以減少路由額外開銷并提高系統(tǒng)性能。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]：開放最短路徑優(yōu)先 指定路由器 備用指定路由器 路由ID</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p&

5、gt;<b>　　目錄3</b></p><p><b>　　第一章 引言4</b></p><p>　　第二章 OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議4</p><p><b>　　2.1 概述4</b></p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)包格式5</p><

6、;p>　　2.3 OSPF基本算法6</p><p>　　2.4 OSPF路由協(xié)議的基本特征7</p><p>　　2.5 區(qū)域及域間路由9</p><p>　　2.6 OSPF協(xié)議路由器及鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包分類13</p><p>　　2.7 OSPF路由協(xié)議驗(yàn)證17</p><p>　　2.8

7、 OSPF協(xié)議工作過(guò)程18</p><p>　　第三章 OSPF協(xié)議配置及改進(jìn)設(shè)想22</p><p>　　第四章 總結(jié)25</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著Internet技術(shù)

8、在全球范圍的飛速發(fā)展，世界各地的個(gè)人和企業(yè)單位都紛紛接入到這個(gè)世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。接入到Internet的自治系統(tǒng)有大有小，小型自治系統(tǒng)因其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單往往采用靜態(tài)路由技術(shù)即可完成自治系統(tǒng)內(nèi)的路由尋址，然而大、中型自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往更加復(fù)雜，采用依靠人工分配的靜態(tài)路由技術(shù)存在很大的困難，因此根據(jù)合理的路由尋址算法設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)路由技術(shù)隨之誕生，而OSPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)因其功能強(qiáng)大、可拓展性強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)越在動(dòng)態(tài)路由技術(shù)中格外優(yōu)秀

9、，被廣泛應(yīng)用于各大、中型自治系統(tǒng)中。</p><p>　　OSPF（Open Shortest Path First）路由協(xié)議是由IETF（Internet Engineering Task Force）IGP工作小組提出的，是一種基于SPF算法的路由協(xié)議，目前廣泛使用的OSPF路由協(xié)議是其第二版，在第一版的基礎(chǔ)上功能得到了加強(qiáng)，定義于RFC1247和RFC1583。</p><p>　　

10、近幾年Internet仍處在飛速發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展越來(lái)越需要功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)路由技術(shù)的出現(xiàn)，OSPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)由于其各方面優(yōu)秀的表現(xiàn)，得到國(guó)內(nèi)外的專家的認(rèn)可，并在OSPFv2的基礎(chǔ)進(jìn)行研究升級(jí)，推出OSPF的第三版OSPFv 3以適應(yīng)Internet的飛速發(fā)展。</p><p>　　OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議</p><p><b>　　2.1 概述</b>

11、</p><p>　　OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)（Link-state）的路由協(xié)議，一般用于同一個(gè)路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)（Autonomous System），即AS，它是指一組通過(guò)統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)AS中，所有的OSPF路由器都維護(hù)一個(gè)相同的描述這個(gè)AS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是路由域中相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算

12、出其OSPF路由表的。</p><p>　　作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA（Link State Advertisement）傳送給在某一區(qū)域內(nèi)的所有路由器，這一點(diǎn)與距離矢量路由協(xié)議不同。運(yùn)行距離矢量路由協(xié)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。</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)包格式</p><p>　　在OSPF

13、路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包中，其數(shù)據(jù)包頭長(zhǎng)為24個(gè)字節(jié)，包含如下8個(gè)字段：</p><p>　　1、Version number（版本號(hào)）-定義所采用的OSPF路由協(xié)議的版本。</p><p>　　2、Type（類型）-定義OSPF數(shù)據(jù)包類型。</p><p>　　OSPF數(shù)據(jù)包共有五種：</p><p>　?。?）Hello（問(wèn)候報(bào)文）-用于建立和維

14、護(hù)相鄰的兩個(gè)OSPF路由器的關(guān)系，該數(shù)據(jù)包是周期性地發(fā)送的。</p><p>　?。?）Database Description（數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文）-用于描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)包僅在OSPF初始化時(shí)發(fā)送。</p><p>　?。?）Link state request（鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文）-用于向相鄰的OSPF路由器請(qǐng)求部分或全部的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)包是在當(dāng)路由器發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)已經(jīng)過(guò)期時(shí)才發(fā)送的。&l

15、t;/p><p>　?。?）Link state update（鏈路狀態(tài)更新報(bào)文）-這是對(duì)link state請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的響應(yīng)，即通常所說(shuō)的LSA數(shù)據(jù)包。</p><p>　?。?）Link state acknowledgment（鏈路狀態(tài)應(yīng)答報(bào)文）-是對(duì)LSA數(shù)據(jù)包的響應(yīng)。</p><p>　　3、Packet length（報(bào)文長(zhǎng)度）-定義整個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度。<

16、;/p><p>　　4、Router ID（路由標(biāo)識(shí)符）-用于描述數(shù)據(jù)包的源地址，以IP地址來(lái)表示。</p><p>　　5、Area ID（區(qū)域標(biāo)識(shí)符）-用于區(qū)分OSPF數(shù)據(jù)包屬于的區(qū)域號(hào)，所有的OSPF數(shù)據(jù)包都屬于一個(gè)特定的OSPF區(qū)域。</p><p>　　6、Checksum（校驗(yàn)和）-校驗(yàn)位，用于標(biāo)記數(shù)據(jù)包在傳遞時(shí)有無(wú)誤碼。</p><p&

17、gt;　　7、Authentication type（鑒別類型）-定義OSPF驗(yàn)證類型。</p><p>　　8、Authentication（鑒別數(shù)據(jù)）-包含OSPF驗(yàn)證信息，長(zhǎng)為8個(gè)字節(jié)。</p><p>　　數(shù)據(jù)包的格式如表格1所示</p><p>　　0 8 16 31</p>

18、<p>　　表格1 OSPF報(bào)文首部</p><p>　　2.3 OSPF基本算法</p><p>　　2.3.1 SPF算法及最短路徑樹</p><p>　　SPF算法是OSPF路由協(xié)議的基礎(chǔ)。SPF算法有時(shí)也被稱為Dijkstra算法，這是因?yàn)樽疃搪窂絻?yōu)先算法SPF是Dijkstra發(fā)明的。SPF算法將每一個(gè)路由器作為根（ROOT）[根路由器是

19、如何確定的?詳見2.6.1 OSPF路由器分類中指定路由器DR的定義]來(lái)計(jì)算其到每一個(gè)目的地路由器的距離，每一個(gè)路由器根據(jù)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)計(jì)算出路由域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)圖類似于一棵樹，在SPF算法中，被稱為最短路徑樹。在OSPF路由協(xié)議中，最短路徑樹的樹干長(zhǎng)度，即OSPF路由器至每一個(gè)目的地路由器的距離，稱為OSPF的Cost，其算法為：</p><p>　　Cost = 100×106/鏈路帶寬

20、</p><p>　　在這里，鏈路帶寬以bps來(lái)表示。也就是說(shuō)，OSPF的Cost 與鏈路的帶寬成反比，帶寬越高，Cost越小，表示OSPF到目的地的距離越近。舉例來(lái)說(shuō)，F(xiàn)DDI或快速以太網(wǎng)的Cost為1，2M串行鏈路的Cost為48，10M以太網(wǎng)的Cost為10等。</p><p>　　2.3.2 鏈路狀態(tài)算法</p><p>　　作為一種典型的鏈路狀態(tài)的路由協(xié)

21、議，OSPF還得遵循鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的統(tǒng)一算法。鏈路狀態(tài)的算法非常簡(jiǎn)單，在這里將鏈路狀態(tài)算法概括為以下四個(gè)步驟：</p><p>　　當(dāng)路由器初始化或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（例如增減路由器，鏈路狀態(tài)發(fā)生變化等）時(shí)，路由器會(huì)產(chǎn)生鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA（Link-State Advertisement），該數(shù)據(jù)包里包含路由器上所有相連鏈路，也即為所有端口的狀態(tài)信息。</p><p>　　所有路由

22、器會(huì)通過(guò)一種被稱為刷新（Flooding）的方法來(lái)交換鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)。Flooding是指路由器將其LSA數(shù)據(jù)包傳送給所有與其相鄰的OSPF路由器，相鄰路由器根據(jù)其接收到的鏈路狀態(tài)信息更新自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將該鏈路狀態(tài)信息轉(zhuǎn)送給與其相鄰的路由器，直至穩(wěn)定的一個(gè)過(guò)程。</p><p>　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重新穩(wěn)定下來(lái)，也可以說(shuō)OSPF路由協(xié)議收斂下來(lái)時(shí)，所有的路由器會(huì)根據(jù)其各自的鏈路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出各自的路由表。該路由表中包

23、含路由器到每一個(gè)可到達(dá)目的地的Cost以及到達(dá)該目的地所要轉(zhuǎn)發(fā)的下一個(gè)路由器（next-hop）。</p><p>　　第4個(gè)步驟實(shí)際上是指OSPF路由協(xié)議的一個(gè)特性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)比較穩(wěn)定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中傳遞的鏈路狀態(tài)信息是比較少的，或者可以說(shuō)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中是比較安靜的。這也正是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議區(qū)別與距離矢量路由協(xié)議（距離矢量路由協(xié)議的路由表定期更新，一般每30秒更新一次，因此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量較大）的一大特點(diǎn)。&l

24、t;/p><p>　　2.4 OSPF路由協(xié)議的基本特征</p><p>　　前文已經(jīng)說(shuō)明了OSPF路由協(xié)議是一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，為了更好地說(shuō)明OSPF路由協(xié)議的基本特征，我們將OSPF路由協(xié)議與距離矢量路由協(xié)議之一的RIP（Routing Information Protocol）作一一比較，歸納為如下幾點(diǎn)：</p><p>　　1、 RIP路由協(xié)議中用于表示目

25、的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)近的唯一參數(shù)為跳（HOP），也即到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所要經(jīng)過(guò)的路由器個(gè)數(shù)。在RIP路由協(xié)議中，該參數(shù)被限制為最大15，也就是說(shuō)RIP路由信息最多能傳遞至第16個(gè)路由器；對(duì)于OSPF路由協(xié)議，路由表中表示目的網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)為Cost，該參數(shù)為一虛擬值，與網(wǎng)絡(luò)中鏈路的帶寬等相關(guān)，也就是說(shuō)OSPF路由信息不受物理跳數(shù)的限制。</p><p>　　2、OSPF路由協(xié)議支持TOS（Type of Service）路由，允許網(wǎng)絡(luò)

26、管理人員為同一目的地址指定多個(gè)不同服務(wù)類型的路由，當(dāng)路由一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，OSPF根據(jù)目的IP地址和該數(shù)據(jù)所要求的服務(wù)類型進(jìn)行路由選擇。因此，OSPF比較適合應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)中。</p><p>　　3、RIP路由協(xié)議不支持變長(zhǎng)子網(wǎng)屏蔽碼（VLSM），這被認(rèn)為是RIP路由協(xié)議不適用于大型網(wǎng)絡(luò)的又一重要原因。采用變長(zhǎng)子網(wǎng)屏蔽碼可以在最大限度上節(jié)約IP地址。OSPF路由協(xié)議對(duì)VLSM有良好的支持性。</p>

27、<p>　　4、RIP路由協(xié)議路由收斂較慢。RIP路由協(xié)議周期性地將整個(gè)路由表作為路由信息廣播至網(wǎng)絡(luò)中，該廣播周期為30秒。在一個(gè)較為大型的網(wǎng)絡(luò)中，RIP協(xié)議會(huì)產(chǎn)生很大的廣播信息，占用較多的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；并且由于RIP協(xié)議30秒的廣播周期，影響了RIP路由協(xié)議的收斂，甚至出現(xiàn)不收斂的現(xiàn)象。而OSPF是一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較穩(wěn)定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的路由信息是比較少的，并且其廣播也不是周期性的，因此OSPF路由協(xié)議即使是在大型

28、網(wǎng)絡(luò)中也能夠較快地收斂。</p><p>　　5、在RIP協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)平面的概念，并無(wú)區(qū)域及邊界等的定義。隨著無(wú)間路由CIDR概念的出現(xiàn)，RIP協(xié)議就明顯落伍了。在OSPF路由協(xié)議中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或者說(shuō)是一個(gè)路由域可以劃分為很多個(gè)區(qū)域area，每一個(gè)區(qū)域通過(guò)OSPF邊界路由器相連，區(qū)域間可以通過(guò)路由總結(jié)（Summary）來(lái)減少路由信息，減小路由表，提高路由器的運(yùn)算速度。一個(gè)典型的OSPF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以參見圖1&

29、lt;/p><p>　　圖1 OSPF典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　6、OSPF路由協(xié)議支持路由驗(yàn)證，只有互相通過(guò)路由驗(yàn)證的路由器之間才能交換路由信息。并且OSPF可以對(duì)不同的區(qū)域定義不同的驗(yàn)證方式，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。</p><p>　　7、OSPF路由協(xié)議對(duì)負(fù)載分擔(dān)的支持性能較好。OSPF路由協(xié)議支持多條Cost相同的鏈路上的負(fù)載分擔(dān)，目前一些廠家的路由器支持6條

30、鏈路的負(fù)載分擔(dān)。</p><p>　　2.5 區(qū)域及域間路由</p><p>　　前文已經(jīng)提到過(guò)，在OSPF路由協(xié)議的定義中，可以將一個(gè)路由域或者一個(gè)自治系統(tǒng)AS劃分為幾個(gè)區(qū)域。在OSPF中，由按照一定的OSPF路由法則組合在一起的一組網(wǎng)絡(luò)或路由器的集合稱為區(qū)域（AREA）。</p><p>　　在OSPF路由協(xié)議中，每一個(gè)區(qū)域中的路由器都按照該區(qū)域中定義的鏈路狀

31、態(tài)算法來(lái)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這意味著每一個(gè)區(qū)域都有著該區(qū)域獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。對(duì)于每一個(gè)區(qū)域，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在區(qū)域外是不可見的，同樣，在每一個(gè)區(qū)域中的路由器對(duì)其域外的其余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也不了解。這意味著OSPF路由域中的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)廣播被區(qū)域的邊界擋住了，這樣做有利于減少網(wǎng)絡(luò)中鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包在全網(wǎng)范圍內(nèi)的廣播，也是OSPF將其路由域或一個(gè)AS劃分成很多個(gè)區(qū)域的重要原因。</p><p>　　隨著區(qū)域概念

32、的引入，意味著不再是在同一個(gè)AS內(nèi)的所有路由器都有一個(gè)相同的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，而是路由器具有與其相連的每一個(gè)區(qū)域的鏈路狀態(tài)信息，即該區(qū)域的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)一個(gè)路由器與多個(gè)區(qū)域相連時(shí)，我們稱之為區(qū)域邊界路由器。一個(gè)區(qū)域邊界路由器有自身相連的所有區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。在同一個(gè)區(qū)域中的兩個(gè)路由器有著對(duì)該區(qū)域相同的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　我們可以根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的目的地地址及源地址將OSPF路由域中的路由分成兩類，當(dāng)目

33、的地與源地址處于同一個(gè)區(qū)域中時(shí)，稱為區(qū)域內(nèi)路由，當(dāng)目的地與源地址處于不同的區(qū)域甚至處于不同的AS時(shí)，我們稱之為域間路由。</p><p>　　OSPF的骨干區(qū)域及虛擬鏈路（Virtual-link）</p><p>　　在OSPF路由協(xié)議中存在一個(gè)骨干區(qū)域（Backbone），該區(qū)域包括屬于這個(gè)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的路由器，骨干區(qū)域必須是連續(xù)的，同時(shí)也要求其余區(qū)域必須與骨干區(qū)域直接相連。骨干區(qū)

34、域一般為區(qū)域0，其主要工作是在其余區(qū)域間傳遞路由信息。所有的區(qū)域，包括骨干區(qū)域之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)情況是互不可見的，當(dāng)一個(gè)區(qū)域的路由信息對(duì)外廣播時(shí)，其路由信息是先傳遞至區(qū)域0(骨干區(qū)域)，再由區(qū)域0將該路由信息向其余區(qū)域作廣播。骨干區(qū)域與其余區(qū)域的關(guān)系可以以圖2來(lái)說(shuō)明。</p><p>　　圖2 骨干區(qū)域及域間路由</p><p>　　在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，可能會(huì)存在backbone不連續(xù)的或者某一個(gè)

35、區(qū)域與骨干區(qū)域物理不相連的情況，在這兩種情況下，系統(tǒng)管理員可以通過(guò)設(shè)置虛擬鏈路的方法來(lái)解決。</p><p>　　虛擬鏈路是設(shè)置在兩個(gè)路由器之間，這兩個(gè)路由器都有一個(gè)端口與同一個(gè)非骨干區(qū)域相連。虛擬鏈路被認(rèn)為是屬于骨干區(qū)域的，在OSPF路由協(xié)議看來(lái)，虛擬鏈路兩端的兩個(gè)路由器被一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路連在一起。在OSPF路由協(xié)議中，通過(guò)虛擬鏈路的路由信息是作為域內(nèi)路由來(lái)看待的。下面我們分兩種情況來(lái)說(shuō)明虛擬鏈路在OSPF路由

36、協(xié)議中的作用。</p><p>　　1、當(dāng)一個(gè)區(qū)域與area0沒有物理鏈路相連時(shí)</p><p>　　前文已經(jīng)提到，一個(gè)骨干區(qū)域Area 0必須位于所有區(qū)域的中心，其余所有區(qū)域必須與骨干區(qū)域直接相連。但是，也存在一個(gè)區(qū)域無(wú)法與骨干區(qū)域建立物理鏈路的可能性，在這種情況下，我們可以采用虛擬鏈路。虛擬鏈路使該區(qū)域與骨干區(qū)域間建立一個(gè)邏輯聯(lián)接點(diǎn)，該虛擬鏈路必須建立在兩個(gè)區(qū)域邊界路由器之間，并且其中

37、一個(gè)區(qū)域邊界路由器必須屬于骨干區(qū)域。這種虛擬鏈路可以以圖3來(lái)說(shuō)明。</p><p>　　圖3 虛擬鏈路（1）</p><p>　　在上圖所示的例子中，區(qū)域1與區(qū)域0并無(wú)物理相連鏈路，我們可以在路由器A及路由器B之間建立虛擬鏈路，這樣，將區(qū)域2作為一個(gè)穿透網(wǎng)絡(luò)（Transit-network），路由器B作為接入點(diǎn)，區(qū)域1就與區(qū)域0建立了邏輯聯(lián)接。[穿透網(wǎng)絡(luò)可以是一個(gè)路由器，也可以是一個(gè)復(fù)雜

38、的網(wǎng)絡(luò)]</p><p>　　2、當(dāng)骨干區(qū)域不連續(xù)時(shí)</p><p>　　OSPF路由協(xié)議要求骨干區(qū)域area0必須是連續(xù)的，但是，骨干區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)的情況，例如，當(dāng)我們想把兩個(gè)OSPF路由域混合到一起，并且想要使用一個(gè)骨干區(qū)域時(shí)，或者當(dāng)某些路由器出現(xiàn)故障引起骨干區(qū)域不連續(xù)的情況，在這些情況下，我們可以采用虛擬鏈路將兩個(gè)不連續(xù)的區(qū)域0連接到一起。這時(shí)，虛擬鏈路的兩端必須是兩個(gè)區(qū)域0的邊

39、界路由器，并且這兩個(gè)路由器必須都有處于同一個(gè)區(qū)域的端口，以下圖為例：圖4 虛擬鏈路（2）</p><p>　　圖4 虛擬鏈路（2）</p><p>　　在上圖的例子中，穿過(guò)區(qū)域1的虛擬鏈路將兩個(gè)分為兩半的骨干區(qū)域連接到一起，路由器A與B之間的路由信息作為OSPF域內(nèi)路由來(lái)處理。</p><p>　　另外，當(dāng)一個(gè)非骨干區(qū)域的區(qū)域分裂成兩半時(shí)，不能采用虛擬鏈路的方法

40、來(lái)解決。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，分裂出的其中一個(gè)區(qū)域?qū)⒈黄溆嗟膮^(qū)域作為域間路由來(lái)處理。</p><p>　　3、殘域（Stub area）</p><p>　　在OSPF路由協(xié)議的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以包括AS外部鏈路狀態(tài)信息，這些信息會(huì)通過(guò)flooding傳遞到AS內(nèi)的所有OSPF路由器上。但是，在OSPF路由協(xié)議中存在這樣一種區(qū)域，我們把它稱為殘域（stub area），AS外部信息不允許廣

41、播進(jìn)/出這個(gè)區(qū)域。對(duì)于殘域來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)AS外部的數(shù)據(jù)只能根據(jù)默認(rèn)路由（default-route）來(lái)尋址。這樣做有利于減小殘域內(nèi)部路由器上的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的大小及存儲(chǔ)器的使用，提高路由器計(jì)算路由表的速度。</p><p>　　當(dāng)一個(gè)OSPF的區(qū)域只存在一個(gè)區(qū)域出口點(diǎn)時(shí)，我們可以將該區(qū)域配置成一個(gè)殘域，在這時(shí)，該區(qū)域的邊界路由器會(huì)對(duì)域內(nèi)廣播默認(rèn)路由信息。需要注意的是，一個(gè)殘域中的所有路由器都必須知道自身屬于該殘域，否

42、則殘域的設(shè)置沒有作用。另外，針對(duì)殘域還有兩點(diǎn)需要注意：一是殘域中不允許存在虛擬鏈路；二是殘域中不允許存在AS邊界路由器。</p><p>　　2.6 OSPF協(xié)議路由器及鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包分類</p><p>　　2.6.1 OSPF路由器分類</p><p>　　當(dāng)一個(gè)AS劃分成幾個(gè)OSPF區(qū)域時(shí)，根據(jù)一個(gè)路由器在相應(yīng)的區(qū)域之內(nèi)的作用，可以將OSPF路由器作如下分

43、類：</p><p>　　內(nèi)部路由器：當(dāng)一個(gè)OSPF路由器上所有直聯(lián)的鏈路都處于同一個(gè)區(qū)域時(shí)，我們稱這種路由器為內(nèi)部路由器。內(nèi)部路由器上僅僅運(yùn)行其所屬區(qū)域的OSPF運(yùn)算法則。</p><p>　　區(qū)域邊界路由器：當(dāng)一個(gè)路由器與多個(gè)區(qū)域相連時(shí)，我們稱之為區(qū)域邊界路由器。區(qū)域邊界路由器運(yùn)行與其相連的所有區(qū)域定義的OSPF運(yùn)算法則，具有相連的每一個(gè)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并且了解如何將該區(qū)域的鏈路狀

44、態(tài)信息廣播至骨干區(qū)域，再由骨干區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)至其余區(qū)域。</p><p>　　AS邊界路由器：AS邊界路由器是與AS外部的路由器互相交換路由信息的OSPF路由器，該路由器在AS內(nèi)部廣播其所得到的AS外部路由信息；這樣AS內(nèi)部的所有路由器都知道到AS邊界路由器的路由信息。AS邊界路由器的定義是與前面幾種路由器的定義相獨(dú)立的，一個(gè)AS邊界路由器可以是一個(gè)區(qū)域內(nèi)部路由器或是一個(gè)區(qū)域邊界路由器。</p><

45、p>　　指定路由器—DR：在一個(gè)廣播性的、多接入的網(wǎng)絡(luò)（例如Ethernet、TokenRing及FDDI環(huán)境）中，存在一個(gè)指定路由器（Designated Router），指定路由器主要在OSPF協(xié)議中完成如下工作：</p><p>　?。?）指定路由器產(chǎn)生用于描述所處的網(wǎng)段的鏈路數(shù)據(jù)包—network link，該數(shù)據(jù)包里包含在該網(wǎng)段上所有的路由器，包括指定路由器本身的狀態(tài)信息。</p>

46、<p>　　（2）指定路由器與所有與其處于同一網(wǎng)段上的OSPF路由器建立相鄰關(guān)系。由于OSPF路由器之間通過(guò)建立相鄰關(guān)系及以后的flooding來(lái)進(jìn)行鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是同步的，因此，我們可以說(shuō)指定路由器處于一個(gè)網(wǎng)段的中心地位。</p><p>　　需要說(shuō)明的是，指定路由器DR的定義與前面所定義的幾種路由器是不同的。DR的選擇是通過(guò)OSPF的Hello數(shù)據(jù)包來(lái)完成的，在OSPF路由協(xié)議初始化的過(guò)程中，會(huì)通過(guò)

47、Hello數(shù)據(jù)包在一個(gè)廣播性網(wǎng)段上選出一個(gè)ID最大的路由器作為指定路由器DR，并且選出ID次大的路由器作為備份指定路由器BDR，BDR在DR發(fā)生故障后能自動(dòng)替代DR的所有工作。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)段上的DR和BDR選擇產(chǎn)生后，該網(wǎng)段上的其余所有路由器都只與DR及BDR建立相鄰關(guān)系。在這里，一個(gè)路由器的ID是指向該路由器的標(biāo)識(shí)，一般是指該路由器的環(huán)回端口或是該路由器上的最小的IP地址。DR和BDR在一個(gè)廣播性網(wǎng)絡(luò)中的作用可用下圖來(lái)說(shuō)明。</p&

48、gt;<p>　　圖5 DR及BDR選擇</p><p>　　2.6.2 OSPF鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包種類</p><p>　　隨著OSPF路由器種類概念的引入，OSPF路由協(xié)議又對(duì)其鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包（LSA）作出了分類。OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包共分成5類，分別為：</p><p>　　類型1：又被稱為路由器鏈路信息數(shù)據(jù)包（Router Lin

49、k），所有的OSPF路由器都會(huì)產(chǎn)生這種數(shù)據(jù)包，用于描述路由器上聯(lián)接到某一個(gè)區(qū)域的鏈路或是某一端口的狀態(tài)信息。路由器鏈路信息數(shù)據(jù)包只會(huì)在某一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)廣播，而不會(huì)廣播至其它的區(qū)域。</p><p>　　在類型1的鏈路數(shù)據(jù)包中，OSPF路由器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)包中某些特定數(shù)據(jù)位的設(shè)定，告訴其余的路由器自身是一個(gè)區(qū)域邊界路由器或是一個(gè)AS邊界路由器。并且，類型1的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包在描述其所聯(lián)接的鏈路時(shí)，會(huì)根據(jù)各鏈路所聯(lián)接的網(wǎng)

50、絡(luò)類型對(duì)各鏈路打上鏈路標(biāo)識(shí)，Link ID。表一列出了常見的鏈路類型及鏈路標(biāo)識(shí)。</p><p>　　表格2： 鏈路類型及鏈路標(biāo)識(shí)</p><p>　　類型2：又被稱為網(wǎng)絡(luò)鏈路信息數(shù)據(jù)包（Network Link）。網(wǎng)絡(luò)鏈路信息數(shù)據(jù)包是由指定路由器產(chǎn)生的，在一個(gè)廣播性的、多點(diǎn)接入的網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)及FDDI網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這種鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包用來(lái)描述該網(wǎng)段上所聯(lián)接的所有路由器的狀態(tài)信息

51、。</p><p>　　指定路由器DR只有在與至少一個(gè)路由器建立相鄰關(guān)系后才會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)鏈路信息數(shù)據(jù)包，在該數(shù)據(jù)包中含有對(duì)所有已經(jīng)與DR建立相鄰關(guān)系的路由器的描述，包括DR路由器本身。類型2的鏈路信息只會(huì)在包含DR所處的廣播性網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域中廣播，不會(huì)廣播至其余的OSPF路由區(qū)域。</p><p>　　類型3和類型4：類型3和類型4的鏈路狀態(tài)廣播在OSPF路由協(xié)議中又稱為總結(jié)鏈路信息數(shù)據(jù)包（Su

52、mmary Link），該鏈路狀態(tài)廣播是由區(qū)域邊界路由器或AS邊界路由器產(chǎn)生的。Summary Link描述的是到某一個(gè)區(qū)域外部的路由信息，這一個(gè)目的地地址必須是同一個(gè)AS中。Summary Link也只會(huì)在某一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)廣播。類型3與類型4兩種總結(jié)性鏈路信息的區(qū)別在于，類型3是由區(qū)域邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述到同一個(gè)AS中不同區(qū)域之間的鏈路狀態(tài)；而類型4是由AS邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述不同AS的鏈路狀態(tài)信息</p>

53、<p><b>　　。</b></p><p>　　值得一提的是，只有類型3的Summary Link才能廣播進(jìn)一個(gè)殘域，因?yàn)樵谝粋€(gè)殘域中不允許存在AS邊界路由器。殘域的區(qū)域邊界路由器產(chǎn)生一條默認(rèn)的Summary Link對(duì)域內(nèi)廣播，從而在其余路由器上產(chǎn)生一條默認(rèn)路由信息。采用Summary Link可以減小殘域中路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的大小，進(jìn)而減少對(duì)路由器資源的利用，提高路由

54、器的運(yùn)算速度。</p><p>　　類型5：類型5的鏈路狀態(tài)廣播稱為AS外部鏈路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包。類型5的鏈路數(shù)據(jù)包是由AS邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述到AS外的目的地的路由信息，該數(shù)據(jù)包會(huì)在AS中除殘域以外的所有區(qū)域中廣播。一般來(lái)說(shuō)，這種鏈路狀態(tài)信息描述的是到AS外部某一特定網(wǎng)絡(luò)的路由信息，在這種情況下，類型5的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包的鏈路標(biāo)識(shí)采用的是目的地網(wǎng)絡(luò)的IP地址；在某些情況下，AS邊界路由器可以對(duì)AS內(nèi)部廣播默認(rèn)

55、路由信息，在這時(shí)，類型5的鏈路廣播數(shù)據(jù)包的鏈路標(biāo)識(shí)采用的是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼0.0.0.0。</p><p>　　2.7 OSPF路由協(xié)議驗(yàn)證</p><p>　　在OSPF路由協(xié)議中，所有的路由信息交換都必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。在前文所描述的OSPF協(xié)議數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)中，包含有一個(gè)驗(yàn)證域及一個(gè)64位長(zhǎng)度的驗(yàn)證數(shù)據(jù)域，用于特定的驗(yàn)證方式的計(jì)算。</p><p>　　OSPF數(shù)據(jù)交換的

56、驗(yàn)證是基于每一個(gè)區(qū)域來(lái)定義的，也就是說(shuō)，當(dāng)在某一個(gè)區(qū)域的一個(gè)路由器上定義了一種驗(yàn)證方式時(shí)，必須在該區(qū)域的所有路由器上定義相同的協(xié)議驗(yàn)證方式。另外一些與驗(yàn)證相關(guān)的參數(shù)也可以基于每一個(gè)端口來(lái)定義，例如當(dāng)采用單一口令驗(yàn)證時(shí)，我們可以對(duì)某一區(qū)域內(nèi)部的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不同的口令字。</p><p>　　在OSPF路由協(xié)議的定義中，初始定義了兩種協(xié)議驗(yàn)證方式，方式0及方式1，分別介紹如下：</p><p&g

57、t;　　驗(yàn)證方式0：采用驗(yàn)證方式0表示OSPF對(duì)所交換的路由信息不驗(yàn)證。在OSPF的數(shù)據(jù)包頭內(nèi)64位的驗(yàn)證數(shù)據(jù)位可以包含任何數(shù)據(jù)，OSPF接收到路由數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)包頭內(nèi)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)位不作任何處理。</p><p>　　驗(yàn)證方式1：驗(yàn)證方式1為簡(jiǎn)單口令字驗(yàn)證。這種驗(yàn)證方式是基于一個(gè)區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)定義的，每一個(gè)發(fā)送至該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的包頭內(nèi)都必須具有相同的64位長(zhǎng)度的驗(yàn)證數(shù)據(jù)位，也就是說(shuō)驗(yàn)證方式1的口令字長(zhǎng)度為64b

58、its，或者為8個(gè)字符。</p><p>　　2.8 OSPF協(xié)議工作過(guò)程</p><p>　　OSPF路由協(xié)議針對(duì)每一個(gè)區(qū)域分別運(yùn)行一套獨(dú)立的計(jì)算法則，對(duì)于ABR來(lái)說(shuō)，由于一個(gè)區(qū)域邊界路由器同時(shí)與幾個(gè)區(qū)域相聯(lián)，因此一個(gè)區(qū)域邊界路由器上會(huì)同時(shí)運(yùn)行幾套OSPF計(jì)算方法，每一個(gè)方法針對(duì)一個(gè)OSPF區(qū)域。下面對(duì)OSPF協(xié)議運(yùn)算的全過(guò)程作一概括性的描述。</p><p>

59、　　2.8.1 區(qū)域內(nèi)部路由</p><p>　　當(dāng)一個(gè)OSPF路由器初始化時(shí)，首先初始化路由器自身的協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)，然后等待低層次協(xié)議（數(shù)據(jù)鏈路層）提示端口是否處于工作狀態(tài)。</p><p>　　如果低層協(xié)議得知一個(gè)端口處于工作狀態(tài)時(shí)，OSPF會(huì)通過(guò)其Hello協(xié)議數(shù)據(jù)包與其余的OSPF路由器建立交互關(guān)系。一個(gè)OSPF路由器向其相鄰路由器發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，如果接收到某一路由器返回的He

60、llo數(shù)據(jù)包，則在這兩個(gè)OSPF路由器之間建立起OSPF交互關(guān)系，這個(gè)過(guò)程在OSPF中被稱為adjacency。在廣播性網(wǎng)絡(luò)或是在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，OSPF協(xié)議通過(guò)Hello數(shù)據(jù)包自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)其相鄰路由器，在這時(shí)，OSPF路由器將Hello數(shù)據(jù)包發(fā)送至一特殊的多點(diǎn)廣播地址，該多點(diǎn)廣播地址為ALLSPFRouters。在一些非廣播性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我們需要經(jīng)過(guò)某些設(shè)置來(lái)發(fā)現(xiàn)OSPF相鄰路由器。在多接入的環(huán)境中，例如以太網(wǎng)的環(huán)境，Hello協(xié)

61、議數(shù)據(jù)包還可以用于選擇該網(wǎng)絡(luò)中的指定路由器DR。</p><p>　　一個(gè)OSPF路由器會(huì)與其新發(fā)現(xiàn)的相鄰路由器建立OSPF的adjacency，并且在一對(duì)OSPF路由器之間作鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步。在多接入的網(wǎng)絡(luò)環(huán)增中，非DR的OSPF路由器只會(huì)與指定路由器DR建立adjacency，并且作數(shù)據(jù)庫(kù)的同步。OSPF協(xié)議數(shù)據(jù)包的接收及發(fā)送正是在一對(duì)OSPF的adjacency間進(jìn)行的。</p><

62、p>　　OSPF路由器周期性地產(chǎn)生與其相聯(lián)的所有鏈路的狀態(tài)信息，有時(shí)這些信息也被稱為鏈路狀態(tài)廣播LSA（Link State Advertisement）。當(dāng)路由器相聯(lián)接的鏈路狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，路由器也會(huì)產(chǎn)生鏈路狀態(tài)廣播信息，所有這些廣播數(shù)據(jù)是通過(guò)Flood的方式在某一個(gè)OSPF區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的。Flooding算法是一個(gè)非?？煽康挠?jì)算過(guò)程，它保證在同一個(gè)OSPF區(qū)域內(nèi)的所有路由器都具有一個(gè)相同的OSPF數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，OSPF

63、路由器會(huì)將自身作為根，計(jì)算出一個(gè)最短路徑樹，然后，該路由器會(huì)根據(jù)最短路徑樹產(chǎn)生自己的OSPF路由表。</p><p>　　2.8.2 建立OSPF交互關(guān)系adjacency</p><p>　　OSPF路由協(xié)議通過(guò)建立交互關(guān)系來(lái)交換路由信息，但是并不是所有相鄰的路由器會(huì)建立OSPF交互關(guān)系。下面將OSPF建立adjacency的過(guò)程簡(jiǎn)要介紹一下。</p><p>

64、　　OSPF協(xié)議是通過(guò)Hello協(xié)議數(shù)據(jù)包來(lái)建立及維護(hù)相鄰關(guān)系的，同時(shí)也用其來(lái)保證相鄰路由器之間的雙向通信。OSPF路由器會(huì)周期性地發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，當(dāng)這個(gè)路由器看到自身被列于其它路由器的Hello數(shù)據(jù)包里時(shí)，這兩個(gè)路由器之間會(huì)建立起雙向通信。在多接入的環(huán)境中，Hello數(shù)據(jù)包還用于發(fā)現(xiàn)指定路由器DR，通過(guò)DR來(lái)控制與哪些路由器建立交互關(guān)系。</p><p>　　兩個(gè)OSPF路由器建立雙向通信這后的第二個(gè)步驟

65、是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的同步，數(shù)據(jù)庫(kù)同步是所有鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的最大的共性。在OSPF路由協(xié)議中，數(shù)據(jù)庫(kù)同步關(guān)系僅僅在建立交互關(guān)系的路由器之間保持。</p><p>　　OSPF的數(shù)據(jù)庫(kù)同步是通過(guò)OSPF數(shù)據(jù)庫(kù)描述數(shù)據(jù)包（Database Description Packets）來(lái)進(jìn)行的。OSPF路由器周期性地產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)描述數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包是有序的，即附帶有序列號(hào)，并將這些數(shù)據(jù)包對(duì)相鄰路由器廣播。相鄰路由器可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)描

66、述數(shù)據(jù)包的序列號(hào)與自身數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)作比較，若發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)比數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)序列號(hào)大，則相鄰路由器會(huì)針對(duì)序列號(hào)較大的數(shù)據(jù)發(fā)出請(qǐng)求，并用請(qǐng)求得到的數(shù)據(jù)來(lái)更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　我們可以將OSPF相鄰路由器從發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，建立數(shù)據(jù)庫(kù)同步至建立完全的OSPF交互關(guān)系的過(guò)程分成幾個(gè)不同的狀態(tài)，分別為：</p><p>　　w Down：這是OSPF建立交互關(guān)系的初始化狀

67、態(tài)，表示在一定時(shí)間之內(nèi)沒有接收到從某一相鄰路由器發(fā)送來(lái)的信息。在非廣播性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)，OSPF路由器還可能對(duì)處于Down狀態(tài)的路由器發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包。</p><p>　　w Attempt：該狀態(tài)僅在NBMA環(huán)境，例如幀中繼、X.25或ATM環(huán)境中有效，表示在一定時(shí)間內(nèi)沒有接收到某一相鄰路由器的信息，但是OSPF路由器仍必須通過(guò)以一個(gè)較低的頻率向該相鄰路由器發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包來(lái)保持聯(lián)系。</p>

68、;<p>　　w Init：在該狀態(tài)時(shí)，OSPF路由器已經(jīng)接收到相鄰路由器發(fā)送來(lái)的Hello數(shù)據(jù)包，但自身的IP地址并沒有出現(xiàn)在該Hello數(shù)據(jù)包內(nèi)，也就是說(shuō)，雙方的雙向通信還沒有建立起來(lái)。</p><p>　　w 2-Way：這個(gè)狀態(tài)可以說(shuō)是建立交互方式真正的開始步驟。在這個(gè)狀態(tài)，路由器看到自身已經(jīng)處于相鄰路由器的Hello數(shù)據(jù)包內(nèi)，雙向通信已經(jīng)建立。指定路由器及備份指定路由器的選擇正是在這個(gè)狀態(tài)

69、完成的。在這個(gè)狀態(tài)，OSPF路由器還可以根據(jù)其中的一個(gè)路由器是否指定路由器或是根據(jù)鏈路是否點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或虛擬鏈路來(lái)決定是否建立交互關(guān)系。</p><p>　　w Exstart：這個(gè)狀態(tài)是建立交互狀態(tài)的第一個(gè)步驟。在這個(gè)狀態(tài)，路由器要決定用于數(shù)據(jù)交換的初始的數(shù)據(jù)庫(kù)描述數(shù)據(jù)包的序列號(hào)，以保證路由器得到的永遠(yuǎn)是最新的鏈路狀態(tài)信息。同時(shí)，在這個(gè)狀態(tài)路由器還必須決定路由器之間的主備關(guān)系，處于主控地位的路由器會(huì)向處于備份地位的路

70、由器請(qǐng)求鏈路狀態(tài)信息。</p><p>　　w Exchange：在這個(gè)狀態(tài)，路由器向相鄰的OSPF路由器發(fā)送數(shù)據(jù)庫(kù)描述數(shù)據(jù)包來(lái)交換鏈路狀態(tài)信息，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都有一個(gè)數(shù)據(jù)包序列號(hào)。在這個(gè)狀態(tài)，路由器還有可能向相鄰路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包來(lái)請(qǐng)求其相應(yīng)數(shù)據(jù)。從這個(gè)狀態(tài)開始，我們說(shuō)OSPF處于Flood狀態(tài)。</p><p>　　w Loading：在loading狀態(tài)，OSPF路由器會(huì)就其

71、發(fā)現(xiàn)的相鄰路由器的新的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)及自身的已經(jīng)過(guò)期的數(shù)據(jù)向相鄰路由器提出請(qǐng)求，并等待相鄰路由器的回答。</p><p>　　w Full：這是兩個(gè)OSPF路由器建立交互關(guān)系的最后一個(gè)狀態(tài)，在這時(shí)，建立起交互關(guān)系的路由器之間已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)庫(kù)同步的工作，它們的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)一致。</p><p>　　2.8.3 域間路由</p><p>　　前面一節(jié)描述了OSPF

72、路由協(xié)議的單個(gè)區(qū)域中的計(jì)算過(guò)程。在單個(gè)OSPF區(qū)域中，OSPF路由協(xié)議不會(huì)產(chǎn)生更多的路由信息。為了與其余區(qū)域中的OSPF路由器通訊，該區(qū)域的邊界路由器會(huì)產(chǎn)生一些其它的信息對(duì)域內(nèi)廣播，這些附加信息描繪了在同一個(gè)AS中的其它區(qū)域的路由信息。具體路由信息交換過(guò)程如下：</p><p>　　在OSPF的定義中，所有的區(qū)域都必須與區(qū)域0相聯(lián)，因此每一個(gè)區(qū)域都必須有一個(gè)區(qū)域邊界路由器與區(qū)域0相聯(lián)，這一個(gè)區(qū)域邊界路由器會(huì)將其相

73、聯(lián)接的區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通過(guò)Summary Link廣播至區(qū)域0，也就是廣播至所有其它區(qū)域的邊界路由器。在這時(shí)，與區(qū)域0相聯(lián)的邊界路由器上有區(qū)域0及其它所有區(qū)域的鏈路狀態(tài)信息，通過(guò)這些信息，這些邊界路由器能夠計(jì)算出至相應(yīng)目的地的路由，并將這些路由信息廣播至與其相聯(lián)接的區(qū)域，以便讓該區(qū)域內(nèi)部的路由器找到與區(qū)域外部通信的最佳路由。</p><p>　　2.8.4 AS外部路由</p><p>

74、　　一個(gè)自治域AS的邊界路由器會(huì)將AS外部路由信息廣播至整個(gè)AS中除了殘域的所有區(qū)域。為了使這些AS外部路由信息生效，AS內(nèi)部的所有的路由器（除殘域內(nèi)的路由器）都必須知道AS邊界路由器的位置，該路由信息是由非殘域的區(qū)域邊界路由器對(duì)域內(nèi)廣播的，其鏈路廣播數(shù)據(jù)包的類型為類型4。</p><p>　　OSPF協(xié)議配置及改進(jìn)設(shè)想</p><p>　　3.1 OSPF協(xié)議配置實(shí)例</p>

75、;<p>　　由于硬件條件所限，本實(shí)例采用Cisco公司的軟件Cisco Packet Tracer 5.3對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行模擬，并在模擬環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行OSPF路由協(xié)議的配置，使實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通，最終完成本次實(shí)驗(yàn)，從而更深層、具體掌握OSPF動(dòng)態(tài)路由的配置技術(shù)。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏炀氄莆誒SPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)的使用</p><p>　　實(shí)驗(yàn)器材：Cisco 281

76、1 路由器 三臺(tái)、實(shí)驗(yàn)主機(jī)四臺(tái)</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖6：</b></p><p>　　圖6 OSPF動(dòng)態(tài)路由配置實(shí)驗(yàn)配圖</p><p>　　實(shí)驗(yàn)步驟：一、將實(shí)驗(yàn)器材全部架設(shè)好后用，用DTE-DCE串口線將三臺(tái)2811路由器互連，用交叉線將主機(jī)與路由器互連</p><p>　　二、給所有路由器和實(shí)

77、驗(yàn)主機(jī)配置IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址，并啟用端口</p><p>　　三、分別給每臺(tái)路由器配置好到目的網(wǎng)絡(luò)的OSPF動(dòng)態(tài)路由</p><p>　　四、分別在主機(jī)和路由器使用ping命令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否互通</p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：三臺(tái)路由器的配置命令如下：</p><p>　　路由器A的配置命令如下：</p><p&g

78、t;<b>　　Router>en</b></p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#int fa0/0</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.65.1.1 255.255.0.0</p><p>　　Router(co

79、nfig-if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#int fa0/1</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.66.1.1 255.255.0.0</p><p>　　Router(config-if)#no shutdown</p><p>　　Route

80、r(config-if)#int s1/0</p><p>　　Router(config-if)#clock rate 9600</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.68.1.2 255.255.0.0</p><p>　　Router(config-if)#no shutdown</p><p>

81、　　Router(config-if)#exit</p><p>　　Router(config)#route ospf 1</p><p>　　Router(config-route)#network 10.65.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#network 10.66.0.0 0.0.

82、255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#network 10.68.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#end</p><p>　　Router#write</p><p>　　路由器B的配置命令如下：</p>

83、;<p><b>　　Router>en</b></p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#int s1/0</p><p>　　Router(config-if)#clock rate 9600</p><p>　　Router(config-

84、if)#ip addr 10.68.1.1 255.255.0.0</p><p>　　Router(config-if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#int s1/1</p><p>　　Router(config-if)#clock rate 9600</p><p>　　Router(

85、config-if)#ip addr 10.78.1.1 255.255.0.0</p><p>　　Router(config-if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#exit</p><p>　　Router(config)#route ospf 1</p><p>　　Router(con

86、fig-route)#network 10.68.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#network 10.78.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#end</p><p>　　Router#write</p>

87、<p>　　路由器C的配置命令如下：</p><p><b>　　Router>en</b></p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#int fa0/0</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.69.1.1

88、255.255.0.0</p><p>　　Router(config-if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#int fa0/1</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.70.1.1 255.255.0.0</p><p>　　Router(config-

89、if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#int s1/0</p><p>　　Router(config-if)#clock rate 9600</p><p>　　Router(config-if)#ip addr 10.78.1.2 255.255.0.0</p><p>　　Router(

90、config-if)#no shutdown</p><p>　　Router(config-if)#exit</p><p>　　Router(config)#route ospf 1</p><p>　　Router(config-route)#network 10.69.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　

91、Router(config-route)#network 10.70.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#network 10.78.0.0 0.0.255.255 area 0</p><p>　　Router(config-route)#end</p><p>　　Router#write&

92、lt;/p><p>　　通過(guò)network命令使路由器生成所處網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并向其他路由器廣播數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文交換路由狀態(tài)信息，生成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　3.2 OSPF協(xié)議改進(jìn)設(shè)想</p><p>　　OSPF協(xié)議雖然能根據(jù)接口的速率和鏈接的可靠性等Cost因素信息，自動(dòng)生成接口路由優(yōu)先級(jí)，但在通往同一目的的不同優(yōu)先級(jí)路由中，OS

93、PF協(xié)議只會(huì)先選擇優(yōu)先級(jí)高的路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，只能在相同的優(yōu)先級(jí)路由中達(dá)到負(fù)載均衡的目的，而在不同優(yōu)先級(jí)的路由中不能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。</p><p>　　假設(shè)相同區(qū)域中多個(gè)路由器同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)包到同一目的地，那么這些路由器都將會(huì)選擇同一條路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，從而導(dǎo)致原本優(yōu)先級(jí)最高的路由出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞，而如果OSPF協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)不同優(yōu)先級(jí)路由之間的負(fù)載均衡，那么將可以緩解這個(gè)問(wèn)題。</p><p>&

94、lt;b>　　總結(jié)</b></p><p>　　前文介紹了OSPF路由協(xié)議的概念及該協(xié)議的工作原理。OSPF路由協(xié)議定義于RFC1247及RFC1583，該協(xié)議提供了一個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)同一種TCP/IP協(xié)議交換網(wǎng)絡(luò)信息的途徑。作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF具備許多優(yōu)點(diǎn)：快速收斂，支持變長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)屏蔽碼，支持CIDR以及地址summary，具有層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持路由信息驗(yàn)證等。所有這些特點(diǎn)保

95、證了OSPF路由協(xié)議能夠被應(yīng)用到大型的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[ 1 ] 吳功宜 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第2版 北京：清華大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[ 2 ] 蘭少華，楊余旺 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議 北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><