路由協(xié)議的種類繁多是每一個協(xié)議學習者都知道的。那么今天我們就來認識一下OSPF路由協(xié)議。這個協(xié)議的使用彌補了RIP協(xié)議的不足，更能適應現(xiàn)在大規(guī)模的異構網(wǎng)絡的鏈接。

OSPF路由協(xié)議

20世紀80年代中期,RIP已不能適應大規(guī)模異構網(wǎng)絡的互連,OSPF(Open Shortest Path First,開放最短路徑優(yōu)先)路由協(xié)議隨之產生｡它是網(wǎng)間工程任務組織(1ETF)的內部網(wǎng)關協(xié)議工作組為IP網(wǎng)絡而開發(fā)的一種路由協(xié)議｡

1.OSPF路由協(xié)議簡介

OSPF是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議,需要每個路由器向其同一管理域的所有其他路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播信息｡在OSPF的鏈路狀態(tài)廣播中包括所有接口信息､所有的量度和其他一些變量｡利用OSPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態(tài)信息,并根據(jù)一定的算法計算出到每個節(jié)點的最短路徑｡而基于距離向量的路由協(xié)議僅向其鄰接路由器發(fā)送有關路由更新信息｡

開放最短路由優(yōu)先協(xié)議OSPF是IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的內部網(wǎng)關協(xié)議｡目前使用的是版本2(RFC2328),其特性如下:

適應范圍｡支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡,最多可支持幾百臺路由器｡

快速收斂｡在網(wǎng)絡的拓撲結構發(fā)生變化后立即發(fā)送更新報文,使這一變化在自治系統(tǒng)中同步｡

無自環(huán)｡由于OSPF根據(jù)收集到的鏈路狀態(tài)用最短路徑樹算法計算路由,從算法本身保證了不會生成自環(huán)路由｡

區(qū)域劃分｡允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡被劃分成區(qū)域來管理,區(qū)域間傳送的路由信息被進一步抽象,從而減少了占用的網(wǎng)絡帶寬｡

等值路由｡支持到同一目的地址的多條等值路由｡

路由分級｡使用4類不同的路由,按優(yōu)先順序來說分別是:區(qū)域內路由､區(qū)域間路由､第1類外部路由､
第2類外部路由｡

支持驗證｡支持基于接口的報文驗證以保證路由計算的安全性｡

組播發(fā)送｡支持組播地址｡#p#

2.OSPF路由協(xié)議計算過程

每個支持OSPF協(xié)議的路由器都維護著一份描述整個自治系統(tǒng)拓撲結構的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫LSDB(Link State Database)｡每臺路由器根據(jù)自己周圍的網(wǎng)絡拓撲結構生成鏈路狀態(tài)廣播LSA(Link State Advertisement),通過相互之間發(fā)送協(xié)議報文將LSA發(fā)送給網(wǎng)絡中其他路由器｡這樣每臺路由器都收到了其他路由器的LSA,所有的LSA放在一起便組成了鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫｡

OSPF路由協(xié)議利用鏈路狀態(tài)算法建立和計算到每個目標網(wǎng)絡的最短路徑,該算法本身十分復雜,下面簡單､概括地描述了鏈路狀態(tài)算法工作的總體過程:

初始化階段,路由器將產生鏈路狀態(tài)通告,該鏈路狀態(tài)通告包含了該路由器全部鏈路狀態(tài)｡

所有路由器通過組播的方式交換鏈路狀態(tài)信息,每臺路由器接收到鏈路狀態(tài)更新報文時,將拷貝一份到本地數(shù)據(jù)庫,然后再傳播給其他路由器｡

當每臺路由器都有一份完整的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫時,路由器應用算法針對所有目標網(wǎng)絡計算最短路徑樹,結果內容包括:目標網(wǎng)絡､下一跳地址､花費,是IP路由表的關鍵部分｡

如果沒有鏈路花費､網(wǎng)絡增刪變化,OSPF將會十分安靜,如果網(wǎng)絡發(fā)生了任何變化,OSPF通過鏈路狀態(tài)進行通告,但只通告變化的鏈路狀態(tài),變化涉及到的路由器將重新運行算法,生成新的最短路徑樹｡

每臺路由器都使用算法計算出一棵以自己為根的最短路徑樹,這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點的路由,外部路由信息為葉子節(jié)點,外部路由可由廣播它的路由器進行標記以記錄關于自治系統(tǒng)的額外信息｡顯然,各個路由器各自得到的路由表是不同的｡

此外,OSPF路由協(xié)議為使每臺路由器能將本地狀態(tài)信息(如可用接口信息､可達鄰居信息等)廣播到整個自治系統(tǒng)中,在路由器之間要建立多個鄰接關系,這使得任何一臺路由器的路由變化都會導致多次傳遞,既沒有必要,也浪費了寶貴的帶寬資源｡為解決這一問題,OSPF協(xié)議定義了“指定路由器"DR(Designated Router),所有路由器都只將信息發(fā)送給DR,由DR將網(wǎng)絡鏈路狀態(tài)廣播出去｡這樣就減少了多址訪問網(wǎng)絡上各路由器之間鄰接關系的數(shù)量｡