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OSPF协议的基本认识

作者:课课家教育     来源: http://www.kokojia.com点击数:1260发布时间: 2019-02-25 09:12:59

标签: OSPF路由协议网关协议路由器

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  在之前,小编有写过一篇关于路由协议的文章,在那篇文章中,小编主要是把几种常见的路由协议放在一起来简单的做了介绍,并没有仔细地对每一种协议进行分析。小编觉得每一种协议的内容都应该和大家详细的分析,因此在这里,小编就先和大家一起来具体分析一下OSPF协议。

  OSPF协议是分布式的链路状态路由协议,是一个内部网关协议,用于在单一自治系统内决策路由。链路是路由器接口的另一种说法,因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

  OSPF报文

  如下图所示,OSPF协议直接用IP报文来封装自己的协议报文,其中LSA(Link Status Advertisement)为链路状态通告,路由器将把自己的链路状态以LSA报文的形式封装,作为OSPF的数据部分,与邻近的路由器分享自己的链路拓扑。 

OSPF协议的基本认识_OSPF_路由协议_网关协议_路由器_课课家 

  上图中的OSPF报头的格式如下

OSPF报头的格式 

  上图第2个字段“type”指出该OSPF报文的类型,数值从1到5分别是下列5种类型

  OSPF协议报文的5种类型

  Hello报文: 发现及维持邻居关系,选举DR(指定路由器),BDR(备份指定路由器)。

  DD报文: 本地LSDB的摘要

  LSR报文: 向对端请求本端没有或对端的更新的LSA

  LSU报文: 向对方发送其需要的LSA

  LSAck报文: 收到LSU之后,进行确认

  OSPF协议工作原理

  OSPF始终都是围绕着三张表来进行路由的:邻接表,拓扑表,路由表。小编将从这三张表的形成过程来简单阐述OSPF是如何达到路由功能的。

  首先,当路由器开启OSPF后,路由器之间就会相互发送HELLO报文,HELLO报文中包含一些路由器和链路的相关信息,发送HELLO报文的目的是为了形成邻居表,然后,路由器之间就会发送LSA(LINK STATE ADVERTISEMENT,链路状态通告),LSA告诉自己的邻居路由器和自己相连的链路的状态,最后,形成网络的拓扑表,其实这个过程是很复杂的,他们经过发LSA,记录LSA,装发LSA,最后形成LSDB(链路状态数据库,即拓扑表),形成拓扑表之后,在经过SPF算法,通过计算LSDB,最后形成路由表。

  形成路由表后,路由器就可以根据路由表来转发数据包,但是,这只是理想情况,如果之后,网络拓扑发生了变化,或是网络链路出现了问题,OSPF协议还是会经过这三张表来重新计算新的路由,只不过不会这么复杂了,路由器在默认情况下,10S就会发送一次HELLO报文,以检测链路状态,保证链路始终是正常的。

  当然,OSPF不会就这么完了,通过这三张表最后形成路由表只是OSPF的基础。下面我就不得不讲下OSPF的多区域性了。

  OSPF协议之所以能够加快链路的收敛和提高链路的计算效率,就是通过多区域实现的,每个OSPF区域都分为一个主干区域0和其他多个相连区域,在一个OSPF区域中,主干区域0是必不可少的,其他的区域都必须通过主干区域连接在一起,也就是说,OSPF区域的结构类似于星型结构,所有的其他区域都连接在主干区域0上面(特殊情况下也可以不连在区域0上面,但是这必须通过虚链路技术让他们间接的连在一起)。说到这里,就有几个概念需要说明下:

  ABR:区域边界路由器 ,就是连接OSPF各个区域的路由器

      ASBR:自治系统边界路由器 ,就是连接OSPF协议和其他协议的路由器

      OSPF的原理已经讲完了,接下来我们再来讲讲其他方面的内容。

  OSPF的特征

  1.快速适应网络变化

  2.在网络发生变化时,发送触发更新

  3.以较低的频率(每30分钟)发送定期更新,这被称为链路状态刷新

  4.支持不连续子网和CIDR

  5.支持手动路由汇总

  6.收敛时间短

  7.采用Cost作为度量值

  8.使用区域概念,这可有效的减少协议对路由器的CPU和内存的占用.

  9.有路由验证功能,支持等价负载均衡

  OSPF的网络类型

  OSPF定义的5种网络类型:

  1.点到点网络, 比如T1线路,是连接单独的一对路由器的网络,点到点网络上的有效邻居总是可以形成邻接关系的,在这种网络上,OSPF包的目标地址使用的是224.0.0.5,这个组播地址称为AllSPFRouters.

  2.广播型网络,比如以太网,Token Ring和FDDI,这样的网络上会选举一个DR和BDR,DR/BDR的发送的OSPF包的目标地址为224.0.0.5,运载这些OSPF包的帧的目 标MAC地址为0100.5E00.0005;而除了DR/BDR以外的OSPF包的目标地址为224.0.0.6,这个地址叫AllDRouters.

  3.NBMA网络, 比如X.25,Frame Relay,和ATM,不具备广播的能力,因此邻居要人工来指定,在这样的网络上要选举DR和BDR,OSPF包采用unicast的方式

  4.点到多点网络 是NBMA网络的一个特殊配置,可以看成是点到点链路的集合. 在这样的网络上不选举DR和BDR.

  5.虚链接: OSPF包是以unicast的方式发送

  在上文当中,小编主要分析了OSPF的基本概念、报文格式与类型、工作原理、特征以及网络类型的内容,不知道大家阅读过后掌握了没呢?希望这篇文章能够对大家理解OSPF提供帮助感谢阅读,欢迎大家给小编留言,与小编互动哦,小编在课课家教育期待您的到来。

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