OSPF协议介绍(二)

 接上一篇《OSPF协议介绍(一)》OSPF路由器之间使用链路状态通告(LSA)来交换各自的链路状态信息,并把获得的信息存储在链路状态数据库中。各OSPF路由器独立使用SPF算法计算到各个目的地址的路由。

OSPF协议支持分层路由方式,这使得它的扩展能力远远超过RIP协议。当OSPF网络扩展到100、500甚至上千个路由器时,路由器 的链路状态数据库将记录成千上万条链路信息。为了使路由器的运行更快速、更经济、占用的资源更少,网络工程师们通常按功能、结构和需要把OSPF网络分割 成若干个区域,并将这些区域和主干区域根据功能和需要相互连接从而达到分层的目的。

目录

OSPF分层路由的思想
OSPF中的四种路由器
OSPF链路状态公告类型
OSPF区域类型
报文在OSPF多区域网络中发送的过程


OSPF分层路由的思想

OSPF把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由,这些被分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。由于区域内部路 由器仅与同区域的路由器交换LSA信息,这样LSA报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少,SPF计算速度因此得到提高。多区域的OSPF必须存在一 个主干区域,主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息,并将这些信息返还给到各区域。

OSPF区域不能随意划分,应该合理地选择区域边界,使不同区域之间的通信量最小。但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。

OSPF中的四种路由器

在OSPF多区域网络中,路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种:

1. 内部路由器:所有端口在同一区域的路由器,维护一个链路状态数据库。

2. 主干路由器:具有连接主干区域端口的路由器。

3. 区域边界路由器(ABR):

具有连接多区域端口的路由器,一般作为一个区域的出口。ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库,负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域,而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。

4. 自治域系统边界路由器(ASBR):

至少拥有一个连接外部自治域网络(如非OSPF的网络)端口的路由器,负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。

OSPF链路状态公告类型

OSPF路由器之间交换链路状态公告(LSA)信息。OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的Metric及其他变量信息。OSPF路由器收集链接状态信息并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。LSA也有几种不同功能的报文,在这里简单地介绍一下:

LSA TYPE 1:由每台路由器为所属的区域产生的LSA,描述本区域路由器链路到该区域的状态和代价。一个边界路由器可能产生多个LSA TYPE1。

LSA TYPE 2:由DR产生,含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。只有DR可以监测该信息。

LSA TYPE 3:由ABR产生,含有ABR与本地内部路由器连接信息,可以描述本区域到主干区域的链路信息。它通常汇总缺省路由而不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。

LSA TYPE 4:由ABR产生,由主干区域发送到其他ABR, 含有ASBR的链路信息,与LSA TYPE 3的区别在于TYPE 4描述到OSPF网络的外部路由,而TYPE 3则描述区域内路由。

LSA TYPE 5:由ASBR产生,含有关于自治域外的链路信息。除了存根区域和完全存根区域,LSA TYPE 5在整个网络中发送。

LSA TYPE 6:多播OSPF(MOSF),MOSF可以让路由器利用链路状态数据库的信息构造用于多播报文的多播发布树。

LSA TYPE 7:由ASBR产生的关于NSSA的信息。LSA TYPE 7可以转换为LSA TYPE 5。

OSPF区域类型

前述的四种路由器可以构成五种类型的区域,这五种区域的主要区别在于它们和外部路由器间的关系:

标准区域: 一个标准区域可以接收链路更新信息和路由总结。

主干区域(传递区域):主干区域是连接各个区域的中心实体。主干区域始终是“区域0”,所有其他的区域都要连接到这个区域上交换路由信息。主干区域拥有标准区域的所有性质。

存根区域:存根区域是不接受自治系统以外的路由信息的区域。如果需要自治系统以外的路由,它使用默认路由0.0.0.0。

完全存根区域:它不接受外部自治系统的路由以及自治系统内其他区域的路由总结。需要发送到区域外的报文则使用默认路由:0.0.0.0。完全存根区域是Cisco自己定义的。

不完全存根区域(NSAA): 它类似于存根区域,但是允许接收以LSA Type 7发送的外部路由信息,并且要把LSA Type 7转换成LSA Type 5。

区分不同OSPF区域类型的关键在于它们对外部路由的处理方式。外部路由由ASBR传入自治系统内,ASBR可以通过RIP或者其他的路由协议学习到这些路由。

报文在OSPF多区域网络中发送的过程

首先,区域内部的路由器最初使用LSA TYPE 1或LSA TYPE 2对本区域内的路径信息进行交换并计算出相应的路由表项。当路由器的链路信息在区域内部路由达到统一后,ABR才能发送LSA摘要报文(LSA TYPE 3或LSA TYPE 4)给其他区域。其他区域路由器可以根据这些摘要信息计算相应到达本区域以外的路由表项。最后,除了存根区域,所有路由器根据ASBR所发送的LSA TYPE 5计算出到达自治域外的路由表项。

为减少LSA报文,LSA摘要信息可以通过合理地分配IP地址和配置路由摘要提高效率。

在OSPF多区域网络中,主干区域必须保持全连通状态,即每个其他区域必须直接与主干区域Area0有连接才能交换区域间的路由信息。但 在实际应用中,因为各种原因很难避免有些区域无法直接与Area0相连,为了解决这个问题,OSPF协议中定义了虚链路的概念使一个连接主干的区域连接第 三方区域。在图2中,Area43与Area0的连接就是Lab_C通过虚链路与Lab_B实现的。【完】

<think>好的,我现在需要回答用户关于OSPF协议的详细技术介绍,包括工作原理、配置详解和路由选择。首先,我要回忆一下OSPF的基本概念。OSPF是一种链路状态路由协议,属于内部网关协议(IGP),常用于大型企业网络。根据引用[3],OSPF被归类为链路状态协议,而距离矢量协议如RIP已经淘汰。这说明OSPF在动态路由选择中更为高效和先进。 接下来,关于工作原理,引用[2]提到,OSPF路由器收集链路状态信息,生成网络拓扑,并计算路由。具体步骤可能包括建立邻居关系、交换链路状态通告(LSA)、构建链路状态数据库(LSDB),然后使用SPF算法(Dijkstra)计算最短路径树。需要详细描述每个阶段,比如Hello报文的作用、DR/BDR选举在广播网络中的必要性,以及区域划分(Area 0作为骨干区域)的重要性。 配置方面,引用[1]和[4]提供了线索。配置步骤可能包括启用OSPF进程、定义网络范围、分配区域,以及调整Hello和Dead时间等参数。例如,在Cisco路由器上,使用`network`命令指定接口所属的区域。此外,优化措施如合理划分区域、调整接口成本(Cost)以影响路由选择,以及监控OSPF状态都是关键点。 路由选择部分,需要解释OSPF如何根据链路状态数据库计算最短路径,并考虑不同路由类型,如区域内路由(Intra-Area)、区域间路由(Inter-Area)和外部路由(通过ASBR引入)。引用[4]提到了内部路由器、ABR和ASBR的角色,这些角色在路由传播中起不同作用。 另外,用户提供的引用中有一些可能不相关的内容,比如快速排序的例子,但应该忽略,专注于OSPF相关的引用。需要确保回答结构清晰,分点说明,并引用正确的来源。同时,生成的相关问题要围绕OSPF展开,例如优化方法、区域划分的作用等。 最后,要检查是否符合格式要求:行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但OSPF内容可能较少涉及数学公式,但如果有计算SPF的情况,可以适当使用。确保使用中文,语法正确,并在引用处标注正确的脚注。例如,在提到区域划分时引用[1],在链路状态协议部分引用[2]和[3]。</think>### OSPF协议技术详解 #### 一、工作原理 OSPF(开放最短路径优先)是一种**链路状态路由协议**,通过收集网络拓扑信息构建链路状态数据库(LSDB),并基于Dijkstra算法计算最短路径树。其核心流程如下: 1. **邻居发现** 路由器通过发送$Hello$报文发现相邻OSPF设备,维护邻居关系。关键参数包括Hello时间(默认10秒)和Dead时间(默认40秒)[^1]。 2. **链路状态通告(LSA)** 每个路由器生成描述接口状态的LSA,并通过**泛洪**机制同步到全区域。LSA类型包括路由器LSA(Type 1)、网络LSA(Type 2)等[^2]。 3. **拓扑计算** 所有路由器根据LSDB运行SPF算法,生成以自身为根的最短路径树,确定最优路由。 区域划分是OSPF的重要特性,将网络分为**骨干区域(Area 0)**和普通区域,通过ABR(区域边界路由器)实现区域间路由汇总[^4]。 #### 、配置详解(以Cisco为例) ```cisco ! 启用OSPF进程 router ospf 1 ! 指定参与OSPF网络及区域 network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 1 ! 调整接口成本值(影响路由选择) interface GigabitEthernet0/0 ip ospf cost 10 ! 修改Hello时间 ip ospf hello-interval 5 ``` **关键配置点**: - 网络声明格式:`network [IP] [wildcard-mask] area [区域号]` - 通过`ip ospf cost`调整接口开销值,计算公式为$Cost = \frac{10^8}{带宽(bps)}$ - 骨干区域必须全连通,普通区域需通过ABR连接骨干区域[^4] #### 三、路由选择机制 1. **路由类型优先级** OSPF按以下顺序优选路由: - 区域内路由(Intra-Area) - 区域间路由(Inter-Area) - 外部路由(Type 1 > Type 2) 2. **SPF算法计算规则** 使用Dijkstra算法计算最短路径,权重基于接口成本值: $$总成本 = \sum_{路径所有接口} Cost$$ 3. **特殊角色设备影响** - **ASBR**:引入外部路由(如BGP路由)时标记为Type 5/7 LSA - **ABR**:汇总区域间路由,减少LSA泛洪范围 #### 四、优化建议 1. 合理规划区域划分,避免单个区域过大 2. 在广播网络选举DR/BDR减少LSA泛洪 3. 使用路由汇总降低LSDB规模 4. 通过`passive-interface`命令抑制不必要的LSA通告
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值