结课论文

题目

题 目 ospf试验

论ospf协议的基本原理与实现

摘 要

OSPF是Open Shortest Path First(即“开放最短路由优先协议”)的缩写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上,它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。每一台运行OSPF协议的路由器总是将本地网络的连接状态,(如可用接口信息、可达邻居信息等)用LSA(链路状态广播)描述,并广播到整个自治系统中去。这样,每台路由器都收到了自治系统中所有路由器生成的LSA,这些LSA的集合组成了LSDB(链路状态数据库)。由于每一条LSA是对一台路由器周边网络拓扑的描述,则整个LSDB就是对该自治系统网络拓扑的真实反映。

关键词:OSPF 路由协议 连接状态

Abstract

OSPF is short for Open Shortest routing First(Open Shortest routing First protocol). It is a link-state based routing protocol developed by IETF. On IP networks, it finds and propagates routes dynamically by collecting and transmitting the link state of autonomous systems. Each router running the OSPF protocol always describes the connection state of the local network (such as available interface information, accessible neighbor information, etc.) as LSA(link-state broadcast) and broadcasts it to the entire autonomous system. In this way, each router receives the LSA generated by all routers in the autonomous system. The set of LSA constitutes LSDB(link state database). Since each LSA is a description of the peripheral network topology of a router, the whole LSDB is a true reflection of the network topology of the autonomous system.

KEY WORDS:OSPF routing protocol connection state

目 录

前 言 1
1 ospf概述 3
1.1 概述 3
1.1.1 ospf协议的链路 3
1.1.2 ospf协议的数据包 3
1.1.3 ospf基本算法 4
2 ospf协议的原理 6
2.1 ospf的基本概念 6
2.1.1 路由器类型 6
2.1.2 三张表 6
2.1.3 RID 7
2.1.4 Loopback 9
2.1.5 作为一台路由器的管理地址 10
2.2 工作原理 10
3 OSPF区域及路由器身份 11
3.1 OSPF区域 11
3.1.1 骨干区域(区域0) 11
3.1.2 非骨干区域(非0区域) 11
3.1.3 OSPF身份 12
3.2 OSPF更新 13
3.3 OSPF数据包类型 14
3.4 OSPF状态 15
3.5 路由选择 16
4 OSPF 协议特点 17
4.1 OSPF 优点 17
4.1.1 OSPF 适合在大范围的网络 17
4.1.2 组播触发式更新 17
4.1.3 收敛速度快 17
4.1.4 以开销作为度量值 17
4.1.5 OSPF 协议的设计是为了避免路由环路 18
4.1.6 应用广泛 18
4.2 OSPF 的缺点 18
4.2.1 技术水平要求很高 18
4.2.2 负载分担能力低 18
5 OSPF多区域基本配置,DR/BDR选举过程,被动接口,认证 19
5.1 基本IP地址和 OSPF 配置 20
5.1.1 配置OSPF 22
5.2 查看DR/BDR 选举情况 26
5.3 OSPF被动接口 28
5.4 OSPF 的认证 33
实验总结 35
参考文献 36

前 言

互联网发展到今天出现了很多新的概念和新的应用场景,但不论怎样创新和发展也都无法离开其最原始和最朴素的本质,即实现资源的共享,说到底就是实现设备间的互连与互通。路由器是网络中非常重要的硬件设备,是网络互连的基石,没有它的存在,网络互连便无从谈起。路由器和路由器之间会运行路由协议来学习彼此的网络,从而达到网络的互通。常见的路由协议有很多种,可以从如下几个方面对其进行分类,按照路由协议所使用的算法来分,有距离矢量型路由协议和链路状态型路由协议,它们的典型代表分别是RIP 和 OSPF;按照路由作用的范围来分,有内部网关路由协议和外部网关路由协议,简称 IGP 和 EGP,它们的典型代表分别是 OSPF 和 BGP;按照路由来源来分,有直连路由、静态路由和动态路由,直连路由由路由器接口 IP 地址所在的网络组成;静态路由由管理员手工配置完成,优缺点明显;动态路由是路由器运行动态路由协议学习到的路由。
本实验探讨的 OSPF 路由协议是一种典型的链路状态型内部网关动态路由协议。OSPF 路由协议的主要特点如下:没有路由跳数的限制,OSPF 不像 RIP 那样具有最大 15 跳的限制,这样 OSPF 就可以被应用在一个较大规模的网络之中;OSPF 使用组播而非广播来更新变化的路由和网络信息,太多的广播会带来网络性能的下降以及设备资源的损耗;路由收敛速度较快;以开销作为度量值,可以防止以跳数作为度量值所带来的次优路径等问题;采用 SPF 算法可以有效的避免环路,虽然 RIP 协议采用了很多补救措施来防止环路,但不可否认的是 RIP 协议从算法上就存在劣根性,因此无法保证没有环路,而 OSPF 采用最短路径优先算法,可以确保区域内无环路,区域间无环路则是通过连接骨干区域来解决;OSPF 在互联网上被大量使用,是运用最广的路由协议。除此之外,OSPF 还支持 VLSM,支持加密认证,安全等级更高,支持 CIDR,可以轻松完成路由的汇总,从而减小路由表的规模。

1 ospf概述

1.1概述

1.1.1ospf协议的链路

OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。在这里,路由域是指一个自治系统(Autonomous System),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议,OSPF将链路状态广播数据包LSA(Link State Advertisement)传送给在某一区域内的所有路由器,这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。

1.1.2ospf协议的数据包[ 浅谈OSPF协议的基本原理及其仿真]

数据包格式在OSPF路由协议的数据包中,其数据包头长为24个字节,包含如下8个字段:Version number-定义所采用的OSPF路由协议的版本。Type-定义OSPF数据包类型。OSPF数据包共有五种: Hello-用于建立和维护相邻的两个OSPF路由器的关系,该数据包是周期性地发送的。Database Description-用于描述整个数据库,该数据包仅在OSPF初始化时发送。Link state request-用于向相邻的OSPF路由器请求部分或全部的数据,这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。Link state update-这是对link state请求数据包的响应,即通常所说的LSA数据包。Link state acknowledgment-是对LSA数据包的响应。Packet length-定义整个数据包的长度。Router ID-用于描述数据包的源地址,以IP地址来表示。Area ID-用于区分OSPF数据包属于的区域号,所有的OSPF数据包都属于一个特定的OSPF区域。Checksum-校验位࿰

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