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课程OSPF协议.doc

课程OSPF协议

王伟
2010-04-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《课程OSPF协议doc》,可适用于考试题库领域

PAGE北京研究部培训教材(版本:)(协议软件系列之一)OSPF协议作者:陈鹏华为技术一九九八年十二月目录前言OSPF协议分析第一节:背景介绍第二节:术语和基本概念第三节、得到连接状态数据库第四节:计算路由表第五节:OSPF协议与其它路由协议的比较网络结构不同:协议的运行有差异:使用情况不同:OSPF疑难解析问题:OSPF的有什么特点?问题:OSPF在实际运行中的情况怎样?问题:OSPF协议中的一些常数是怎样规定的。问题:OSPF报文的具体格式怎样?问题:OSPF的适用范围怎样?问题:OSPF协议的功能还将会有哪些改善?OSPF实现的思路路由协议开发所使用的统一平台ospf实现的模块结构ospf的配置命令实现前言OSPF协议是(OpenShortestPathFist)开放式最短路优先协议的缩写是用于计算机网络上发现路由计算路由的一种协议。OSPF入门童话可以把整个网络(一个自治系统AS)看成一个王国这个王国可以分成几个区(area)现在我们来看看区域内的某一个人(你所在的机器root)是怎样得到一张世界地图(routingtable)的。首先你得跟你周围的人(同一网段如)建立基本联系。你大叫一声“我在这!”(发HELLO报文),于是周围的人知道你的存在他们也会大叫这样你知道周围大概有哪些人你与他们之间建立了邻居(neighbor)关系当然他们之间也有邻居关系。在你们这一群人中最有威望(Priority优先级)的人会被推荐为首领(DesignatedRouter)首领与你之间是上下级关系(adjacency邻接)它会与你建立单线联系而不许你与其它邻居有过多交往他会说:“那样做的话街上太挤了”。你只好通过首领来知道更多的消息了首先你们互通消息他告诉你他知道的所有地图的地名你也会告诉他你现知道的地名当然上也许只有你一个点。(DatabaseDescription数据库描述报文)你发现地名表中有你缺少的或比你新的东西你会问他要一份更详细的资料他发现你的地名表中有他需要的东西他也会向你索求新资料。(LinkStateRequest连接状态请求报文)当然你们毫不犹豫地将一份详细资料发送给对方。(LinkStateUpdate连接状态升级报文)收到地图后互相致谢表示收到了。(LinkStateAck连接状态响应报文)现在你已经尽你所能得到一份地图(LinkStateDataBase连接状态数据库)你去查找地图把到所有地方的路挑一条最近(shortestpath最短路)的记为一张表格(routingtable路由表)当然以后查这份表格就知道到目的地的一条最近的路了。地图也要收好万一表格上的某条路不通了可以通过图去找一条新的路。其实跟你有联系的只是周围一群人外面的消息要通过首领来知道。因为你的地图是跟首领的一致我们假设你是首领你要去画一份世界地图。你命令所有手下向你通报消息你可以知道你这一群人的任何一点点小动静(event事件)。你手下还会有同时属于两群人的家伙(同一区内两网段)他会告诉你另一群人的地图当然也会把你们这一群人的地图泄露(不过无所谓啦)。这样整个区的地图你知道了(对于不知道的那也没办法我们尽力了)。通过不停地交换地图现在整个区的人都有同样的地图了住在区边境上的人义不容辞地把这个区的地图(精确到每一群人)发送到别的区把别的区信息发送进来。国王会把这些边境的人命名为骨干(backbonearea)。通过骨干人士的不懈努力现在整个国家的地图你都了解得一清二楚了。有些人“里通外国”(ASBoundaryRouter自治系统边界路由器)他们知道一些“出国”(ASExternalroute自治系统外部路由)的路当然他们会把这些秘密公之与众(import引入)通过信息的传递现在你已经有一张完整的“世界地图”了。OSPF是这样标记最短的路的:对于某个目的地首先考虑是否有同一区内部到目的地的路(intraarea区域内)如果有则在其中取一条离你最近的(花费最小)写进你的表格中,这个目的地可能是到本群体某个人也可能是到其他群体的对于经过其他区域的路由你会不予考虑跟自己人(同区域)打交道总比与外人(其他区域)打交道好如果没有本区的路你只好通过别的区域了(区域间)你只要在地图上找最近的就是了如果你发现目的地在国外你也只能先把它标记到你的表格上期待什么时候王国扩张到那你就可以把它标记到国内地图上了。OSPF就是这样给你一份“世界地图”并且在上面标记了最短的路如此而已罢了。OSPF协议分析第一节:背景介绍TCPIP协议中寻找一台计算机到另一台计算机的路由是很重要的.要判断是否能找到路.找到路后找一条短的路(花费时间最小).在找路时不能循环.最好还应该能动态处理路由变化如:接口的UP或DOWN时间花费的变化网络结构的改变等。IETF(InternetEngineeringTaskForce)于年提出的OSPF是一个基于链路状态的动态路由协议协议的基本思路如下:在自治系统中每一台运行OSPF的路由器收集各自的接口邻接信息称为链路状态通过Flooding算法在整个系统广播自己的链路状态使得在整个系统内部维护一个同步的链路状态数据库根据这一数据库路由器计算出以自己为根其它网络节点为叶的一根最短的路径树从而计算出自己到达系统内部可达的最佳路由。OSPF是一类InteriorGatewayProtocol(内部网关协议IGP)它处理在一个自治系统中路由器的网络的路由表信息。OSPF路由协议在TCPIP协议族的位置:图OSPF在网络协议族的地位第二节:术语和基本概念·OSPF路由协议术语:OSPF路由协议:OpenShortestPathFirst最短路径优先协议路由器(router):第三层的IP包交换机以前在IP文献中也叫做网关自治系统(autonomysystem):一群路由器通过相同的路由协议来交换路由信息缩写为AS区域(area):自治系统的划分单元,一个自治系统可以划分为多个区域区域ID(areaID):自治系统内区域的bit标识内部网关协议(internalgatewayprotocol):属于一个自治系统的路由器上运行的路由协议缩写为IGP每一个自治系统有一个单独的IGP不同的自治系统可能运行不同的IGP。OSPF是内部网关协议的一种路由器的ID(routerID):一个位的标号对每个运行OSPF的路由器在自治系统内是唯一的网络(network):在这种意义下是IP网络子网超网可能是标记了多重复合IP地址的子网我们把它们看成是分离的网络点到点的物理网络是个特例它们只是被当作简单的网不管对它们怎样指定IP号。网络掩码(networkmask):一个位的数指示IP网络的IP地址范围以十六进制数显示例如一个C类网的掩码是xfffff在文字上写成。点到点网络(pointtopointnetwork):由一对路由器简单组成的网络例如一个Kb的串口线的连接广播网:网络支持许多(两个以上)的路由器。都有能力将地址信息发送到所有连接的路由器上(广播)邻居路由器被OSPF的hello协议动态地发现OSPF使这种广播能力能得到更大的应用如果它存在它上的每一对路由器都假定能和对方直接相连以太网是一个广播网的例子。非广播网:网络支持许多(两个以上)路由器但没有广播能力邻结点也是通过OSPFhello报文来维持但是由于设有广播能力一些邻居需要靠配置来发现在邻居间OSPF协议报文也是互相传送的X网是一个例子。OSPF可以在两种非广播网上运行一种是非广播多重访问(NBMA)它类似于OSPF在广播网上的操作第二种类型叫点到多点可看为多个点到点的连接的集合。非广播网类型的判别依靠于对网络的操作模式。接口(interface):一个路由器与它连接的一个网络的连接称为接口一个接口有它的状态信息可以通过底层协议或是路由协议本身来得到。每个接口有一个唯一一个IP地址和掩码(除非是不标号的点到点连接)一个接口有时也指一个连接。邻居路由器(neighbor):两台路由器有接口连向共同的网络邻居关系通过OSPFhello协议被维持(通常是动态的)。邻接(adjacency):为交换路由而在邻居间建立的关系不是每对邻居都成都为邻接的。连接状态传送(LinkStateAdvertise):描述本地路由器或网络的数据单元对路由器来说它描述了路由器的接口状态和邻接状态第一个连接状态传送会发送到整个路由领域所有的连接状态传送组成了协议的连接状态数据库这在全局范围内使用,缩写为LSA连接状态数据库(LinkStateDataBase):所有的连接状态传送组成了连接状态数据库stub网络:只有一个接口与外部相连的网络,如一个PPP可视为一个stub网络骨干区域(BackboneArea):所有区域边界路由器和它们之间的路由组成骨干区域自治系统外部路由(ASexternalroute):指由非OSPF协议得到的路由如BGP(边界网关协议)RIP(RoutingInformationProtocol),系统的静态配置路由等,系统的静态路由是由配置得到的,其他协议的路由是通过引入操作得到的,外部路由的指定是由用户决定的路由(route):指两节点之间的连通路径。路由表(routingtable):到每个目的地有路由这样的表叫路由表。·基本概念:OSPF把整个网络(Internet上的子网或其他类型的网)看成一个自治系统(AS)每一个AS内若干个物理上相邻的路由器(Router)网络(Network)组成Area这些Area内部一般是不相交的它们划分了整个AS。如图是一个典型的自治系统划分的例子:图OSPF系统网络拓扑结构图例Rxx代表路由器N*代表网络.R,R,R,R,N组成区域,R,R是区域边界路由器(ABR).R,R,R,N,N组成区域,R,R,R是区域边界路由器(ABR).RR,R,N组成区域R是区域边界路由器(ABR).所有区域边节点(RRRRR)及R,R共同组成了骨干区域(backbonearea).Area,Area,Area以及backbonearea共同组成了一个自治系统(AutonomousSystem),R是系统的边节点(ASBR)OSPF的数据储存结构如下图所示:图OSPF的数据储存结构OSPF协议的中心思想是在每一个区域上运行一个OSPF的副本让我们以区域为基础进行阐述。通过路由器间的路由信息交换自治系统内部可以达到信息同步即LSDB(连接状态数据库)描述的网络拓扑同步。LSDB由LSA(连接状态传送报文)得到由于LSA的种类不同可以把LSDB分成五类:rtrLSA由区域内路由传送来的LSAnetLSA由区域内子网络传送的LSAnetsumLSA区域间传送描述网络的LSAasbrsumLSA区域间传送描述AS边节点的LSAASELSAAS外部的LSALSA所描述的信息一般包括:接口信息:接口ID,类型(LSTYPE),状态(STATE)等网络节点信息:目的地(destination)掩码(mask),所属区域位置等路由信息:下一跳(nexthop即路由下一步该去的顶点),权(metric),类型(routetype)等其他信息:时控该节点收到的连接状态传送报文信息等所有的LSA组成ROOT的LSDB通过LSDB每个节点可以用Dijkstra算法求出最小树(ShortestPathTree)通过最小树并改进系统路由表(routingtable)路由表包含目的地(destination)下一跳(nexthop)花费(metric)等出于安全性考虑OSPF协议中还包含认证过程路由器之间必须通过某个过程来认证它们之间的通信即在OSPF报文中加入认证字。第三节、得到连接状态数据库下面我们看看一台机器是怎样通过报文的发送得到一个完整的LSBD的,下图能大概描述两台路由器从开始联系到数据库同步的信息(报文)传递过程。图两台路由器的数据同步过程·向物理上能达(广播网同一网段或PPP或NBMA上的指定的节点)所有结点发送Hello报文同时也收到它们发送来的Hello报文这样可以确认哪些机器是相连的这种相连确定了它们之间的Neighbor的关系对HELLO报文的处理详见下图:图HELLO报文处理过程图通过Hello报文的所带priority位和DR、BDR信息可以选出该网段的DR。所有路由器认可一个优先级最高的路由器作为DR优先级次高的作为BDR所有这个网段的路由器与DRBDR构成邻接关系:图DR、BDR选举·路由信息(连接状态传送报文)只在形成邻接关系的路由器间传递。首先它们之间互发DD(databasedescription)报文告之对方自己所拥有的路由信息。DD报文有两种一种是空DD报文用来确定MasterSlave关系(避免DD报文的无序发送)确定MasterSlave关系后才发送有路由信息的DD报文收到有路由信息的DD报文后比较自己的数据库发现对方的数据库中有自己需要的数据则向对方发送连接状态请求(LinkStateRequest)报文请求对方给自己发送数据。·LSR报文指示了所需的那部分LSA的内容让对方给发送收到LSR报文后按要求发送新的路由信息给对方即给对方发送连接状态升级报文(LinkStateUpdate)报文。·LSU报文给对方一个详细的路由信息收到LSU之后会给对方发送一个连接状态响应报文(LinkStateAck)报文以示收到对DR来说会发送一个包含该连接状态升级报文的连接状态升级报文到网段内所有节点(不发连接状态响应报文)。·LSAck报文指示收到LSU报文DDLSRLSULSAck在没有收到对方相应的响应时一般会重传。通过Adjacency间的连接状态传送报文传递信息在同一个网段内达到同步通过属于多个网段的路由器的“中转”区域内路由信息可以达到同步。有的路由器的两个或多个接口会配置在几个区域上这个路由器是在backbone上它会把它得到的路由信息摘要发给backbone上其它点摘要指的是只发网段信息。有些节点会把其它协议的路由(静态RIPBGPEGP等)引入到自治系统内部用类似的方法把ASEASBR信息传送到整个自治系统。LSA发送可以由下图表示。图各类连接状态传送报文的发送在系统达到同步后某一台路由器的路由表发生变化则把路由变化部分以类似链式反应的方式发送我们称之为“FLOOD”把升级的路由表在系统内同步了。第四节:计算路由表让我们先看一个例子:图一个网络的带权有向图注:网络到路由器是没有花费的。由上图得到R的最短路树:图由上图得到的R的最短路树路由表计算过程:()初始化保存旧的路由表()用Dijkstra算法计算区域内的路由()通过检查SUMLSA计算区域间的路由()利用虚连接改进路由()通过ASELSA,计算AS外部路由计算是按根节点所连的区域逐个区域来计算的对于每一个区域分别进行计算,且在计算过程中逐步改进路由表。其实际过程应该是如下图所示:图路由计算过程图不同路由的比较如下图所示:图路由比较过程图第五节:OSPF协议与其它路由协议的比较通用的路由协议除了OSPF主要还有RIP路由协议(路由信息协议)等将OSPF和RIP作一个大致的比较如下:网络结构不同:RIP的拓扑是简单的“小”图说它简单是因为它没有系统内外系统分区边界的概念它用的是不分类的路由说它“小”是因为它的每一个节点只能处理以自己为头的至多个节点的链路由以下一跳个数来描述无法体现带宽和网络延迟RIP适用于中小型网络。OSPF可以适用于较大规模的网络它把自治系统分为若干个区域通过系统内外路由的不同处理区域内和区域间路由的不同处理方法引入摘要的概念减少了网络数据量的传输OSPF对应于RIP中的“距离”的概念引入了“权”(metric)的概念对于不同的网络连接可以人工指定或根据网络的带宽和网络延迟动态地计算花费OSPF所能接受的最大的花费是即XFFFF(区域内区域间和自治系统外为即XFFFFFF)其缺省得花费是可以说OSPF的路由处理能力相当大并且还把其他协议的路由或静态或核心路由作为自治系统外部路由引入它的处理能力已经是相当完全了。RIP不支持可变长度子网掩码(VariableLengthSubnetMasksieVLSMRIP的新版本RIP支持)OSPF支持VLSM。协议的运行有差异:RIP运行时首先向外广播请求报文其他运行RIP的路由器收到请求报文后马上把自己的路由表发送过来在没有收到请求报文时定期(秒)广播自己的路由表在秒之内如果没有收到某个相邻路由器的路由表就认为它DOWN掉了把它从路由表中作废秒后清除并广播自己新的路由表。OSPF运行时用HELLO报文建立连接然后迅速建立邻接的关系在建立了邻接关系路由器中发送路由信息以后是靠定期发送HELLO报文去维持连接相对来说HELLO报文数据量比RIP协议的路由表报文小得多网络拥塞也少了HELLO报文在广播网上秒发送一次在NBMAPPP虚连接上秒发送一次在一定时间(倍于HELLO间隔)没有收到HELLO报文认为对方“死“掉从路由表中去掉它在LSBD中给它置位为INFINITY但并没有真正去掉以备它再起时减少数据传输量在它达到MaxAge(秒)时真正去掉它。OSPF的路由表也重发重发间隔是秒。以上这些从另一方面说明了OSPF协议适用性广RIP相对简单适用于较小规模网络。使用情况不同:一般说来(由统计数据得到参看RFC)OSPF占用的实际链路带宽比RIP少因为它的路由表是有选择的广播(只在建立邻接关系的路由器间)OSPF使用的CUP时间比RIP少因为OSPF达到平衡后的主要工作只是发HELLO报文RIP是发送路由表OSPF用的路由器的内存比RIP大因为OSPF相对有一个大的路由表。RIP在网络上达到平衡用的时间比OSPF多因为它往往要发送及处理一些无用的路由信息。OSPF疑难解析问题:OSPF的有什么特点?答:OSPF协议的特点有:.它引入了以下的概念:邻接关系:在某些运行OSPF的路由器对(pair)中建立邻接关系它们的数据库通过交换信息来达到同步。所有路由器和网段上的DRBDR建立邻接关系。对于没有DRBDR的点到点网络是两端直接构成邻接关系的。DR:在广播网和NBMA上同一网段上的所有路由器通过一定算法选举DR、BDRDR的作用是与网段内的路由器构成邻接关系并交换路由信息把本网段的路由信息“包装”成NETLSA本网段内有多个接口的路由器发送到其他网段。BDR:在选举DR的同时BDR也被选举出来它也与本网段所有路由器建立邻接关系与DR功能不同的是它不产生NETLSA它的主要意义在于网络的DR消失后能迅速(最坏的情况秒最好的情况马上)升级为DR这样做能够节省许多开销。区域:OSPF允许把自治系统分为区域首先它提供了所谓的路由保护即区域内路由的优先级高于其余的路由其次路由算法所占用的计算时间(占CPU时间的主要部分)也减少了。路由分级:OSPF的路由依照其优先级排列有四种:区域内路由区域间路由ASE外部类路由ASE外部类路由。它提供了路由保护的功能(即优先级高的路由比优先级低的路由优先加入路由表)及简化了自治系统的路由管理。虚连接:引入虚连接的概念保证了骨干区域的路由器的连通性减少了区域拓扑结构的限制。验证字:OSPF的报文都包含验证字字段OSPF在处理报文之前会检查验证字以判断是否要处理该报文。STUB区域:为了减少路由器内存的开销某些区域可以标记为STUB区域ASE路由信息(往往在AS的路由信息中占用大部分)不发送进入通过STUB区域STUB区域到ASE目的地的路由是通过一个缺省出口出去的。.它有如下功能:支持NBMA:OSPF对NBMA的处理与广播网是基本一样的其不同之处在于HELLO报文不是以广播的形式发出的而是向指定的、有权成为DR、BDR的路由器发HELLO报文其余都和广播网一样。灵活引入外部路由:OSPF把系统外部路由以ASELSA的形式引入减少了路由的交通拥塞(ASE路由占路由表的大部分这样做我们只需要传送路由的变化再局部路由表升级即可)在自治系统的边界有一个“前方地址”的概念它可以规划ASE的下一跳ASE有两类花费使路由多了一个层次ASE路由还引入了标签(tag)的概念方便了路由管理。灵活引入花费:OSPF中花费是配置在外出的路由器接口上的路由的花费为所有构成该路由的接口的花费的总和这有利于用户根据带宽、网络延迟、网络费用等因素灵活配置选取路由。支持VLSM:通过配置掩码OSPF支持可变长度子网掩码。支持IP多点传送:OSPF通过IP多点传送(IPMulticasting)来传送路由信息有效地利用了带宽。问题:OSPF在实际运行中的情况怎样?衡量其运行情况的因素主要有:CPU占用率路由器内存使用情况带宽使用情况及路由器的处理量的情况。有一组统计数据描述了OSPF在一些网络的运行情况BARRNetNEIOARnet分别是(年数据):StatisticBARRNetNSIOARnet路由器的数量数据收集用时hrshrshrsSPF计算频率minminmin外部路由增加的频率minminnotgatheredLSA重传周期minminminLSU报文中LSA个数重传概率数据收集用时是统计用的总时间。SPF计算频率是在数据收集用时内平均的SPF树的计算频率是占用CPU的主要因素由统计数据可以看出在相当的网络上路由计算的时间间隔至少分钟而每次计算的时间是小于毫秒级斯坦福大学的实验数据是:台路由器组成的网络SPF计算的用时是毫秒MILNET(美国军用网络)的数据是:台路由器组成的网络在网络变化相对较频繁的情况下CPU占用率也不到经过计算得到结论其算法复杂度是O(n*log(n))其中n是系统中路由器的数量其运算时间的增长是相当慢的。外部路由增加的频率是衡量路由器路由表和LSDB大小的主要因素即路由器内存增加的主要部分因为OSPF的路由绝大部分是ASE每个ASE占用内存是字节加上在路由表中ASE路由占的字节共字节其他统计数据表明在一台路由器上会出现万个以上的ASE以个来计算其占用的内存是K,这是个相当大的数字。外部路由增加的频率、LSA重传周期、连接状态升级报文中LSA个数、重传概率是衡量传送数据量的因素是决定OSPF协议占用带宽的主要部分。一般说来传送的数据主要是ASE连接数据升级报文一个报文的大小是字节我们可以来计算一下带宽的利用:按照占用带宽的来计算网络速率每秒发送报文的个数一个重传周期秒发送报文数KbKb总的说来OSPF占用的带宽还是比较小的(相对RIP)。OSPF网络中信息量处理最大的路由器是DR路由器它发送的路由状态信息要比其他路由器要大得多,收到的响应报文也是最多的DR路由器的处理量的大小从根本上来说决定了网络资源的使用。DR处理路由器的数量的上限一般是台路由器。问题:OSPF协议中的一些常数是怎样规定的。答:OSPF协议规定了以下常数:.重传周期秒定义了连接状态数据库的重传的时间间隔。.路由最大存在时间秒正好是重传周期的两倍即在两个重传时间都没有得到某路由器传来的路由信息则将其从路由器的数据库中删去。.最小数据报文发送间隔:秒指定连接状态数据库发送的最小时间间隔。.最小报文收到时间:秒路由器不接受来自同一路由器的过于频繁的连接状态报文。.效验时间:秒用于效验和操作的时间常数。.最大连接状态传送报文发送时间:秒描述连接状态传送报文到达的时间上限。.不可达花费:定义为XFFFFFF大于等于此数的花费认为是无穷即目的地不可达。.缺省目的地:对于ASE路由和STUB区域的外出路由有一个缺省目的地,其掩码也是对于路由表中找不到的目的地一律发送到该缺省目的地。.初始化序列号:连接状态信息传送的第一个报文的序列号X即XFFFFFFF。.最大序列号:连接状态信息传送的最大的序列号XFFFFFFF。.所有OSPF路由器:多重IP地址报文广播用.本网段DR路由器:多重IP地址报文广播用需要配置的常数:全局变量:.路由器的ID号。区域常数:.区域ID号。.网段列表包括IP地址掩码.外部路由能力指明该区域是否STUB.STUB缺省花费接口常数(包括点到点NBMA虚连接):.接口IP地址掩码.接口所属区域的ID.发送HELLO的间隔(默认网口秒其他接口秒).认为连接断开的时间(一般是倍以上于发送HELLO的时间).接口花费(默认).发送接收连接状态传送报文的时间参数.路由器优先级(默认).验证字实验所得的数据:一个区域至多配置到台路由器一个网段至多配置台路由器太多的话最好分区域分网段运行。区域边节点路由器最好只连两个区域一个骨干区域一个非骨干区域至多多连一个非骨干区域这样网络运行才比较正常。问题:OSPF报文的具体格式怎样?答:所有的OSPF报文有统一的报文头格式如下图:版本:指OSPF版本或版本()类型()报文长度()路由器ID()区域ID()校验和()认证(AU)类型()认证字()图OSPF报文头结构HELLO报文有如下格式:OSPF报文头()网络掩码()发送HELLO报文的间隔()选项()路由器优先级()认为对方断开时间()选举备份选举路由器()所有邻居路由器ID(n*)图OSPF的Hello报文连接状态数据报文有如下报文头:该报文发出的时间()选项()连接状态类型()连接状态ID()发送报文的路由器()报文的序号()报文检验和()长度()图连接状态传送报文头结构数据描述报文有如下格式:连接状态请求报文有以下格式:OSPF报文头()连接状态类型()连接状态ID()发送报文的路由器()……连接状态类型n()连接状态IDn()发送报文的路由器n()图连接状态请求报文连接状态升级报文有如下格式:.路由器连接状态升级报文:图路由器连接状态升级报文.其他连接状态升级报文:图其它连接状态升级报文连接状态确认报文格式:图连接状态确认报文问题:OSPF的适用范围怎样?答:OSPF适用从大到小的网络它能引入大量的外部路由两种不同的外部路由花费路由的分级制度局部路由表升级方法确定了它有很广泛的应用范围。问题:OSPF协议的功能还将会有哪些改善?答:OSPF路由协议的功能已经相当完善了但有个小的局限OSPF的局限性主要在于它的路由分级制度还是不够理想(只有种路由等级)在很复杂的外部路由的情况下简单的四种分级是不够的往往要把它分为多个自治系统用外部网关路由协议来处理。一种更为理想的分级制度是把路由器按某些规律分成一些组这些组中进一步组合成一些更大的组……到最后最大的组是整个Internet到某个目的地的路由肯定是存在于某个组的路由取最小的组(最高等级)PNNI(个人网络到网络接口)中的路由情形就是这样的(当然在PNNI部分实现时同样要引入其他协议的路由如OSPFRIP)。如下图是PNNI的网络拓扑结构图:图更优的路由分级制度(PNNI)圆圈表示分组根据节点的ID号在尽可能小的组中选取路由OSPF是基于连接的路由协议PNNI的路由协议是基于节点的。相信在新的版本的OSPF中会出现更完善的路由分级制度。OSPF实现的思路路由协议开发所使用的统一平台我们现在路由协议开发使用的平台是GATED它提供与系统接口及SOCKET接口各种协议的任务调度功能TRACE功能等它可以解析为如下几个模块:.配置接口处理各类路由协议的配置.各类路由协议包括OSPFRIPISISBGPEGP等.日志和监测模块提供日志及监测功能.任务调度和资源管理模块是系统主程序所在模块提供初始化任务调度资源管理系统信号处理等功能。.路由表管理提供与系统路由表的接口。.操作系统接口提供了与底层其他模块的接口如SOCKET等。ospf实现的模块结构.配置管理接口提供OSPF与底层的接口、向外输出日志及监视信息、接受配置命令、管理OSPF程序的运行等功能.接口NEIGHBOR状态机模块提供处理接口、邻节点根据事件改变其所处状态的功能并生成LSDB.路由计算模块对LSDB进行分析、计算维护和管理OSPF路由表升级系统路由表并通知其他模块发送相应报文。.报文处理模块处理OSPF的各类报文向状态机模块提供数据。ospf的配置命令实现我们所实现的OSPF软件遵循INTERNETRFC所描述的协议文本,下面列出了OSPF软件中实现的主要功能:支持STUB区域,定义STUB区域以节省该区域内路由其引入ASE路由时的开销可以和路由协议共享路由在现阶段,支持将RIP协议和静态路由作为OSPF的ASE路由引入到路由器所属的自治系统中去授权验证字OSPF对同一区域内的相邻路由其之间可以选择明文串验证字和MD加密验证字两种报文合法性验证手段路由器接口参数的灵活配置:在路由器的接口上,可以配置OSPF的参数包括:输出花费,HELLO报文发送间隔,重传间隔,接口传输时延,路由器优先级,相邻路由器”死亡”时间,报文验证方式和报文验证字等虚连接:QUIDWAY系列产品的OSPF实现支持虚连接丰富的调试信息:在OSPF的实现中,提供了丰富的调试数据信息帮助用户诊断故障远程监控:在OSPF实现中,可以通过SOCKET接受并处理远端用户的查询报文doc�EMBEDVisioDrawing���vsddoc�EMBEDPBrush����EMBEDPBrush���docNRRRRRRRRASotherNNRRNRRAreaAreaAreadoc配置管理接口接口Neighbor状态机接收发送协议报文路由计算unknowndoc操作系统接口任务调度和资源管理日志和监测路由表管理配置接口各类路由协议doc开始是否含外部路由yn只有一条路由含外部路由取不含外部路由的路由类外部路由花费相同yn选类花费小的路由选择花费少的结束两条路由同等级?ynyn取等级高的路由取小花费的路由docOSPF头标()保留可选()IMMSDD序号(n*)数据库段ton�EMBEDVisioDrawing���数据库段的拓扑结构列表,每一连接状态传送都由连接状态报文头描述为每一LSA重复vsddocEB()=保留和或设置为零n类服务类型的权()()服务类型n()连接的顶点信息()所有的服务类型的列表类服务类型的权()服务类型()类型()连接的ID()()连接状态报文头()路由器连接状态报文路由器连接的数量()OSPF报文头()为每一路由连接重复为每一服务类型重复�EMBEDVisioDrawing����EMBEDVisioDrawing���vsddoc自治系统外部路由连接状态报文网络摘要连接状态升级报文网络连接状态升级报文网络掩码()连接状态报文头()下一跳地址n()服务类型n()花费n()外部路由标记()下一跳地址()服务类型()花费()外部路由标记n()服务类型n()花费n()服务类型()花费()网络掩码()连接状态报文头()所连接的路由器()网络掩码()连接状态报文头()所连接的路由器n()E位()E位()doc�EMBEDVisioDrawing���vsddoc连接状态序号()连接状态年龄()连接状态校验和()发送报文的路由器()连接ID()连接状态类型()OSPF报文头()doc自治系统接口数据结构路由表结构邻居数据结构区域区域数据结构全局数据结构=网络=路由器doc�EMBEDVisioDrawing���vsddoc开始计算区域内路由区域为空否是计算区域间路由用转换区域改进路由计算自治系统外部路由取下一个区域结束doc�EMBEDVisioDrawing���vsddoc�EMBEDPBrush���doc�PG(A)PG(A)PG(A)PG(A)PG(B)PG(B)PG(C)AAAPG(A)BACAAAAAAAAAABBBBBBBBCCAAAAAAABBPG(B)LOGICALLINKHIGHESTLEVELPEERGROUPLOGICALGROUPNODE

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