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OSPF路由协议详解.doc

OSPF路由协议详解

xiang伟x
2017-09-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《OSPF路由协议详解doc》,可适用于IT/计算机领域

OSPF路由协议详解OSPF的骨干区域及虚拟链路(Virtuallink)在OSPF路由协议中存在一个骨干区域(Backbone)该区域包括属于这个区域的网络及相应的路由器骨干区域必须是连续的同时也要求其余区域必须与骨干区域直接相连。骨干区域一般为区域其主要工作是在其余区域间传递路由信息。所有的区域包括骨干区域之间的网络结构情况是互不可见的当一个区域的路由信息对外广播时其路由信息是先传递至区域(骨干区域)再由区域将该路由信息向其余区域作广播。骨干区域与其余区域的关系在这里不在熬述。在实际网络中可能会存在backbone不连续的或者某一个区域与骨干区域物理不相连的情况在这两种情况下系统管理员可以通过设置虚拟链路的方法来解决。虚拟链路是设置在两个路由器之间这两个路由器都有一个端口与同一个非骨干区域相连。虚拟链路被认为是属于骨干区域的在OSPF路由协议看来虚拟链路两端的两个路由器被一个点对点的链路连在一起。在OSPF路由协议中通过虚拟链路的路由信息是作为域内路由来看待的。下面我们分两种情况来说明虚拟链路在OSPF路由协议中的作用。当一个区域与area没有物理链路相连时前文已经提到一个骨干区域Area必须位于所有区域的中心其余所有区域必须与骨干区域直接相连。但是也存在一个区域无法与骨干区域建立物理链路的可能性在这种情况下我们可以采用虚拟链路。虚拟链路使该区域与骨干区域间建立一个逻辑联接点该虚拟链路必须建立在两个区域边界路由器之间并且其中一个区域边界路由器必须属于骨干区域。残域(Stubarea)在OSPF路由协议的链路状态数据库中可以包括AS外部链路状态信息这些信息会通过flooding传递到AS内的所有OSPF路由器上。但是在OSPF路由协议中存在这样一种区域我们把它称为残域(stubarea)AS外部信息不允许广播进出这个区域。对于残域来说访问AS外部的数据只能根据默认路由(defaultroute)来寻址。这样做有利于减小残域内部路由器上的链路状态数据库的大小及存储器的使用提高路由器计算路由表的速度。当一个OSPF的区域只存在一个区域出口点时我们可以将该区域配置成一个残域在这时该区域的边界路由器会对域内广播默认路由信息。需要注意的是一个残域中的所有路由器都必须知道自身属于该残域否则残域的设置没有作用。另外针对残域还有两点需要注意:一是残域中不允许存在虚拟链路二是残域中不允许存在AS边界路由器。OSPF协议路由器及链路状态数据包分类OSPF路由器分类当一个AS划分成几个OSPF区域时根据一个路由器在相应的区域之内的作用可以将OSPF路由器作如下分类:内部路由器:当一个OSPF路由器上所有直联的链路都处于同一个区域时我们称这种路由器为内部路由器。内部路由器上仅仅运行其所属区域的OSPF运算法则。区域边界路由器:当一个路由器与多个区域相连时我们称之为区域边界路由器。区域边界路由器运行与其相连的所有区域定义的OSPF运算法则具有相连的每一个区域的网络结构数据并且了解如何将该区域的链路状态信息广播至骨干区域再由骨干区域转发至其余区域。AS边界路由器:AS边界路由器是与AS外部的路由器互相交换路由信息的OSPF路由器该路由器在AS内部广播其所得到的AS外部路由信息这样AS内部的所有路由器都知道至AS边界路由器的路由信息。AS边界路由器的定义是与前面几种路由器的定义相独立的一个AS边界路由器可以是一个区域内部路由器或是一个区域边界路由器。指定路由器DR:在一个广播性的、多接入的网络(例如Ethernet、TokenRing及FDDI环境)中存在一个指定路由器(DesignatedRouter)指定路由器主要在OSPF协议中完成如下工作:指定路由器产生用于描述所处的网段的链路数据包networklink该数据包里包含在该网段上所有的路由器包括指定路由器本身的状态信息。指定路由器与所有与其处于同一网段上的OSPF路由器建立相邻关系。由于OSPF路由器之间通过建立相邻关系及以后的flooding来进行链路状态数据库是同步的因此我们可以说指定路由器处于一个网段的中心地位。需要说明的是指定路由器DR的定义与前面所定义的几种路由器是不同的。DR的选择是通过OSPF的Hello数据包来完成的在OSPF路由协议初始化的过程中会通过Hello数据包在一个广播性网段上选出一个ID最大的路由器作为指定路由器DR并且选出ID次大的路由器作为备份指定路由器BDRBDR在DR发生故障后能自动替代DR的所有工作。当一个网段上的DR和BDR选择产生后该网段上的其余所有路由器都只与DR及BDR建立相邻关系。在这里一个路由器的ID是指向该路由器的标识一般是指该路由器的环回端口或是该路由器上的最小的IP地址。OSPF链路状态广播数据包种类随着OSPF路由器种类概念的引入OSPF路由协议又对其链路状态广播数据包(LSA)作出了分类。OSPF将链路状态广播数据包共分成类分别为:类型:又被称为路由器链路信息数据包(RouterLink)所有的OSPF路由器都会产生这种数据包用于描述路由器上联接到某一个区域的链路或是某一端口的状态信息。路由器链路信息数据包只会在某一个特定的区域内广播而不会广播至其它的区域。在类型的链路数据包中OSPF路由器通过对数据包中某些特定数据位的设定告诉其余的路由器自身是一个区域边界路由器或是一个AS边界路由器。并且类型的链路状态数据包在描述其所联接的链路时会根据各链路所联接的网络类型对各链路打上链路标识LinkID。类型:又被称为网络链路信息数据包(NetworkLink)。网络链路信息数据包是由指定路由器产生的在一个广播性的、多点接入的网络例如以太网、令牌环网及FDDI网络环境中这种链路状态数据包用来描述该网段上所联接的所有路由器的状态信息。指定路由器DR只有在与至少一个路由器建立相邻关系后才会产生网络链路信息数据包在该数据包中含有对所有已经与DR建立相邻关系的路由器的描述包括DR路由器本身。类型的链路信息只会在包含DR所处的广播性网络的区域中广播不会广播至其余的OSPF路由区域。类型和类型:类型和类型的链路状态广播在OSPF路由协议中又称为总结链路信息数据包(SummaryLink)该链路状态广播是由区域边界路由器或AS边界路由器产生的。SummaryLink描述的是到某一个区域外部的路由信息这一个目的地地址必须是同一个AS中。SummaryLink也只会在某一个特定的区域内广播。类型与类型两种总结性链路信息的区别在于类型是由区域边界路由器产生的用于描述到同一个AS中不同区域之间的链路状态而类型是由AS边界路由器产生的用于描述不同AS的链路状态信息。值得一提的是只有类型的SummaryLink才能广播进一个残域因为在一个残域中不允许存在AS边界路由器。残域的区域边界路由器产生一条默认的SummaryLink对域内广播从而在其余路由器上产生一条默认路由信息。采用SummaryLink可以减小残域中路由器的链路状态数据库的大小进而减少对路由器资源的利用提高路由器的运算速度。类型:类型的链路状态广播称为AS外部链路状态信息数据包。类型的链路数据包是由AS边界路由器产生的用于描述到AS外的目的地的路由信息该数据包会在AS中除残域以外的所有区域中广播。一般来说这种链路状态信息描述的是到AS外部某一特定网络的路由信息在这种情况下类型的链路状枋数据包的链路标识采用的是目的地网络的IP地址在某些情况下AS边界路由器可以对AS内部广播默认路由信息在这时类型的链路广播数据包的链路标识采用的是默认网络号码。OSPF协议工作过程OSPF路由协议针对每一个区域分别运行一套独立的计算法则对于ABR来说由于一个区域边界路由器同时与几个区域相联因此一个区域边界路由器上会同时运行几套OSPF计算方法每一个方法针对一个OSPF区域。下面对OSPF协议运算的全过程作一概括性的描述。区域内部路由当一个OSPF路由器初始化时首先初始化路由器自身的协议数据库然后等待低层次协议(数据链路层)提示端口是否处于工作状态。如果低层协议得知一个端口处于工作状态时OSPF会通过其Hello协议数据包与其余的OSPF路由器建立交互关系。一个OSPF路由器向其相邻路由器发送Hello数据包如果接收到某一路由器返回的Hello数据包则在这两个OSPF路由器之间建立起OSPF交互关系这个过程在OSPF中被称为adjacency。在广播性网络或是在点对点的网络环境中OSPF协议通过Hello数据包自动地发现其相邻路由器在这时OSPF路由器将Hello数据包发送至一特殊的多点广播地址该多点广播地址为ALLSPFRouters。在一些非广播性的网络环境中我们需要经过某些设置来发现OSPF相邻路由器。在多接入的环境中例如以太网的环境Hello协议数据包还可以用于选择该网络中的指定路由器DR。一个OSPF路由器会与其新发现的相邻路由器建立OSPF的adjacency并且在一对OSPF路由器之间作链路状态数据库的同步。在多接入的网络环增中非DR的OSPF路由器只会与指定路由器DR建立adjacency并且作数据库的同步。OSPF协议数据包的接收及发送正是在一对OSPF的adjacency

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