內部閘道器協議 OSPF

2021-09-05 18:36:00 字數 2505 閱讀 4039

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內部閘道器協議 ospf(記住是封裝在ip資料報的資料部分)

開放最短路徑優先 ospf (open shortest path first)是為克服 rip 的缺點在 1989 年開發出來的。

ospf 的原理很簡單,但實現起來卻較複雜。

ospf 協議的基本特點

「開放」表明 ospf 協議不是受某一家廠商控制,而是公開發表的。

「最短路徑優先」是因為使用了 dijkstra 提出的最短路徑演算法 spf

採用分布式的鏈路狀態協議 (link state protocol)。

注意:ospf 只是乙個協議的名字,它並不表示其他的路由選擇協議不是「最短路徑優先」。

三個要點

向本自治系統中所有路由器傳送資訊,這裡使用的方法是洪氾法。

傳送的資訊就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態,但這只是路由器所知道的部分資訊。(而不是rip中交換路由器的所有資訊)

「鏈路狀態」就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰,以及該鏈路的「度量」(metric)。

只有當鏈路狀態發生變化時,路由器才用洪氾法向所有路由器傳送此資訊。

鏈路狀態資料庫 (link-state database)

由於各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態資訊,因此所有的路由器最終都能建立乙個鏈路狀態資料庫。

這個資料庫實際上就是全網的拓撲結構圖,它在全網範圍內是一致的(這稱為鏈路狀態資料庫的同步)。

ospf 的鏈路狀態資料庫能較快地進行更新,使各個路由器能及時更新其路由表。

ospf 的更新過程收斂得快是其重要優點。

ospf 的區域 (area)

為了使 ospf 能夠用於規模很大的網路,ospf 將乙個自治系統再劃分為若干個更小的範圍,叫做區域。

每乙個區域都有乙個 32 位的區域識別符號(用點分十進位制表示)。

區域也不能太大,在乙個區域內的路由器最好不超過 200 個。

ospf 劃分為兩種不同的區域

劃分區域

劃分區域的好處就是將利用洪氾法交換鏈路狀態資訊的範圍侷限於每乙個區域而不是整個的自治系統,這就減少了整個網路上的通訊量。

在乙個區域內部的路由器只知道本區域的完整網路拓撲,而不知道其他區域的網路拓撲的情況。

ospf 使用層次結構的區域劃分。在上層的區域叫做主幹區域 (backbone area)。

主幹區域的識別符號規定為0.0.0.0。主幹區域的作用是用來連通其他在下層的區域。

ospf 直接用 ip 資料報傳送

ospf 不用 udp 而是直接用 ip 資料報傳送。

ospf 構成的資料報很短。這樣做可減少路由資訊的通訊量。

資料報很短的另一好處是可以不必將長的資料報分片傳送。

但分片傳送的資料報只要丟失乙個,就無法組裝成原來的資料報,而整個資料報就必須重傳。

ospf 對不同的鏈路可根據 ip 分組的不同服務型別 tos 而設定成不同的代價。因此,ospf 對於不同型別的業務可計算出不同的路由。

如果到同乙個目的網路有多條相同代價的路徑,那麼可以將通訊量分配給這幾條路徑。這叫做多路徑間的負載平衡。

所有在 ospf 路由器之間交換的分組都具有鑑別的功能。

支援可變長度的子網劃分和無分類編址 cidr。

每乙個鏈路狀態都帶上乙個 32 位的序號,序號越大狀態就越新。

ospf 分組

ospf 的五種分組型別

型別1,問候 (hello) 分組。

型別2,資料庫描述 (database description) 分組。

型別3,鏈路狀態請求 (link state request) 分組。

型別4,鏈路狀態更新 (link state update) 分組,用洪氾法對全網更新鏈路狀態。

型別5,鏈路狀態確認 (link state acknowledgment)分組。

ospf 的基本操作

ospf 的其他特點

ospf 還規定每隔一段時間,如 30 分鐘,要重新整理一次資料庫中的鏈路狀態。

由於乙個路由器的鏈路狀態只涉及到與相鄰路由器的連通狀態,因而與整個網際網路的規模並無直接關係。因此當網際網路規模很大時,ospf 協議要比距離向量協議 rip 好得多。

ospf 沒有「壞訊息傳播得慢」的問題,據統計,其響應網路變化的時間小於 100 ms。

指定的路由器

多點接入的區域網採用了指定的路由器 (designated router) 的方法,使廣播的資訊量大大減少。

指定的路由器代表該區域網上所有的鏈路向連線到該網路上的各路由器傳送狀態資訊。

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