ospf工作原理

宽带通信网论文

题 目：RIP和OSPF协议工作原理分析

班 级：4班

学 号：105508

姓 名：郭晋杰

RIP和OSPF协议工作原理分析

郭晋杰 105508

摘要：本文主要分析了内部网关协议中的路由信息协议（RIP）和开放式最短路径优先协议（OSPF）这两种网络协议的工作原理，并从各个方面分析了这两种路由选择协议的区别，总结出了其分别适用的网络。

关键词：路由信息协议； 开放式最短路径优先协议； 自治系统

引言

在如今的计算机网络中，当两台非直接连接的计算机需要经过几个网络通信时，通常就需要路由器。路由器提供一种方法来开辟通过一个网状联结的路径。那么路径是怎么建立的呢路由选择协议的任务是，为路由器提供他们建立通过网状网络最佳路径所需要的相互共享的路由信息。路由信息协议（RIP）和开放式最短路径优先协议（OSPF）作为基于TCP/IP的计算机网络中广泛应用的内部网关协议，深入理解其工作原理对研究计算机网络有着很好的促进作用。

1. 路由信息协议

1.1 路由信息协议简介

路由信息协议（Routing Information Protocol）是内部网关协议IGP中最先得到广泛应用的协议。这个网络协议最初由加利弗尼亚大学的BerKeley所提出，其目的在于通过物理层网络的广播信号实现路由信息的交换，从而提供本地网络的路由信息。RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是因特网的标准协议，其最大的优点就是简单。

1.2 路由信息协议的工作原理

路由信息协议功能的实现是基于距离矢量的运算法则，这种运算法则在早期的网络运算中就被采用。简单来说，距离矢量的运算引入跳数值作为一个路由量度。每当路径中通过一个路由，路径中的跳数值就会加1。这就意味着跳数值越大，路径中经过的路由器就有多，路径也就越长。而路由信息协议就是通过路由间的信息交换，找到两个目的路由之间跳数值最小的路径。

OSPF详解

OSPF是一种典型的链路状态路由协议。采用OSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。因为RIP路由协议不能服务于大型网络，所以，IETF的IGP工作组特别开发出链路状态协议——OSPF。目前广为使用的是OSPF第二版，最新标准为RFC2328。

OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。

基本概念和术语

1. 链路状态

OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。

2. 区域

OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域” (Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。

3. OSPF网络类型

根据路由器所连接的物理网络不同，OSPF将网络划分为四种类型：广播多路访问型（Broadcast MultiAccess）、非广播多路访问型（None Broadcast

MultiAccess，NBMA）、点到点型（Point-to-Point）、点到多点型（Point-to-MultiPoint）。

简述ospf工作原理

OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于路由器之间的通信和路由表的更新。它的工作原理如下：

1. 路由器邻居发现：OSPF路由器通过发送和接收Hello消息来检测和确认与邻居路由器之间的连接。当两个路由器通过交换Hello消息确定建立邻居关系后，它们将开始交换链路状态信息。

2. 链路状态信息交换：邻居路由器之间交换链路状态信息（LSA），这包括它们所连接的链路和其它相关信息。每个路由器将维护一张链路状态数据库（LSDB），其中存储了整个网络的拓扑结构信息。

3. SPF计算：每个OSPF路由器使用Dijkstra算法来计算从自身到网络中所有其他路由器的最短路径树。通过比较链路的代价（成本），路由器能够选择最佳的路径。

4. 创建和更新路由表：根据SPF计算的结果，每个路由器将生成自己的路由表。路由表中存储了到达目标网络的最佳路径。当网络发生链路故障或链路状态信息有变化时，路由器会及时更新路由表。

5. 路由器间的通信：根据路由表中的信息，路由器将转发收到的IP数据包到正确的下一跳路由器上，直到数据包到达目标网络。

总结而言，OSPF使用邻居发现、链路状态信息交换、SPF计算和路由表更新等步骤，实现路由器间的通信和网络拓扑结构信息的动态维护。通过使用链路状态信息，OSPF能够为网络中的每个路由器选择最佳的路径，并实时适应网络拓扑的改变。

简述ospf工作原理

OSPF的工作原理是基于链路状态的路由算法。它使用信标（Hello）消息来建立、维护和验证邻居关系，并通过链路状态更新（LSU）消息来广播链路状态信息。以下是OSP的工作原理的简要描述：

1. 邻居发现：路由器通过发送Hello消息来发现相邻的OSPF路由器，并建立邻居关系。Hello消息包含发送路由器的IP地址、区域ID和Hello间隔等信息。

2. 状态同步：邻居关系建立后，相邻的路由器交换链路状态信息，即每个路由器将其所知道的链路状态信息记录在链路状态数据库（LSDB）中，并使用数据库描述（DBD）消息进行交换。该过程确保所有的路由器都拥有相同的链路状态信息。

3. 最短路径计算：每个路由器在获得完整的链路状态信息后，使用Dijsktra算法计算出到达所有目的地的最短路径树，这个树被称为最短路径树（SPF Tree）。

4. 路由更新：每个路由器根据最短路径树生成路由表，并将路由更新信息以链路状态更新（LSU）消息的形式发送给相邻的路由器。这样，所有的路由器都能够互相交换自己的路由表，并将其更新到本地的路由表中。

5. 路由选择：根据本地路由表中的路由信息，路由器可以根据某种路由选择策略选择最佳的路由进行数据转发。

通过使用这种基于链路状态的路由算法，OSPF能够实现快速收敛、网络拓扑灵活性以及容错性。同时，在OSPF网络中，每个区域之间可以通过区域边界路由器（ABR）进行连接，并在多区域网络中实现更高效的路由。