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OSPF路由协议的优化研究OSPF（Open Shortest Path First）是一种常见的内部网关协议（IGP），常被用于路由器之间的通信。
由于其较好的路由计算能力，OSPF已经成为目前互联网上使用最广泛的路由协议之一。
随着网络的不断发展，越来越多的网络管理员需要对OSPF协议进行优化，以使其在更大规模的网络环境中更加高效稳定。
本文将围绕OSPF协议的优化展开，分为以下几个方面进行讨论：一、什么是OSPF协议OSPF是一种链路状态协议（Link State Protocol），其路由计算过程基于每个路由器收集的链路状态信息。
当一个路由器在自己的链路信息中发生变化时，它会将变化信息发送给邻居路由器，邻居路由器再把这些信息传输给自己的邻居，这样一层一层地传递下去，直到整个网络中每个路由器都同步了链路状态信息。
路由器根据链路信息计算到达目的网络的最短路径，从而决定如何转发数据包。
二、OSPF协议的优点OSPF协议有许多优点，以下是其中最为明显的几个：1.快速匹配路由器之间的连接：在网络中进行动态路由选择时，路由器之间建立的连接是非常重要的。
OSPF协议使用单独的进程来处理所有路由信息，因此能够快速匹配路由器间的连接，从而选择最优路径。
2.抵御网络中的链路故障：OSPF采用链路状态广播协议（LSA）广播链路信息，当路由器检测到链路故障或者连接中断时，它会在路由器上生成LSA，并通过同一链路向其他路由器广播，这样，在网络中出现链路故障时，整个网络能够快速响应，自动计算新的最优路径。
3.支持分层体系结构：OSPF协议的设计目标之一就是支持分层体系结构，因此可以方便地将网络分层，并在每个层次中定制各自的路由计算策略。
4.可扩展性高：OSPF协议可以优雅地处理大规模的网络拓扑，在网络规模变大时，不容易出现性能瓶颈。
三、OSPF协议的缺点在OSPF协议的实际应用中，也存在一些不足之处，比如：1.协议复杂：在实际应用中，OSPF协议需要具有高度完备性，同时还要支持各种复杂的请况，这使得OSPF协议变得非常复杂、难以理解、难以维护。
基于OSPF协议可信路由技术研究及实现(全文)摘要：随着可信络普及，可信路由技术作为可信络基础技术也成为研究的热点。
本文以OSPF协议为基础，通过分析可信络的技术需求，得出OSPF路由协议需要改进的两个方面：更换更有效的协议认证机制和增加可信路径计算功能。
通过对协议格式和路径算法的分析，得出基于CPK的认证方法和基于CSPF的可信路径算法。
该文给出了OSPF 可信路由软件方案设计以及编码实现。
并将软件加载到OpenNet软件中进行了仿真验证。
关键词：OSPF可信路由签名认证CSPFTP393.04A1007-9416（2022）04-0048-02随着互联安全问题的日益突出，络安全威胁频次、影响规模明显增大。
人们普遍对络安全失去信心，严重影响到互联络的应用。
因此建设可信互联，提供可信的络服务，才能满足各方用户的需求。
作为“可信互连”安全防护关键技术之一，可信路由技术越来越多地受到学术界的学习，也成为可信络领域的一个重要研究方向。
OSPF[1]协议是一种应用十分广泛的内部关路由协议。
目前大部分商用路由器都支持该协议。
OSPF协议在通信络应用包括两部分：路由信息扩散形成路由表用于数据转发；利用CSPF（受限最短路径优先）算法计算满足Qos的路径[2]。
如何改进OSPF路由协议报文格式以及路由算法，使其能够应用到可信络中，成为OSPF协议可信技术研究的重点。
1可信络环境分析在如图1可信络中，各通信节点都对与之相邻节点有一个信任度评估，信任评估结果称为可信度量值（图1）。
信任评估的方法有多种，其中一种方法称为基于身份的评估。
基于身份的信任采用静态验证机制来决定是否给一个实体授权。
常用的技术：当两个实体A与B进行交互时，首先需要对对方的身份进行验证。
即，信任的首要前提是对对方身份的确认，否则与虚假、恶意的实体进行交互，很有可能导致损失。
所以应用于可信络中的OSPF路由协议首先要具有身份认证能力。
计算可信传输路径是可信络的另一重要应用。
北航计算机网络实验实验5.6OSPF协议的路由计算OSPF协议的路由计算⏹SPF算法和COST值⏹区域内路由的计算⏹区域间路由的计算－－骨干区域和虚连接⏹区域外路由的计算－－与自治系统外部通信SPF算法LSDBLSA 的RTA LSA 的RTBLSA 的RTCLSA 的RTD（二）每台路由器的链路状态数据库(一）网络的拓朴结构CABD123CAB D 123CAB D 123CABD123（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最短路径树（三）由链路状态数据库得到的带权有向图CABD1235RTCRTD3215RTBRTASPF算法和COST值⏹SPF算法也被称为Dijkstra算法，是OSPF路由协议的基础。
☐SPF算法将每一个路由器作为根（Root）来计算到每一个目的地路由器之间的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，在SPF算法中，被称为最短路径树。
⏹在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF的Cost值。
☐Cost值应用于每一个启动了OSPF的链路，它是一个16bit的整数，范围是1～65535。
Cost值的计算方法⏹计算方法108/bandwidth☐56-kbps serial link = 1785☐10M Ethernet = 10☐64-kbps serial link = 1562☐T1 (1.544-Mbps serial link) = 64⏹用户可以手动调节链路Cost，缺省情况下，接口按照当前的波特率自动计算开销区域内路由的计算S1Vlan2:10.1.1.2/24Vlan2:30.1.1.2/24E1:30.1.1.1/24Vlan3:40.1.1.1/24E0:40.1.1.2/24R1R2AREA 0E0:10.1.1.1/24S0:20.1.1.1/24S0:20.1.1.2/24E0/1E0/24E0/1S2100200300500。
OSPF路由协议的分析与实现1引言1.1Internet上路由协议的使用现状在路由器上使用的路由协议有静态路由协议和动态路由协议之分。
静态路由协议不利用网络的信息，只是按照某种固定的规则去选择路由。
这样，在网络的拓扑发生变化的时候，它不能及时的调整自己的路由信息，最多只是由操作人员偶尔对网络的状态的变化作出反应。
由于它不能对网络的改变作出反应，故一般用于网络规模不大，拓扑结构固定的网络中。
其优点是简单，高效，可靠。
与之相反，动态路由协议则能根据网络拓扑的变化(比如某个网络端口不能工作)，在一段网络路由信息汇聚的时间后，计算出新的正确的路由，以适应网络流量和拓扑的变化。
当然，动态路由协议也有不正常工作的情况，这就需要静态路由作为它的补充，在这里讨论的仅是动态路由协议。
在自治系统内的路由器我们称之为内部网关，它们之间通过交换网络拓扑信息，来寻找可达路径。
在此过程中所使用的路由协议，被称之为内部网关协议(IGP)。
常见的IGP有：RIP，OSPF，IGRP，ElGRP等。
在自治系统外的路由器被称之为外部网关，它们只通过交换可达信息，来寻找可达路径。
连接两个自治系统的外部网关并不需要了解这两个自治系统的具体的网络拓扑，只需要了解通过它可以到达哪些网络。
在此过程中所是使用的路由协议，被称之为外部网关协议(EGP)。
常见的EGP有：EGP，BGP，BGP.4等。
1.2课题研究的背景及意义网络是信息的高速公路，它是靠作用于像立交桥一样的路由器将它连接并延伸的。
路由器通过查找自己的路由表来获知该将信息往哪一条路上送，由此可知，路由器需要掌握网络的路由情况，而路由器又是通过路由协议来得到这一信息的，因此路由协议对路由器来说是非常重要的。
路由协议的好坏会直接影响到路由器的性能。
目前应用较多的路由协议有RIP和OSPF，它们同属于内部网关协议，但RIP基于距离矢量算法，而OSPF基于链路状态的最短路径优先算法。
它们在网络中利用的传输技术也不同。
ospf协议实验报告OSPF协议实验报告引言在计算机网络领域，路由协议是实现网络通信的重要组成部分。
其中，OSPF （Open Shortest Path First）协议是一种内部网关协议（IGP），被广泛应用于大型企业网络和互联网中。
本实验旨在深入了解OSPF协议的工作原理、特点和应用场景，并通过实际操作和观察验证其性能和可靠性。
一、OSPF协议概述OSPF协议是一种链路状态路由协议，通过计算最短路径来实现数据包的转发。
它基于Dijkstra算法，具有高度可靠性和快速收敛的特点。
OSPF协议支持IPv4和IPv6，并提供了多种类型的路由器之间交换信息的方式，如Hello报文、LSA （链路状态广告）等。
二、实验环境搭建为了进行OSPF协议的实验，我们搭建了一个小型网络拓扑，包括四台路由器和若干台主机。
路由器之间通过以太网连接，主机通过交换机与路由器相连。
在每台路由器上配置OSPF协议，并设置相应的参数，如区域ID、路由器ID、接口地址等。
三、OSPF协议的工作原理OSPF协议的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1. 邻居发现：路由器通过发送Hello报文来寻找相邻的路由器，并建立邻居关系。
Hello报文包含了路由器的ID、接口IP地址等信息，用于判断是否属于同一区域。
2. LSA交换：邻居路由器之间通过发送LSA报文来交换链路状态信息。
LSA报文包含了路由器所知道的网络拓扑信息，如链路状态、度量值等。
3. SPF计算：每台路由器根据收到的LSA报文，计算出最短路径树。
SPF计算使用Dijkstra算法，通过比较路径的度量值来选择最优路径。
4. 路由表更新：根据最短路径树，每台路由器更新自己的路由表。
路由表包含了目的网络的下一跳路由器和度量值等信息。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据分析，我们得出以下结论：1. OSPF协议具有快速收敛的特点，当网络拓扑发生变化时，路由器能够迅速更新路由表，确保数据包能够按最优路径传输。
OSPF路由协议安全性分析与研究的开题报告题目：OSPF路由协议安全性分析与研究一、研究背景和意义路由是计算机网络中非常重要的一部分，它决定了数据包在网络中的传输路线。
采用路由协议可以在网络中动态地确定数据包的传输路由。
Open Shortest Path First（OSPF）路由协议是现今被广泛应用的一种动态路由协议之一，它通过算法来选择最短的路径，从而实现数据包的高效传输。
但是，在使用OSPF路由协议时也存在安全性问题。
由于网络攻击变得越来越普遍，路由器可能被黑客攻击，从而严重损害网络的安全性。
因此，针对OSPF路由协议的安全性问题进行研究，将有助于加强网络安全防护，提高网络的可靠性和稳定性。
二、研究内容和方法本研究将从以下几个方面进行展开：1. OSPF路由协议背景和原理2. OSPF路由协议安全性问题分析3. OSPF路由协议攻击方式探究4. OSPF路由协议防御策略研究研究方法将采用文献调研、实验分析、模拟仿真等方法，将上述研究内容具体实现。
三、预期研究成果本研究预期达到以下几个成果：1. 对OSPF路由协议的工作原理和特点进行全面深入的了解，并掌握其安全性问题。
2. 分析和总结OSPF路由协议常见的攻击方式。
3. 研究和提出OSPF路由协议的有效防御策略，以加强网络安全防护能力。
4. 通过模拟实验验证和验证OSPF路由协议的安全性防御能力。
四、可行性分析本研究在研究方法上采用多种手段相结合的方法，能够全面、深入地对OSPF路由协议的安全性问题进行研究。
并且，针对OSPF路由协议安全性问题一直是网络安全领域中的热点问题，因此具有重要的研究意义和现实意义。
五、参考文献[1] T. J. Ma 马天钧. 网络攻击与防御实战 [M]. 人民邮电出版社, 2019.[2] 林志峰, 钟菲, 马理安. OSPF路由协议漏洞分析及其安全防护[J]. 计算机网络, 2017, 43(5):81-85.[3] 章陪坤, 贾华良, 李沛. OSPF协议安全性问题研究与应对方案[J]. 电讯技术, 2018(12):74-79.[4] Qiao C, Bie R, Li W, et al. A Secure OSPF Routing Protocol Based on Reputation Mechanism[J]. IEEE Access, 2019, 7:102264-102282.。
0引言OSPF协议是一种广泛应用的内部网关协议，但OSPF协议设计之初并没有过多考虑安全因素，只是采用了简单的认证方式[1-3]。
在当前复杂的网络环境中，这种简单的认证方式并不能够保证路由信息来源的准确性，已不能满足路由安全的需求。
为解决OSPF协议面临的安全问题，IETF提出了对OSPF 协议的LSA(link state advertisement)进行数字签名保护的安全策略。
对LSA的签名会使得链路状态信息得到端到端的完整性保护，并能提供路由信息来源准确性的保证。
由于要管理大量的证书，并且对每个LSA进行签名会增加计算开销，所以LSA的签名方案对路由效率的影响较大[4-6]。
由于LSA创建完成后需要一个LSU(link state update)来携带该LSA到达目的路由器，因此文献[7]提出了基于LSU报文的数字签名改进方案。
基于LSU的OSPF中的签名数据只包含了LSU的头部信息，从而避开了LSA数字签名方案中的庞大数据信息，可以有效降低数字签名时的系统开销[8]。
上述各种采用数字签名保护的OSPF方案都只解决了路由器实体间的身份认证问题，并未考虑路由器平台完整性是否可信，即路由器的软硬件状态是否符合预期配置、是否被恶意篡改[9-12]。
由于木马、病毒恶意篡改路由器平台配置导致的安全事件日益增加，所以在对路由器进行身份认证的同时必须对路由平台的软硬件完整性进行验证。
本文在基于LSU数字签名OSPF协议的基础上，结合可信计算中的完整性度量机制，提出了一种新的自治系统内可信路由协议TC-OSPF。
该协议不仅可以对路由器身份进行认证，同时也对路由平台的软硬件完整性进行验证。
收稿日期：2010-09-09；修订日期：2010-11-15。
1TC-OSPF路由协议模型1.1可信计算可信计算组织TCG定义了一系列可信计算的硬件和软件规范。
TCG体系的核心是通过使用可信平台模块TPM(tru-sted platform module)中160位的散列值，确保计算平台的硬件和软件的完整性，这些散列值存储在TPM提供的PCR中。
OSPF协议分析与算法OSPF（Open Shortest Path First）是一种链路状态路由协议，用于在IP网络中进行路由选择。
它是一个开放的标准化协议，由于其高效、可靠和可扩展等特点，被广泛应用于大型企业网络和互联网环境中。
1. 链路状态数据库（Link State Database）链路状态数据库包含了网络中所有路由器的拓扑信息，以及到各个网络的路由信息。
每个路由器生成并维护自己的链路状态数据库，通过发送Link State Advertisement（链路状态广告）来与其他路由器交换信息。
2. 邻居关系（Neighbor Relationship）邻居关系是指路由器之间的直接链路连接，通过发送Hello消息建立相互之间的连接，并通过交换链路状态广告来同步链路状态数据库。
3. 最短路径优先（Shortest Path First）OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径，并将计算得到的最短路径保存在路由表中。
Dijkstra算法通过比较路由器之间的距离来选择最短路径。
下面是OSPF协议的工作流程：1. 邻居发现与建立：在OSPF启动时，路由器发送Hello消息来寻找邻居，并建立邻居关系。
Hello消息包含了路由器的ID、网络地址等信息。
2.链路状态数据库同步：一旦路由器之间建立了邻居关系，它们将开始交换链路状态广告。
链路状态广告包含了路由器的链路状态信息，如链路的带宽、成本、可用性等。
3. 最短路径计算：每个路由器都通过收集链路状态广告来构建链路状态数据库。
然后，它们使用Dijkstra算法计算最短路径，并将结果保存在路由表中。
4.路由选择：当需要转发数据包时，路由器通过查找路由表来选择最短路径。
路由表中的每条记录都包含了目的网络的地址、下一跳的路由器和转发接口等信息。
5.链路状态更新和维护：当链路状态发生变化时，路由器会更新链路状态数据库，并通过链路状态广告将变化通知给邻居路由器。
网络路由技术中的OSPF协议详解在现代互联网中，大量的网络数据需要经过路由器进行转发和转发决策。
而OSPF（Open Shortest Path First）协议作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），在网络路由中发挥着重要作用。
本文将详细论述OSPF协议的原理、特点和应用。
一、OSPF协议概述OSPF协议是一种链路状态路由协议，采用了Dijkstra算法来计算路由信息。
它的主要目标是在网络中选择最短的路径，从而实现高效的数据传输。
与其他路由协议相比，OSPF协议具有如下特点：开放性OSPF协议是开放标准，可以由任何厂商实现和使用。
这也意味着不同厂商的路由器可以通过OSPF协议互相通信，实现更大规模的网络拓扑。
分层结构OSPF协议采用分层结构，将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部有自己的路由器，这种分层结构减少了网络中路由器之间的通信负载，提高了路由效率。
快速收敛OSPF协议采用了快速收敛的机制，当网络出现故障或路由发生变化时，经OSPF协议的路由器能够及时更新路由表，保证数据的正常传输。
二、OSPF协议工作原理OSPF协议的工作原理可以分为邻居关系建立、链路状态广播、路由计算和转发四个阶段。
邻居关系建立OSPF协议中的路由器需要通过建立邻居关系来进行信息交换。
路由器之间可以通过Hello消息进行相互发现，然后建立邻居关系。
邻居关系建立后，路由器可以交换链路状态信息。
链路状态广播在邻居关系建立后，路由器将周期性地向邻居发送链路状态更新（Link State Update）消息。
这些消息包含了路由器自身的链路状态和可达性信息。
当邻居收到消息后，会将这些信息保存到链路状态数据库中。
路由计算每台路由器在收集到所有链路状态信息后，可以通过Dijkstra算法计算出最短路径树（Shortest Path Tree）。
最短路径树将决定路由器的转发决策，使数据包能够按照最优路径传递。
OSPF路由协议实验设计报告20014010-02 陈果设计目标设计一个关于OSPF路由协议的实验，要求采用如下的拓扑：设计要求1.设计实验指导书，要求包括：实验目的、预备知识、实验环境、实验原理、实验方法、实验步骤、思考题。
2.设计实验记录的内容和格式。
3.根据指导书中设计的实验方法和步骤完成实验，记录实验数据，并回答指导书中设计的思考题。
4.分析实验数据，解释实验现象，总结实验结果。
5.完成设计报告。
设计方法1.以小组为单位进行课程设计。
2.小组成员共同设计一份实验指导书，协同完成本小组的实验内容。
3.小组成员独立完成课程设计报告。
设计安排设计时间为两周，具体安排如下：第一周——设计并完成实验指导书，收集实验所需的路由器配置命令周一：了解设计内容、要求和环境，选举组长。
周二：搜集相关材料，讨论、分析实验原理、方法和步骤。
周三：完成实验指导书，分析实验所需环境、设备配置内容。
周四：与指导老师讨论和修改实验指导书、实验环境和实验设备的配置内容。
周五：完成实验指导书，完成实验准备工作。
第二周——实现并验证所设计的实验，完成设计报告，进行答辩周一~周三：在指导老师和组长的组织下完成实验内容，记录实验数据和实验现象。
周四：分析设计过程和实验过程，完成并提交设计报告。
周五：答辩。
设计过程确定目标实验环境是一个相对简单的小规模网络，且网络的拓扑比较简单（实际上就是线型拓扑），权衡各方面的因素，我们确定了三条实验目的：1、基本的OSPF 配置；2、分别在单区域与多区域中观察LSA的扩散过程；3、观察OSPF是如何应对链路状态发生改变的情况的。
另外有一个可选的实验目的，即截获实际的OSPF报文并对其进行解码。
后来的实验证明，在现有的实验条件下是可以完成以上实验目的的。
配置过程实验环境中有5台CISCO 2600路由器，运行的操作系统是IOS 12.1。
在配置过程中我们曾经遇到了以下几个问题：1、超级终端的速率设置不当，导致输出乱码。
OSPF路由协议的研究张尚韬（福建信息职业技术学院福州，350003）摘要：目前路由器在网络上扮演着越来越重要的角色，而在大型的网络中链路状态路由协议被广泛使用。
OSPF路由协议又被称为开放式最短路径优先路由协议，它是典型的链路状态路由协议。
OSPF路由协议就是利用其它路由器传送过来的链路状态来建立路由表的。
本文重点讨论OSPF路由协议，具体包括：路由器怎样根据OSPF路由协议来学习路由拓扑图和路由表以及OSPF路由协议安全性的研究。
关键词：OSPF；路由；LSA；安全1 OSPF路由协议OSPF是一种路由更新方式的路由协议，它会根据三种不同的方式来建立整个网络的拓扑图，以便建立路由器所需要的路由表。
此三种不同的方式依次为：1.1 相邻关系的建立：一个启用OSPF路由协议的路由器会定时的发送所谓的Hello数据包，用来发现与它相邻的路由器。
而这种Hello数据包主要包含了三个栏目：Hello interval：用来说明它送Hello数据包的频率；Router dead interval：用来指定路由器无法使用的时间；Neighbor list：用来描述路由器已经知道邻居路由器的列表。
当路由器之间利用Hello数据包建立了彼此之间相邻的关系后，他们会进行彼此之间资料库内容的交换，这样能让彼此之间的资料库同步，资料这样才能相同。
1.2通过LSA（链路状态通告）来实现信息分享的功能：一个具有OSPF路由协议的路由器会根据当时与它相邻的路由器连线情况发出所谓的LSA，以期能告诉它的路由器关于此项信息。
而收到LSA的路由器会再将其丢到网络中去，来让其他的路由器也有机会能知道此项信息。
1.3 最短路径的计算：一个路由器收到它所需要的数据时，便开始利用Dijkstrk算法来计算得到从它自己到达所有路由器的一个最短路径树。
如此，它就可以用此最短路径树来建立所需要的路由表，以便能将资料往正确的路径发出。
为了减少路由器在运行过程中传送流量、平衡数据的负担以及减少网络拓扑结构信息库的大小，OSPF路由协议选择了两种阶层的路由架构。
路由协议OSPF的研究与仿真马素刚【摘要】OSPF (Open Shortest Path First) is a typical link state routing protocol, and is widely used. Based on the intensive research of the packet type, packet header format and working principle of OSPF, an experimental network model including multi OSPF areas was designed. On the GNS3 platform, a simulation network environment was built, the routers and computers were configured, and the designed network model was successfully simulated. The simulation results verify the working process of OSPF, and provide a reference for the proper deployment of OSPF in the actual network.%OSPF协议是一种典型的链路状态路由协议，应用非常广泛。
在对OSPF协议的分组类型、分组首部格式、工作原理等进行深入研究的基础上，设计了一种多区域OSPF实验网络模型。
在GNS3平台上，搭建了仿真的网络环境，配置了路由器和计算机，对设计的网络模型成功地进行了仿真。
仿真结果验证了OSPF协议的工作过程，为OSPF协议在实际网络中的正确部署提供了参考。
【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2016(025)005【总页数】4页(P228-231)【关键词】开放最短路径优先协议;链路状态通告;自治系统;GNS3;仿真【作者】马素刚【作者单位】西安邮电大学计算机学院，西安 710121【正文语种】中文为了解决RIP协议的缺陷[1], 1988年Internet工程部成立了OSPF工作组, 开始着手OSPF的研究与制定. 在1998年4月制定的RFC 2328[2]中描述的OSPF协议第二版(OSPFv2)是最近的修订. OSPF标准是对外开放的, 不是封闭的专有路由方案.OSPF(Open Shortest Path First, 开放最短路径优先)是一种典型的链路状态路由协议, 用于自治系统(Autonomous System, AS)内部, 属于内部网关协议, 适用于大型网络[3]. 与RIP协议(Routing Information Protocol)相比, 具有适用范围广、收敛速度快、无自环、支持验证等优点, 现已成为Internet上应用较为广泛的一种路由协议.本文将对OSPF协议进行分析研究, 并用GNS3软件对OSPF网络进行仿真.1.1 分组类型OSPF协议依靠五种不同类型的分组来建立邻接关系和交换路由信息, 即问候分组、数据库描述分组、链路状态请求分组、链路状态更新分组和链路状态确认分组. (1) 问候(Hello)分组OSPF使用Hello分组建立和维护邻接关系. 在一个路由器能够给其他路由器分发它的邻居信息前, 必须先问候它的邻居们.(2) 数据库描述(Database Description, DBD)分组DBD分组不包含完整的“链路状态数据库”信息, 只包含数据库中每个条目的概要. 当一个路由器首次连入网络, 或者刚刚从故障中恢复时, 它需要完整的“链路状态数据库”信息. 此时, 该路由器首先通过hello分组与邻居们建立双向通信关系, 然后将会收到每个邻居反馈的DBD分组. 新连入的这个路由器会检查所有概要, 然后发送一个或多个链路状态请求分组, 取回完整的条目信息.(3) 链路状态请求(Link State Request, LSR)分组LSR分组用来请求邻居发送其链路状态数据库中某些条目的详细信息. 当一个路由器与邻居交换了数据库描述分组后, 如果发现它的链路状态数据库缺少某些条目或某些条目已过期, 就使用LSR分组来取得邻居链路状态数据库中较新的部分. (4) 链路状态更新(Link State Update, LSU)分组LSU分组被用来应答链路状态请求分组, 也可以在链路状态发生变化时实现洪泛(flooding)[1]. 在网络运行过程中, 只要一个路由器的链路状态发生变化, 该路由器就要使用LSU, 用洪泛法向全网更新链路状态.(5) 链路状态确认(Link State Acknowledgment, LSAck)分组LSAck分组被用来应答链路状态更新分组, 对其进行确认, 从而使得链路状态更新分组采用的洪泛法变得可靠.1.2 分组首部格式OSPF协议直接运行于IP(网际协议)之上, 自身具有可靠的传输机制. OSPF分组具有一个固定长度的首部, 如图1所示, 长度为24字节, 分组的数据部分依据不同类型分组而包含不同内容[4].(1) 版本: 表明了OSPF协议当前版本号, 最近的版本是2. 版本1和版本2不兼容.(2) 类型: 指明分组的类型, 可以是五种类型中的一种.(3) 分组长度: 指明整个OSPF分组的长度, 包含OSPF首部在内, 以字节为单位.(4) 路由器标识符: 用路由器接口的IP地址来表示, 在自治系统中唯一标识该路由器. 对一个Cisco路由器而言, 如果配置了回环接口地址(loopback), 那么最大的回环接口地址即为该路由器的标识符, 否则用所有接口IP地址的最大值作为路由器标识符. 路由器标识符被选定后, 将一直不会改变, 除非该路由器重启, 或者其地址被选作路由器标识符的接口关闭、地址被删除或取代.(5) 区域标识符: 指定分组所属的区域标识符, 用4字节编号表示. 形成邻接关系的双方, 其区域标识符必须相同.(6) 检验和: 用于对整个OSPF分组进行校验.(7) 认证类型: 目前只有两种认证类型, 0表示不认证, 1表示用口令认证.(8) 认证: 认证类型为0时, 该字段填入0; 认证类型为1时, 填入8个字符的口令. OSPF属于动态路由协议, OSPF网络中的每个路由器维护一个链路状态数据库(Link State Database, LSDB), 且所有路由器的LSDB是相同的, 即保存了整个网络的拓扑结构. 依据完整的链路状态数据库, 利用SPF(Shortest Path First)算法, 即Dijkstra算法)[5], 路由器就可以构造路由表. 对于较大规模的网络, 为了进一步减少路由协议的通信流量, 利于管理和计算, OSPF将整个自治系统分为若干个区域(area), 区域内的路由器维护一个相同的链路状态数据库, 保存了该区域的拓扑结构. OSPF协议可以迅速地检测自治系统内部的拓扑变化, 经过一个比较短的收敛期后, 重新计算路由. 具体来说, OSPF的工作过程可以分为以下几步[6]:1) 建立邻接(adjacent)关系路由器首先发送具有自身标识(ID)的Hello分组, 与之相邻的路由器如果收到这个Hello分组, 就将这个分组内的路由器ID信息加入到自己的Hello分组中. 如果路由器收到了Hello分组, 并且在该分组的邻居ID域中看到了它自己的ID, 则与发送该分组的路由器进入双向通信状态.对于点对点网络, 路由器就与它的唯一链路伙伴建立邻接关系. 在类似以太网的多路访问网络中, 连接到网络的路由器可以是多台. 此时, 可以选取一台路由器, 作为指定路由器(Designated Router, DR), DR会与该多路访问网络中的所有其他路由器建立邻接关系, 不必两两路由器建立邻接关系, 从而有效降低链路状态更新时的通信开销. 考虑到DR可能发生故障, 需要在选取DR的同时, 选择另一台路由器作为备份指定路由器(Backup Designated Router, BDR).2) 交换链路状态信息相邻路由器建立邻接关系后, 需要使两者的链路状态数据库保持同步. 利用空数据库描述分组确定主从路由器后, 主路由器首先发送数据库描述分组, 从路由器利用LSAck分组响应主路由器的数据库描述分组, 并向主路由器回发数据库描述分组. 路由器对收到的数据库描述分组进行检查, 如果有新的内容, 则使用LSR分组来请求新条目的详细信息. 这些步骤完成后, 路由器之间建立起完全邻接(full adjacent)关系, 链路状态数据库实现了同步. 在多路访问网络内, DR与BDR互换信息, 同时与本多路访问网络内其他路由器交换链路状态信息.3) 计算路由表当一个路由器拥有完整的链路状态数据库, 将采用Dijkstra算法计算并创建路由表. OSPF采用成本(cost)度量值来决定到目的网络的最佳路径. 缺省的成本度量值是基于传输介质的带宽, 一般来说成本度量值随着链路速率的增大而降低.4) 更新链路状态信息链路状态发生变化时, OSPF路由器通过洪泛(flooding)过程将这一变化通知给网络中的其他路由器. 另外, 即使链路状态没有发生变化, OSPF路由信息也会被周期性地刷新, 缺省的刷新周期为30分钟.3 多区域OSPF协议的仿真实现GNS3(Graphical Network Simulator)是一款可以仿真复杂网络的图形化网络设备仿真软件, 运行真实的IOS, 它提供的虚拟环境较接近于真实的路由交换设备[7]. 在GNS3中搭建如图2所示网络, 其中路由器R1～R7型号均为c3640, 加载的IOS文件为C3640-IK.BIN.图2 网络连接图3.1 路由器的基本配置按照表1, 分别配置路由器R1～R7各端口的IP地址、子网掩码.表1 路由器的网络连接参数路由器接口IP地址子网掩码R1s0/010.0.0.1255.255.255.0255.255.255.0 s0/110.0.1.1R2s0/010.0.0.2255.255.255.0 s0/110.0.2.1255.255.255.0f1/0192.168.0.1255.255.255.0 R3s0/010.0.1.2255.255.255.0s0/110.0.2.2255.255.255.0 f1/0172.16.0.1255.255.255.0R4f0/0192.168.0.2255.255.255.0 f1/0192.168.1.1255.255.255.0R5f0/0192.168.0.3255.255.255.0 f1/0192.168.2.1255.255.255.0R6f0/0172.16.0.2255.255.255.0 f1/0172.16.1.1255.255.255.0R7f0/0172.16.0.3255.255.255.0 f1/0172.16.2.1255.255.255.03.2 PC机的配置按照表2, 分别配置PC1～PC4的IP地址、子网掩码、默认网关.表2 PC机的网络连接参数主机IP地址子网掩码默认网关PC1192.168.1.2255.255.255.0192.168.1.1PC2192.168.2.2255.255.255.0192.168.2.1PC3172.16.1.2255.255.255.0172.16.1.1PC4172.16.2.2255.255.255.0172.16.2.13.3 OSPF协议配置整个网络被分为3个区域, 分别为area 0、area 1、area 2, 如图2所示. (1) 路由器R1配置[8]R1(config)#router ospf 1 // 启用OSPF协议R1(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0 // 指定直连网络及所在区域R1(config-router)#network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 0(2) 路由器R2配置R2(config)#router ospf 1R2(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0R2(config-router)#network 10.0.2.0 0.0.0.255 area 0R2(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 1(3) 按照同样的方法配置路由器R3～R7.3.4 测试结果分析(1) 用ping命令测试PC1～PC4之间的连通性. 正确连接网络并完成路由器(R1～R7)、PC机(PC1～PC4)的基本配置后, 由于路由器上没有启用路由协议, 无法实现任意两台PC之间的连通. 分别为R1～R7正确配置OSPF路由协议后, 可以实现整个网络的连通, PC1～PC4之间可以相互连通.(2) 用命令“show ip route”可以查看各路由器的路由表.(3) 分别在路由器R1、R2、R4、R3、R6上, 用命令“show ip ospf neighbor”查看邻居关系. 可以得到如下结果:R1分别与R2、R3形成了全邻接(FULL)关系. 由于R1、R2、R3之间连接的是点对点网络, 因此没有经过DR(BDR)的选举过程.R2分别与R1、R3、R4、R5形成了全邻接(FULL)关系, 同时R4为备份指定路由器(BDR), R5为其他路由器(DROTHER). R4分别与R2、R5形成了全邻接(FULL)关系, 同时R2为指定路由器(DR), R5为其他路由器(DROTHER). 可以看出, 由于连接R2、R4、R5的是多路访问网络, 因此需要在R2、R4、R5中选取DR和BDR. 在R2上执行OSPF的“network”命令时, 虽然R4、R5的OSPF进程还未启动, 但是DR和BDR的选举过程已经开始了, 所以最终把标识符(192.168.0.1)并不是最大的R2选作了DR.R3分别与R1、R2、R6、R7形成了全邻接(FULL)关系, 同时R6为备份指定路由器(BDR), R7为其他路由器(DROTHER). R6分别与R3、R7形成了全邻接(FULL)关系, 同时R3为指定路由器(DR), R7为其他路由器(DROTHER).4 结论OSPF协议是计算机网络中的一个核心协议, 其工作原理复杂难懂. 通过对多区域OSPF网络仿真过程的分析, 加深了对OSPF协议的理解, 有助于我们更好地掌握OSPF的工作过程. 搭建的网络拓扑及配置过程比较简单, 但是对于OSPF协议在实际网络中的部署具有一定的现实指导意义.1 谢希仁.计算机网络.北京:电子工业出版社, 2013.2 J. Moy. RFC2328 - OSPF Version 2. 1998,4.3 Tanenbaum AS, Wetherall DJ. 严伟,潘爱民,译.计算机网络.北京:清华大学出版社,2012.4 寇晓蕤,罗军勇,蔡延荣.网络协议分析.北京:机械工业出版社,2009.5 王曙燕,王春梅.数据结构与算法.北京:人民邮电出版社,2013.6 McGregor M. 李逢天,张帆,程实,译.CCNP思科网络技术学院教程(第五学期)高级路由.北京:人民邮电出版社,2001.7 马素刚,赵婧如,孙韩林.计算机组网实验教程.西安:西安电子科技大学出版社,2014.8 杨松,李开海.思科交换机和路由器配置案例教程.北京:北京理工大学出版社,2014. Research and Simulation of OSPF Routing ProtocolMA Su-Gang(Computer School, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China)Abstract： OSPF (Open Shortest Path First) is a typical link state routing protocol, and is widely used. Based on the intensive research of the packet type, packet header format and working principle of OSPF, anexperimental network model including multi OSPF areas was designed. On the GNS3 platform, a simulation network environment was built, the routers and computers were configured, and the designed network model was successfully simulated. The simulation results verify the working process of OSPF, and provide a reference for the proper deployment of OSPF in the actual network.Key words：open shortest path first (OSPF); link-state advertisement (LSA); autonomous system; GNS3; simulation①基金项目：陕西省教育厅科研计划项目(14JK1662);陕西省科技统筹创新工程计划项目(2015KTCQ01-14)收稿时间：2015-09-02;收到修改稿时间:2015-11-02GNS3(Graphical Network Simulator)是一款可以仿真复杂网络的图形化网络设备仿真软件, 运行真实的IOS, 它提供的虚拟环境较接近于真实的路由交换设备[7]. 在GNS3中搭建如图2所示网络, 其中路由器R1～R7型号均为c3640, 加载的IOS文件为C3640-IK.BIN.3.1 路由器的基本配置按照表1, 分别配置路由器R1～R7各端口的IP地址、子网掩码.3.2 PC机的配置按照表2, 分别配置PC1～PC4的IP地址、子网掩码、默认网关.3.3 OSPF协议配置整个网络被分为3个区域, 分别为area 0、area 1、area 2, 如图2所示.(1) 路由器R1配置[8]R1(config)#router ospf 1 // 启用OSPF协议R1(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0 // 指定直连网络及所在区域R1(config-router)#network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 0(2) 路由器R2配置R2(config)#router ospf 1R2(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0R2(config-router)#network 10.0.2.0 0.0.0.255 area 0R2(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 1(3) 按照同样的方法配置路由器R3～R7.3.4 测试结果分析(1) 用ping命令测试PC1～PC4之间的连通性. 正确连接网络并完成路由器(R1～R7)、PC机(PC1～PC4)的基本配置后, 由于路由器上没有启用路由协议, 无法实现任意两台PC之间的连通. 分别为R1～R7正确配置OSPF路由协议后, 可以实现整个网络的连通, PC1～PC4之间可以相互连通.(2) 用命令“show ip route”可以查看各路由器的路由表.(3) 分别在路由器R1、R2、R4、R3、R6上, 用命令“show ip ospf neighbor”查看邻居关系. 可以得到如下结果:R1分别与R2、R3形成了全邻接(FULL)关系. 由于R1、R2、R3之间连接的是点对点网络, 因此没有经过DR(BDR)的选举过程.R2分别与R1、R3、R4、R5形成了全邻接(FULL)关系, 同时R4为备份指定路由器(BDR), R5为其他路由器(DROTHER). R4分别与R2、R5形成了全邻接(FULL)关系, 同时R2为指定路由器(DR), R5为其他路由器(DROTHER). 可以看出, 由于连接R2、R4、R5的是多路访问网络, 因此需要在R2、R4、R5中选取DR和BDR. 在R2上执行OSPF的“network”命令时, 虽然R4、R5的OSPF进程还未启动,但是DR和BDR的选举过程已经开始了, 所以最终把标识符(192.168.0.1)并不是最大的R2选作了DR.R3分别与R1、R2、R6、R7形成了全邻接(FULL)关系, 同时R6为备份指定路由器(BDR), R7为其他路由器(DROTHER). R6分别与R3、R7形成了全邻接(FULL)关系, 同时R3为指定路由器(DR), R7为其他路由器(DROTHER).OSPF协议是计算机网络中的一个核心协议, 其工作原理复杂难懂. 通过对多区域OSPF网络仿真过程的分析, 加深了对OSPF协议的理解, 有助于我们更好地掌握OSPF的工作过程. 搭建的网络拓扑及配置过程比较简单, 但是对于OSPF协议在实际网络中的部署具有一定的现实指导意义.1 谢希仁.计算机网络.北京:电子工业出版社, 2013.2 J. Moy. RFC2328 - OSPF Version 2. 1998,4.3 Tanenbaum AS, Wetherall DJ. 严伟,潘爱民,译.计算机网络.北京:清华大学出版社,2012.4 寇晓蕤,罗军勇,蔡延荣.网络协议分析.北京:机械工业出版社,2009.5 王曙燕,王春梅.数据结构与算法.北京:人民邮电出版社,2013.6 McGregor M. 李逢天,张帆,程实,译.CCNP思科网络技术学院教程(第五学期)高级路由.北京:人民邮电出版社,2001.7 马素刚,赵婧如,孙韩林.计算机组网实验教程.西安:西安电子科技大学出版社,2014.8 杨松,李开海.思科交换机和路由器配置案例教程.北京:北京理工大学出版社,2014.。
OSPF_协议的解析及详解协议名称：OSPF（开放最短路径优先）协议的解析及详解一、引言OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。
它是一种链路状态（Link-State）协议，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算出最短路径，并将其作为路由表的依据。
本协议的目的是为了提供高效、可靠、可扩展的路由选择机制，以满足大规模IP网络的需求。
二、协议概述1. 协议目标OSPF协议的目标是实现以下功能：- 提供快速、准确的路由选择机制；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的动态邻居发现和链路状态信息的交换；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份。
2. 协议特点OSPF协议具有以下特点：- 基于链路状态的路由选择机制，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算最短路径；- 支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）技术，可以对不同子网使用不同的子网掩码；- 支持路由器之间的动态邻居发现，使用邻居关系数据库来管理邻居关系；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份，通过选举DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）来提高网络稳定性。
三、协议工作原理1. 链路状态数据库（LSDB）每个OSPF路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了该路由器所知道的网络中所有路由器的链路状态信息。
LSDB中的每个条目包含了邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号、链路状态生存时间等信息。
2. 链路状态通告（LSA）OSPF路由器通过链路状态通告（LSA）来交换链路状态信息。
LSA是一种数据包，其中包含了路由器所知道的链路状态信息，如邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号等。
基于OSPF协议可信路由技术研究及实现作者：许胜来源：《电脑知识与技术》2019年第15期摘要：在现实世界中，随着计算机网络不断发展，互联网安全问题也日益突出，网络威胁倍增。
OSPF协议作为重要的内部网关协议，其安全性影响到整个自治系统的安全。
本文将围绕互联网安全为中心，以OSPF协议为基础，通过分析可信网络的技术条件，得出OSPF路由协议需要改进的方面。
关键词：可信网络环境;TCG OSPF协议中图分类号：TP393 ; ; ;文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）15-0038-02随着互联网的不断发展，互联网安全问题日益突出。
在此情形下，民众逐渐对互联网失去信心。
因此，重建可信互联网，提供值得信任的网络服务的任务变得无比迫切。
作为重建可信互联网环节中的至关重要的一环，可信路由技术越来越受到关注，也逐渐成为一个重要的研究方向。
1 可信网络环境分析及漏洞分析1.1 可信网络环境分析日前，网络安全越来越成为一个重要的问题，人们也越来越注重自身的网络安全。
联系具有多样性和客观性。
可信网络像是一把双刃剑，既给我们带来极大的便利，许多东西已经可以借助互联网来完成。
然而在可信网络给我们极大便利的同时，也给我们带来巨大的威胁。
由于可信网络的渗透性以及侵略性，我们的个人信息极端泄漏。
在此情况下，许多不法分子利用可信网络的这一特性窃取公民的个人信息，实施犯罪行为。
例如现在已经成为我们日常生活一部分的移动支付，我们利用移动支付来进行购物、消费、出行。
移动支付与我们的财产安全息息相关。
但是移动支付必须依靠可信网络才能完成，也就是说可信网络是移动支付的基础，没有可信网络，移动支付根本就不可能完成。
在此情形下，可信网络的安全性就显得格外重要了，一旦可信网络的安全性得不到保证，我们的财产安全就会受到威胁。
而一旦可信网络出现了漏洞，我们的财产安全势必会出现问题。
在当今这种局势下，我们要注重可信网络的安全性建设。
