浅析OSPF动态路由协议

ospf协议OSPF路由协议是用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。

该协议使用链路状态路由算法的内部网关协议（IGP），在单一自治系统（AS）内部工作。

适用于IPv4的OSPFv2协议定义于RFC 2328，RFC 5340定义了适用于IPv6的OSPFv3。

开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）是广泛使用的一种动态路由协议，它属于链路状态路由协议，具有路由变化收敛速度快、无路由环路、支持变长子网掩码（VLSM）和汇总、层次区域划分等优点。

在网络中使用OSPF协议后，大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成，无须网络管理员人工配置，当网络拓扑发生变化时，协议可以自动计算、更正路由，极大地方便了网络管理。

但如果使用时不结合具体网络应用环境，不做好细致的规划，OSPF协议的使用效果会大打折扣，甚至引发故障。

[1] OSPF协议是一种链路状态协议。

每个路由器负责发现、维护与邻居的关系，并将已知的邻居列表和链路费用LSU(Link State Update)报文描述，通过可靠的泛洪与自治系统AS(Autonomous System)内的其他路由器周期性交互，学习到整个自治系统的网络拓扑结构;并通过自治系统边界的路由器注入其他AS的路由信息，从而得到整个Internet的路由信息。

每隔一个特定时间或当链路状态发生变化时，重新生成LSA，路由器通过泛洪机制将新LSA通告出去，以便实现路由的实时更新。

1.初始化形成初始端口信息：路由器初始化或网络结构发生变化（例如链路更改，路由器被添加或损坏）时，相关路由器将生成链路状态广播数据包LSA，其中包含所有已连接的链路在路由器上，即所有端口的状态信息。

2.路由器通过泛洪机制交换链路状态信息：一方面，每个路由器将其LSA数据包传输到所有相邻的OSPF路由器；另一方面，它从相邻的OSPF路由器接收LSA数据包，并据此更新自己的数据库。

OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在IP网络中实现动态路由。

本文将对OSPF协议进行解析和详解，包括其基本概念、工作原理、路由计算算法、协议报文格式以及配置和故障排除等方面的内容。

一、基本概念1.1 OSPF协议OSPF是一种链路状态路由协议，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护路由表。

它基于Dijkstra算法，具有快速收敛、可扩展性强等特点。

1.2 OSPF区域OSPF将网络划分为不同的区域，每个区域由一个区域边界路由器（Area Border Router，ABR）连接。

区域之间通过区域边界路由器进行路由信息的交换。

1.3 OSPF邻居关系OSPF通过建立邻居关系来交换路由信息。

邻居关系的建立是通过Hello报文来实现的，Hello报文中包含了路由器的标识、优先级、网络类型等信息。

二、工作原理2.1 OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。

每个路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database，LSDB），其中保存了所有邻居路由器发送的链路状态信息。

根据LSDB中的信息，路由器计算出最短路径树，并更新路由表。

2.2 OSPF的路由选择OSPF使用最短路径优先（Shortest Path First，SPF）算法来选择最优路径。

SPF算法考虑了路径的成本（Cost），成本越低的路径被认为是最优路径。

2.3 OSPF的路由更新OSPF使用链路状态通告（Link State Advertisement，LSA）来更新路由信息。

当网络拓扑发生变化时，路由器会生成LSA，并向邻居路由器发送更新信息。

邻居路由器收到LSA后，更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。

三、协议报文格式3.1 Hello报文Hello报文用于建立邻居关系。

它包含了路由器的标识、优先级、Hello间隔等信息。

OSPF_协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First），即开放式最短路径优先协议，是一种用于路由选择的广泛应用的动态路由协议。

OSPF协议通过建立邻居关系和交换链路状态信息（LSA）来计算路由表，实现网络之间的最短路径选择。

首先，OSPF协议使用一个特殊的Hello报文来建立邻居关系。

当OSPF路由器被配置为OSPF路由器并启动时，它将向相邻路由器发送Hello报文，以确认对方是否也是OSPF路由器，并建立邻居关系。

Hello 报文还包含了一些其他的信息，如路由器ID、网络类型等。

建立邻居关系后，OSPF路由器将开始交换链路状态信息（LSA）。

每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了网络拓扑和链路状态的信息。

路由器将通过将LSA广播到整个OSPF区域来交换LSA，并在收到的LSA中更新其链路状态数据库。

链路状态信息包括了路由器的ID、邻接路由器的ID、链路的状态（如开启、关闭等）、链路的带宽等。

在交换链路状态信息的过程中，OSPF使用Dijkstra算法来计算出最短路径。

Dijkstra算法将使用下面的几个参数来计算路径的开销：-路由器的ID-链路的带宽-路由器到邻接路由器的开销-链路连接状态利用这些参数，OSPF路由器将计算出从源路由器到所有其他路由器的最短路径，并将结果存储在路由表中。

OSPF路由器将通过路由表选择最佳路径来转发数据包。

此外，OSPF还支持网络分割和级别的概念。

网络分割意味着将大的OSPF网络划分为多个区域，每个区域有一个主要的路由器来处理该区域内部的路由选择。

级别是指区域之间的层次结构，底层的区域将汇总上层的信息，以减少网络的规模。

OSPF协议具有以下优点：-支持大规模网络：OSPF可以处理复杂的网络拓扑，适用于大型企业网络和因特网。

-支持快速收敛：OSPF可以快速适应网络拓扑的变化，重新计算最短路径并更新路由表。

动态路由-----OSPF协议原理与单区域实验配置⼀.OSPF协议的介绍1.OSPF的概述OSPF(Open Shortest Path First)是⼀个内部⽹关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)。

与RIP相对，OSPF是链路状态路协议，⽽RIP是距离向量路由协议。

链路是路由器接⼝的另⼀种说法，因此OSPF也称为接⼝状态路由协议。

OSPF通过路由器之间通告⽹络接⼝的状态来建⽴链路状态数据库，⽣成最短路径树，每个OSPF路由器使⽤这些最短路径构造路由表。

⽹络，OSPFv3⽤在⽹络。

可⽤于⼤型⽹络。

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。

在OSPF协议下的路由器⼯作流程：2.OSPF的区域简介外部AS:⼀般来讲是运⾏另⼀个路由选择协议的区域,⽐如RIP,EIGRP等。

⾻⼲区域:Area 0,所有区域都必须(⼀般情况下)通过⾻⼲区域进⾏区域间的路由。

标准区域:同上,即最普通的区域。

末梢区域:Stub Area,不接收外部AS（AS代表同⼀路由协议下的路由区域）的路由信息。

完全末梢区域:Totally Stub Area,不接收外部AS的路由信息,同时也不接收本AS中其他Area的。

⾮纯末梢区域:NSSA(Not-So-Stub-Area),允许接收外部AS中以类型7的LSA发送的路由信息,并且ABR将类型7的LSA转换成类型5的LSA 在本AS内进⾏发送...3.OSPF的五种路由器DR:指定路由器，⼀个区域中的主路由器，当其他路由发数据给它时，指定路由器负责通知所有路由器。

动态路由协议：RIP 与OSPF1. 动态路由特点：减少管理任务、增加网络带宽。

2. 动态路由协议概述：路由器之间用来交换信息的语言。

3. 度量值：带宽、跳数、负载、时延、可靠性、成本。

4. 收敛：使所有路由表都达到一致状态的过程动态路由分类：自治系统（AS ）内部网关协议（EIGRP 、RIP 、OSPF 、IGP ）外部网关协议（EGP ）按照路由执行的算法分类：距离矢量路由协议（RIP ）链路状态路由协议（OSPF ）两种结合（EIFRP ）RIP ：RIP 是距离矢量路由协议。

RIP 基本概念：定期更新（30秒）、邻居、广播更新、全路由表更新 RIP 最大跳数为15跳，16跳为不可达RIP 使用水平分割，防止路由环路：从一个接口学习到的路由信息，不再从这个接口发出去RIPv1：有类路由、RIPv2：无类路由OSPF ：OSPF 是链路状态路由协议。

Router ID 是OSPF 区域内唯一标识路由器的IP 地址。

Router ID 选取规则：先选取路由器lookback 接口上最高的IP 地址，如果没有lookback 接口，就选取物理接口上的最高IP 地址。

也可以使用Router-id 命令手动指定。

OSPF 有三张表：邻接关系表、链路状态数据库、路由表》》首先建立邻接关系，然后建立链路数据库，最后通过SPF 算法算出最短路径树，最终形成路由表 OSPF 的度量值为COST （代价）：COST=10^8/BW接口类型 代价（108/BW ）Fast Ethernet 1Ethernet 1056K 1785OSPF 和RIP 的比较：OSPF RIP v1 RIP v2链路状态路由协议 距离矢量路由协议没有跳数的限制 RIP 的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达支持可变长子网掩码 （VLSM ） 不支持可变长子网掩码（VLSM ） 支持可变长子网掩码（VLSM ）收敛速度快 收敛速度慢使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使用触发更新，提高了带宽的利周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用将产生很大问题用率OSPF区域：为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域，每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息。

OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。

它基于链路状态算法，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护一个最短路径树，从而实现网络中的路由选择。

一、OSPF协议的概述OSPF是一种开放式协议，它具有以下特点：1. OSPF是基于链路状态的路由协议，每个路由器通过交换链路状态信息来计算最短路径。

2. OSPF支持VLSM（可变长度子网掩码），可以更好地利用IP地址资源。

3. OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，建立邻居关系，并交换链路状态信息。

4. OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并维护一个最短路径树。

5. OSPF支持分层设计，可以将网络划分为不同的区域，减少链路状态信息的交换量。

6. OSPF支持多种路由类型，如内部路由、外部路由、汇总路由等。

二、OSPF协议的工作原理1. 邻居关系建立OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，并建立邻居关系。

路由器通过发送Hello消息来宣告自己的存在，并等待其他路由器的响应。

当两个路由器之间的Hello消息交换成功时，它们就建立了邻居关系。

2. 链路状态信息交换OSPF邻居路由器之间通过交换链路状态信息（LSA）来了解网络拓扑，并计算最短路径。

每个路由器将自己的链路状态信息发送给邻居路由器，邻居路由器将收到的链路状态信息存储在链路状态数据库（LSDB）中。

3. 最短路径计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。

每个路由器根据收到的链路状态信息，计算出到达目标网络的最短路径，并维护一个最短路径树。

最短路径树由根节点和各个子节点组成，根节点为网络的出口路由器。

4. 路由表生成OSPF根据最短路径树生成路由表，将最短路径信息存储在路由表中。

路由表包含了到达目标网络的下一跳路由器和距离等信息，路由器根据路由表来进行数据转发。

动态路由协议概述动态路由协议是计算机网络中用于交换路由信息和自动选择最佳路径的协议。

在网络中，当数据包需要从源地址传输到目的地址时，路由器负责将数据包转发到下一跳路由器，直到抵达目的地址。

动态路由协议的作用就是帮助路由器选择最佳路径，以提高网络的性能和可靠性。

动态路由协议的工作方式是通过交互式的路由器之间的通信来传递路由信息。

当一个路由器加入到网络中时，它会向周围的路由器发送一个路由请求，请求附带了该路由器的网络拓扑信息。

其他路由器收到请求后，会将自己的路由表信息回复给请求的路由器。

这样就建立了一个动态路由协议的路由信息交换网络。

RIP协议是一种基于跳数的协议，它通过每个路由器的跳数来选择最佳路径。

RIP协议每隔一段时间向邻居路由器广播自己的路由表信息，路由表以距离向量的方式存储。

RIP协议适用于小型网络，但对于大型网络来说，跳数的限制容易产生路由环路。

OSPF协议是一种基于链路状态的协议，它通过每个路由器广播自己的链路状态信息，包括连接的网络、带宽、延迟等。

路由器根据收到的链路状态信息计算最短路径，选择最佳路径。

OSPF协议支持大型网络，并且有更好的路由计算能力，但实现较为复杂。

BGP协议是一种自治系统之间的路由协议，用于连接不同的自治系统。

BGP协议使用路径向量方式存储路由信息，路由器通过向邻居路由器发送更新消息来交换路由信息。

BGP协议适用于大型网络和互联网，但配置和管理较为复杂。

动态路由协议的使用需要注意一些问题。

首先，路由器需要正确配置和管理协议参数和路由策略，以确保选择最佳路径。

其次，路由器之间的邻居关系需要正确建立和维护，以保证路由信息的有效传递。

此外，网络的拓扑结构和带宽分布等因素也会影响动态路由协议的性能。

总之，动态路由协议在计算机网络中起着重要的作用，它可以帮助路由器选择最佳路径，提高网络的性能和可靠性。

不同的动态路由协议有不同的特点和适用场景，使用时需要根据实际情况选择合适的协议并正确配置和管理。

OSPF协议概述OSPF（开放最短路径优先）是一种用于路由选择的动态路由协议，它基于链路状态算法，并采用分层结构来实现网络的可扩展性。

OSPF协议由RFC 2328定义，是互联网工程任务组（IETF）的标准协议之一。

1. 引言OSPF协议是一种内部网关协议（IGP），用于在自治系统（AS）内部的路由器之间交换路由信息。

它通过计算最短路径来选择最优的路由，以实现高效的数据传输。

本协议概述将介绍OSPF协议的基本原理、特点和工作过程。

2. OSPF协议的特点- 开放性：OSPF协议是公开的，任何厂商都可以实现该协议。

- 分层结构：OSPF协议使用区域的概念，将网络划分为多个区域，以提高网络的可扩展性。

- 支持VLSM：OSPF协议支持可变长度子网掩码（VLSM），允许更灵活的地址分配。

- 支持多种网络类型：OSPF协议可以在多种网络类型上运行，包括点对点链路、广播网络、NBMA网络和虚拟链路网络等。

- 支持认证：OSPF协议支持对路由器之间的邻居关系进行身份验证，以确保网络的安全性。

3. OSPF协议的工作原理- 链路状态数据库：每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了整个区域内的链路状态信息。

- 链路状态更新：OSPF路由器通过发送链路状态更新（LSU）消息来通知邻居路由器自己的链路状态信息。

- 最短路径计算：OSPF路由器使用Dijkstra算法来计算从自己到其他路由器的最短路径，并更新自己的路由表。

- 路由表更新：OSPF路由器根据最短路径计算的结果更新自己的路由表，并将路由信息传播给其他路由器。

4. OSPF协议的消息类型- Hello消息：用于建立和维护邻居关系，包括邻居路由器的IP地址、接口类型和优先级等信息。

- LSU消息：用于传输链路状态信息，包括路由器的ID、邻居路由器的ID和链路状态类型等。

- LSR消息：用于请求邻居路由器的链路状态信息。

- LSAck消息：用于确认接收到的LSU消息。