ospf协议范文精选

摘要：本文介绍了OSPF协议以及SPF算法，并在实验中具体配置设备来实现OSPF协议。

关键词：OSPF SPF 骨干域

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0047-01

当今世界随着网络技术的飞速发展，网络的规模的不断扩大， OSPF协议已成为目前网络中采用最多、应用最广泛的路由技术之一。OSPF协议使用了Dijkstra提出的最短路径算法（SPF），即在所有的自治系统内部使用的路由选择协议都是要寻找一条最短的路径。在一个路由域内采用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。

1 路由协议

路由协议是路由器之间相互学习所连网络的信息，进行路由信息交换所要遵循的网络协议。路由器通过路由协议所定义的方式与设定好的路由器进行路由信息交换，并根据不断获得的信息计算或刷新路由器中保存的路径信息，并产生相应的路由表。路由器利用路由表作出当前收到的IP数据包应该转发往何处的判断。

2 OSPF路由协议

2.1 SPF算法

【摘要】OSPF是开放最短路径优先路由协议，它是一种链路状态型路由协议，功能强大，负载小，通过自身维持的数据链路状态库计算路由表，收敛时间短，工作效率高，基于分层的网络规划可以在中型、大型网络规模中使用，OSPF支持MD5验证，在路由器相互交换信息中的安全性得到保障，是大型网络规划时的首选。

【关键词】OSPF；邻接关系通告；分组；区域；数据库

一、OSPF介绍

OSPF：Open Shortest Path First 开放最短路径优先是基于RFC 2328的开放标准协议，它非常复杂涉及到多种数据类型，网络类型，数据通告过程等，灵活的接口类型，可以随处设置通告网络地址，方便的修改链路开销等。

二、OSPF邻居关系的建立

1.在局域网中路由器A启动后处于down状态，此时没有其它路由器与它进行信息交换，它会从启用OSPF协议的接口向外发送Hello分组，发送分组使用组播地址：224.0.0.5。

2.所有运行OSPF的直连路由器将会收到Hello分组，并将路由器A加入到邻居列表中，此时的邻居处于Init状态（初始化状态）。

3.所有收到Hello分组的路由器都会向路由器A发送一个单播应答分组，其中包含它们自身的信息，并包含自己的邻居表（其中包括路由器A）。

摘要 OSPF协议全称是开放的最短路径优先协议（Open Shortest-Path First）。OSPF从多个方面体现了其优越性：在路由算法方面采用最短路径优先算法，根据链路的实际情况计算每条链路的开销，把到任意网络的最小开销的路径写入路由表；在数据库管理方面， OSPF采用多数据库的方式进行网络信息管理。数据库包括：邻居关系表 、拓扑结构表、路由表。OSPF通过发送hello数据包构建邻居关系，通过和邻居间的互相学习构建整个网络的拓扑结构数据库，以自己为根，根据数据库算出每个链路的开销，把最优路由写入路由表里面；OSPF协议采用层次化的方式管理网络。OSPF层次分为骨干区域和非骨干区域。骨干区域主要用于连接各个非骨干区域，并且转发数据。非骨干区域与骨干区域相连。各个区域内的结构发生变化时，路由更新仅仅在区域内更新，不会穿越到其它区域，从而减少了不必要的路由更新信息包。

关键词 OSPF；LSA；ABR；ASBR；LADB；BACKBONE

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0168-02

在广域网组建过程中主要用到的路由协议有：rip、ripv2、eigrp、OSPF、is-is。在这些协议中OSPF以其自身独特的路由算法，以及链路更新技术成为了使用率最高的路由协议。

1 OSPF协议属于链路状态（link-state routing protocol）路由协议

链路状态路由协议主要特点如下：

1）对网络发生的变化能够快速收敛；

2）当网络发生变化或者设备变更的时候发送触发式更新（triggered update）；

摘 要：本文根据RFC2328 draft简单介绍动态路由协议OSPFv2的技术特点，重点分析OSPF 链路状态数据库以及route-id冲突引起的严重后果，特别指出网络规划中OSPF router-id正确分配的重要性。

关键词：动态路由协议；链路状态路由协议；OSPF；router-id冲突；自治系统；CE；RFC2328

1 OSPFv2协议研究

1.1 OSPF协议概述

IETF为了满足建造越来越大基于IP网络的需要，形成了一个工作组，专门用于开发开放式的、链路状态路由协议，以便用在大型、异构的IP网络中。新的路由协议已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先（SPF）路由协议为基础，在市场上广泛使用。包括OSPF在内，所有的SPF路由协议基于一个数学算法Dijkstra算法。这个算法能使路由选择基于链路状态，而不是距离向量。

OSPF由IETF在20世纪80年代末期开发，OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本。最初的OSPF规范体现在RFC1131中，第1版（OSPF版本1）很快被进行重大改进的版本所代替，新版本体现在RFC1247文档中，RFC1247OSPF称为OSPF版本2是为了明确指出其在稳定性和功能性方面的实质性改进。OSPF版本2中有许多更新文档，每一个更新都是对开放标准的精心改进，后续的规范出现在RFC 1583、2178和2328中。

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。

OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同，运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。

摘 要：介绍了OSPF协议中区域划分的主要用途，重点对骨干区域的应用进行了描述。

关键词：OSPF；骨干区域

开放式最短路径优先OFPF（Open Shortest Path First）协议是IETF定义的一种基于链路状态的内部网关路由协议，它从设计上就保证了无路由环路。OSPF支持区域划分，支持触发更新，能够快速检测并通告自治系统内的拓扑变化。

1 OSPF的计算过程

每个OSPF路由器通过泛洪链路状态通告LSA（Link State Advertisement）即向外本地链路状态信息（例如可用的端口，可到达的邻居以及相邻的网段信息等等）。泛洪是指OSPF路由器之间发送及同步连接状态数据库的过程。

每个路由器通过收集其它路由器的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告，形成一个链路状态数据库（LSDB）。LSDB描述了路由域内详细的网络拓扑结构。在同一个区域内，所有路由器上的链路状态数据库LSDB是相同的。

通过LSDB，每台路由器以SPF算法计算出一棵以自己为根，以网络中其它节点为叶的最短路径树。SPF算法生成的是一棵无环的最短路径树。

每台路由器计算的最短路径树相当于到网络中其它节点的路由表。这样OSPF路由器就能知道如何到达其他路由器。

【摘要】路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）与开放最短路径优先协议OSPF（Open Shortest Path First）都是工作在TIC/IP网络架构中网络层的内部网关协议（IGP），在网络拓扑路径寻址中担任重要的角色。笔者介绍这两种协议的基本特点，以及两者的应用领域，在此基础上探讨这两种网路协议的不同之处。

【关键字】RIP OSPF IGP 网路拓扑

1 引言

进入21世纪以来，我国网络发展越来越迅猛，更多的传统设备如电视，手机，空调，汽车等接入到了计算机网络中，如何访问这些设备，需要更加完善的网络中继器，比如集线器，交换机，路由器等。要使这些设备正常工作则需要各种配置协议。

本文从计算机网络拓扑结构出发，引出网络层协议中基于不同算法进行路由寻址的两种内部网关协议RIP和OSPF，阐述两者的基本内容与特点，从其报文格式，路由算法，可作用的网络规模来探讨两者的区别。

2 动态路由协议

拓扑在计算机网络中即是指连接各结点的形式与方法。网络的拓扑结构反映出网中各实体的结构关系，是实现各种网络协议的基础。

不同拓扑结构的网络称为异构网络。异构网络有不同的网络实现技术，路由器使得异构网络可以相互访问。路由器根据其内部的路由表转发数据包，路由表里的项目存储着数据包从某个网络或主机到另一个网络或主机所经过的物理端口，从该端口发送出去就可以到达该路由上的下一跳路由器或该端口直接相连的主机。

【摘要】 在拓扑结构越来越复杂的互联网之中，路由协议的安全性对于改善网络质量所发挥出的作用越来越明显。文中主要就OSPF路由协议的安全机制进行了分析，并探讨了OSPF路由协议的安全性完善措施。

【关键词】 OSPF协议 安全性 报文验证

OSPF全称为Open Shortest Path First，属于内部网关协议，在如今的互联网之中应用最为广泛。OSPF本身具有一定的安全性，但是其本身所具备的安全性却并不能够完全胜任新形势下的网络安全要求。为此，我们必须要加强对OSPF协议安全性的研究，在在此基础上强化OSPF安全性。

一、OSPF安全机制

1.1 层次化路由结构

利用OSPF路由协议可以将自治网络划分成为多个区域，在每一个划分之后的区域之中都存在有独立的链路状态数据库，并各自独立执行链路状态路由算法。这就可以让本区域中的拓扑结构对区域之外的网络进行隐藏，并可以让自治系统在交换、传播路由信息的时候的网络流量得到减少，促进收敛速度的加速。

1.2 具有可靠的泛洪机制

在OSPF协议之中采用LSU报文来对路由信息进行携带，并运用协议本身所定义的泛洪机制让区域之中的路由器的链路状态数据库保持良好的一致性，让路由选择一致性得到保障。LSA是OSPF路由协议中路由协议的最小单元，由路由器生成，并在其中包含了LSA的路由器的标识信息，根据这个标识之下的机制，让OSPF拥有一定自我纠错的能力。

目前，OSPF动态路由协议广泛应用于网络，本文对于OSPF动态路由协议进行了分析，从动态路由协议、OSPF路由算法、OSPF网络规划等等反面进行分析，并从优化网络结构，提高网络管理水平方面提出了建议。随着信息化建设的不断发展，计算机网络技术的应用越来越广泛和深入。为了优化现有的网络结构，充分发挥网络优势，深化对网络设备基本原则的理解，理解网络路由协议的主要内容，为了更好地发挥网络路由设备的性能，提高网络的效率和可靠性，以满足信息化建设的发展。

一、动态路由协议OSPF

在计算机网络中，路由器是一个转运站，网络数据的目的是网络通过路由器进行转发，转发是基于路由表。路由协议路由表，路由协议，作为一种重要的TCP / IP协议的，路由过程实现好坏将直接影响到整个网络的效率。简单网络可以通过静态路由协议之间的网络路由，如果您正在使用一个静态路由协议，路由表将会非常大，静态路由不会考虑网络负载的现状，并不能自动适应网络拓扑的变化和路由效率。所以，在现代计算机网络，通常使用动态路由协议自动计算最佳路径。OSPF动态路由协议，使用SPF演算法，用于选择最佳路径。基于带宽更快的收敛速度，支持变长子网掩码VLSM，路由强大的测量大型网络（255），大多数人支持OSPF路由器的数量，现在已经成为最广泛使用的动态路由协议的内部网关协议。

二、动态路由协议分类

（1）根据角色路由协议的范围可分为：内部和外部网关协议。内部网关协议运行是在一个自治系统中，外部网关协议是自治系统之间的轮换。OSPF是一个最常用的内部网关协议。根据算法和路由协议可以分为链路状态和距离向量协议，距离矢量协议包括RIP和边界网关协议。链路状态协议与OSPF是基本相同的，主要区别在上述两个算法和计算发现路由的方法。

（2）根据目的地址的路由协议类型可分为：单播和多播协议。单播协议包括RIP、OSPF和东部，包括PIM SM -多播协议，PIM - DM，等等。根据网络规模，应增加路由器运行OSPF协议的数量，并将导致LSDB（链路状态数据库）占用大量的存储空间，增加SPF（最短路径优先）算法操作的复杂性，增加CPU的负担。根据网络规模增加拓扑变化的概率也将增加，每一个变化可能导致网络路由器计算“动荡”，根据网络往往会导致所传播的网络会有很多OSPF协议信息，减少网络带宽的利用率。为了解决这个问题，OSPF协议将自治系统分为不同的区域（区域）。逻辑路由器的区域被划分为不同的群体。每个区域独立于SPF路由算法的基础上运行，这意味着每个地区都有自己的LSDB和拓扑的一部分。对于每个区域，区域外的网络拓扑是不可见的。同样，每一个区域的路由器也不了解该地区以外的网络结构。OSPF LSA无线电阻碍该地区边界，大大减少了OSPF路由信息流动，提高了OSPF运行效率。路由器接口基于区域，而不是划分基于路由器，路由器可以属于一个区域，也可以属于多个领域。属于多个区域称为区域边界路由器，OSPF路由器应注意边界路由器特征，可以呈现主体与部分之间的关系，也可以是一个逻辑连接。

三、OSPF协议的路由算法

OSPF CO pen最短路径优先，使用开放最短路径优先协议，选择最佳路径最短路径算法（SPF），也被称为Dijkstra算法。SPF演算法是基于OSPF路由协议的，SPF算法将每个路由器作为根（ROOT），计算每个目的地的距离路由器，每个路由器拓扑结构的计算方法是根据一个统一的数据库，结构类似于一个树，SPF演算法得到最短路径树。OSPF路由协议，根据树干的最短路径长度，即每个目的地路由器的OSPF路由器距离，称为OSPF成本，根据最短路径通过最小化的成本价值判断每个路由器基于成本的总和值链接。每个路由器使用SPF演算法来计算最短路径树的根，树便给了自治系统路由，路由器从表中每个节点基于最短路径，最短路径树结构是不同的每个路由器的路由表。

摘要:OSPF是一种典型的链路状态动态路由协议,是IETF(Internet Engineering Task Force)IGP工作组提出的一种基于SPF算法的路由协议。OSPF具有迅捷的收敛速度和适于大型网络实施的可扩展性。

关键词:OSPF 收敛 DR BDR 开销

OSPF（Open Shortest Path First,开放最短路径优先）路由协议是一种典型的链路状态路由协议。IETF（Internet Engineering Task Force,Internet工程任务组）的OSPF小组在1987年开始开发OSPF协议,1989年OSPFv1规范在RFC 1131中,但OSPFv1是一种实验性的路由协议,未获得实施。1991年OSPFv2由John Moy在RFC 1247中引入,1998年OSPFv2规范在RFC 2328中得到更新,目前广泛使用的就是OSPFv2。

3、OSPF的运行步骤

3.1 建立邻接关系

路由器如果想与其邻居路由器建立邻接关系,首先需要发送带有自己ID的Hello包,与其相邻的路由器收到这个Hello包后,就会把Hello包中的ID添加到自己的Hello包里,同时使用这个Hello包应答先前收到的Hello包。路由器的接口收到应答的Hello包,并且在应答的Hello包中发现了自己的ID,路由器的该接口就与其连接的邻居路由器之间建立了邻接关系。当该接口所连接的网络类型为广播多路访问网络的时候,就进入下步选举DR和BDR的步骤;如果该接口所连接的网络类型为点对点网络的时候,就跳过选举DR和BDR的步骤,直接进入第三步骤。

路由器之间在建立邻接关系的过程中,相关接口会逐步经历7种状态。其中1～3状态的演变属于第一步骤,4~7状态的演变属于第三步骤。

（7）Full Adjacency状态。完成LSA的交换后,路由器就进入Full Adjacency 状态,即完全邻接关系（完全毗邻关系）。

摘要：随着Internet技术在全球范围的飞速发展，世界各地的个人和企业单位都纷纷接入到这个世界上最大的计算机网络中。OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。

关键词： 动态路由；OSPF；自治系统配置命令；链路

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）34-7697-02

21世纪是网络的世界，我们每个人都在不知不觉中融入这个网络世界。而路由器在网络中发挥着越来越重要的作用，其主要负责在网络层间按传输数据分组的，并确定网络上数据传送的最佳路径。世界各地的个人和企业单位接入到Internet的自治系统有大有小，小型自治系统因其网络结构简单往往采用静态路由技术即可完成自治系统内的路由寻址，然而大、中型自治系统的网络拓扑结构往往更加复杂，采用依靠人工分配的静态路由技术存在很大的困难，因此根据合理的路由寻址算法设计的动态路由技术随之诞生，而OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。

1 OSPF的基本概念

开放最短路径优先协议（Open Shortest Path First）简称OSPF，它是路由选择协议中非常重要的一种协议，这是一种典型的链路状态（Link-state）路由协议，是由Internet工程任务组开发的内部网关（IGP）路由协议，其主要用在一个路由域内。路由域是指一个网络自治系统（Autonomous System），所谓自治系统是指一组路由器都使用同一种路由协议交换路由信息，网络中每个路由器都有一个唯一的标识，用于在链路状态数据库（LSDB）中标识自己。LSDB描述的是整个网络的拓扑结构，包括网络内所有的路由器，作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，OSPF协议使用最短路径优先算法，利用LSA通告得来的信息计算每一个目标网络的最短路径，以自身为根生成一个树，包含了到达每个目的网络的完整路径。

OSPF的路由标示是一个32位的数字，它在自治系统中被用来唯一识别路由器。默认地使用最高回送地址，若回送地址没有被配置，则使用物理接口上最高的IP地址作为路由标示。OSPF在相邻路由器间建立邻接关系，使它们能利用HELLO包维护关系并交换信息。OSPF使用区域来为自治系统分段，区域0是一个主干区域，每一个OSPF网络必须具有，其他的区域通过区域0互连到一起。

2 OSPF的特点