SPF路由协议综述
6页1、OSPF路由协议综述OSPF是链路状态路由协议(link-state routing protocol),属于内部网关路由协议。链路状态路由协议具有以下基本特征:1.对网络发生的变化能够快速响应 (快速响应网络变化)。2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)(被动更新链路状态)。3.发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟 (定时主动更新链路状态)。OSPF工作原理介绍链路状态路由协议只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新.当链路状态发生变化时候,检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement),通过使用组播地址传送给所有的邻居设备,然后每个设备拷贝一份LSA,更新它自己的链路状态数据库(link state database,LSDB),接着再转发LSA给其他的邻居设备。这种LSA的洪泛(flooding)保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB。最总利用SPF算法根据LSDB得到路由表。工作原理总结:链路变化-检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement)-
2、 组播传送给所有邻居设备- 邻居收到LSA拷贝一份用来更新自己本地的链路状态数据库LSDB(link state database),然后转发LSA给其他邻居设备- 整个网络LSDB的同步更新LSDB - SPF算法(shortest path firth)- 到达目的网络的最佳路径 - SPF Tree - 选出最佳路径 - 加入路由表 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。OSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层:1. transit area(backbone或area 0) 2. regular areas(non-backbone areas)transit area负责的主要功能是IP包快速和有效的传输。transit area互联OSPF其他区
3、域类型,一般这个区域里不会出现端用户(end user)。 regular areas负责的主要功能就是连接用户和资源。这种区域一般是根据功能和地理位置来划分,一般一个regular area不允许其他区域的流量通过它到达另外一个区域。regular area 之间的数据必须穿越transit area。注意:area 1和area 2或3之间的连接是不允许的,它们都必须通过backbone area 0进行连接.Cisco建议每个区域中路由器的数量为50到100个。构建area 0的路由器称为骨干路由器(backbone router,BR),如上图,A和B就是BR;区域边界路由器(area border router,ABR)连接area 0和nonbackbone areas.如图,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征:1.分隔LSA洪泛的区域 2.是区域地址汇总的主要因素 3.一般做为默认路由的源头 4.为每个区域保持LSDB 理想的设计是使每个ABR只连接2个区域,backbone和其他区域,3个区域为上限。OSPF Calculation 链路状态路由协议使用Dij
4、kstra算法(典型的SPF算法)来查找到达目标网络中的最佳路径.所有的路由器拥有相同的LSDB后,把自己放进SPF tree中的root里,然后根据每条链路的耗费(cost),选出耗费最低的做为最佳路径,最后把最佳路径放进forwarding database(路由表)里,形成路由表。 下图就是一个SPF计算的例子: 1.LSA遵循split horizon原则,H对E宣告它的存在,E把H的宣告和它自己的宣告再传给C和G;C和G再和之前类似,继续传播开来 2.X有4个邻居:A,B,C和D,假设这里都是以太网,每条网链路的耗费为10,经过计算,路由器可以算出最佳路径.上图的右半部分实线所标即为最佳路径 LSA Options 关于LSA的操作流程图如下: Types of OSPF Packets OSPF包的五种类型如下: 1.hello:用来建立邻居关系的包 2.database description(DBD):用来检验路由器之间数据库的同步 3.link state request(LSR):链路状态请求包 4.link state update(LSU):特定链路之间的请求记
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