OSPF路由配置实验-4.doc

第5章 OSPF的配置 5.1开放式最短路径优先OSPF路由协议及配置 开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）和RIP一样都是内部网关协议，OSPF是开放的，不受某一厂商的控制，其和RIP有实质上的不同。OSPF是一种链路状态路由协议，“链路状态”指的是拓扑信息包含各个链路的信息，以及链路的当前状态。所有链路状态组成了链路状态数据库（link-state database），每个链路状态路由器使用Dijkstra 算法计算到每个子网的最佳路径。 链路状态路由协议是为了克服距离矢量路由协议的缺点而开发的，在使用距离矢量路由选择协议时，路由器依赖于邻居的路由选择决策，路由器并不完全了解网络拓扑；在使用链路状态路由选择协议时，每台路由器都完全了解网络拓扑，能够根据准确的拓扑信息独立作出决策。相对而言主要有三个明显的特征：快速适应网络变化、在网络发生变化时发送触发更新以及以较低的频率（如每隔30分钟）发送定期更新（称为刷新链路状态）。 5.1.1OSPF协议的工作原理 作为一种链路状态路由选择协议，OSPF仅在网络拓扑发生变化时在生成路由选择更新，当链路状态发生变化以后，检测到变化的路由器将生成一个链路状态通告（link-state advertisement，LSA），并使用特殊的组播地址，将LSA传播给所有的邻接路由器；每台路由选择设备都将得到一个LSA拷贝，据此更新其链路状态数据库（link-state database，LSDB），这样区域内的所有路由器都将收到LSA，LSA的扩散使得所有路由器都能更新其数据库，然后更新路由选择表，这是对网络拓扑更新的反映。 OSPF根据LSDB来计算最佳路径，路由器使用Dijkstra算法（也称为SPF算法）建立SPF树，选择到目的地的最佳路径，并将其加入到路由选择表中，如图5-1所示： 图5-1 链路状态协议工作原理 对于OSPF路由选择表来说，其建立过程是在链路状态数据库（LSDB）的基础上，通过SPF算法形成SPF树，树中的最佳路径组成路由选择表中的条目；LSDB的形成是建立在路由设备之间发送链路状态通告（LSA）的基础上，设备之间必须明确各自的邻接关系才能正确发送LSA；总结起来路由器包含有三个表：OSPF邻居表（邻接关系数据库）、OSPF拓扑表（LSDB）以及路由转发表（转发数据库）。对于OSPF协议来说，需要对这些表进行保存，这会耗费一定的内存资源，但区域中的所有路由器拥有相同的拓扑表，每台路由器独立选择去往目的网络的路径，这克服了距离矢量路由选择协议的缺点。 3.1.2OSPF协议格式 OSPF协议使用IP数据报直接传送，而RIP协议使用的是UDP进行传送，当IP分组的首部协议字段的值为89时，表示封装的数据是OSPF，下图5-2是OSPF协议的首部格式 0 8 16 31 版本 类型 分组长度 路由器标识符 区域标识符 检验和 鉴别类型 鉴别 鉴别 图 5-2 OSPF首部格式 版本：目前版本号是2，OSPFv3是对于IPv6的支持。 类型：OSPF数据包的类型由此字段进行定义，类型字段根据其不同的值，分为五种类型，如下图5-3所示。 OSPF首部类型值 OSPF5种分组类型 作用 0x01 Hello分组 用于发现邻居，并建立可达性 0x02 数据库描述（DBD） 发送路由器的链路状态数据库建表，用于在路由器间检查数据库同步情况 0x03 链路状态请求（LSR） 一台路由器向另一台路由器请求发送某些链路状态的详细信息 0x04 链路状态更新（LSU） 回复LSR和通告新的信息 0x05 链路状态确认（LSAck） 对收到的LSU进行确认 图5-3 OSPF五种分组类型 分组长度：包括OSPF首部在内的分组长度，以字节为单位。 路由器标识符：标志发送该分组的路由器的接口IP地址。 区域标识符：分组属于的区域的标识符。 检验和：用来检测分组中的差错，确保分组在传输过程中未受损。 鉴别类型：目前只有两种。0（不用）和1（口令）。 鉴别：鉴别类型为0时就填入0；鉴别类型为1时就填入8字符的口令。 3.1.3邻接关系的建立 运行OSPF协议的路由器必须建立与邻接路由器建立邻接关系，才能共享与传递信息；在OSPF协议中邻接关系的建立是通过Hello分组来实现的，路由器将Hello分组发送给邻接路由器，并且接受来自于邻接路由器的Hello分组，Hello分组的目的地址通常是组播地址224.0.0.5。上面提到OSPF协议是直接使用IP进行发送的，当IP数据包的协议字段为89，