实验四：路由算法之OSPF协议分析.docx

电子信息与通信学院 实 验 指 导 书 实验名称 路由算法之OSPF协议分析 课程名称 计算机网络  实验目的 1．掌握观察和配置主机、路由器 2．观察路由器的OSPF协议的现象 3．掌握OSPF的工作原理及过程 4．掌握OSPF的报文格式 实验原理 OSPF报文格式 OSPF报文是由多重封装构成的，封装在IP头部内的是5种OSPF报文类型中的一种， 每一种报文类型都是由一个OSPF报文头部开始，这个OSPF报文头部对于所有的报文类型都是相同的。 OSPF所有报文类型都共享一个相似的报文结构，从一个通用的24字节首部开始，这种通用的首部使某些标准信息能够按照一致的方式进行传递，它还使收到OSPF报文的设备能够快速确定自己收到的是哪种类型的报文，以便了解是否还需要检查报文的剩余部分。如下图所示。 图 2-1 OSPF报文由一系列封装组成 OSPF有5种分组类型，这5种分组类型直接封装到IP分组的有效负载中，如图，OSFP分组不使用传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。OSPF要求使用可靠的分组传输机制，但由于没有使用TCP，OSPF将使用确认分组来实现自己的确认机制。下表描述了5种OSPF 分组类型。 表 2-1 OSPF分组 类 型 名称 描述 1 Hello 发现邻居并在它们之间建立邻接关系 2 数据库描述（DBD） 检查路由器的数据库之间是否同步 3 链路状态请求（LSR） 向另一台路由器请求特定的链路状态记录 4 LSU 发送请求的链路状态记录 5 LSAck 对其他类型的分组进行确认 在OSPF路由协议的数据包中，其数据包头长为24个字节，包含如下8个字段。在IP报头中，协议标识符89表示OSPF分组，所有OSPF分组开头的报文格式都相同，该报头中包含如下图所示字段： 图 2-2 OSPF分组报头的格式 ? Version number：版本号，定义所采用的OSPF路由协议的版本，用于OSPF第2版。OSPF版本3适用于IPv6。 ? Type：定义OSPF数据包类型。OSPF数据包共有五种。 1．Hello； 2．Database Description； 3．LinkState Request； 4．LinkState Update； 5．LinkState Acknowledgment。 ? Packet length：定义整个数据包的长度，单位为字节。 ? Router ID：用于描述数据包的源地址，以IP地址来表示路由器ID，OSPF路由器具有唯一的标识符，称为路由器ID。路由器的32位长的一个唯一标识符，选举规则是，如果 loopback 接口不存在的话，就选物理接口中IP地址等级最高的那个； 否则就选取loopback接口。这个路由器标识对于建立邻居关系和协调LSU交换非常重要。在选举DR/BDR的过程中，如果OSPF 优先级相同，则RID将用于决定谁赢得选举。如果该接口故障，则路由器就不可达。为了避免发生这种情况，最好定义一个回环接口作为强制的OSPF路由器ID。 ? Area ID：用于区分OSPF数据包属于的区域号，所有的OSPF数据包都属于一个特定的OSPF区域。 ? Checksum：校验位，用于标记数据包在传递时有无误码。 ? Authentication type：指正在使用的认证模式，0为没有认证、1为简单口令认证、2为加密检验和（MD5）。 ? Authentication ：是指报文认证的必要信息，认证可以是autype字段中指定的任何一种认证模式，如是autype＝0，将不检查这个认证字段，因此可以包含任何内容；如果autype＝1，这个字段包含一个最长为64位的口令；如果autype＝2，这个字段将包含一个key ID、认证数据长度和一个不减小的加密序列号。 ? Data：包含的信息随OSPF分组类型而异： 对于Hello分组，包含一个由已知邻居组成的列表。 对于DBD分组，包含LSDB摘要，其中包括所有已知路由器的ID、最后使用用序列号和一些其他字段。 对于LSR分组，包含需要的LSU类型和能够提供所需LSU的路由器ID。 对于LSU分组，包含完整的LSA条目，一个OSPF更新分组中可以包含多个LSA条目。 对于LSAck分组，该字段为空。 Hello报文 Hello协议用来建立和保持OSPF邻居关系，采用多播地址224.0.0.5。网络中的OSPF路由器必须彼此获知对方后才能共享信息，因为OSPF根据路由器之间的链路的状态来进行路由选择，这一过程是使用Hello协议来完成，Hello协议通过确保邻居之间的双向通信来建立和维护邻接关系。路由器在从邻居那里收到的Hello分组中看到自己后，便进入了双向通信状态。 如下图所示，Hello报文格式