【计算机网络】网络层 : OSPF 协议 ( 协议简介 | 链路状态路由算法 | OSPF 区域 | OSPF 特点 )

文章目录

• 一、路由选择协议分类
• 二、OSPF 协议 简介
• 三、链路状态路由算法
• 四、OSPF 区域
• 五、OSPF 特点

一、路由选择协议分类

路由选择协议分类 :

① 内部网管协议 IGP : 在 自治系统 ( Autonomous System ) 内部 使用的协议 ;

• RIP 协议 : 使用 距离向量 算法 ; 用于 小型网络 ;
• OSPF 协议 : 使用 链路状态 算法 ; 用于 大型网络 ;

② 外部网关协议 EGP : 在 自治系统 ( Autonomous System ) 之间 使用的协议 ;

下图中 自治系统

内部使用 RIP 协议 , 自治系统

内部使用 OSPF 协议 , 两个自治系统

之间使用 BGP 协议 ;

二、OSPF 协议 简介

OSPF 协议 简介 :

① 全称 : 开放最短路径优先协议 ;

• “开放” 说明该协议是公开发表的
• “最短路径优先” 指的是使用了 最短路径算法 ;

② 主要特征 : 使用 分布式 链路状态协议 ;

OSPF 协议细节 :

① 交换对象 : OSPF 中使用 洪泛法 向 自治系统 ( Autonomous System ) 内部 所有路由器 发送消息 ; 本路由器 向 相邻路由器 发送消息 , 相邻路由器 再向 其相邻路由器 发送消息 , 直到所有的路由器收到消息为止 , 相当于广播 ;

② 交换信息 : OSPF 中发送消息内容是 , 本路由器 与 所有 相邻路由器 的链路状态 , 包括 有哪些相邻路由器 , 链路状态 如 距离 , 时延 , 带宽 等指标 ;

③ 交换时机 : 只有当 链路状态发生变化 时 , 路由器才使用 洪范法 向 AS 内所有路由器 广播 本身与所有相邻的路由器的链路状态 ;

最终目的 : 所有的路由器 都有一个 链路状态数据库 ( 全网拓扑图 ) ;

三、链路状态路由算法

链路状态路由算法 :

① HELLO 问候分组 : 路由器 通过发送 HELLO 问候分组 , 发现邻居节点 ;

② 度量 : 设置 路由器 到 每个邻居 的成本度量 ;

③ DD 数据库描述分组 : 路由器 向 相邻路由器 给出自己的 链路状态数据库 中 所有链路状态 的 摘要信息 ; ( 注意不是所有信息 )

④ LSR 链路状态请求分组 :

• 存在摘要对应信息 : 如果 收到的 DD 数据库描述分组 中的摘要 , 自己都有 , 不做任何处理 ;
• 不存在摘要对应信息 : 如果 没有 或者 有最新的 , 发送 LSR 链路状态请求分组 , 请求自己 没有 或者 有更新 的详细信息 ; ( 这一这里是详细信息 )

⑤ LSU 链路状态更新分组 : 收到 LSR 链路状态请求分组 后 , 发送 LSU 链路状态更新分组 , 更新对方路由器的 链路状态数据库信息 ;

⑥ LSAck 链路状态确认分组 : 收到 LSU 链路状态更新分组 后 , 返回 LSAck 链路状态确认分组 进行确认 ;

某个 路由器 链路状态 发生变化 后的操作 :

① LSU 链路状态更新分组 : 泛洪法 发送 LSU 链路状态更新分组 , 更新所有路由器的 链路状态数据库 ;

② LSAck 链路状态确认分组 : 路由器更新完毕后 , 回送 LSAck 链路状态确认分组 ;

③ 构造最短路径 : 每个路由器 根据自身的 链路状态数据库 , 构造本节点到其它节点的最短路径 ;

四、OSPF 区域

OSPF 区域 :

① 协议使用场景 : OSPF 是 自治系统 ( Autonomous System ) 内部 使用的协议 ;

② 应用场景 : OSPF 应用于 规模较大 的网络 ;

③ 区域划分 : OSPF 会将 自治系统 划分为 若干 小的范围 , 称为区域 ;

④ 区域表示 : 每个区域使用

位 点分十进制 区域标识符 表示 , 如

,

, 等 ;

⑤ 区域范围限制 : 一般情况下 , 一个 区域内的路由器应控制在

个以内 ;

区域分类 :

① 主干区域 : 标识符规定使用

表示 ; 其作用是联通下层的 普通区域 ;

• 主干路由器 : 主干区域的路由器 , 都成为 主干路由器 ;
• 区域边界路由器 : 主干区域 与 普通区域 连接的 路由器 除了是主干路由器之外 , 还是 区域边界路由器 ;
• 自治系统边界路由器 : 本 自治系统 与 其它自治系统 连接的路由器 , 也在主干区域中 ;

② 普通区域 :

• 区域内部路由器 : 普通区域内部的路由器 是 区域内部路由器 ;

五、OSPF 特点

OSPF 特点 :

① 刷新周期 : 每隔

分钟 , 刷新一次 数据库中的 链路状态 ;

② 适用于大规模网络 : 路由器 的 链路状态 只涉及 与 相邻路由器 的联通状态 , 与整个网络规模无关 ; 如果 网络规模较大 , OSPF 比 RIP 协议好用 ;

③ 收敛速度快 : RIP 中坏消息传输慢 , 收敛慢 , OSPF 不存在坏消息传的慢的问题 ;