基于链路状态的路径选择协议研究和安全性分析

《基于链路状态的路径选择协议研究和安全性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于链路状态的路径选择协议研究和安全性分析【摘要】本文介绍了基于链路状态的路径选择协议的研究情况，深入分析了协议的安全性和脆弱性，并从网络安全角度出发，给出了提高该I办议安全性的相关建议。【关键词】FSPF；安全分析1.引言随着计算机技术对高速数据通信的需耍日益增长，美国国家标准委员会(ANSI)研究了用于连接各种10设备的高速串行数据传输的FC协议［1］。路由技术是FC网络运作组织的核心，而FSPF(FabricShortestPathFirst)［2］是基于链路状态的路径选择协议，可以较好的解决FC网络扩

2、展的问题，成为当前广泛应用的FC网络路由协议。在FC网络中，仍然迫切需要提高路由协议的安全性［3］,本文介绍了该协议的研究情况，全面分析了FSPF协议的安全性，并给出了加强安全性的建议。2.FSPF协议的工作原理FSPF是基于链路状态的路径选择协议，交换机的链路状态的集合构成整个交换网的拓扑数据库，FSPF协议基于该数据库，计算从一个交换机到交换网内其他所有交换机的最短路径。FSPF山4部分组成：Hello协议，用來确定与邻居交换机的联通性；可复制的拓扑数据库，这个数据库是由链路状态报告(LSR)组成的集合，

3、它是FSPF的核心；计算最短路径的算法[4],可以考虑优先图最短路径的各种算法；拓扑数据库更新机制。FSPF协议工作步骤见表1所示。2.1FSPF协议帧FSPF协议中主要发送的网络协议帧有:Hello帧，LSR帧，LSU帧。Hello帧的内容包含FSPF头以及明确的Hello协议参数。LSR帧的内容包含FSPF头及明确的LSR参数，包含了所有交换机级联链路（ISL）信息。LSU帧是链路状态更新序列，LSU帧的内容包含FSPF头和明确的LSU参数，包含了LSR总数等信息。2.2拓扑数据库的更新交换机完成所有邻居

4、的初始数据库同步后，当发生ISL的上下线和Ilello超时时，需要发送LSR來保持数据库的同步。另外连接在交换网中的交换机必须周期性的发送LSR以防止被从数据库中删除。当交换机需要发布新的LSR时，这个LSR以可靠的泛洪方式发送。在数据库更新阶段，每个交换机用泛洪法向邻居发送它的整个拓扑数据库。拓扑数据库的LSR在FSPF的链路状态更新（LSU）序列中发送。一个LSU可能包含0个或者多个LSR,不带LSR的LSU用來通知它的邻居数据库传送已经完成。3.FSPF协议的安全性作为一个广泛应用的FC网络路由协议，F

5、SPF协议的设计充分考虑了安全性。1.1通信加密FSPF协议具备通信加密的功能。FSPF协议中有一个安全钥分配服务器，然后通过安全钥的分布认证，保证交换机之间可以安全的交换加密数据。安全钥分布的服务按照下面的流程进行的。首先，每个交换机冇一个唯一的私冇钥，称为“分布钥”，在服务器中也有副木。分布钥长度较长，一般在70-90比特，使用加密算法将它生成一个密钥，长度较短，一般在40-75比特，用来对通信数据加密。发送方向安全钥分配服务器发送一个KEY_REQUEST请求，指明了发送方，响应地址标识符和一个唯一的请

6、求标识符。服务器证实这个请求，并且对发送方、响应方和该请求生成一个密钥。然后服务器使用发送方的分布钥将密钥、唯一的请求标识符和响应方标识符进行加密，它也用响应方分布钥对密钥和发送方标识符进行加密，最后把这些作为对KEY_REQUEST的答复发给发送方。发送方收到该答复，用它的分布钥对答复进行解密，获取密钥、答复方标识和唯一的请求标识符。然后它把一个加密标识符，响应方密钥加密的密钥和发送方标识符发送给响应方，响应方解密信息，获得密钥和发送方的标识符。为了认证密钥來源是否正确，响应方生成一个不同的唯一标识符，用密

7、钥对英进行加密，并发送给对方。发送方用密钥进行解密，并对获取的标识符进行减一操作，再用密钥重新加密发送给响应方。当响应方解密收到的值，发现比原值少L则确信密钥正确，从而开始进行双向的安全通信。3.2协议检验在FSPF协议帧接收过程中，要经过严格的检验，FC帧头、FSPF协议帧头和FSPF具体协议帧头。这种接收的检验过程，增强了协议通信的安全性，具体处理流程如图1所示。图1FSPF协议帧检验流程3.3可靠的泛洪法在网络运行过程中，为了同步拓扑数据库，FSPF使用泛洪法对全网发布链路状态更新LSU。每个交换机收到

8、消息后，将其承载的链路状态记录与自己的副木数据库的内容比较。如果收到的LSR比存在的新，就代替数据库屮的I口的实例，如果交换机数据库屮没冇这个LSR,那么保存收到的这个实例。每个LSR都有一个年龄域和一个实体号域。实体号域值越大，LSR实例越新；年龄域值越小，LSR越新。在泛洪法的整个过程中，每个交换机只使用來自最初信息发布者通告的未经加工的信息，而不是来自其邻居整合过的信息。这种信息独立，有助于使