网络互连技术课件08-OSPF路由协议.ppt

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1、第8章OSPF路由协议学习目标通过本章的学习，希望您能够：掌握OSPF路由协议的工作原理掌握SPF算法掌握单区域OSPF配置方法本章内容OSPF概念SPF算法单区域OSPF配置方法多区域OSPF配置方法课程议题OSPF概念OSPF引言于1988年，因特网工程任务组织（IETF，InternetEngineeringTaskFramework）成立了内部网关协议工作组，专门设计用于因特网的基于最短路径优先（SPF）算法的IGP。在此前多项研究结果的基础上开发出开放式最短路优先路由信息协议（OSPF），诸如1978年Bolt、Beranek、Newman(BBN)为ARPANET

2、开发的SPF算法，1988年Dr.RadiaPerlman对路由信息容错性广播的研究成果等。OSPF概念OSPF：是一类InteriorGatewayProtocol（内部网关协议IGP）用于属于单个自治体系（AS）的路由器之间的路由选择。OSPF采用链路状态技术采用SPF算法路由器互相发送直接相连的链路信息和它所拥有的到其它路由器的链路信息。OSPF介绍开放的标准最短路径优先(SPF)算法（有时也称Dijkstra算法）链路状态路由协议(vs距离矢量协议）OSPF等级分明的路由由区域（areas）和自制系统（autonomoussystems）组成最小化路由更新量区域在OS

3、PF中，由按照一定的OSPF路由法则组合在一起的一组网络或路由器的集合称为区域（AREA）。每一个区域中的路由器都按照该区域中定义的链路状态算法来计算网络拓扑结构，每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图。对于每一个区域，其网络拓扑结构在区域外是不可见的。同样，在每一个区域中的路由器对其域外的其余网络结构也不了解。域间路由在同一个AS内的所有路由器不再是有一个相同的链路状态数据库，而是路由器具有与其相连的每一个区域的链路状态信息，即该区域的结构数据库。当一个路由器与多个区域相连时，我们称之为区域边界路由器。一个区域边界路由器有自身相连的所有区域的网络结构数据。在

4、同一个区域中的两个路由器有着对该区域相同的结构数据库。根据IP数据包的目的地地址及源地址将OSPF路由域中的路由分成两类，当目的地与源地址处于同一个区域中时，称为区域内路由，当目的地与源地址处于不同的区域甚至处于不同的AS时，我们称之为域间路由。OSPF的路由按优先顺序：☆区域内路由：自制系统内部的网络结构☆区域间路由：自制系统内部的网络结构☆第1类外部路由：OSPF从其他内部路由协议所引入的信息。☆第2类外部路由：OSPF从外部路由协议所引入的信息。主干区域（Backbone）OSPF的区域由主干区域进行连接。OSPF主干负责在区间之间分发路由信息，包含所有的区间边缘路由器

5、、非全部属于某区间的网络及其相连的路由器。所有的区域都必须在逻辑上连续，为此，主干区域上特别引入了虚连接的概念以保证在物理上分割的区域仍然在逻辑上具有连通性。主干区域（续）主干区域（续）上图中，路由器4、5、6、10、11和12构成了主干。如果区域3中的主机H1要给区域2中的主机H2发送数据，则先发给路由器13，它转发给路由器12，再转给路由器11，路由器11再沿主干转发给路由器10，然后通过两个区域内路由器（9和7）到达主机H2。主干本身也是个OSPF区域，所以所有的主干路由器与其它区域路由器一样，使用相同的过程和算法来维护主干内的路由信息，主干拓扑对所有的跨区域路由器都是

6、可见的。OSPF优势将OSPF路由协议与距离矢量路由协议RIP作一比较，归纳为如下几点：度量值VLSM支持收敛速度区域边界路由自环验证支持负载平衡路由更新方式课程议题SPF算法SPF算法及最短路径树SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，被称为最短路径树。最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为Cost，其算法为：Cost=100×10^6/链路带宽。链路带宽以bps来表示。OSPF的Cost与链路的带宽成反比，带宽越高，Cos

7、t越小，表示OSPF到目的地的距离越近。例如，FDDI或快速以太网的Cost为1，2M串行链路的Cost为48，10M以太网的Cost为10等。链路状态算法1）当路由器初始化或当网络结构发生变化时，路由器会产生链路状态广播数据包LSA，该数据包里包含路由器上所有相连链路，也即为所有端口的状态信息。2）所有路由器通过刷新（Flooding）的方法来交换链路状态数据。Flooding是指路由器将其LSA数据包传送给所有与其相邻的OSPF路由器。3）相邻路由器根据其接收到的链路状态信息更新自己的数据库，并将该