OpenShortestPathFirstOSPF协议(链路状态.ppt

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1、二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 2.OSPF概述概述OSPF的特性的特性一个分布式数据库一个分布式数据库一个扩散过程一个扩散过程一个相邻性定义一个相邻性定义外部路由的特殊记录外部路由的特殊记录公开发布各种规范公开发布各种规范 包含路由服务类型包含路由服务类型 提供负载均衡功能提供负载均衡功能 支持各种认证机制支持各种认证机制 支持三种路由支持三种路由允许一个网点上的网络和路由器被划分成若干个区域允许一个网点上的网络和路由器被划分成若干个区域允许路由器之间交换从其他网点得到的路由信息允许路由器之间交换从其他网点得到的路由信息 二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 2.O

2、SPF概述概述OSPF区域的划分区域的划分“分层路由分层路由”区域就是一个独立的网络区域就是一个独立的网络将网络分割成由一个将网络分割成由一个“主干主干”连接连接的一组相互独立的部分的一组相互独立的部分“区域区域”。数据库只包含本区域内的链路状态数据库只包含本区域内的链路状态扩散协议在区域边界处终止扩散协议在区域边界处终止路由器只计算本区域内的路由路由器只计算本区域内的路由每个区域包含每个区域包含一个一个IP子网子网各区域只能通各区域只能通过主干实现连接过主干实现连接网络规模扩大网络规模扩大链路状态数据库的大小链路状态数据库的大小路由计算的时间路由计算的时间扩散的报文数量扩散的报文数量二二.自

3、治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 2.OSPF概述概述OSPF的路由的路由区域内区域内区域间区域间AS之间之间OSPF的路由器的路由器区域内部路由器区域内部路由器区域边界路由器区域边界路由器主干路由器主干路由器AS边界路由器边界路由器从源端到主干从源端到主干从主干到目的区域从主干到目的区域从目的区域到目的端从目的区域到目的端最简单的。最简单的。在在每个区域内至少有每个区域内至少有一个区域边界路由器将一个区域边界路由器将本区域连向主干区域。本区域连向主干区域。每个每个区域边界路由器区域边界路由器维护若干个链路状态数维护若干个链路状态数据库。据库。二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选

4、择 2.OSPF概述概述链路状态数据库链路状态数据库节点节点边边每个路由器维护一个反映所在区域拓扑的数据库。每个路由器维护一个反映所在区域拓扑的数据库。拓扑用一个有向图表示。拓扑用一个有向图表示。路由器路由器网络网络连接路由器的点点链路连接路由器的点点链路路由器与网络直接连接路由器与网络直接连接每个路由器维护的每个路由器维护的数据库对应于有向数据库对应于有向图，它是通过收集图，它是通过收集来自互联网中其他来自互联网中其他路由器的链路状态路由器的链路状态报文而形成的。报文而形成的。在有向图的基础上，路由器采用在有向图的基础上，路由器采用Dijkstra算算法计算到所有目的网络的最少成本路径。法计

5、算到所有目的网络的最少成本路径。见图 722（p211)二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 2.OSPF概述概述路由的计算路由的计算计算计算“省缺省缺TOS(TOS 0)”的路由的路由如果路由器有如果路由器有TOS路由能力则还为每个路由能力则还为每个TOS计算路由计算路由构造链路状态数据库的目的：计算网络路由构造链路状态数据库的目的：计算网络路由从不同的链路状态记录中概括出一个代表网络的从不同的链路状态记录中概括出一个代表网络的图；然后计算从本地图；然后计算从本地OSPF路由器到每个目的站路由器到每个目的站点的下一跳。点的下一跳。OSPF编码编码 RFC-1349中的中的TOS数值

6、数值0248160000 正常服务正常服务0001 最小开销最小开销0010 最大可靠性最大可靠性0100 最大吞吐量最大吞吐量1000 最小延迟最小延迟二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议公共报头公共报头1 HELLO(用于测试可达性用于测试可达性)2 数据库的描述数据库的描述(拓扑拓扑)3 链路状态请求链路状态请求4 链路状态更新链路状态更新5 链路状态确认链路状态确认Type OSFP路由器通过路由器通过OSPF协议进行通信协议进行通信HELLO交换交换扩散扩散Source router IP address Area IDAuthentica

7、tion(octets 03)Authentication(octets 47)ChecksumAuthentication typeMessage lengthType Version 二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议Hello协议协议使用使用Hello协议的目的协议的目的OSPF周期性地向每个链路发送周期性地向每个链路发送HELLO报文，估计及报文，估计及测试邻站的可达性。测试邻站的可达性。检测链路是否可用检测链路是否可用在广播在广播/非广播网络上选举指派路由器及其备份非广播网络上选举指派路由器及其备份报文包括：报文包括：指定路由器（没有为指

8、定路由器（没有为0）备份指定路由器（没有为备份指定路由器（没有为0）邻接路由器列表邻接路由器列表HELLO间隔间隔死亡间隔死亡间隔给出发送给出发送HELLO报文的周期报文的周期邻接路由器超过该值则认为它已失效邻接路由器超过该值则认为它已失效二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议OptionE：表明路由器具有接受和发送外部路由能力：表明路由器具有接受和发送外部路由能力T：表明路由器具有：表明路由器具有TOS路由能力路由能力Hello interDesignated routerBackup designated routerNeighbor1 IP ad

9、dressNeighbor2 IP addressOSPF Header with type=1Network maskNeighborn IP addressDead timeroptionGway prio二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议交换协议交换协议初始同步过程初始同步过程维护数据库的同步过程维护数据库的同步过程一旦两个路由器在点一旦两个路由器在点-点链路上建立了双向连点链路上建立了双向连接，它们就必须使它们的数据库接，它们就必须使它们的数据库“同步同步”。“交换交换”协议协议“扩散扩散”协议协议在交换过程中，一在交换过程中，一个路由器作

10、为主方个路由器作为主方(master)，另一个另一个作为从方作为从方(slave)。确认分组含有相同确认分组含有相同的序列号，并带有从的序列号，并带有从方路由器上的数据库方路由器上的数据库里记录的描述信息。里记录的描述信息。从方收到来自主从方收到来自主方的数据库描述报方的数据库描述报文后要用响应报文文后要用响应报文进行确认。进行确认。二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议OSPF数据库描述报文数据库描述报文描述了描述了网络拓网络拓扑结构扑结构中的一中的一条链路条链路如果在超时内没有收到从方的确认则主方重发如果在超时内没有收到从方的确认则主方重发如果从方

11、收到了相同的分组则重发确认如果从方收到了相同的分组则重发确认Database sequence numberLink typeLink IDAdvertising routerLink sequence numberLink checksumOSPF Header with type=20Link ageIS M二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议OSPF的链路状态请求报文的链路状态请求报文Link IDLink typeAdvertising routerOSPF Header with type=3请求一请求一条链路条链路的信息的信息请求邻站提供

12、更新的信息。请求邻站提供更新的信息。收到该请求的路由器将使用扩散过程来发送一组链路状态更新报文收到该请求的路由器将使用扩散过程来发送一组链路状态更新报文每当收到链路状态更新报文便将相应链路从请求列表中删除每当收到链路状态更新报文便将相应链路从请求列表中删除二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议扩散协议扩散协议OSPF链路状态更新报文链路状态更新报文Link status advertisement1Number of link status advertisementsLink status advertisementnOSPF Header with

13、 type=4当一条链路发生状态变化时，与之对应的当一条链路发生状态变化时，与之对应的路由器将发布新版本的链路状态通告。路由器将发布新版本的链路状态通告。如果链路通告是新版本则将它发送到所有其他接口上如果链路通告是新版本则将它发送到所有其他接口上向传送这更新报文的路由器发回一个确认报文向传送这更新报文的路由器发回一个确认报文二二.自治系统中的路由选择自治系统中的路由选择 3.OSPF涉及的协议涉及的协议OSPF链路状态确认报文链路状态确认报文将多个通告确认放在一个确认分组中传输将多个通告确认放在一个确认分组中传输确认的二种方式确认的二种方式Link status advertisement1

14、headLink status advertisementn headOSPF Header with type=5适当延迟每个通适当延迟每个通告确认的发送告确认的发送当指派路由器收到一个更新报文后会当指派路由器收到一个更新报文后会将该报文重传给网络上所有的路由器将该报文重传给网络上所有的路由器显式确认显式确认隐式确认隐式确认利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由器它的邻居和开销。这个信息使每个路由器都能建立一器它的邻居和开销。这个信息使每个

15、路由器都能建立一器它的邻居和开销。这个信息使每个路由器都能建立一器它的邻居和开销。这个信息使每个路由器都能建立一个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域也一样。也一样。也一样。也一样。主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每个主干到每个区域的最佳路径，这一消息再传回区域边个主干到每个区域的最佳路径，这一消息再传回区域边个主干到每个区域的最佳路径，这一消息再传回区域边个主干到每个区域的最佳路径，这一消息再传回区域边界路由器，由该路由器在它的区域中将消息广播。通过界路由器，由该路由器在它的区域中将消息广播。通过界路由器，由该路由器在它的区域中将消息广播。通过界路由器，由该路由器在它的区域中将消息广播。通过这个消息，一个要发送区域间分组的路由器可以从主干这个消息，一个要发送区域间分组的路由器可以从主干这个消息，一个要发送区域间分组的路由器可以从主干这个消息，一个要发送区域间分组的路由器可以从主干上选一个最佳出口路由器上选一个最佳出口路由器上选一个最佳出口路由器上选一个最佳出口路由器