ospf路由協議是用於網際協議(ip)網路的鏈路狀態路由協議。該協議使用鏈路狀態路由演算法的內部閘道器協議(igp),在單一自治系統(as)內部工作。適用於ipv4的ospfv2協議定義於rfc 2328,rfc 5340定義了適用於ipv6的ospfv3。
一.概述開放式最短路徑優先(open shortest path first,ospf)是目前廣泛使用的一種動態路由協議,它屬於鏈路狀態路由協議,具有路由變化收斂速度快、無路由環路、支援變長子網掩碼(vlsm)和彙總、層次區域劃分等優點。在網路中使用ospf協議後,大部分路由將由ospf協議自行計算和生成,無須網路管理員人工配置,當網路拓撲發生變化時,協議可以自動計算、更正路由,極大地方便了網路管理。但如果使用時不結合具體網路應用環境,不做好細緻的規劃,ospf協議的使用效果會大打折扣,甚至引發故障。 [1]
ospf協議是一種鏈路狀態協議。每個路由器負責發現、維護與鄰居的關係,並將已知的鄰居列表和鏈路費用lsu(link state update)報文描述,通過可靠的泛洪與自治系統as(autonomous system)內的其他路由器週期×××互,學習到整個自治系統的網路拓撲結構;並通過自治系統邊界的路由器注入其他as的路由資訊,從而得到整個internet的路由資訊。每隔乙個特定時間或當鏈路狀態發生變化時,重新生成lsa,路由器通過泛洪機制將新lsa通告出去,以便實現路由的實時更新。
二.分組ospf協議依靠五種不同型別的分組來建立鄰接關係和交換路由資訊,即問候分組、資料庫描述分組、鏈路狀態請求分組、鏈路狀態更新分組和鏈路狀態確認分組。
1、問候(hello)分組
ospf使用hello分組建立和維護鄰接關係。在乙個路由器能夠給其他路由器分發它的鄰居資訊前,必須先問候它的鄰居們。
2、資料庫描述(data base description,dbd)分組
dbd分組不包含完整的「鏈路狀態資料庫」資訊,只包含資料庫中每個條目的概要。當乙個路由器首次連入網路,或者剛剛從故障中恢復時,它需要完整的「鏈路狀態資料庫」資訊。此時,該路由器首先通過hello分組與鄰居們建立雙向通訊關係,然後將會收到每個鄰居反饋的dbd分組。新連入的這個路由器會檢查所有概要,然後傳送乙個或多個鏈路狀態請求分組,取回完整的條目資訊。
3、鏈路狀態請求(link state request,lsr)分組
lsr分組用來請求鄰居傳送其鏈路狀態資料庫中某些條目的詳細資訊。當乙個路由器與鄰居交換了資料庫描述分組後,如果發現它的鏈路狀態資料庫缺少某些條目或某些條目已過期,就使用lsr分組來取得鄰居鏈路狀態資料庫中較新的部分。
4、鏈路狀態更新(link state update,lsu)分組
lsu分組被用來應答鏈路狀態請求分組,也可以在鏈路狀態發生變化時實現洪氾(flooding)。在網路執行過程中,只要乙個路由器的鏈路狀態發生變化,該路由器就要使用lsu,用洪氾法向全網更新鏈路狀態。
5、鏈路狀態確認(link state acknowledgment,lsack)分組
lsack分組被用來應答鏈路狀態更新分組,對其進行確認,從而使得鏈路狀態更新分組採用的洪氾法變得可靠。
三、ospf的優點(1)ospf適合在大範圍的網路:ospf協議當中對於路由的跳數,它是沒有限制的,所以ospf協議能用在許多場合,同時也支援更加廣泛的網路規模。只要是在組播的網路中,ospf協議能夠支援數十台路由器一起運作。
(2)組播觸發式更新:ospf協議在收斂完成後,會以觸發方式傳送拓撲變化的資訊給其他路由器,這樣就可以減少網路寬頻的利用率;同時,可以減小干擾,特別是在使用組播網路結構,對外發出資訊時,它對其他裝置不構成其他影響
(3)收斂速度快:如果網路結構出現改變,ospf協議的系統會以最快的速度發出新的報文,從而使新的拓撲情況很快擴散到整個網路;而且,ospf採用週期較短的hello報文來維護鄰居狀態。
(4)以開銷作為度量值:ospf協議在設計時,就考慮到了鏈路頻寬對路由度量值的影響。ospf協議是以開銷值作為標準,而鏈路開銷和鏈路頻寬,正好形成了反比的關係,頻寬越是高,開銷就會越小,這樣一來,ospf選路主要基於頻寬因素。
(5)ospf協議的設計是為了避免路由環路:在使用最短路徑的演算法下,收到路由中的鏈路狀態,然後生成路徑,這樣不會產生環路。
(6)應用廣泛:目前廣泛的應用在網際網路上,其他會有大量的應用例項。證明這是使用最廣泛的ipg之一。
四、缺點1)ospf協議的配置對於技術水平要求很高,配置比較複雜的。因為網路會根據具體的引數,給整個網路劃分區域或者標註某個屬性,所以各種情況都會非常複雜,這就要求網路分析員對ospf協議的配置要相當了解,不但要求具有普通的網路知識技術,還要有更深層的技術理解,只有具備這樣的人員,才能完成ospf協議的配置和日常維護。
(2)路由其自身的負載分擔能力是很低的。ospf路由協議會根據幾個主要的因素,生成優先順序不同的介面。然而在同乙個區域內,路由協議只會通過優先順序最高的那個介面。只要是介面優先順序低於最高優先順序,那麼路由就不會通過。在這個基礎上,不同等級的路由,無法相互承擔負載,只能獨自執行。
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