OSPF协议的基本认识

作者:课课家教育更新于： 2019-02-25 09:12:59

　　在之前，小编有写过一篇关于路由协议的文章，在那篇文章中，小编主要是把几种常见的路由协议放在一起来简单的做了介绍，并没有仔细地对每一种协议进行分析。小编觉得每一种协议的内容都应该和大家详细的分析，因此在这里，小编就先和大家一起来具体分析一下OSPF协议。

　　OSPF协议是分布式的链路状态路由协议，是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由。链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

　　OSPF报文

  如下图所示，OSPF协议直接用IP报文来封装自己的协议报文，其中LSA(Link Status Advertisement)为链路状态通告，路由器将把自己的链路状态以LSA报文的形式封装，作为OSPF的数据部分，与邻近的路由器分享自己的链路拓扑。 

  上图中的OSPF报头的格式如下

　　上图第2个字段“type”指出该OSPF报文的类型，数值从1到5分别是下列5种类型

　　OSPF协议报文的5种类型

　　Hello报文: 发现及维持邻居关系，选举DR(指定路由器)，BDR(备份指定路由器)。

　　DD报文: 本地LSDB的摘要

　　LSR报文: 向对端请求本端没有或对端的更新的LSA

　　LSU报文: 向对方发送其需要的LSA

　　LSAck报文: 收到LSU之后，进行确认

　　OSPF协议工作原理

　　OSPF始终都是围绕着三张表来进行路由的：邻接表，拓扑表，路由表。小编将从这三张表的形成过程来简单阐述下OSPF是如何达到路由功能的。

　　首先，当路由器开启OSPF后，路由器之间就会相互发送HELLO报文，HELLO报文中包含一些路由器和链路的相关信息，发送HELLO报文的目的是为了形成邻居表，然后，路由器之间就会发送LSA(LINK STATE ADVERTISEMENT，链路状态通告)，LSA告诉自己的邻居路由器和自己相连的链路的状态，最后，形成网络的拓扑表，其实这个过程是很复杂的，他们经过发LSA，记录LSA，装发LSA，最后形成LSDB(链路状态数据库，即拓扑表)，形成拓扑表之后，在经过SPF算法，通过计算LSDB，最后形成路由表。

　　形成路由表后，路由器就可以根据路由表来转发数据包，但是，这只是理想情况，如果之后，网络拓扑发生了变化，或是网络链路出现了问题，OSPF协议还是会经过这三张表来重新计算新的路由，只不过不会这么复杂了，路由器在默认情况下，10S就会发送一次HELLO报文，以检测链路状态，保证链路始终是正常的。

　　当然，OSPF不会就这么完了，通过这三张表最后形成路由表只是OSPF的基础。下面我就不得不讲下OSPF的多区域性了。

　　OSPF协议之所以能够加快链路的收敛和提高链路的计算效率，就是通过多区域实现的，每个OSPF区域都分为一个主干区域0和其他多个相连区域，在一个OSPF区域中，主干区域0是必不可少的，其他的区域都必须通过主干区域连接在一起，也就是说，OSPF区域的结构类似于星型结构，所有的其他区域都连接在主干区域0上面(特殊情况下也可以不连在区域0上面，但是这必须通过虚链路技术让他们间接的连在一起)。说到这里，就有几个概念需要说明下：

　　ABR：区域边界路由器 ，就是连接OSPF各个区域的路由器

      ASBR：自治系统边界路由器 ，就是连接OSPF协议和其他协议的路由器

      OSPF的原理已经讲完了，接下来我们再来讲讲其他方面的内容。

　　OSPF的特征

　　1.快速适应网络变化

　　2.在网络发生变化时,发送触发更新

　　3.以较低的频率(每30分钟)发送定期更新,这被称为链路状态刷新

　　4.支持不连续子网和CIDR

　　5.支持手动路由汇总

　　6.收敛时间短

　　7.采用Cost作为度量值

　　8.使用区域概念,这可有效的减少协议对路由器的CPU和内存的占用.

　　9.有路由验证功能,支持等价负载均衡

　　OSPF的网络类型

　　OSPF定义的5种网络类型:

　　1.点到点网络, 比如T1线路,是连接单独的一对路由器的网络,点到点网络上的有效邻居总是可以形成邻接关系的,在这种网络上,OSPF包的目标地址使用的是224.0.0.5,这个组播地址称为AllSPFRouters.

　　2.广播型网络,比如以太网,Token Ring和FDDI,这样的网络上会选举一个DR和BDR,DR/BDR的发送的OSPF包的目标地址为224.0.0.5,运载这些OSPF包的帧的目 标MAC地址为0100.5E00.0005;而除了DR/BDR以外的OSPF包的目标地址为224.0.0.6,这个地址叫AllDRouters.

　　3.NBMA网络, 比如X.25,Frame Relay,和ATM,不具备广播的能力,因此邻居要人工来指定,在这样的网络上要选举DR和BDR,OSPF包采用unicast的方式

　　4.点到多点网络 是NBMA网络的一个特殊配置,可以看成是点到点链路的集合. 在这样的网络上不选举DR和BDR.

　　5.虚链接: OSPF包是以unicast的方式发送

　　在上文当中，小编主要分析了OSPF的基本概念、报文格式与类型、工作原理、特征以及网络类型的内容，不知道大家阅读过后掌握了没呢?希望这篇文章能够对大家理解OSPF提供帮助。感谢阅读，欢迎大家给小编留言，与小编互动哦，小编在课课家教育期待您的到来。