OSPF三步曲之一基础篇.pdf

OSPF协议是一个开放式的链路状态路由选择协议，它在IP网络中用于路由选择和路径决定。OSPF的全称是开放最短路径优先（Open Shortest Path First），设计用于替代旧的路由协议如RIP，并被广泛地应用于大型网络环境中。OSPF是一种内部网关协议（IGP），特别适用于单一自治系统（AS）内的路由选择。 OSPF的基本原理是每个路由器都通过发送链路状态信息来构建一个精确的网络拓扑图，进而独立地计算出到达每个目的地的最短路径。OSPF在IP包中的协议号为89，与传统的距离向量路由协议不同，OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。OSPF支持等开销路由条目的负载均衡，最多可以保存6条等开销的路由条目，这样的设计允许网络流量被分散到多条路径上，从而优化了带宽的使用和网络的可靠性。 OSPF数据包结构包含了多个关键字段，如版本号、数据包类型、包长度、路由器ID、区域ID、校验和、认证类型、认证和开销值。其中，数据包类型定义了OSPF的五种不同类型的包，包括Hello包、数据库描述包（DD包）、链路状态请求包（LSR）、链路状态更新包（LSU）和链路状态确认包（LSAck）。Hello包用于建立和维护相邻路由器间的关系，周期性地发送以保持邻接关系活跃；LSU包用于交换链路状态信息，LSR用于请求链路状态信息；LSAck用于确认收到的LSU包。 OSPF在初始化时，路由器会使用特定的多播地址***.*.*.*广播Hello包来发现相邻的OSPF路由器。如果DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）被选举出来，则使用地址***.*.*.*来进行相关的通信。DR和BDR的选举是基于优先级和路由器ID，DR负责维护整个广播网络或非广播多接入（NBMA）网络的链路状态信息，并负责LSA的洪泛过程。 OSPF的区域概念是实现可扩展网络的关键特性之一。每个OSPF数据包都必须指明自己所属的区域ID，所有的OSPF路由器都至少属于一个区域。区域的划分有助于减少路由信息的传播范围和数量，从而提高整个网络的稳定性和效率。 OSPF的收敛速度和路由计算的频率受到多种因素影响，例如链路上的波动（flapping）可能导致路由器不断重新计算路由表，这被称为收敛问题。CISCO路由器中可以调整SPF计算的最小间隔时间和延迟时间以减少这种现象的发生。 OSPF使用成本（Cost）作为路径选择的度量标准，不同的网络介质有不同的默认成本值。例如，FDDI或快速以太网的成本为1，2M串行链路的成本为48，10M以太网的成本为10。成本值是一个重要的参数，用于计算到达目标的最低开销，通常基于带宽进行计算。 OSPF的安全性也是其重要特性之一，OSPF支持多种认证机制来确保信息的安全交换。认证类型字段和认证字段被用来支持简单的明文密码验证以及更复杂的密钥链机制。通过这些机制，管理员可以保证网络通信的安全性，防止恶意攻击或未授权的路由信息传播。 以上就是OSPF三步曲之一基础篇所涵盖的知识点，通过理解这些基础概念和原理，我们可以进一步学习和掌握OSPF协议的高级应用和配置技巧。