ospf-----计算机技术

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目 录

OSPF....................................................................................................................................................... 1

OSPF的基本概念................................................................................................................................ 1

OSPF区域........................................................................................................................................... 3

OSPF的网络类型................................................................................................................................ 7

DR/BDR.............................................................................................................................................. 7

OSPF的协议报文................................................................................................................................ 9

z 适应范围广——支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。

z 快速收敛——在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同

步。

z 无自环——由于 OSPF 根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证

了不会生成自环路由。

z 区域划分——允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽

象，从而减少了占用的网络带宽。

z 等价路由——支持到同一目的地址的多条等价路由。

z 路由分级——使用 4 类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第

一类外部路由、第二类外部路由。

同一个区域内，OSPF 协议路由的计算过程可简单描述如下：

z 每台 OSPF 路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成 LSA（Link State Advertisement，链路

状态通告），并通过更新报文将 LSA 发送给网络中的其它 OSPF 路由器。

z 每台 OSPF 路由器都会收集其它路由器通告的 LSA，所有的 LSA 放在一起便组成了 LSDB

（Link State Database，链路状态数据库）。LSA 是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB

则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。

z OSPF 路由器将 LSDB 转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反

映。各个路由器得到的有向图是完全相同的。

z 每台路由器根据有向图，使用 SPF 算法计算出一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了

到自治系统中各节点的路由。

（Designated Router，指定路由器）、BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）

以及自己已知的邻居。

z DD（Database Description，数据库描述）报文：描述了本地 LSDB 中每一条 LSA 的摘要信

息，用于两台路由器进行数据库同步。

z LSR（Link State Request，链路状态请求）报文：向对方请求所需的 LSA。两台路由器互相

交换 DD 报文之后，得知对端的路由器有哪些 LSA 是本地的 LSDB 所缺少的，这时需要发送

LSR 报文向对方请求所需的 LSA。内容包括所需要的 LSA 的摘要。

z LSU（Link State Update，链路状态更新）报文：向对方发送其所需要的 LSA。

z LSAck（Link State Acknowledgment，链路状态确认）报文：用来对收到的 LSA 进行确认。

内容是需要确认的 LSA 的 Header（一个报文可对多个 LSA 进行确认）。

z Network Summary LSA（Type3）：由 ABR（Area Border Router，区域边界路由器）产生，

描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域。

z ASBR Summary LSA（Type4）：由 ABR 产生，描述到 ASBR（Autonomous System Boundary

Router，自治系统边界路由器）的路由，通告给相关区域。

z AS External LSA（Type5）：由 ASBR 产生，描述到 AS（Autonomous System，自治系统）

外部的路由，通告到所有的区域（除了 Stub 区域和 NSSA 区域）。

z NSSA External LSA（Type7）：由 NSSA（Not-So-Stubby Area）区域内的 ASBR 产生，描

述到 AS 外部的路由，仅在 NSSA 区域内传播。

z Opaque LSA：是一个被提议的 LSA 类别，由标准的 LSA 头部后面跟随特殊应用的信息组成，

可以直接由 OSPF 协议使用，或者由其它应用分发信息到整个 OSPF 域间接使用。Opaque

会检查报文中所定义的参数，如果双方一致就会形成邻居关系。

形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，这要根据网络类型而定。只有当双方成功交换 DD

报文，交换 LSA 并达到 LSDB 的同步之后，才形成真正意义上的邻接关系。

OSPF 区域

随着网络规模日益扩大，当一个大型网络中的路由器都运行 OSPF 路由协议时，路由器数量的增多

会导致 LSDB 非常庞大，占用大量的存储空间，并使得运行 SPF 算法的复杂度增加，导致 CPU 负

担很重。

在网络规模增大之后，拓扑结构发生变化的概率也增大，网络会经常处于“振荡”之中，造成网络

中会有大量的 OSPF 协议报文在传递，降低了网络的带宽利用率。更为严重的是，每一次变化都会

区域的边界是路由器，而不是链路。一个路由器可以属于不同的区域，但是一个网段（链路）只能

属于一个区域，或者说每个运行 OSPF 的接口必须指明属于哪一个区域。划分区域后，可以在区域

边界路由器上进行路由聚合，以减少通告到其他区域的 LSA 数量，还可以将网络拓扑变化带来的影

响最小化。

OSPF 路由器根据在 AS 中的不同位置，可以分为以下四类：

该类路由器的所有接口都属于同一个 OSPF 区域。

与其他 AS 交换路由信息的路由器称为 ASBR。ASBR 并不一定位于 AS 的边界，它有可能是区域

内路由器，也有可能是 ABR。只要一台 OSPF 路由器引入了外部路由的信息，它就成为 ASBR。

图1-2 OSPF 路由器的类型

OSPF 划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域

号（Area ID）是 0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由

虚连接是指在两台 ABR 之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道。它的两端必须

是 ABR，而且必须在两端同时配置方可生效。为虚连接两端提供一条非骨干区域内部路由的区域称

为传输区（Transit Area）。