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OSPF 协议学

OSPF 具有如下特点:
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。
z 支持验证——支持基于接口的报文验证,以保证报文交互和路由计算的安全性。
z 组播发送——在某些类型的链路上以组播地址发送协议报文,减少对其他设备的干扰。

OSPF 的基本概念
1. 自治系统(Autonomous System)
一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器,缩写为 AS。

2. OSPF 路由的计算过程
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。

3. 路由器 ID 号
一台运行 OSPF 协议路由器,每一个 OSPF 进程必须存在自己的 Router ID(路由器 ID)。RouterID 是一
个 32 比特无符号整数,可以在一个自治系统中唯一的标识一台路由器。

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4. OSPF 的协议报文
OSPF 有五种类型的协议报文:
z Hello 报文:周期性发送,用来发现和维持 OSPF 邻居关系。内容包括一些定时器的数值、DR(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。