Open Shortest Path First OSPF 协议(链路状态.ppt

二.自治系统中的路由选择 2. OSPF概述 OSPF的特性 一个分布式数据库 一个扩散过程 一个相邻性定义 外部路由的特殊记录 公开发布各种规范 包含路由服务类型 提供负载均衡功能 支持各种认证机制 支持三种路由 允许一个网点上的网络和路由器被划分成若干个区域 允许路由器之间交换从其他网点得到的路由信息 二.自治系统中的路由选择 2. OSPF概述 OSPF区域的划分 “分层路由” 区域就是一个独立的网络 将网络分割成由一个“主干”连接的 一组相互独立的部分“区域”。 数据库只包含本区域内的链路状态 扩散协议在区域边界处终止 路由器只计算本区域内的路由 每个区域包含一 个IP子网 各区域只能通过 主干实现连接 网络规模扩大 链路状态数据库的大小 路由计算的时间 扩散的报文数量 二.自治系统中的路由选择 2. OSPF概述 OSPF的路由 区域内 区域间 AS之间 OSPF的路由器 区域内部路由器 区域边界路由器 主干路由器 AS边界路由器 从源端到主干 从主干到目的区域 从目的区域到目的端 最简单的。 在每个区域内至少有 一个区域边界路由器将 本区域连向主干区域。 每个区域边界路由器 维护若干个链路状态数 据库。 二.自治系统中的路由选择 2. OSPF概述 链路状态数据库 节点 边 每个路由器维护一个反映所在区域拓扑的数据库。 拓扑用一个有向图表示。 路由器 网络 连接路由器的点点链路 路由器与网络直接连接 每个路由器维护的 数据库对应于有向 图，它是通过收集 来自互联网中其他 路由器的链路状态 报文而形成的。 在有向图的基础上，路由器采用Dijkstra算 法计算到所有目的网络的最少成本路径。 见图 722（p211) 二.自治系统中的路由选择 2. OSPF概述 路由的计算 计算“省缺TOS(TOS 0)”的路由 如果路由器有TOS路由能力则还为每个TOS计算路由 构造链路状态数据库的目的：计算网络路由 从不同的链路状态记录中概括出一个代表网络的 图；然后计算从本地OSPF路由器到每个目的站 点的下一跳。 OSPF编码 RFC-1349中的TOS数值 0 2 4 8 16 0000 正常服务 0001 最小开销 0010 最大可靠性 0100 最大吞吐量 1000 最小延迟 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 公共报头 1 HELLO(用于测试可达性) 2 数据库的描述(拓扑) 3 链路状态请求 4 链路状态更新 5 链路状态确认 Type OSFP路由器通过OSPF协议进行通信 HELLO 交换 扩散 Source router IP address Area ID Authentication (octets 03) Authentication (octets 47) ChecksumAuthentication type Message lengthType Version 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 Hello协议 使用Hello协议的目的 OSPF周期性地向每个链路发送HELLO报文，估计及 测试邻站的可达性。 检测链路是否可用 在广播/非广播网络上选举指派路由器及其备份 报文包括： 指定路由器（没有为0） 备份指定路由器（没有为0） 邻接路由器列表 HELLO间隔 死亡间隔 给出发送HELLO报文的周期 邻接路由器超过该值则认为它已失效 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 Option E：表明路由器具有接受和发送外部路由能力 T：表明路由器具有TOS路由能力 Hello inter Designated router Backup designated router Neighbor1 IP address Neighbor2 IP address OSPF Header with type = 1 Network mask Neighborn IP address Dead timer optionGway prio 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 交换协议 初始同步过程 维护数据库的同步过程 一旦两个路由器在点-点链路上建立了双向连 接，它们就必须使它们的数据库“同步”。 “交换”协议 “扩散”协议 在交换过程中，一 个路由器作为主方 (master)，另一个 作为从方(slave)。 确认分组含有相同 的序列号，并带有从 方路由器上的数据库 里记录的描述信息。 从方收到来自主 方的数据库描述报 文后要用响应报文 进行确认。 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 OSPF数据库描述报文 描述了 网络拓 扑结构 中的一 条链路 如果在超时内没有收到从方的确认则主方重发 如果从方收到了相同的分组则重发确认 Database sequence number Link type Link ID Advertising router Link sequence number Link checksum OSPF Header with type = 2 0 Link age IS M 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 OSPF的链路状态请求报文 Link ID Link type Advertising router OSPF Header with type = 3 请求一 条链路 的信息 请求邻站提供更新的信息。 收到该请求的路由器将使用扩散过程来发送一组链路状态更新报文 每当收到链路状态更新报文便将相应链路从请求列表中删除 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 扩散协议 OSPF链路状态更新报文 Link status advertisement1 Number of link status advertisements Link status advertisementn OSPF Header with type = 4 当一条链路发生状态变化时，与之对应的 路由器将发布新版本的链路状态通告。 如果链路通告是新版本则将它发送到所有其他接口上 向传送这更新报文的路由器发回一个确认报文 二.自治系统中的路由选择 3. OSPF涉及的协议 OSPF链路状态确认报文 将多个通告确认放在一个确认分组中传输 确认的二种方式 Link status advertisement1 head Link status advertisementn head OSPF Header with type = 5 适当延迟每个通 告确认的发送 当指派路由器收到一个更新报文后会 将该报文重传给网络上所有的路由器 显式确认 隐式确认 利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由利用扩散，每个路由器可以告诉它所在区域的其他路由 器它的邻居和开销。这个信息使每个路由器都能建立一器它的邻居和开销。这个信息使每个路由器都能建立一 个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域个它所在区域的有向图，并计算出最短路径，主干区域 也一样。也一样。 主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每主干路由器还从区域边界路由器处获取信息，计算从每 个主干到每个区域的最佳路