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被动监听l s 触技术在0 s p f 网络监测中的应用方法 摘要 当今，o s p f 作为应用最广的i g p 被大量部署在运营商城域网和 企业内部局域网上，但现有的技术手段却很难对其进行有效监测，这 给网络维护和新业务推广带来了很大的障碍。如何对o s p f 网络进行 行之有效地监测和管理成为网络界关注的重要问题之一。 本文综合分析了传统技术在0 s p f 网络监测中的应用方法及这些 技术存在的问题，并结合网络监测的实际需求，提出了一种被动监听 l s a s 的o s p f 网络监测技术。该技术以被动监听的方式捕获被监测 网络上的包含o s p f 协议分组的数据包，然后拆包解析l s a s ，生成 特定的监测消息，最终达到对网络进行实时监测的目的。该技术在很 大程度上克服了传统技术在网络监测方面存在的网络负荷大、准确性 低、可靠性差等缺点，满足了人们对o s p f 网络进行有效监测的需求。 本文根据被动监听l s a s 技术提出了一个0 s p f 网络监测原型系 统。该系统由路由器模块、数据包捕获模块、应用逻辑模块和呈现逻 辑模块组成，主要实现了对o s p f 网络的实时监测和离线查询统计。 本文详细介绍了系统中各模块的设计和相关实现。 当然，作为一种新技术的原型系统，该系统还有许多不足之处。 本文最后总结分析了该系统存在的不足和局限性，并提出了系统将来 的研究方向。 关键词被动监听，l s a ，0 s p f ，监测 t h ea p p l i c 鲴o no fl s a sp a s s i v eu s t e n i n gi no s p f m o n o r i n g t o d a y , o s p f , a st h em o s tw i d e l yu s e di g p , i sd e p l o y e di no p e r a t o r ，s m a na n dl a r g e - e n t e r p r i s e sl a n h o w e v e r , t h et e c h n o l o g i e si ne x i s t e n c e a r ed i f f i c u l tt oc a r r yo u te f f e c t i v em o n i t o r i n g t h i sb r i n g sas i g n i f i c a n t b a r r i e rf o rn e t w o r km a i n t e n a n c ea n dn e wb u s i n e s s e sp r o m o t i o n h o wt o m o n i t o ra n dm a n a g eo s p fn e t w o r ke f f e c t i v e l yh a sb e c o m eo n eo ft h e m a j o rc o l l c e r n $ a f t e ra n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r sa n dp r o b l e m so ft h et r a d i t i o n a lo s p f m o n i t o r i n gt e c h n o l o g i e s c o m b i n e dw i t ht h ea c t u a ln e e a ko fn e t w o r k m o n i t o r i n g ，t h i sp a p e rp r o p o s e sa no s p fm o n i t o r i n gm e t h o db a s e do n t h el s a sp a s s i v el i s t e n i n g t h i st e c h n o l o g yc a p t u r e st h eo s p f p r o t o c o l p a c k e t si nt h ew a yo fp a s s i v el i s t e n i n g ，t h e nu n p a c k sa n dp a r s e sl s a s t o g e n e r a t es p e c i f i cm o n i t o r i n gi n f o r m a t i o na n du l t i m a t e l ya c h i e v et h e p u r p o s eo ft h er e a l t i m em o n i t o r i n g i tl a r g e l yo v e r c o m e st h et r a d i t i o n a l t e c h n o l o g i e s d i s a d v a n t a g e sa to v e r h e a d s ，c o r r e c t n e s sa n dr e l i a b i l i t y , a n d a l s om e e t st h ed e m a n df o re f f e c t i v eo s p f m o n i t o r i n g a c c o r d i n gt o t h el s a sp a s s i v el i s t e n i n gt e c h n o l o g y , t h i sp a p e r p r e s e n t sa l lo s p fm o n i t o r i n gp r o t o t y p es y s t e m t h es y s t e mc o n s i s t so f r o u t e r m o d u l e ，p a c k e tc a p t u r em o d u l e ，a p p l i c a t i o nl o g i cm o d u l ea n d p r e s e n t a t i o nl o g i cm o d u l e ，i tm a i n l ya c h i e v e sr e a l t i m em o n i t o r i n ga n d o f f - l i n eq u e r ys t a t i s t i c s t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ed e s i g na n dr e l a t e d r e a l i z a t i o no fe a c hm o d u l ei nd e t a i l a sap r o t o t y p e ，t h es y s t e ms t i l lh a sm a n yd e f i c i e n c i e s f i n a l l y , t h i s p a p e r a n a l y z e st h es h o r t c o m i n g sa n dl i m i t a t i o n so ft h es y s t e m , a n d p r o p o s e st h ef u t u r er e s e a r c hd i r e c t i o n s k e yw o r d s p a s s i v el i s t e n i n g ，i _ s ao s p f , m o n i t o r i n g i l l 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制方法保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书 本人签名：塾堕竖 导师签名：彳泸 = 二) 7j 日期：兰! 1 2 ：兰：! 日期：递2 ：丝丝 北京邮电人学硕上研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 刚络监测中的应用方法 1 1 研究背景 第一章前言 近年来，互联网的规模不断扩大，网络处理能力也不断增强，它不仅承载了 大量的哪、e m a i l 、f r p 等传统数据业务，而且诸如l p l 、，、v o l p 、网络游 戏等业务也开始出现高速增长态势。新业务的出现对网络的可靠性和稳定性提出 了更高的要求，如何快速、准确、有效地获取网络运行状态信息，从而保障互联 网正确、不间断运行成为各大运营商急需解决的重要问题。 网络监测是帮助人们了解网络运行的重要方法，它通过分析具体的网络路由 协议信息获取底层网络的某些变化，然后将这些变化信息以文字、图形或声音等 形式通告给网络维护人员。人们根据网络监测系统提供的信息采取相关措施，从 而保证网络的稳定运行和业务的可靠提供。 o s p f 路由协议是一种高性能的i g p ，被广泛使用在城域网和局域网上。从 理论上讲，o s p f 具有的快速收敛等特性已经能够保证网络具有较强的鲁棒性， 然而在大型网络中，特别是当网络处于大流量压力情况下( 例如城域网的骨干区 域) ，一旦某个业务关键点出现故障，o s p f 的快速收敛特性并不能确保业务的 鲁棒性。在现有的网络结构以及故障排错手段下，我们只有借助网络监测系统及 时获取网络的底层信息同时采取相应对策才能确保业务的可靠提供。传统的 o s p f 网络监测技术存在种种弊端，我们迫切需要一种有效的手段来应对挑战。 1 2 国内外研究情况 近年来，如何有效地对o s p f 网络进行监测已经成为一个热点研究领域，学 术界和工业界都对其投入了极大的热情。 参考文献p 4 】描述了现实网络中动态学习o s p f 协议的例子，但是文献【3 】和 文献【4 】都只是提出用o s p f 监测系统来收集和分析o s p f 网络数据，没有描述监 测系统采用的技术以及具体实现方法。文献1 5 1 提出o s p f 网络拓扑服务器的概念， 旨在对o s p f 网络拓扑进行发现和跟踪，文中分别描述了利用s n m p 和l s a s 的 方法，并从操作复杂性、可靠性和信息延迟等方面对这两种方法进行评估。文献 1 6 】利用窃听技术对网络的路由数据进行分析，但没有涉及监测系统的实际架构。 文献【7 】提到了周期性地导出路由器配置文件的方法，但此方法只能提供网络的静 态信息。文献【8 】和文献1 9 i 讨论了利用探针工具获取拓扑的方法，虽然这种方法实 北京邮电人学硕i ：研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 网络监测中的戍用方法 现起来非常简单，但不能提供足够的网络信息。 在工业界，现在已经出现了一些商品化的监测工具，比如像国外的d a t a r e a l m 公司和p a c k e td e s i g n 公司都提供了一些和路由协议相关的商用软件和测试工具， 但其产品造价昂贵且技术细节不公开。国内的清华大学网络中心开发了应用于路 由协议测试的在线测试系统，该系统采用路由协议被动监测技术，主要应用于路 由协议测试。 综上所述，以前的研究或是产品要么只提出一个监测概念而不涉及具体实现 细节，要么采取传统的、有缺陷的技术方法实现监测，要么价格昂贵部署成本极 大。鉴于以上原因，本文将提出一种新的技术并描述它在o s p f 网络监测中的应 用方法。 1 3 本文结构 本文主要分为四章。 第一章，主要介绍了本文的研究背景； 第二章，介绍了o s p f 协议的相关概念，并通过分析传统监测技术和它们存 在的问题，引出被动监听l s 舳的新技术，并对该技术进行了评估。 第三章，根据被动监听l s a s 的技术，并结合o s p f 网络监测的实际需求， 详细介绍了网络监测系统的设计与实现； 第四章，总结论文工作，著提出需要进一步研究的问题。 1 4 研究生期间工作 笔者在攻读硕士研究生学位期间作为主要成员参与了一系列i p 网网络管理 系统的科研工作，深入了解了网络管理的相关原理和技术，对o s p f 协议和网络 监测进行了较为深入的研究。总的来说，硕士期问的研发工作如下： 1 1 联通v o i p 前置交换机综合网管项目二期：研究了联通v o i p 前置交换 机综合网管系统，根据客户要求对系统中的w e b 子系统进行了改进，负 责完成了报表定制功能的需求分析和设计开发。 2 1 华安天诚数据网应用管理系统：结合电信管理网( t e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n tn e t w o r k , t m n ) 架构深入学习了i p 网网管系统的总体设计 和具体实现，主要负责告警管理模块中告警呈现和告警处理的设计和实 现。 3 1o s p f 网络监测技术的研究：在深入研究了o s p f 路由协议，特别是各 种类型的l s a 的基础上，针对目前所采用的各种监测技术的不足，提 2 北京邮电大学硕 ：研究生毕业论文被动监听l s a s 拄术在o s p f 网络监测中的戍用方法 出了基于被动监听l s l s 的监测技术，并利用该技术进行了监测系统的 系统设计和具体实现。 北京邮l u 大学硕i ：研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 刚络监测中的应用方法 第二章o s p f 协议和网络监测技术 2 1o s p f 协议概述 o s p f 是i p 网络中最常用的内部网关协议( i g p ) ，运行于单个自治系统( a s ) 内。o s p f 是基于r f c 2 3 2 8 的开放标准协议，它非常复杂，涉及多种协议握手、 分组类型和链路状态通告。 2 。l 1 链路状态路由选择协议 o s p f 是链路状态路由选择协议。链路状态路由选择协议是为了克服距离矢 量路由协议( 如r i p ) 的缺点而开发的。链路状态路由协议具有以下特征： 快速响应网络变化： 在网络发生变化时发送触发更颏； 以较低的频率( 如每隔3 0 分钟) 发送定期更新，这被称为链路状态刷 新。 o s p f 协议仅在网络拓扑发生变化时才生成路由选择更新。链路的状态发生 变化后，检测到变化的设备将生成一个针对该链路的链路状态通告( l s a ) ，使 用一个特殊的多播地址，将l s a 传播给所有的邻接设备。每台路由选择设备都 将得到一个l s a 拷贝，据此更新其链路状态数据库( l s d b ) ，并将l s a 转发给 邻接设备。这种l s a 扩散机制确保所有路由选择设备都将更新其数据库，然后 更新路由选择表以反映新的拓扑。 l s d b 被用来计算最佳路由。链路状态路由器对l s d b 应用d i j k s t r a 算法( 也 叫s p f 算法) ，以建立s p f 树，进而选择前往目的地的最佳路径。从s p f 树中选 择最佳路径后，将其加入到路山选择表中。 2 1 2 区域 o s p f 协议通常将a s 划分为区域( a r e a ) ，以减少s p f 算法的计算量。区域 内的路由器数量以及在区域内扩散的l s a 数量较少，这意味着区域内的链路状 态数据库较小。其结果是，s p f 算法的计算量更小，需要的时白j 更短。链路状态 路由选择协议采用由区域组成的、包含两层的层次结构： 骨干区域：主要功能为快速、高效地传输口分组的o s p f 区域。骨干区域 将其他类型的o s p f 区域连接起来，该区域中通常没有终端用户。根据定义，o s p f 4 北京邮电人学硕l 研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 网络监测中的应用方法 骨干区域通常被定义为区域0 。 常规区域：主要功能为连接用户和资源的o s p f 区域。常规区域通常根据职 能或是地理位置进行划分。默认情况下，常规区域不允许另一个区域使用其连 接将数据流传输到其他区域。来自其他区域的所有数据流都必须经过骨干区域。 o s p f 采用严格的两层区域结构，如图2 - 1 所示。网络的底层物理连接必须 与两层区域结构匹配，即所有常规区域( 区域1 ，2 ) 都直接与骨干区域( 区域0 ) 相连。在图2 - 1 中，路由器c ，d ，e ，f 是区域边界路由器( a b r ) ，路由器h 是自治域边界路由器( a s b r ) 。 2 1 3 协议分组类型 围2 - 10 s p f 两层区域结构 表2 - 1 描述了5 种o s p f 协议分组类型。 表2 - 10 s p f 协议分组 鼷朦麟黧霆鬃鬻纛鬟黧囊拦羞熏黝 1h e l l o 发现邻居井在它们之间建立邻接关系 2 数据库描述( d b d )检查路由器的数据库之间是否同步 3 链路状态请求( l s r )向另一台路由器请求特定的链路状态记录 4 链路状态更新( l s u )发送请求的链路状态记录 5链路状态确认( l s a c k )对其他类型的分组进行确认 这5 种o s p f 协议分组都被直接封装到i p 分组的有效负载中，在口报头中， 协议标识符8 9 表示各种o s p f 协议分组。o s p f 协议分组不使用传输控制协议 ( t c p ) 和用户数据报协议( u d p ) 。但是o s p f 要求使用可靠的分组传输机制， 由于没有使用t c p ，所以o s p f 使用确认分组( 第5 类o s p f 协议分组) 来实现 其确认机制。 所有类型的o s p f 协议分组都由分组头部和分组数据两部分组成。分组头部 北京邮电人学硕j ：研究生毕业论文 被动监听l s a s 技术在o s p f 阿络监测中的应用方法 格式相同，如图2 - 2 所示。 0 l23 0l2356 7 8 9 0l23 56日90l23 4s 6 7 8 9 ol 4 - - + - 4 - - + - + 一+ 一+ 一+ - + - + - + - 4 - 4 - + - 4 = - + - 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - 4 - + - 4 - - + - 4 - - + - 4 - - 4 - i v e r s l o n 掌 l t y p e l p e t c k e cl e n 口t h i r o u r - e t i d + - + - 4 - - 4 - - + - + - + - + - + 一+ - 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一4 - - 4 - - 4 - - 4 - - - - 4 - - + 一+ ire-idi i c h e c l r 2 m a 4 - - 4 - - 4 - - + - 4 - - + - + - + 一4 - - 4 - - 4 - - + - 4 - - 4 - - 4 - - 4 - + 一+ + 一+ + 一+ 一+ 一4 - + 一+ 一+ - + - 4 - 4 - - - + l u t y p e + 一4 - - + 一4 - - 4 - 4 - - 4 - - 4 - - 4 一+ - + - + - 4 - - + _ 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + - 4 - - 4 - u t h e n r 1 e a r 1 0 ni 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + 一4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ - + - 4 - - + - + - - 4 - - 4 - - 4 - - 4 = - + - + u t h e n r 1 e a r 1 0 ni 4 - - + - + 一一+ 一一+ 一+ 一+ + 一一+ 一4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + 一4 - - 图2 - 20 s p f 协议分组头部“” 分组头部包含以下域： 版本号( v e r s i o n ) ：用于o s p f 第2 版。 类型( t y p e ) ：区分5 种o s p f 协议分组类型。 分组长度( p a c k e tl e n g t h ) ：o s p f 协议分组的长度，单位为字节。 路由器i d ( r o u t e ri d ) ：表示最初发送分组的路由器。 区域i d ( a r e a i d ) ：指出分组来自哪个区域。 校验和( c h e c k s u m ) ：用于分组报头错误检测，确保o s p f 协议分组在传输 过程中未受损。 身份验证类型( a u t y p e ) ：指出路由器不进行身份验证、使用明文密码进行 身份验证还是使用消息摘要5 ( m d 5 ) 进行身份验证。 对于h e l l o 分组，分组数据包含一个由己知邻居组成的列表；对于d b d 分 组，分组数据为l s d b 摘要，其中包含所有已知路由器的i d 、最后使用的序号 以及其他一些域；对于l s r 分组，分组数据包含需要的l s u 的类型和路由器i d ； 对于l s u 分组，分组数据包含了完整的l s a 条目，一个o s p f 更新分组中可以 包含多个l s a 条目；对于l s a c k 分组，分组数据为空。 2 1 4 邻接关系 运行o s p f 的路由器必须首先与选中的邻居路由器建立邻接关系，这是通过 与邻居路由器交换h e l l o 分组来实现的。大体而言，路由器建立邻接关系的步骤 如下： ( 1 )路由器将h e l l o 分组发送给邻居路由器，并接收来自邻居路由器 的h e l l o 分组。h e l l o 分组的目标地址通常是多播地址( 2 2 4 0 0 5 ) 。 ( 2 ) 路由器通过交换h e l l o 分组来获悉协议特定的参数，如检查邻居是 否位于同一区域中，h e l l o 间隔是否相同等。交换完h e l l o 分组后， 路由器宣称邻居处于正常运行状态。 6 北京邮电大学硕i 二研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 网络盟测中的应用方法 ( 3 ) 两台路由器使用h e l l o 分组建立邻居关系后，它们通过交换l s a 来同步l s d b ，并确认已收到邻接路由器的l s a 。至此，两台邻 居路由器知道它们的l s d b 已经同步。对o s p f 而言，这意味着 两台路由器已经处于完全邻接状态。 ( 4 ) 必要时，路由器将新的l s a 转发给其他邻接路由器，确保整个区 域内，链路状态信息是完全同步的。 点到点串行链路上的两台路由器之间建立完全邻接关系，它们使用的封装类 型通常是高级数据链路控制( h d l c ) 或点到点协议( p p p ) 。 在l a i n 链路上，将选举个指定路由器( d r ) 和一个备用指定路由器 ( b d r ) 。其他的路由器都与这两台路由器建立邻接关系，且只将l s a 通告给它 们。d r 从邻居那里收到更新后，将其转发给l a n 上的其他所有邻居。d r 的主 要功能之一是确保同一个l a i n 中所有路由器的数据库都相同。 2 1 5 洪泛机制 o s p f 通过可靠的洪泛机制将l s a 扩散到相应的路由选择域。 ( 1 ) 路由器发现链路状态变化后，会将一个l s u 发送到给邻接路由 器，该l s u 中保含了更新后的l s a 条目。如果是多路访问网络， 路由器使用多播地址2 2 4 0 0 6 将一个l s u 分组发送给所有的d r 和b d r ：如果网络是点到点网络，则将l s u 转发给邻居路由器。 ( 2 ) 任何一个接收到l s u 的邻接路由器用l s a c k 来确认，为确保洪 泛过程是可靠的，必须分别确认每个l s a 。 ( 3 ) 邻接路由器将l s u 再传给它的邻接路由器( 除源路由器外) 如 果是多路访问网络，d r 将使用多播地址2 2 4 0 0 5 将该l s u 传播 给网络中的其他路由器。如果是点到点网络，过程同( 1 ) 。 ( 4 ) 路由器接收到包含有变化后的l s a 的l s u 后，掘此更新其l s d b 。 过一段时间( s p f 延迟) 后，对更新后的数据库执行s p f 算法， 必要时更新路由表。 2 1 6 链路状态通告 自治域中的每个路由器都会生成一条或多条链路状态通告( l s a ) 。l s a 集 合形成链路状态数据库( l s d b ) 。本文定义五种不同类型的l s a ，每种类型的 l s a 具有不同的功能：路由器l s a ( r o u t e r - l s a ) 和网络l s a ( n e t w o r k l s a ) 描述了一个区域中的路由器和网络是如何互连的；汇总l s a ( s u m m a r y l s a ) 7 北京邮电大学硕 ：研究生毕业论文 被动监听l s a s 技术在o s p f 网络监测中的应用方法 提供了一个压缩区域路由信息的方式；外部l s a ( a s e x t e r n a l l s a ) 提供了在 自治系统内透明地通告外部路由信息的方式。每个l s a 都有一个2 0 字节的标准 头部，下面将介绍l s a 头部。 2 1 6 1l s a 头部 l s a 头部包括链路状态类型( l st y p e ) 、链路状态i d ( l i n ks t a t ei d ) 和通 告路由器( a d v e r t i s i n gr o u t e r ) 域，这三个域唯一确定l s a 。同时在自治系统中 也可能存在一个l s a 的多个实例，如何确定哪个实例是最近的呢? 这就需要借 助链路状态序列( l ss e q u e n c en u m b e r ) 、链路状态校验和( l sc h e c k s u m ) 和链 路状态老化时间( l sa g e ) 这三个域来进行判别。这三个域也包含在2 0 个字节 的l s a 头部中。l s a 头部格式如图2 3 所示。 01z3 01 234 5 67890 1 2 3 4 5 67890lz3哇567日901 + - 4 - - + 一4 - + 一十一4 - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一十一十一+ 一+ 一+ 一+ 一4 - - + - 4 - - + - 4 - - 4 - 4 - 4 - + i l sa g e io p t i o n s i l 5t s q p e i 4 - - + 一+ 一+ 一4 - - + - 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一4 - - + 一4 - - + 一4 - - 4 - - 4 - 4 - + i l i n ks c a c ei d i + 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一卜+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一4 - - 4 - - + 一+ - + - + - 4 一+ - + - + - 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + - + idvercising r o u c e r i + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ i l ss e q u e n c en t e n b e r + - + - 4 - - 4 - - + - 4 - - + - 4 - - + - + - + - + - 4 - - 4 - - 4 - - + - 4 - - + - + - 4 - - 4 - - + - - + - 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + - 4 - - 4 - - 4 - 4 - - + il sc h e c k s u bil e n g u h + - + - + - 十+ + + - + - + - + - + - + - + _ + - + - + 一+ - + - + + - + 卜+ _ + - + - + _ + _ + _ + - + + + 图2 - 3l s a 头部格式” 链路状态老化时间( l sa g e ) ：这个域是l s a 的老化时间，单位为秒。 链路状态类型( i st y p e ) ：这个域指定了l s a 的格式和功能。不同类型的 l s a 有不同的名字( 比如说路由器l s a 或网络l s a ) 。除外部l s a 外，其它类 型的l s a 都只在一个区域中洪泛。外部l s a 在整个自治系统中洪泛，除了末节 区域外。下表将简要介绍一下每种类型的l s a 。 表2 - 2 链路状态类型 ： 漾碜零滤雾黪2i 篱蓥攒鞘 1路由器l s a 2网络l s a 3 或4汇总l s a 5外部l s a 链路状态i d ( l i n ks t a t ei d ) ：这个域指定了l s a 所描述的路由域的某个部 分。下表描述了各种类型l s a 的链路状态i d 域。 8 北京邮电大学硕l 研究生毕业论文 被动j | 【听l s , a 心技术在o s p f 网络监测中的戍用方法 表2 - 3 链路状态i d 淹蹈禚鎏蠲鲤j ；+ 锱 黼攀f 斑i i ? 骥；囔鬻雾j ：谚鬻慧警囊 1生成此l s a 的路由器的r o u t e ri d 2d r 在网络上的l p 地址 3目标网络的l p 地址 4 所描述的a s b r 的r o u t e ri d 5目标网络的l p 地址 通告路由器( a d v e r t i s i n gr o u t e r ) ：这个域指定了生成此l s a 的路由器的 r o u t e ri d 。 链路状态序列号( l ss e q u e n c en u m b e r ) ：这个域用来发现老的或是重复的 l s a ，序列号是线性排序的，值越大说明l s a 越新。 链路状态校验和( l sc h e c k s u m ) ：这个域是除了链路状态老化时自j 域外l s a 全部内容的校验和。 2 1 6 2路由器l s a 路由器l s a 是链路状态类型为1 的l s a 。区域中的每个路由器都会生成一 个路由器l s a ，它描绘了路由器上属于该区域的所有链路( 端口) 的状态和成 本。在路由器l s a 中，链路状态i d 域被设置为路由器的r o u t e ri d 。路由器l s a 只在区域内传播。路由器l s a 的格式如图2 - 4 所示 0 123 0l23 56 7 8 9 0123 s67 日90lz 34 56 e9 0 1 + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - ll s 口eio p c i o n 5i 1 l + 一+ - + 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ l i n ks c e ：ei d i 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一 ia c l v e r t i o i n gr o u t e rl 4 - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一4 - - 4 - - + - + - 4 - 4 - - 4 - - + 一+ 一+ 一4 - - + 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ i l 5j e q u e n c ed u m i d e r + 一+ + 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ + 一 il 5c h e c b 珊l e n g t h + - 4 - - 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一十一 i o i v i e ib l 0 i 4 - 4 - - + 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一卜 ll i n ki d 掌l i n ，j - 4 - - 4 - - 4 - + - + - + - + - + 一+ + l 1 n kd a t a i + 一+ 一+ 一+ 一+ + - + 一+ - + 一+ + 一+ - + 一+ 一4 - - + 一+ 一+ + - + - + 一+ + 一+ 一+ - + 一+ - + - + - + - + - + - + i t ，p ei_ mi ；t r l c i + 一+ 一+ - + 一+ - + - + 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + - + + + 一+ - + 一+ + 一+ 一+ + - + - + 一+ i + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + - + 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一一+ - + 一+ 一+ 一+ t o so l t o s 血e c 【i c l + 一+ 一+ 一+ 一+ 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - 4 - - + - + 一+ 一+ 一+ + 一卜+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一 + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + + 一+ 一+ + + i l t r i md s c a i + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ - + - + + + 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ + 一+ - + - + - + 一+ + + - + + 一+ - 4 - 图2 - 4 路由器l s a 格式 9 北京邮电大学硕i 研究生毕业论文 被动监听l s a s 技术在o s p f 网络j | ；i 测中的应用方法 e 位( b i t e ) ：e 位为1 时，表示路由器是a s b r 。 b 位( b i t b ) ：b 位为1 时，表示路由器是a b r 。 链路数目( # l i n k s ) ：l s a 中描绘的路由器链路的数目，这些链路必须属于同 一个区域。 类型( t y p e ) ：该域说明了链路的类型。 链路i d ( l i n ki d ) ：确定了这条链路所连接的对象。 链路数据( l i n kd a m ) ：该域的值取决于类型域，如下表所示 表2 - 4 路由器l s a 的链路类型 蓬弑。鞲逐兰兰j 锤语遁一二三二麓麟鹾雾 1 点剑点链路邻居路由器的r o u t e r i d路由器端口i p 地址 2 中转网络 d r 的端口i p 地址路由器端口l p 地址 3末节网络 i p 网络号网络掩码 4 虚链路邻居路由器的r o u t e ri d路由器端口i p 地址 成本( m e t r i c ) ：使用这条链路的成本。除了末节网络外，其余成本不为0 。 2 1 6 3网络l s a 网络l s a 是链路状态类型为2 的l s a 。网络l s a 代表区域中的广播网络和 n b m a 网络，这些网络一般支持两台或两台以上的路由器。网络l s a 由网络中 的d r 生成，描述了连接到网络上的所有路由器( 包括d r 自身) 。该l s a 的l i n k s k n cl d 域为d r 的口端口地址。由于网络和所连路由器之间的距离为o ，所以 网络l s a 没有成本域。网络l s a 只在区域内传播。网络l s a 的格式如图2 5 所 不o 0l23 0l 23 噜56b9 0 1 23噜567 日90 1 2 3 q5 67日90l + 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ + + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + + 一+ - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ i l sr i f e i o p t l o n bi 2 i + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一- 卜+ 一+ 一+ - + - + 一+ 一+ 一一4 - - + - + - + - + j l x n cs t a t ei d i 4 - - + - + - 4 - - + - 4 - - + - + - 4 - - 4 - - 4 - - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 。+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ t r i v e t t i l i n c jr o u t e c i + 一+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ il 3s e q u e n c en t 曲e ri + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - + - + 一+ - + 一+ 一+ 一+ - + + 一+ + - + 一+ 一+ 一+ + j l 5c h e c b m i l e n 口u hi + - + - + - 4 - + - 4 - - + - + - + - + - + - + - 4 - 4 - + - + - 4 - - + - + - + - + - 4 - 4 - 4 - + - + - 4 - + - + - + - + - + - + i n e t w o r ke k + - + - 4 - - + - 4 - - 4 - - - 4 - - 4 - + - + - + - + - + - 4 - - + - - + - + - - + - + - - + - 4 - + - - + - - 4 - - 4 - - 4 + - + - - 4 - + - - t - - + - + i a t t a c h e dr o u t e rl 4 - - + - + - + - 4 - - 4 - 4 - - + - 4 - - + - 4 - 4 - - + - 4 - - 4 - - + - - t - 4 - - - t - - 4 - - - - 4 - - 4 - - 4 - + - + - + - 4 - 4 - + 一+ 一4 - 4 i 图2 5 网络l s a 格式1 网络掩码( n e t w o r km a s k ) ：网络的口地址掩码。例如：一个a 类网络的掩 码是0 x f f 【。 北京邮电大学硕i ：研究生毕业论文被动监听l s a s 技术在o s p f 网络监测中的应用方法 连接路由器( a t t a c h e dr o u t e r ) ：连接到网络上的每个路由器的r o u t e ri d 。 事实上，只列出了与d r 形成完全邻接关系的路由器。路由器的数量可以从l s a 头部的l e n g t h 域推导出来。 2 1 6 4汇总l s a 汇总l s a 是链路状态类型为3 和4 的l s a ，由a b r 生成。汇总l s a 描述 了其他区域中的目的地。当目的地是i p 网络时使用类型3 的汇总l s a ，在这种 情况下l s a 的链路状态m 域是i p 网络号。当目的地是a s b r 时使用类型4 的 汇总l s a ，在这种情况下l s a 的l i n ks t a t ei d 域是a s b r 的r o u t e ri d 。除了链 路状态i d 域不同，类型3 和类型4 汇总l s a 的格式相同。 对末节区域来说，类型3 的汇总l s a 可以用来描述一条默认路由。在末节 区域中使用默认路由来代替洪泛外部路由。当描绘一条默认路由时，汇总l s a 的链路状态l d 域常被设为0 0 0 0 ，n e t w o r km a s k 域被设为0 0 0 0 。 0123 0123 56日90123 s6 1 b 9 0 1 23 s6 7 b 901 4 - - 4 - - 4 - - + - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + 一+ 一+ 一+ 一+ _ 4 - - 4 - - 4 - - + - i l s0 jo p t l o i x gi 3o r i 4 - - 4 - -