一种多区域ospf通信机制的研究

一种多区域ospf通信机制的研究

ospf是基于链接库状态的动态路径协议。它具有一般的igp协议的基本功能。同时，支持区域划分，对大型网络具有良好的适应性。网络收敛速度很快，解决了网络自循环问题的问题。因此，ospf已成为大型公园网络中使用最广泛、效率最高的igp协议之一。1网络误差导致的网络故障OSPF采用的是基于Hub-And-Spoke定义1：在OSPF多区域网络中显然，凡是符合定义1描述的网络场景，均不符合Hub-And-Spoke架构的区域化设计准则，会给网络通信造成故障。从实际网络场景的网络拓扑结构设计上分析，多区域OSPF异形划分有远端异形和分割异形两种存在形式。1.1非骨干区域区域拓扑非直连体的拓扑特点远端异形是指在多区域OSPF的划分中，所有的非骨干区域都在骨干区域Area0的同一侧，形成一个或多个位于Area0远端的非骨干区域，无法与骨干区域Area0直连的拓扑形式，如图2所示。在这种情况下，由于非骨干区域Area2远离骨干区域Area0，即使非骨干区域Area1和Area0直接相连，区域边界路由器也无法将链路状态通告报文LSA发送至Area2，最终导致Area2被孤立，无法与其他区域正常通信。1.2干区域撕裂拓扑分割异形是指在多区域OSPF划分中，骨干区域Area0被其他非骨干区域割裂，形成范围更小且无法直接相连的多个Area0区域的拓扑形式，如图3所示。在这种情况下，骨干区域Area0被非骨干区域Area1分割，左右两边的Area0无法交换LSA实现路由信息的传递。2多道状态通告在多区域OSPF网络中，非骨干区域通过与骨干区域Area0交换链路状态通告报文LSA获取路由信息。远端异形和分割异形的不合理划分阻碍了OSPF区域之间的LSA交换，使得路由信息无法传递，最终造成通信故障。OSPF虚连接（VirtualLink）技术2.1区域边界实现直连接远端异形的虚连接如图4所示，非骨干区域Area1与Area0直连，而Area2处于Area0的远端。若要Area0的LSA可以通过区域边界路由器ABR1传递至Area2，就必须使得Area0和远端的Area2建立直连关系。根据这种逻辑思路，OSPF虚连接采用扩展和拉伸的方法，将骨干区域Area0的范围延伸和扩展至Area1和Area2的区域边界路由器ABR2的位置，实现了与Area2的虚拟直连。2.2拉伸和扩展非骨干区域分割异形的虚连接如图5所示，骨干区域Area0被非骨干区域Area1分割成独立不相连的两个区域。这两个Area0区域若要交换LSA实现通信，同样需要跨过Area1建立直连关系。考虑到这两个Area0区域的对等性，在采用OSPF虚连接进行拉伸和扩展时，可以从两侧Area0区域向中间的Area1区域同时均衡伸展。此时形成的新骨干区域Area0就覆盖了拓扑中的所有区域，原本割裂的两个Area0也就实现了虚拟直连。不论是远端异形还是分割异形，都可以通过OSPF虚连接将骨干区域Area0的范围拉伸和扩展至相邻的非骨干区域，从而使原本不能与骨干区域Area0相连的区域，最终可以实现与骨干区域Area0直连。该方法本质上是将与骨干区域Area0相邻的非骨干区域拉伸和扩展，形成TransitArea，并且将TransitArea虚拟成骨干区域，使得异形划分的非骨干区域能够成功获得其他OSPF区域的路由。这些路由将从Inter-AreaRoute转变为Intra-AreaRoute，路由的表示形式也将从OIA改变为O的形式。2.3rounr-id的连接在进行OSPF虚连接拉伸和扩展时，具体的方法是将TransitArea中与骨干区域直连的ABR和连接另一个常规区域的ABR相连，连接这两个ABR时，使用双方的Router-ID来连接。该方法的关键步骤如下所示：Step1:routerospfprocessid//声明OSPF的进程号Step2:router-idip-address//设置该ABR的Router-IDStep3:networknetwork-addresswildcard-maskareaid//指定该ABR直连的网络及所属区域Step4:areaidvirtual-linkrouter-id//指定该ABR直连的网络及所属区域3模拟实验与分析3.1主机网络配置实验利用PacketTracer仿真平台为保证实验数据的公正性，在3个对照组的拓扑结构中，路由器均选用cisco2811型号，线缆采用CopperCross-Over,R2和R3均为ABR，路由器的具体配置参数如表1所示。3.2通信效率分析采用2.3节中所述的方法分别对T1和T2拓扑中的路由器进行详细配置，网络充分收敛后，显示R1的路由表并测试R1↔R2↔R3↔R4的网络连通性。如图7所示，R1↔R2↔R3↔R4的网络是连通的，R1路由表路由信息来源中出现了OIA，表明这些路由成功地从Inter-AreaRoute转变为Intra-AreaRoute。为了更进一步验证表1方法对于T1和T2两种异形区域通信效率的影响，通过统计3个对照组收发不同数量ping包的平均时延，对比T1、T2与T0的离散程度，如图8所示。通过对比分析发现，使用OSPF虚连接方法配置的T1和T2在通信效率上与标准区域T0基本持平，能够较好地实现OSPF异形区域的正常通信。4虚连接的规划限制本文通过分析多区域OSPF异形划分的两种存在形式，引入OSPF虚连接技术，成功解决了异形区域的通信问题。仿真实验的结果表明，该方法有效可行且通信效率维持了与标准划分的相同水准。虽然OSPF虚连接可以解决此类故障，但在多区域OSPF规划时，除非是出现不可抗力因素，否则应严格按照标准划分，避免出