【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。 OSPF 路由協(xié)議 80 年代中期，由于 RIP 路由協(xié)議越來(lái)越不適應(yīng)大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連。 OSPF作為 IETF（網(wǎng)間工程任務(wù)組織）為 IP 網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的一種 IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）協(xié)議，克服了 RIP 路由協(xié)議的缺點(diǎn) ，并 采用 SPF（ Shortest Path First）算法 。 OSPF 是一種基于鏈路狀態(tài)的動(dòng)態(tài) 路由協(xié)議，協(xié)議的基本思路如下：在自治系統(tǒng)（ AS）中每一臺(tái)運(yùn)行 OSPF 的路由器收集各自的接口 /鄰接信息稱為鏈路狀態(tài)，通過(guò) Flooding 算法在整個(gè)系統(tǒng)廣播自己的鏈路狀態(tài)，使得在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部維護(hù)一個(gè)同步的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)這一數(shù)據(jù)庫(kù)，路由器計(jì)算出以自己為根，其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為葉的一根最短的路徑樹，從而計(jì)算出自己到達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部各可定的最佳路由。 OSPF 是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ Interior Gateway Protocol， IGP） ，它處理在一個(gè)自治系統(tǒng)中路由器的網(wǎng)絡(luò)路由信息。 OSPF 路由協(xié)議有如下特點(diǎn)： 1) 同域內(nèi)路由 器共享相同的拓?fù)湫畔ⅲ好颗_(tái)路由器向同域（ Area）的所有其它路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播（ LSA）信息。路由器收集有關(guān)的鏈路狀態(tài)信息，并根據(jù) SPF 的算法計(jì)算出到每個(gè)結(jié)點(diǎn)的最短路徑。 2) 路由選擇的分級(jí) ： OSPF 可在一個(gè)域（ Area）內(nèi)進(jìn)行路由選擇。域的最大集合是自治域（ AS）。AS 是共享同一路由選擇策略的網(wǎng)絡(luò)集合。一個(gè)自治域 AS 可分為多個(gè)域（ Area），域是由相鄰的網(wǎng)絡(luò)和連接的主機(jī)組成。 根據(jù)源點(diǎn)和目的地是否在同一域內(nèi)， OSPF 有兩種類型的路由選擇方式： ? 當(dāng)源點(diǎn)和目的在同一區(qū)域時(shí)，采用域內(nèi)路由選擇 ? 當(dāng)源點(diǎn)和目的不在 同區(qū)域時(shí)，采用域間路由選擇 由于有域的概念， OSPF 路由協(xié)議比那些不將 AS 分區(qū)的情況下所需傳送的路由信息少得多。 3) 收斂性： OSPF 使用泛洪（ flooding）技術(shù)在一個(gè)新的路由區(qū)域中更新鄰居路由器。只有受影響的路由才被更新，而且由于進(jìn)行路由聚合，如果某路由是到達(dá)另一區(qū)域的聚合路由的一部分，則更新操作只局限于受影響的區(qū)域。 4) 支持 VLSM（ Vanable Length Sub Mask）可變長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼技術(shù) ： OSPF 支持可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼，使 OSPF 適合于管理大型 IP 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。 由于每個(gè)發(fā)布的目的地均包括 IP 子網(wǎng)的掩碼，從而可利用子網(wǎng)掩碼將 IP 網(wǎng)絡(luò)分為不同大小的子網(wǎng)，這種方法可節(jié)省 IP 地址空間并給網(wǎng)絡(luò)管理員管理帶來(lái)靈活性。 5) 帶寬利用效率：由于 OSPF 基于鏈路狀態(tài)進(jìn)行利用更新，只有受影響的路由更新報(bào)文才被送往鄰居路由器，而不是傳送整個(gè)路由表。 6) 消耗路由器 CPU 資源： SPF 算法需要占用路由器的 CPU 資源，一般來(lái)說(shuō) CPU 運(yùn)算量與網(wǎng)內(nèi)鏈路數(shù)目和路由器數(shù)目乘積成正比。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)，整個(gè) OSPF 域內(nèi)進(jìn)行頻繁的運(yùn)算以選擇最佳路由，這將大量的消耗路由器的 CPU 資源，引起網(wǎng)絡(luò)性能的急劇下降。 7) 基于帶寬的路由選擇： OSPF 使用帶寬作為確定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間最優(yōu)路徑的決定因素。 PIM 路由協(xié)議 1) PIMDM 簡(jiǎn)介 PIMDM（ Protocol Independent Multicast—— Dense Mode，與協(xié)議無(wú)關(guān)的組播 —— 密集模式）主要適用下列幾種情況下： ? 發(fā)送者和接收者彼此非常接近，并且網(wǎng)絡(luò)中組播組接收成員的數(shù)量很大。 ? 組播包的流量很大。 ? 組播包的流量是持續(xù)的。 PIMDM 利用單播路由表，從源端 PIM 路由器構(gòu)建一棵到所有端節(jié)點(diǎn)的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹（ Distribution Tree）。在發(fā)送組播包時(shí)， PIMDM 認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)上所 有主機(jī)都準(zhǔn)備接收組播包，組播源一開始將向網(wǎng)絡(luò)所有下游節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)組播包，無(wú)組播組成員的節(jié)點(diǎn)將剪枝報(bào)文通知上游路由器不用再向下游節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。 當(dāng)新的成員在剪枝區(qū)域中出現(xiàn)時(shí)， PIMDM 發(fā)送嫁接消息，使被剪枝的路徑重新變成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。該機(jī)制稱為廣播 —— 剪枝過(guò)程， PIMDM 廣播 —— 剪枝機(jī)制將周期性地不斷進(jìn)行。 PIMDM 在廣播 —— 剪枝過(guò)程中采用了逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)（ Reverse Path Forwarding， RPF）技術(shù)：當(dāng)一個(gè)組播包到達(dá)的時(shí)候，路由器首先判斷到達(dá)路徑的正確性。若到達(dá)端點(diǎn)是由單播路由指示的通往組播源 的端口，那么該組播包被認(rèn)為是從正確路徑而來(lái)；否則該組播包將作為冗余報(bào)文而被丟棄，不進(jìn)行組播轉(zhuǎn)發(fā)。 PIMDM 主要包括下列幾種報(bào)文： ? Hello 報(bào)文（ PIM Hello Message）： PIM Hello 報(bào)文由運(yùn)行 PIMDM 協(xié)議的路由器接口定期發(fā)送到同網(wǎng)段其它鄰居接口，與 PIMDM 鄰居建立鄰居關(guān)系。另外，由于 IGMPv1 中需要使用 DR（ Designed Router）來(lái)發(fā)送主機(jī)查詢報(bào)文（ HostQuery Message）， Hello 報(bào)文同時(shí)負(fù)責(zé)為運(yùn)行 IGMPv1 的路由器選擇 DR（每個(gè) PIM 路由器定期廣播發(fā)送 Hello 報(bào)文， IP 地址較大的路由器當(dāng)選為 DR）。 ? 嫁接報(bào)文（ Graft Message）：主機(jī)通過(guò) IGMP 報(bào)告報(bào)文（ MembershipReport Message）來(lái)通知路由器它想加入某個(gè)組播組，此時(shí)端口向上游路由器發(fā)送 Graft 報(bào)文，上游路由器收到 Graft 報(bào)文后，就將該端口加入到組播組轉(zhuǎn)發(fā)列表中。 ? 嫁接應(yīng)答報(bào)文（ Graft ACK Message）：上游路由器在收到 Graft 報(bào)文后，需要向發(fā)送此嫁接報(bào)文的下路由器發(fā)送應(yīng)答報(bào)文。 ? 剪枝報(bào)文（ Prune Message）：若路由器的接口轉(zhuǎn)發(fā)列表為空，或接口轉(zhuǎn)發(fā)列表變?yōu)榭諘r(shí)，就向上游路由器發(fā)送 Prune 報(bào)文，通知上游路由器將該路由器從其接口鄰居列表中刪除。 ? 斷言報(bào)文（ Assert Message）：一個(gè)共享網(wǎng)段可能同時(shí)有兩個(gè)上游路由器，若它們都向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)組播包的話，該網(wǎng)段的下游路由器可能將收到兩份相同的組播包。為避免這種情況， PIMDM 采用 Assert 消息機(jī)制：若路由器在一個(gè)共享局域網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)端口收到組播包，它要所運(yùn)行 PIMDM 的所有路由器（組地址為 ）發(fā)送 Assert 報(bào)文，下游路由器將按 一系列規(guī)則通過(guò)比較 Assert 報(bào)文的特定域來(lái)決定獲勝者：報(bào)文 preference 小的路由器獲勝；若報(bào)文的preference 相同，報(bào)文 metric值小的路由器獲勝；若報(bào)文的 metric 值也相同， IP 地址大的路由器獲勝。獲勝者將作為該網(wǎng)段的轉(zhuǎn)發(fā)者，失敗者發(fā)送出接口剪枝報(bào)文。 由于 PIMDM 自身不具備路由發(fā)現(xiàn)機(jī)制，這使得它不依賴于特定的單播路由協(xié)議，協(xié)議的實(shí)現(xiàn)也比較簡(jiǎn)單。 2) PIMSM 簡(jiǎn)介 PIMSM（ Protocol Independent Multicast， Sparse Mode，與協(xié)議無(wú) 關(guān)的組播 —— 稀疏模式）主要適用下列幾種情況下： ? 組成員分布相對(duì)分散，范圍較廣。 ? 網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限。 PIMSM 不依賴于特定的單播路由協(xié)議，它假設(shè)所有路由器除非存在傳送的顯式請(qǐng)求，否則就不向組播組發(fā)送組播包。 PIMSM 通過(guò)設(shè)置匯集點(diǎn) RP（ Rendezvous Point）和引導(dǎo)路由器 BSR（ Bootstrap Router）向所有 PIMSM路由器通告組播信息、并通過(guò)讓路由器顯式地加入和退出組播組來(lái)減少數(shù)據(jù)報(bào)文和控制報(bào)文占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。 PIMSM 構(gòu)造以 RP 根的共享樹 RPT（ RP Path Tree），使 組播包能沿著共享樹發(fā)送，當(dāng)主機(jī)加入一個(gè)組播組時(shí)，直接連接的路由器便向匯聚點(diǎn)（ RP）發(fā)送 PIM 加入報(bào)文；發(fā)送者的第一跳路由器把發(fā)送者注冊(cè)到 RP 上；接收者的 DR（直連網(wǎng)絡(luò)的負(fù)責(zé)人）將接收者加入到共享樹。使用以 RP 根的共享樹