【文章內(nèi)容簡介】 。路由器鏈路信息數(shù)據(jù)包只會在某一個特定的區(qū)域內(nèi)廣播，而不會廣播至其它的區(qū)域。 在類型 1 的鏈路數(shù)據(jù)包中， OSPF 路由器通過對數(shù)據(jù)包中某些特定數(shù)據(jù)位的設(shè)定，告訴其余的路由器自身是一個區(qū)域邊界路由器或是一個 AS 邊界路由器。并且，類型 1 的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包在描述其所聯(lián)接的鏈路時，會根據(jù)各鏈路所聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)類型對各鏈路打上鏈路標識， Link ID。表一列出了常見的鏈路類型及鏈路標識。 ? 鏈路類型具體描述鏈路標識 ? 用于描述點對點的網(wǎng)絡(luò) 相鄰路由器的路由器標識。 ? 用于 描述至一個廣播性網(wǎng)絡(luò)的鏈路 DR 的端口地址。 ? 用于描述至非穿透網(wǎng)絡(luò)，即 stub 網(wǎng)絡(luò)的鏈路 stub 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號碼。 ? 用于描述虛擬鏈路 相鄰路由器的路由器標識。 、類型 2：又被稱為網(wǎng)絡(luò)鏈路信息數(shù)據(jù)包（ Network Link） 網(wǎng)絡(luò)鏈路信息數(shù)據(jù)包是由指定路由器產(chǎn)生的，在一個廣播性的、多點接入的網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)及 FDDI 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這種鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包用來描述該網(wǎng)段上所聯(lián)接的所有路由器的狀態(tài)信息。 指定路由器 DR 只有在與至少一個路由器建立相鄰關(guān)系后才會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)鏈路福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 25 頁 信息數(shù)據(jù)包，在該數(shù)據(jù)包 中含有對所有已經(jīng)與 DR建立相鄰關(guān)系的路由器的描述，包括 DR 路由器本身。類型 2 的鏈路信息只會在包含 DR所處的廣播性網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域中廣播，不會廣播至其余的 OSPF 路由區(qū)域。 、類型 3：總結(jié)鏈路信息數(shù)據(jù)包（ Summary Link） 該鏈路狀態(tài)廣播是由區(qū)域邊界路由器或 AS邊界路由器產(chǎn)生的。 Summary Link描述的是到某一個區(qū)域外部的路由信息，這一個目的地地址必須是同一個 AS中。Summary Link 也只會在某一個特定的區(qū)域內(nèi)廣播。類型 3 是由區(qū)域邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述到同一個 AS中不同區(qū)域之間 的鏈路狀態(tài)。 、類型 4：總結(jié)鏈路信息數(shù)據(jù)包（ Summary Link） 該鏈路狀態(tài)廣播是由區(qū)域邊界路由器或 AS邊界路由器產(chǎn)生的。 Summary Link描述的是到某一個區(qū)域外部的路由信息，這一個目的地地址必須是同一個 AS中。Summary Link 也只會在某一個特定的區(qū)域內(nèi)廣播。類型 4是由 AS 邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述不同 AS 的鏈路狀態(tài)信息。 值得一提的是，只有類型 3 的 Summary Link 才能廣播進一個殘域，因為在一個殘域中不允許存在 AS 邊界路由器。殘域的區(qū)域邊界路由器產(chǎn)生一條默認的Summary Link 對域內(nèi)廣播，從而在其余路由器上產(chǎn)生一條默認路由信息。采用Summary Link 可以減小殘域中路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的大小，進而減少對路由器資源的利用，提高路由器的運算速度。 、類型 5：類型 5 的鏈路狀態(tài)廣播稱為 AS 外部鏈路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包 類型 5的鏈路數(shù)據(jù)包是由 AS 邊界路由器產(chǎn)生的，用于描述到 AS外的目的地的路由信息，該數(shù)據(jù)包會在 AS 中除殘域以外的所有區(qū)域中廣播。一般來說，這種鏈路狀態(tài)信息描述的是到 AS 外部某一特定網(wǎng)絡(luò)的路由信息，在這種情況下，類型 5 的鏈路狀枋數(shù)據(jù)包的鏈路標識采 用的是目的地網(wǎng)絡(luò)的 IP 地址；在某些情況下， AS 邊界路由器可以對 AS 內(nèi)部廣播默認路由信息，在這時，類型 5的鏈路廣播數(shù)據(jù)包的鏈路標識采用的是默認網(wǎng)絡(luò)號碼 。 、 OSPF 協(xié)議工作過程 OSPF 路由協(xié)議針對每一個區(qū)域分別運行一套獨立的計算法則，對于 ABR 來說，由于一個區(qū)域邊界路由器同時與幾個區(qū)域相聯(lián)，因此一個區(qū)域邊界路由器上會同時運行幾套 OSPF 計算方法，每一個方法針對一個 OSPF 區(qū)域。下面對 OSPF協(xié)議運算的全過程作一概括性的描述。 、區(qū)域內(nèi)部路由 當(dāng)一個 OSPF 路由器初始化時，首先初 始化路由器自身的協(xié)議數(shù)據(jù)庫，然后等待低層次協(xié)議（數(shù)據(jù)鏈路層）提示端口是否處于工作狀態(tài)。如果低層協(xié)議得知一個端口處于工作狀態(tài)時， OSPF 會通過其 Hello 協(xié)議數(shù)據(jù)包與其余的 OSPF 路由器建立交互關(guān)系。一個 OSPF 路由器向其相鄰路由器發(fā)送 Hello 數(shù)據(jù)包，如果接收到某一路由器返回的 Hello 數(shù)據(jù)包，則在這兩個 OSPF 路由器之間建立起 OSPF交互關(guān)系，這個過程在 OSPF 中被稱為 adjacency。在廣播性網(wǎng)絡(luò)或是在點對點的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中， OSPF 協(xié)議通過 Hello 數(shù)據(jù)包自動地發(fā)現(xiàn)其相鄰路由器，在這時，OSPF 路由器將 Hello 數(shù)據(jù)包發(fā)送至一特殊的多點廣播地址，該多點廣播地址為ALLSPFRouters。在一些非廣播性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我們需要經(jīng)過某些設(shè)置來發(fā)現(xiàn)OSPF路由協(xié)議 第 11 頁 共 25 頁 OSPF 相鄰路由器。在多接入的環(huán)境中，例如以太網(wǎng)的環(huán)境， Hello 協(xié)議數(shù)據(jù)包還可以用于選擇該網(wǎng)絡(luò)中的指定路由器 DR。 一個 OSPF 路由器會與其新發(fā)現(xiàn)的相鄰路由器建立 OSPF 的 adjacency，并且在一對 OSPF 路由器之間作鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步。在多接入的網(wǎng)絡(luò)環(huán)增中，非DR的 OSPF 路由器只會與指定路由器 DR建立 adjacency，并且作數(shù)據(jù)庫的同步。OSPF 協(xié)議數(shù) 據(jù)包的接收及發(fā)送正是在一對 OSPF 的 adjacency 間進行的。 OSPF 路由器周期性地產(chǎn)生與其相聯(lián)的所有鏈路的狀態(tài)信息，有時這些信息也被稱為鏈路狀態(tài)廣播 LSA（ Link State Advertisement）。當(dāng)路由器相聯(lián)接的鏈路狀態(tài)發(fā)生改變時，路由器也會產(chǎn)生鏈路狀態(tài)廣播信息，所有這些廣播數(shù)據(jù)是通過 Flood 的方式在某一個 OSPF 區(qū)域內(nèi)進行的。 Flooding 算法是一個非常可靠的計算過程，它保證在同一個 OSPF 區(qū)域內(nèi)的所有路由器都具有一個相同的 OSPF數(shù)據(jù)庫。根據(jù)這個數(shù)據(jù)庫， OSPF 路由器會將自身作為根 ，計算出一個最短路徑樹，然后，該路由器會根據(jù)最短路徑樹產(chǎn)生自己的 OSPF 路由表。 、建立 OSPF 交互關(guān)系 adjacency OSPF 路由協(xié)議通過建立交互關(guān)系來交換路由信息，但是并不是所有相鄰的路由器會建立 OSPF交互關(guān)系。下面將 OSPF建立 adjacency的過程簡要介紹一下。 OSPF 協(xié)議是通過 Hello 協(xié)議數(shù)據(jù)包來建立及維護相鄰關(guān)系的，同時也用其來保證相鄰路由器之間的雙向通信。 OSPF 路由器會周期性地發(fā)送 Hello 數(shù)據(jù)包，當(dāng)這個路由器看到自身被列于其它路由器的 Hello 數(shù)據(jù)包里時，這兩個路由 器之間會建立起雙向通信。在多接入的環(huán)境中， Hello 數(shù)據(jù)包還用于發(fā)現(xiàn)指定路由器DR，通過 DR來控制與哪些路由器建立交互關(guān)系。 兩個 OSPF 路由器建立雙向通信這后的第二個步驟是進行數(shù)據(jù)庫的同步，數(shù)據(jù)庫同步是所有鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的最大的共性。在 OSPF 路由協(xié)議中，數(shù)據(jù)庫同步關(guān)系僅僅在建立交互關(guān)系的路由器之間保持。 OSPF 的數(shù)據(jù)庫同步是通過 OSPF 數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包（ Database Description Packets）來進行的。 OSPF 路由器周期性地產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包是有序的，即附帶有序列號，并 將這些數(shù)據(jù)包對相鄰路由器廣播。相鄰路由器可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包的序列號與自身數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)作比較，若發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)比數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)序列號大，則相鄰路由器會針對序列號較大的數(shù)據(jù)發(fā)出請求，并用請求得到的數(shù)據(jù)來更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。 我們可以將 OSPF 相鄰路由器從發(fā)送 Hello 數(shù)據(jù)包，建立數(shù)據(jù)庫同步至建立完全的 OSPF 交互關(guān)系的過程分成幾個不同的狀態(tài)，分別為： ? Down：這是 OSPF 建立交互關(guān)系的初始化狀態(tài)，表示在一定時間之內(nèi)沒有接收到從某一相鄰路由器發(fā)送來的信息。在非廣播性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)， OSPF 路由器還可能對 處于 Down 狀態(tài)的路由器發(fā)送 Hello 數(shù)據(jù)包。 ? Attempt：該狀態(tài)僅在 NBMA 環(huán)境，例如幀中繼、 或 ATM環(huán)境中有效，表示在一定時間內(nèi)沒有接收到某一相鄰路由器的信息，但是 OSPF 路由器仍必須通過以一個較低的頻率向該相鄰路由器發(fā)送 Hello 數(shù)據(jù)包來保持聯(lián)系。 ? Init：在該狀態(tài)時， OSPF 路由器已經(jīng)接收到相鄰路由器發(fā)送來的 Hello 數(shù)據(jù)包，但自身的 IP地址并沒有出現(xiàn)在該 Hello 數(shù)據(jù)包內(nèi)，也就是說，雙方的福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 25 頁 雙向通信還沒有建立起來。 —— 2Way：這個狀態(tài)可以說是建立交互方式真正的開始步驟。在這個狀 態(tài)，路由器看到自身已經(jīng)處于相鄰路由器的 Hello數(shù)據(jù)包內(nèi)，雙向通信已經(jīng)建立。指定路由器及備份指定路由器的選擇正是在這個狀態(tài)完成的。在這個狀態(tài)， OSPF 路由器還可以根據(jù)其中的一個路由器是否指定路由器或是根據(jù)鏈路是否點對點或虛擬鏈路來決定是否建立交互關(guān)系。 ? Exstart：這個狀態(tài)是建立交互狀態(tài)的第一個步驟。在這個狀態(tài)，路由器要決定用于數(shù)據(jù)交換的初始的數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包的序列號，以保證路由器得到的永遠是最新的鏈路狀態(tài)信息。同時，在這個狀態(tài)路由器還必須決定路由器之間的主備關(guān)系，處于主控地位的路由器會向處于備份地位的 路由器請求鏈路狀態(tài)信息。 ? Exchange：在這個狀態(tài)，路由器向相鄰的 OSPF 路由器發(fā)送數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包來交換鏈路狀態(tài)信息，每一個數(shù)據(jù)包都有一個數(shù)據(jù)包序列號。在這個狀態(tài)，路由器還有可能向相鄰路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)請求數(shù)據(jù)包來請求其相應(yīng)數(shù)據(jù)。從這個狀態(tài)開始，我們說 OSPF 處于 Flood 狀態(tài)。 ? Loading：在 loading 狀態(tài)， OSPF 路由器會就其發(fā)現(xiàn)的相鄰路由器的新的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)及自身的已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)向相鄰路由器提出請求，并等待相鄰路由器的回答。 ? Full：這是兩個 OSPF 路由器建立交互關(guān)系的最后一個狀態(tài)，在 這時，建立起交互關(guān)系的路由器之間已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)庫同步的工作，它們的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)一致。 、域間路由 前面描述了 OSPF 路由協(xié)議的單個區(qū)域中的計算過程。在單個 OSPF 區(qū)域中，OSPF路由協(xié)議不會產(chǎn)生更多的路由信息。為了與其余區(qū)域中的 OSPF路由器通訊，該區(qū)域的邊界路由器會產(chǎn)生一些其它的信息對域內(nèi)廣播，這些附加信息描繪了在同一個 AS 中的其它區(qū)域的路由信息。具體路由信息交換過程如下： 在 OSPF 的定義中，所有的區(qū)域都必須與區(qū)域 0 相聯(lián)，因此每一個區(qū)域都必須有一個區(qū)域邊界路由器與區(qū)域 0相聯(lián)，這一個區(qū)域 邊界路由器會將其相聯(lián)接的區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通過 Summary Link 廣播至區(qū)域 0，也就是廣播至所有其它區(qū)域的邊界路由器。在這時，與區(qū)域 0相聯(lián)的邊界路由器上有區(qū)域 0及其它所有區(qū)域的鏈路狀態(tài)信息，通過這些信息，這些邊界路由器能夠計算出至相應(yīng)目的地的路由，并將這些路由信息廣播至與其相聯(lián)接的區(qū)域，以便讓該區(qū)域內(nèi)部的路由器找到與區(qū)域外部通信的最佳路由。 、 AS外部路由 個自治域 AS的邊界路由器會將 AS外部路由信息廣播至整個 AS中除了殘域的所有區(qū)域。為了使這些 AS 外部路由信息生效， AS 內(nèi)部的所有的路由器（除殘域內(nèi)的路由器）都必須知道 AS 邊界路由器的位置，該路由信息是由非殘域的區(qū)域邊界路由器對域內(nèi)廣播的，其鏈路廣播數(shù)據(jù)包的類型為類型 4。 、 OSPF 路由協(xié)議驗證 在 OSPF 路由協(xié)議中，所有的路由信息交換都必須經(jīng)過驗證。在前文所描述OSPF路由協(xié)議實際應(yīng)用模擬案例 第 13 頁 共 25 頁 的 OSPF 協(xié)議數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)中，包含有一個驗證域及一個 64 位長度的驗證數(shù)據(jù)域，用于特定的驗證方式的計算。 OSPF 數(shù)據(jù)交換的驗證是基于每一個區(qū)域來定義的，也就是說，當(dāng)在某一個區(qū)域的一個路由器上定義了一種驗證方式時，必須在該區(qū)域的所有路由器上定義相同的協(xié)議驗證方式。另外一些與驗證相關(guān)的參數(shù)也可以基于每一個端口來定義，例如當(dāng)采用單一口令驗證時，我們可以對某一區(qū)域內(nèi)部的每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不同的口令字。 在 OSPF 路由協(xié)議的定義中，初始定義了兩種協(xié)議驗證方式，方式 0 及方式 1，分別介紹如下： ? 驗證方式 0：采用驗證方式 0 表示 OSPF 對所交換的路由信息不驗證。在 OSPF的數(shù)據(jù)包頭內(nèi) 64 位的驗證數(shù)據(jù)位可以包含任何數(shù)據(jù)， OSPF 接收 到路由數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)包頭內(nèi)的驗證數(shù)據(jù)位不作任何處理。 ? 驗證方式 1：驗證方式 1 為簡單口令字驗證。這種驗證方式是基于一個區(qū)域內(nèi)的每一個網(wǎng)絡(luò)來定義的，每一個發(fā)送至該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的包頭內(nèi)都必須具有相同的 64 位長度的驗證數(shù)據(jù)位，也就是說驗證方式 1 的口令字長度為64bits，或者為 8 個字符。 OSPF 路由協(xié)議實際應(yīng)用模擬案例 、案例分析 實驗要求： 模擬 A 公司的網(wǎng)絡(luò)，在 A 公司各個接入級的二層交換機按用途分為兩臺（圖中用 SW SW2 代表），在二層交換機和三層交換機上部門劃分了 VLAN（圖中用 SWSW3代表），各接入級交換機連接到匯聚層交換機 SW3上，最后連接到出口路由器R1， R1 經(jīng)過公司內(nèi)部的各個路由器 R R3，最后通過過 DDN 專線連接到 ISP 的路由器 R4，最終實現(xiàn)連接 Inter，在項目中 Inter用 PC7表示。對該公司的交換機和路由器進行相應(yīng)的配置實現(xiàn)以下功能。 (參考拓撲如上 )。 1） 公司內(nèi)