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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)-運(yùn)用vlan技術(shù)和ospf路由器協(xié)議研究(編輯修改稿)

2025-01-09 09:50 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D( Router ID) :用于標(biāo)識(shí)每個(gè)路由器的 32 位的二進(jìn)制編碼。 2)鄰接( Adjacency) :OSPF 在相鄰路由器間建立鄰接,使之能交換路由信息,在多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)路由器與指定的路由器形成鄰接。 3)自制系統(tǒng)( AS) :它包括一個(gè)單獨(dú)的管理實(shí)體下所控制的一組路由器。例如,屬于一個(gè)特定公司的所有路由器。 4)鏈路狀態(tài)通告( LSA) :LSA 用來(lái)描述路由器的本地狀態(tài), LSA 包括的信息有關(guān)于路由器接口的狀態(tài)和所星星的鄰接狀態(tài), LSA 充滿了網(wǎng)絡(luò)。 LSA 所包含的信息靠域中的每一個(gè)路由器來(lái)發(fā)送,這些域形成了路由 器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)。到達(dá)一個(gè)目的地 的最短路徑,可從這些信息中算出。每種路由器都生成一種不同的鏈路狀態(tài)通告。 5)區(qū)域:一個(gè)區(qū)域是指一個(gè)路由器的集合,它有一個(gè)一樣的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù), OSPF 允許在一個(gè)自治系統(tǒng)里劃分區(qū)域的做法,相鄰的網(wǎng)絡(luò)和它們相連的路由器組成一個(gè)區(qū)域(Area)。每一個(gè)區(qū)域有該區(qū)域自己拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù),該數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于外部的區(qū)域是不可見(jiàn)的,每個(gè)區(qū)域內(nèi)部路由器的鏈路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上只包含著該區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息,他們也不能詳細(xì)地知道外部的鏈接情況,在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器擁有同樣的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)。和多個(gè)區(qū)域相連的路由 器擁有多個(gè)區(qū)域的鏈路狀態(tài)信息庫(kù)。劃分區(qū)域的方法減少了河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 13 鏈路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的大小、并極大地減少了路由器間交換狀態(tài)信息的數(shù)量。如圖 所示。 圖 把自治系統(tǒng)分成多個(gè) OSPF區(qū)域 6)費(fèi)用( Cost):是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),路由器用來(lái)比較各條路徑到同一目的地的耗費(fèi)。用低的路徑是最好的, OSPF 根據(jù)寬帶來(lái)計(jì)算試用一種連接的費(fèi)用,寬帶越寬、費(fèi)用越低越好。 7)指定路由器( DR):它用來(lái)降低鄰接的數(shù)目,這些鄰接形成于一些多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中,例如以太網(wǎng)。這些形成的鄰接的數(shù)量大大降低拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模。 DR 與多路訪問(wèn)網(wǎng)中的其他所有路由器形成鄰接,這些路由器把它們的 LSA 發(fā)給 DR,而 DR 的任務(wù)是把這些 LSA 發(fā)送到整個(gè)網(wǎng)絡(luò), DR 中的思想是路由器都有 一個(gè)發(fā)送信息的匯點(diǎn),同時(shí),每個(gè)路由器與網(wǎng)絡(luò)中的其他路由器交換信息。 8)備用指定路由器( BDR):它應(yīng)用于一個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中,它的任務(wù)是在 DR 失效時(shí),接管它。 Area0 Area2 Area1 Area3 Area4 R R R R R R R 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 14 9) OSPF 中的包 OSPF 中包的類型如表 所示。 表 OSPF 路由協(xié)議包類型 包類型 目的 呼叫 ( Hello) 發(fā)現(xiàn) /維護(hù)鄰居 數(shù)據(jù)庫(kù)描述 概括 數(shù)據(jù)庫(kù) 容量 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求 請(qǐng) 求數(shù)據(jù)庫(kù)信息 鏈路狀態(tài)更新 數(shù)據(jù)庫(kù) 更新 鏈路狀態(tài)應(yīng)答 應(yīng)答 1) Hello 包 Hello 包 發(fā)現(xiàn)并維護(hù)鄰居關(guān)系 。 Hello 包被周期地發(fā)向路由器接口。 2)數(shù)據(jù)庫(kù)描述包 數(shù)據(jù)庫(kù)描述包是 OSPF 的第 2 類包,這類包的任務(wù)是描述路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量,并且是形成鄰接的第一步,數(shù)據(jù)庫(kù)描述包通過(guò)一個(gè)投票響應(yīng)方式發(fā)出,一個(gè)路由器唄指定為主機(jī),其他的被指定為從機(jī),主機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)選票,從機(jī)通過(guò)發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)描述包來(lái)發(fā)出應(yīng)答。 3)鏈路狀態(tài)請(qǐng)求包 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求包是 OSPF 的第 3 類包,一旦整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)描述包 來(lái)與路由器交換,路由器將比較它鄰居的數(shù)據(jù)庫(kù)和它自己的。此時(shí),路由器也許會(huì)發(fā)現(xiàn)鄰居的數(shù)據(jù)庫(kù)在某些部分比自己的更先進(jìn)。如果這樣,路由器將會(huì)要求這部分使用鏈路狀態(tài)請(qǐng)求包。 4) 鏈路狀態(tài)更新包 鏈路狀態(tài)更新包是 OSPF 的第 4 類包,路由器使用擴(kuò)散技術(shù)來(lái)傳遞 LSA, LSA 有很多類(路由器、網(wǎng)絡(luò)、概括和外部)。 5)鏈路狀態(tài)應(yīng)答包 鏈路狀態(tài)應(yīng)答包是 OSPF 的第 5 類包,它用來(lái)收到 LSA 時(shí)進(jìn)行應(yīng)答,這種應(yīng)答使 OSPF的擴(kuò)散過(guò)程更可靠。 OSPF主要特征 1) OSPF 是一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議,運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)層,協(xié)議號(hào)為 89。 2) SPF 算法( Diskjtra 算法)是 OSPF 路由協(xié)議的基礎(chǔ),使用 SPF 算法計(jì)算到達(dá)河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 15 目的地的最低開(kāi)銷 ,例如圖 。 圖 OSPF 最佳路徑 3) 僅當(dāng)拓?fù)涓淖儠r(shí)才發(fā)送路由更新,而不會(huì)定期發(fā)送整個(gè)路由表的更新 。 在啟用OSPF 的網(wǎng)絡(luò)中,路由器會(huì)在發(fā)生有新的鄰居加入、鏈路失敗、鏈路恢復(fù)改變時(shí)互相發(fā)送鏈路狀態(tài)通告:如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變,例如鏈路失敗或新增了路由器,受到影響的路由器會(huì)發(fā)送更新 LSA 到網(wǎng)絡(luò)的其余部分。 所有路由器相應(yīng)地更新 其拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù),重新生成 SPF 樹(shù)以查找到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)新的最短路徑,并且用更改的路由更新其路由表。每臺(tái)運(yùn)行 SPF 算法的路由器都會(huì)將自己列為其 SPF 樹(shù)的根。 SPF 樹(shù)信息存儲(chǔ)在拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中 ,例如圖 ,圖中 A、 B、 C 對(duì)應(yīng)的 cost 為最低的 cost 路徑。 圖 cost路徑算法 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 16 4) OSPF 收斂快。由于 OSPF 是基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí),它可以快速調(diào)整。 OSPF 檢測(cè)拓?fù)渥兓峭ㄟ^(guò)接口狀態(tài),或者在一個(gè)給定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到所連接的鄰居的一個(gè)響應(yīng)呼叫報(bào)文。 OSPF 在一個(gè)廣播的網(wǎng)內(nèi)定義的 缺省時(shí)間 40 秒,對(duì)于非廣播網(wǎng)定義的缺省時(shí)間為 2 分鐘 。 5) 支持 VLSM 和不連續(xù)的子網(wǎng) 。 6) OSPF 的路徑度量值可以根據(jù)需要選擇。 7) OSPF 具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。 OSPF 的編址模式、區(qū)域的數(shù)目和鏈路數(shù)目,都影響著一個(gè) OSPF 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。路由器利用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所在區(qū)域的所有鏈接狀態(tài),接到一個(gè)路由器的區(qū)域越多,路由表就越大。層次的 OSPF 依靠路由匯總和存根區(qū)域的作用來(lái)減少存儲(chǔ)器的要求。漣路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)越大,需要越多的 CPU 周期進(jìn)行最短路徑優(yōu)先算法的計(jì)算。最小化的 OSPF 區(qū)域規(guī)模和在區(qū)域內(nèi)的鏈路數(shù),連同路由匯總 能夠使 OSPF 組成一個(gè)大規(guī)模以太網(wǎng)。 8) OSPF 的安全性也很強(qiáng)。利用認(rèn)證,一個(gè) OSPF 路由器能夠確認(rèn)一個(gè)新的路由器加入到網(wǎng)絡(luò)中,并且知道應(yīng)該與它交換拓?fù)湫畔?,用這種方式, OSPF 不僅阻止了許多不應(yīng)該的訪問(wèn),也有助于保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。如果計(jì)算出到某個(gè)目的站有若干條費(fèi)用相同的路由, OSPF 路由器會(huì)把通信流量均勻地分配給這幾條路由,沿這幾條路由把該分組發(fā)送出去。在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)可劃分出若千個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域根據(jù)自己的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算最短路徑,這減少了 OSPF 路由實(shí)現(xiàn)的工作量。 OSPF 屬動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)協(xié)議,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化可以迅速地做出反應(yīng),進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,提供短的收效期,使路由表盡快穩(wěn)定化。并且與其他路由協(xié)議相比, OSPF 在對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓奶幚磉^(guò)程中僅需要最少的通信流量, OSPF 提供點(diǎn)到多點(diǎn)接口,支持 CIDR(無(wú)類型域問(wèn)路由 )地址。但是, RIP 協(xié)議簡(jiǎn)單,容易配置和維護(hù),并且不需要結(jié)構(gòu)化的地址方案,只是用平面的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),所有在小型網(wǎng)絡(luò)中它具有很高的實(shí)用性。 OSPF 協(xié)議復(fù)雜,不易配置和維護(hù),運(yùn)行起來(lái)效率很低,而且還有很多問(wèn)題需要深一步的研究,但它對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 17 OSPF 配置常用命令 表 OSPF常用配置 Router ospf processid 指明將路由器上的哪些 IP網(wǎng)絡(luò)作為 OSPF的一部分 Network area 0 指定運(yùn)行 OSPF的接口和他們的區(qū)域 Area range 路由器的配置命令在區(qū)域邊界合并和匯總路徑 Debug ip ospf events 輸出顯示了 OSPF信息 Debug ip ospf packet 顯示了從路由器收到的所有 OSPF包的詳細(xì) OSPF信息 Area X virtuallink 創(chuàng)建一條 OSPF虛擬鏈路 Show ip ospf 顯示有關(guān) OSPF路由進(jìn)程的一般信息 Show ip ospf neighber 顯示有關(guān) OSPF鄰居信息 Show ip ospf database 顯示 PSPF鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的條目 Show ip ospf interface 顯示有關(guān)一個(gè)接口的具體 OSPF信息 Show ip ospf virtuallinks 顯示 OSPF虛擬鏈路的狀態(tài) OSPF 實(shí)驗(yàn)配置 實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互聯(lián)互通,即在任何一個(gè)接口下 ping 任意一 個(gè) IP 地址都通 。 例如圖 圖 OSPF配置 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 18 配置過(guò)程如下: Router0: Enable Router0config t Router0(config) interface f0/0 Router0(configif) Ip address Router0(configif) No shutdown Router0(configif) exit Router0(config) interface s0/0/0 Router0(configif) Ip address Router0(configif)clock rate 64000 Router0(configif) No shutdown Router0(configif) exit Router0(config)Route ospf 1 Router0(configif)work area 0 Router0(configif)work area 0 Router1: Enable Router1config t Router1(config) interface f0/0 Router1(configif) Ip address Router1(co
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