OSPF路由实验

网络 V2 v4 v5 v3 v6 下一跳 直接 直接 v4 v4 v4 接口 1 2 2 2 2
路由器v1的路由表
权值 2 1 2 3 4
四. 代码实现部分
1. 算法步骤描述如下:





1. 用邻接矩阵arcs表示有向图。S为找到最短路径的 目标结点的集合,V为图中所有点的集合 2. 算法开始时S为空集，设出发点为v1 ，则辅助向 量D的初始值为 [∞ ,2,5, 1,∞,∞] 3. 选择vj ，使得D[i]=Min{D[k]|vk єV-S}，则Vi就是当 前找到最短路径的目标结点, 令S=S U {Vi}。 4. 修改从V1出发到集合V-S上任一点Vk的当前最短 路径长度，如果 D[i]+arcs[i][k]<D[k], 则修改D[k]为D[k]= D[i]+arcs[i][k] 5. 重复3、4共n-1次（有向图有n个顶点）
V6
V1
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
1 V1
V4 1 V5
2
2
V6 2 V6
V2
1 1 V4 1 V1
V5
1 V3 V3 1
V5 1 V4 2 V2 V1 1
2 V6 V3
2 V2
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
（5）根据最小生成树SPF，为每个路由器建立路 由表，路由器V1的路由表如图示。
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
一. SPF计算
OSPF协议是使用Dijkstra算法来产生最小生成树 的。在全毗邻状态建立后，各相邻路由器LSDB内容 完成同步，各OSPF路由器可以开始最短路径优先计 算。 OSPF协议中SPF计算路由过程如下： 1.各路由器发送自己的LSA,其中描述了自己的链 路状态信息。 2.各路由器汇总收到的LSA，生产LSDB。 3. 各路由器以自己为根节点计算最小生成树，依
(1)网络拓扑结构如下
3
1
V6
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
（2）每台路由器的链路状态数据库
LSDB RTV1的LSA RTV2的LSA RTV3的LSA RTV4的LSA RTV5的LSA RTV6的LSA
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
（3）由链路状态数据库得到的带权有向图
#include"iostream.h" 四 . 代码实现部分 #include"stdlib.h"




#define MAXPOINT 6//定义最大的顶点数目 #define limit 10 //设置没有路径的权代替无穷大 struct record{ //每个顶点的数据结构设置为一个数组队列 int number; //顶点号 int flag; //标志是否从队列中被选过如果为1表示选过 如为0表示未选 int allpath; //从源点到这个点的当前最短距离（权最小） }path[MAXPOINT+1]; int a[MAXPOINT+1]; int cost[MAXPOINT+1][MAXPOINT+1]; //用来表示图的邻接矩阵 void main() { int t, i,j,temp,front=1,rear=MAXPOINT,N,minnumber; //temp表示在数组队列中的当前下标 front表示队列首 rear表示队列尾 //N 表示待输入的源点号码 minnumber 表示选中的点的号码 int min=10; //设置一个初始值 for(i=1;i<=MAXPOINT;i++) for(j=1;j<=MAXPOINT;j++) {cout<<"请输入从第"<<i<<"点到第"<<j<<"点的路径长度(权)如果没有路径的 话请输入'10' "<<endl; cin>>cost[i][j]; //初始化所有点之间的（权）路径值Байду номын сангаас
一.OSPF协议简介
5.RIP收敛速度慢，特别是在坏路由收敛尤 其慢，OSPF收敛速度快 6. RIP网络是一个平面网络，对网络没有分 层，OSPF支持层次结构，在自治系统中可以 划分区域，使LSA限定在一定范围内。 7. OSPF和RIPv2都支持VLSM和CIDR,有利 于设计高效的IP寻址，RIPv1不支持。 8. OSPF使用代价最为度量，此度量值一般 与带宽成反比，RIP使用跳步数作度量值，不 考虑带宽。

运行程序，根据最小生成树，为每一个路 由器建立起路由表，计算出了每个路由器到其 他目的路由的最短路径以及到目的路由的下一 跳，其中下一跳中0代表直接转发，其他数字 代表路由器编号。运行结果如图示。
二. OSPF协议运行过程
1.OSPF运行步骤 （1）建立路由器毗邻关系。 （2）在多路访问型网络中手动或自动的选举 DR和BDR。 （3）OSPF路由发现。 （4）选择最佳路由。 （5）维护路由信息。
二. OSPF协议运行过程
1.1 形成邻接关系的条件： （1）邻接路由器相邻接口必须在同一个网 络中。 （2）hello分组中以下信息要匹配。邻接路 由器认证密码必须相同。Hello分组发送间隔 必须相同，失效时间间隔必须相同。邻接路由 器数据链路层的MTU必须相同。如果定义了存 根区域，则邻接路由器根区域标识符必须相同。
OSPF实验
一.OSPF协议简介
二. OSPF协议运行过程 三. SPF( Dijkstra算法)算法计算路由 四. 代码实现部分
一.OSPF协议简介
1. OSPF算法介绍
与采用距离向量算法的RIP不同的是， OSPF算法采用了链路状态算法，“最短路径 优先”是因为在OSPF中使用的是Dijstra提出的 计算最短路径算法。 OSPF协议中，路由器并不与邻接路由器交 换跳数信息，他的每个路由器主动探测与其邻 接路由器的链路状态，并将这些链路状态及时 的发送给其他邻接路由器，而邻接路由器再将 这些信息在自治系统中传播出去。
二. OSPF协议运行过程

1.2 OSPF邻接建立过程经过的阶段： 关闭状态：在最近的失效时间间隔内没有收到 任何hello分组，此时没有于邻居交换信息。 尝试状态：不停的发送hello分组，知道进入 初始状态。 初始状态：路由器A收到了路由器B的第一个 hello分组就进入此状态，路由器B此时没有收 到来自A的hello分组。 双向状态：表明双方均收到了对方的hello分组。
5 V2 2 V1 1 3 V3
5
2
3
1 2
V6
V4
1
V5
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小 生成树。
2 1 V4 1 V3 V2 2 V2 V1 2 V2 1 V5 2 V6 V4 1 1 V5 2 3 V3
V1
3
V3
1
V5
2 V6 1
V4
一.OSPF协议简介
2. OSPF和RIP的比较
OSPF与RIP相比，有如下的特点和优点。
1.RIP协议是距离向量协议，OSPF协议是链 路状态协议。 2.RIP协议定期的广播路由表，OSPF只是在 链路状态发生变化的时候才组播LSA。 3.RIP适用于小型网络，OSPF适用中型或大 型网络 4.RIP存在路由环路问题，OSPF能保证无环 路由选择。 。


}


min=10; path[minnumber].flag=1;//把选中的点的标志变量置1表示已经被 选过避免选中 for(i=1;i<=MAXPOINT;i++)//进行类似广度优先搜索，更新最短路径 { if((i!=minnumber)&&(path[minnumber].allpath+cost[minnumber ][i]<path[i].allpath)) { path[i].allpath=path[minnumber].allpath+cost[minnumber][i]; a[i]=minnumber; } } rear--;//次数减1 } for(i=1;i<=MAXPOINT;i++) { if(a[i]==N) a[i]=0; } for(i=1;i<=MAXPOINT;i++) { t=a[i]; if((a[t]!=0)&&(t!=0)) a[i]=a[t]; }
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
据是链路状态的代价cost（从本路由器出发， 到目的路由器之间所有最小链路cost之和） 4.各路由器按照自己生成的最小生成树得出 的路由条目并更新到路由表中。
三.SPF( Dijkstra算法)算法计算路由
二 . 例：SPF过程
5 2 V1 2 1 V4 1 V5 2 V2 3 V3 5



//cout<<"请输入源点号"<<endl; //输入一个起点 //cin>>N; for(N=MAXPOINT;N>=1;N--)//把每一个点轮流地都设置为起点，可以求出任意一 对顶点之间的最短路径 { for(i=front;i<=rear;i++) //初始化每个点的信息 { if(i==N) path[i].allpath=0; else path[i].allpath=limit; path[i].flag=0; path[i].number=i; } while(rear>=1) //控制循环次数 { for(temp=front;temp<=MAXPOINT;temp++) { if(path[temp].allpath<min&&path[temp].flag==0)//选出一个具有最值 //的点 { minnumber=path[temp].number; min=path[temp].allpath ; }