浅谈开放最短路径优先协议OSPF
ospf是什么协议
ospf是什么协议OSPF是一种开放最短路径优先（Open Shortest Path First）协议，是一种用于路由选择的链路状态协议。
它是一种基于链路状态的路由选择协议，用于在自治系统内部进行路由选择。
OSPF协议是一个开放的协议，它采用了开放的标准，可以在不同厂家的路由器之间进行通信，这使得OSPF成为了一个非常流行的路由协议。
OSPF协议的工作原理是通过交换链路状态信息来计算最短路径，然后根据最短路径来进行路由选择。
在OSPF网络中，每个路由器都会维护一个链路状态数据库（Link State Database），这个数据库记录了整个网络的拓扑结构信息。
每个路由器都会定期向相邻的路由器发送链路状态更新信息，通过这些更新信息，每个路由器都能够了解整个网络的拓扑结构。
在OSPF网络中，每个路由器都会根据链路状态数据库来计算最短路径树，然后根据最短路径树来进行路由选择。
这样就能够保证数据包能够以最短的路径传输，从而提高网络的传输效率。
另外，OSPF协议还支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）等技术，这些技术能够更加灵活地进行地址分配和路由聚合，从而更好地利用IP地址空间和减少路由表的大小。
OSPF协议的特点有以下几点：1. 高效的路由选择算法，OSPF协议采用了Dijkstra算法来计算最短路径，这是一种非常高效的路由选择算法，能够保证网络中的数据包能够以最短的路径传输。
2. 支持VLSM和CIDR，OSPF协议支持VLSM和CIDR等技术，这些技术能够更加灵活地进行地址分配和路由聚合，从而更好地利用IP地址空间和减少路由表的大小。
3. 支持多种链路类型，OSPF协议支持多种链路类型，包括点对点链路、广播链路、非广播多点链路和虚拟链路等，这使得OSPF能够适应不同类型的网络环境。
4. 支持安全认证，OSPF协议支持对路由器之间的邻居关系进行安全认证，这样就能够防止恶意的路由器加入网络，保证网络的安全性。
OSPF协议
OSPF协议简介OSPF（开放式最短路径优先）是一种内部网关协议（IGP），用于在大型企业网络或互联网中进行路由选择和转发。
它是一种链路状态路由协议，被广泛用于构建大规模的自治系统（AS）内部的动态路由网络。
OSPF的目标OSPF的设计目标是实现以下几个重要方面：1.可靠性：OSPF通过在网络中交换链路状态信息，实现了快速的网络收敛和故障恢复，以确保网络的高可靠性。
2.可扩展性：OSPF能够适应大型网络的扩展需求，支持分层设计和分区，使得网络可以灵活地增长和调整。
3.快速收敛：OSPF使用最短路径优先算法（SPF）来计算路由，能够快速选择最佳路径，并在网络拓扑发生变化时迅速收敛。
4.灵活的策略控制：OSPF提供了多种策略控制机制，如区域（Area）、路由汇总（Route Summarization）、路由过滤（Route Filtering）等，使得网络管理员能够根据实际需求进行灵活的路由控制。
OSPF的工作原理OSPF协议通过建立邻居关系、交换链路状态信息、计算最短路径和更新路由表等步骤来实现路由选择和转发。
1.邻居关系建立：OSPF路由器通过发送Hello报文来探测与相邻路由器之间的连接，建立邻居关系。
邻居关系的建立是通过交换Hello报文和协商参数来完成的。
2.链路状态信息交换：建立邻居关系后，OSPF路由器将链路状态信息（LSA）广播给邻居路由器，用于描述自身的链路状态和拓扑信息。
3.最短路径计算：OSPF路由器使用最短路径优先算法（SPF）来计算到达目的网络的最优路径，并生成路由表。
4.路由表更新：OSPF路由器根据最新的链路状态信息更新路由表，并将更新的路由信息发送给邻居路由器。
OSPF的优缺点OSPF协议具有以下优点和缺点：优点：‑高可靠性和快速收敛：OSPF能够快速收敛，自动适应网络拓扑的变化，并提供快速的故障恢复能力。
‑灵活的路由策略控制：OSPF支持多种路由策略控制机制，使得网络管理员能够根据实际需求进行灵活的路由控制。
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放的链路状态路由协议，广泛用于大型企业网络和互联网中。
它采用了最短路径优先策略，通过计算路由器之间的链路成本来选择最优的路径，以实现数据在网络中的快速传输。
一、OSPF协议的基本概念与特点1. 链路状态路由协议OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息，即路由器之间的网络拓扑信息，来计算最短路径。
每个路由器都会构建一个拓扑数据库，记录网络中的所有链路和节点信息。
2. 开放的协议OSPF是一种开放的协议，意味着它的协议规范是公开的，任何厂商和组织都可以基于这个协议进行实现和部署。
这为网络设备的互操作性和标准化提供了便利。
3. 分层体系结构OSPF协议采用了分层的体系结构，将整个网络分为区域（Area）、区域边界路由器（Area Border Router，ABR）和自治系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router，ASBR）。
通过在不同的层次中交换信息，提高了网络的可扩展性和管理性。
4. 成本度量OSPF协议中，每条链路都有一个与之相关的成本，成本越低表示链路质量越好。
路由器通过比较链路的成本来选择最优路径，这样可以使得数据传输的延时和带宽利用率达到最优。
5. 动态更新和适应性OSPF协议支持动态更新，当网络拓扑发生变化时，路由器可以自动更新拓扑数据库，并重新计算最短路径。
这种自适应的特性使得OSPF协议能够应对网络的变化和故障，保证网络的稳定性和可用性。
二、OSPF协议的工作原理1. 邻居发现与状态交换在OSPF协议中，路由器首先要通过Hello消息来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
一旦建立了邻居关系，路由器之间就可以交换链路状态信息，在数据库中记录邻居路由器的信息。
2. 构建拓扑数据库每个OSPF路由器都会根据收到的链路状态信息构建拓扑数据库。
OSPF协议详解
OSPF协议详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放式的最短路径优先（SPF）路由协议，它用于在IP网络中确定最佳转发路径。
在本文中，我们将详细介绍OSPF的工作原理、优点、协议特点以及配置方法。
1.工作原理：OSPF使用了链路状态路由算法，这种算法将网络上的每个路由器都视为一个节点（或称为“LSDB数据库中的顶点”），并通过链路状态广播（LSA）协议来交换链路信息。
每个路由器都会维护一个属于自己的图，这个图描述了整个网络的拓扑结构。
当一个链路状态发生变化时（如链路故障或新增链路），路由器会发送链路状态通告（LSA）消息给所有邻居路由器，以便更新其拓扑图。
接收到这些消息的路由器将更新自己的拓扑图，并重新计算到达目标网络的最短路径。
2.优点：（1）快速收敛：OSPF使用链路状态广播信息，并且每个路由器都维护了一个图，这使得当网络发生变化时，只需更新那些受影响的链路即可，从而加快了网络的收敛速度。
（2）支持多种网络类型：OSPF可以用于各种类型的网络，如以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、点对点链路和虚拟链路等。
（3）可划分区域：OSPF网络可以划分成不同的区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
这种分层结构使得OSPF对大型网络的扩展更加容易。
（4）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（5）支持VLSM（可变长度子网掩码）：OSPF支持VLSM，可以根据不同的子网掩码长度进行路由。
3.协议特点：（1）基于链路状态：OSPF使用链路状态来计算最佳路径，而不是基于距离向量，这使得OSPF在选择最佳路径时更加准确。
（2）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（3）支持分层结构：OSPF支持网络的分层结构，将大型网络划分为多个区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
（4）使用多种类型的LSA：OSPF定义了几种不同的LSA类型（如类型1、类型2、类型3），用于交换链路状态信息和计算最佳路径。
开放最短路径优先协议(OSPFv2)
3. Router ID（ospf 区域内路由器的唯一标示） Ospf 路由器 ID 的三种选择方法： 使用命令 router-id 来配置路由器的 router id 取 loopback 口中的最大值 如果以上两项都没有，取物理口中的最大值（无论此接口有没有运行 ospf 协议） 注：在实际环境中建议选用 loopback 口作为路由器 id 的选择方法。
15. Ospf cost Ospf 使用接口的带宽计算 metric，以 10 Mbit/s 的接口为例： 将 10 Mbit/s 换算成 bit，为 10 000 000，然后用 100000000 除以带宽，得到 100000000/10 000 000=10,及在 ospf 中，10Mbit/s 链路的 metric 为 10.
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解一、引言OSPF（开放式最短路径优先）是一种用于计算机网络中的链路状态路由协议。
它是一个开放的标准协议，用于在大型IP网络中进行路由选择。
本协议旨在提供高效、稳定和可扩展的路由选择机制。
本文将对OSPF协议进行解析和详解。
二、OSPF协议的基本原理1. 链路状态路由协议OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并计算最短路径。
每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含了整个网络的拓扑信息。
2. 路由器之间的邻居关系OSPF协议通过建立邻居关系来交换链路状态信息。
路由器之间通过Hello消息进行邻居发现，并通过交换数据库描述（DBD）消息来同步链路状态数据库。
一旦邻居关系建立，路由器之间将周期性地交换链路状态更新（LSU）消息。
3. SPF算法OSPF使用SPF（最短路径优先）算法来计算最短路径。
SPF算法基于Dijkstra算法，通过遍历链路状态数据库来确定最短路径。
每个路由器根据自己的链路状态数据库计算出最短路径树，并将其作为路由表的基础。
4. 区域划分为了提高OSPF协议的可扩展性，网络可以被划分为多个区域。
每个区域内部的路由器只维护自己区域的链路状态信息，而不需要了解整个网络的拓扑。
区域之间的边界路由器负责将区域内的路由信息与其他区域交换。
三、OSPF协议的消息格式OSPF协议定义了多种消息类型，用于在路由器之间交换信息。
以下是OSPF 协议中常用的消息类型及其格式：1. Hello消息Hello消息用于邻居发现和建立邻居关系。
它包含了发送Hello消息的路由器的ID、邻居路由器的ID等信息。
2. 数据库描述（DBD）消息DBD消息用于同步链路状态数据库。
它包含了链路状态数据库的摘要信息，如序列号、LSA类型等。
3. 链路状态更新（LSU）消息LSU消息用于交换链路状态信息。
它包含了链路状态数据库中的LSA（链路状态广告）。
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的、链路状态型的最短路径优先（Shortest Path First，SPF）路由协议，常用于互联网中的内部网关路由（Interior Gateway Protocol，IGP）。
OSPF协议通过构建网络拓扑图，计算出最短路径，进而实现数据包的转发。
一、OSPF协议的基本原理OSPF协议基于Dijkstra算法，通过收集邻居路由器交换的链路状态信息（Link State Information，LSA），构建一个网络拓扑图。
该拓扑图包括路由器、链路状态和链路开销等信息。
路由器之间通过邻居发现、邻居关系建立和链路状态数据库同步等过程，形成一个集中式的拓扑图。
然后，利用拓扑图计算最短路径，为每个目的地生成路由表。
二、OSPF协议的特点1. 开放性与智能性：OSPF协议是开放的，可以与其他厂商的设备进行互通；同时，它具备智能选择路径和负载均衡的能力。
2. 分层设计：OSPF协议可以将网络划分成不同的区域（Area），每个区域内部通过特定方式形成链路状态数据库，减少了整个网络中LSA的数量，提高了计算效率。
3. 动态路由：OSPF协议具备动态路由的能力，能够根据网络的变化自动修正路由表，实现快速的收敛。
4. 适用于大规模网络：由于OSPF协议使用链路状态信息，仅仅维护邻居路由器的链路状态数据库，而不是整个网络的路由表，所以适用于庞大的网络环境。
5. 支持VLSM和CIDR：OSPF协议支持可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）和无类别域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing，CIDR），可以更有效地利用IP地址空间。
三、OSPF协议的工作流程1. 邻居发现：OSPF协议通过邻居发现过程，获取与自己直接相连的邻居路由器信息。
OSPF协议概述
OSPF协议概述OSPF（开放最短路径优先）是一种用于路由选择的动态路由协议，它基于链路状态算法，并采用分层结构来实现网络的可扩展性。
OSPF协议由RFC 2328定义，是互联网工程任务组（IETF）的标准协议之一。
1. 引言OSPF协议是一种内部网关协议（IGP），用于在自治系统（AS）内部的路由器之间交换路由信息。
它通过计算最短路径来选择最优的路由，以实现高效的数据传输。
本协议概述将介绍OSPF协议的基本原理、特点和工作过程。
2. OSPF协议的特点- 开放性：OSPF协议是公开的，任何厂商都可以实现该协议。
- 分层结构：OSPF协议使用区域的概念，将网络划分为多个区域，以提高网络的可扩展性。
- 支持VLSM：OSPF协议支持可变长度子网掩码（VLSM），允许更灵活的地址分配。
- 支持多种网络类型：OSPF协议可以在多种网络类型上运行，包括点对点链路、广播网络、NBMA网络和虚拟链路网络等。
- 支持认证：OSPF协议支持对路由器之间的邻居关系进行身份验证，以确保网络的安全性。
3. OSPF协议的工作原理- 链路状态数据库：每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了整个区域内的链路状态信息。
- 链路状态更新：OSPF路由器通过发送链路状态更新（LSU）消息来通知邻居路由器自己的链路状态信息。
- 最短路径计算：OSPF路由器使用Dijkstra算法来计算从自己到其他路由器的最短路径，并更新自己的路由表。
- 路由表更新：OSPF路由器根据最短路径计算的结果更新自己的路由表，并将路由信息传播给其他路由器。
4. OSPF协议的消息类型- Hello消息：用于建立和维护邻居关系，包括邻居路由器的IP地址、接口类型和优先级等信息。
- LSU消息：用于传输链路状态信息，包括路由器的ID、邻居路由器的ID和链路状态类型等。
- LSR消息：用于请求邻居路由器的链路状态信息。
- LSAck消息：用于确认接收到的LSU消息。
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浅谈开放最短路径优先协议OSPF
【摘要】本文简单介绍最短路径优先协议OSPF。
【关键词】OSPF；最短路径优先协议；自治系统
引言
随着Internet技术在全球范围内的飞速发展，IP网络作为一种最有前景的网络技术，受到了人们的普遍关注。
而作为IP网络生存、运作、组织的核心--IP 路由技术提供了解决IP网络动态可变性、实时性、QoS等关键技术的一种可能。
在众多的路由技术中，OSPF协议已成为目前Internet广域网和Intranet企业内部网采用最多、应用最广泛的路由技术之一。
OSPF（开放式系统路径优先）路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。
采用OSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。
目前新疆铁通互联网省干层就是应用OSPF协议，下面对OSPF协议进行简要介绍。
1. OSPF路由协议的概述：
OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。
在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。
运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
2. OSPF路由协议的基本算法
2.1 SPF算法及最短路径树
SPF算法是OSPF路由协议的基础。
SPF算法有时也被称为Dijkstra算法，这是因为最短路径优先算法SPF是Dijkstra发明的。
SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，在SPF 算法中，被称为最短路径树。
在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF的Cost，其算法为：Cost = 100×106/链路带宽
在这里，链路带宽以bps来表示。
也就是说，OSPF的Cost 与链路的带宽成反比，带宽越高，Cost越小，表示OSPF到目的地的距离越近。
举例来说，FDDI 或快速以太网的Cost为1，2M串行链路的Cost为48，10M以太网的Cost为10等。
2.2、链路状态算法
作为一种典型的链路状态的路由协议，OSPF还得遵循链路状态路由协议的统一算法。
链路状态的算法非常简单，在这里将链路状态算法概括为以下四个步骤：
当路由器初始化或当网络结构发生变化（例如增减路由器，链路状态发生变化等）时，路由器会产生链路状态广播数据包LSA（Link-State Advertisement），该数据包里包含路由器上所有相连链路，也即为所有端口的状态信息。
所有路由器会通过一种被称为刷新（Flooding）的方法来交换链路状态数据。
Flooding是指路由器将其LSA数据包传送给所有与其相邻的OSPF路由器，相邻路由器根据其接收到的链路状态信息更新自己的数据库，并将该链路状态信息转送给与其相邻的路由器，直至稳定的一个过程。
当网络重新稳定下来，也可以说OSPF路由协议收敛下来时，所有的路由器会根据其各自的链路状态信息数据库计算出各自的路由表。
该路由表中包含路由器到每一个可到达目的地的Cost 以及到达该目的地所要转发的下一个路由器（next-hop）。
第4个步骤实际上是指OSPF路由协议的一个特性。
当网络状态比较稳定时，网络中传递的链路状态信息是比较少的，或者可以说，当网络稳定时，网络中是比较安静的。
这也正是链路状态路由协议区别与距离矢量路由协议的一大特点。
3.区域及域间路由
前面已经提到过，在OSPF路由协议的定义中，可以将一个路由域或者一个自治系统AS划分为几个区域。
在OSPF中，由按照一定的OSPF路由法则组合在一起的一组网络或路由器的集合称为区域（AREA）。
在OSPF路由协议中，每一个区域中的路由器都按照该区域中定义的链路状态算法来计算网络拓扑结构，这意味着每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图。
对于每一个区域，其网络拓扑结构在区域外是不可见的，同样，在每一个区域中的路由器对其域外的其余网络结构也不了解。
这意味着OSPF路由域中的网络链路状态数据广播被区域的边界挡住了，这样做有利于减少网络中链路状态数据包在全网范围内的广播，也是OSPF将其路由域或一个AS划分成很多个区域的重要原因。
随着区域概念的引入，意味着不再是在同一个AS内的所有路由器都有一个相同的链路状态数据库，而是路由器具有与其相连的每一个区域的链路状态信
息，即该区域的结构数据库，当一个路由器与多个区域相连时，我们称之为区域边界路由器。
一个区域边界路由器有自身相连的所有区域的网络结构数据。
在同一个区域中的两个路由器有着对该区域相同的结构数据库。
我们可以根据IP数据包的目的地地址及源地址将OSPF路由域中的路由分成两类，当目的地与源地址处于同一个区域中时，称为区域内路由，当目的地与源地址处于不同的区域甚至处于不同的AS时，我们称之为域间路由。
4.指定路由器DR和备份指定路由器BDR
OSPF协议是一个分布式的、动态的内部网关协议，动态路由会设法适应网络流量、拓扑结构的变化。
为了动态地适应如故障、网络拥塞等网络状态的变化，结点间必须交换链路状态，如本路由器与哪些路由器相邻、费用、距离、延时、带宽等。
当链路状态发生变化时，就会发送这些信息。
不是所有的路由器之间都会发送信息，只有成为邻接的路由器之间才会发送链路状态信息。
当一个OSPF 路由器初始化时，首先初始化路由器自身的协议数据库，然后等待低层协议（数据链路层）提示端口是否处于工作状态。
如果低层协议得知一个端口处于工作状态时，OSPF协议会通过其Hello分组与其余的OSPF路由器建立交互关系。
当一个OSPF路由器向其相邻路由器发送Hello数据包时，如果它自己接收到某一路由器返回给它的Hello数据包，则这两个OSPF路由器之间就建立起了OSPF 交互关系，这个过程在OSPF中被称为邻接，只有成为邻接的路由器之间才可能发送链路状态信息。
在一个广播性的、多点接入的网络中存在一个指派路由器（Designated Router，DR）。
例如：[2]一个共有N个路由器连接的以太网中所有邻居都是邻接路由器，则总共可能有N（N-1）/2条邻接，每次当有一个路由器收到一条链路状态时，它将发送这个信息的副本给所有其它邻接路由器，最坏情况下可能有2N个这个消息的副本在网络上传输，实际只需要N个拷贝即可。
如果所有的路由器都把自己的本地链路状态信息对全网进行广播，那么各路由器只要将这些信息综合起来就可得到链路状态数据库。
但这样做开销太大了。
对于这种情况，在这个区域内会选取一个路由器作为代表——指派路由器DR，它是这个团体中最受欢迎的成员，与所有邻居路由器邻接，指派路由器主要负责把与它连接的网络的链路状态信息传播给其他路由器。
这样可以大大减少广播消息的数量，从而避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，也进一步解决了网络带宽的瓶颈问题。
在这个区域中往往还会有一个随时更新数据的备用指派路由器（Backup Designated Router，BDR），它主要是防止指派路由器崩溃，可缓解当时的危机。
5.结束语
OPSF作为一种重要的内部网关协协议的普遍应用，极大地增强了网络的可扩展性和稳定性，同时也反映出了动态路由协议的强大功能。
OSPf具备许多优点：快速收敛，支持变长子网掩码，支持CIDR以及地址汇总，具有层次化的网络结构，支持路由信息验证，保证了OSPf路由协议能够被应用到大型的、复杂
的网络环境中。
参考文献：
[1]思科网络实验室路由、交换实验指南
[2]兰少华，杨余旺TCP/IP网络与协议清华大学出版社，2006
网络质量的好坏，直接影响铁通的信誉，影响铁通未来的发展。
同志们努力地学习工作，提高自己的维护水平，保证设备的安全稳定运行，同时要带好身边的其他维护人员，共同提高网络维护水平。
在同事们的共同努力下，铁通新疆分公司取得了骄人的成绩。