OSPF動態路由協議學習筆記
了解一些關于動態路由協議的知識還是非常有用的,這里我們主要介紹OSPF動態路由協議的全面詳解,在互聯網飛速發展的今天,TCP/IP協議已經成為數據網絡互聯的主流協議。在各種網絡上運行的大大小小各種型號路由器,承擔著控制本世紀或許最重要信息的流量,而這成百上千臺路由器間的協同工作,離不開動態路由協議。
OSPF和EIGRP都是近年來出現的比較好的動態路由協議,OSPF以協議標準化強,支持廠家多,受到廣泛應用,而EIGRP協議由網絡界公認的領先廠商Cisco公司發明,并靠其在業界的影響力和絕對的市場份額,也受到用戶的普遍認同。然而這兩種動態路由協議究竟哪種更好,誰更適合網絡未來發展的需要?本文就用戶普遍關心的問題,從技術角度客觀分析這兩種動態路由協議各自的優缺點,以便網絡集成商和企業用戶在網絡設計規劃時,能作為參考。
OSPF協議
OSPF是Open Shortest Path First(即“開放最短路由優先協議”)的縮寫。它是IETF組織開發的一個基于鏈路狀態的自治系統內部動態路由協議。在IP網絡上,它通過收集和傳遞自治系統的鏈路狀態來動態地發現并傳播路由。
每一臺運行OSPF協議的路由器總是將本地網絡的連接狀態,(如可用接口信息、可達鄰居信息等)用LSA(鏈路狀態廣播)描述,并廣播到整個自治系統中去。這樣,每臺路由器都收到了自治系統中所有路由器生成的LSA,這些LSA的集合組成了LSDB(鏈路狀態數據庫)。由于每一條LSA是對一臺路由器周邊網絡拓撲的描述,則整個LSDB就是對該自治系統網絡拓撲的真實反映。根據LSDB,各路由器運行SPF(最短路徑優先)算法。構建一棵以自己為根的最短路徑樹,這棵樹給出了到自治系統中各節點的路由。在圖論中,“樹”是一種無環路的連接圖。所以OSPF計算出的路由也是一種無環路的路由。OSPF協議為了減少自身的開銷,提出了以下概念:
(1). DR:在各類可以多址訪問的網絡中,如果存在兩臺或兩臺以上的路由器,該網絡上要選舉出一個“指定路由器”(DR)。“指定路由器”負責與本網段內所有路由器進行LSDB的同步。這樣,兩臺非DR路由器之間就不再進行LSDB的同步。大大節省了同一網段內的帶寬開銷。
(2). AREA:OSPF可以根據自治系統的拓撲結構劃分成不同的區域(AREA),這樣區域邊界路由器(ABR)向其它區域發送路由信息時,以網段為單位生成摘要LSA。這樣可以減少自治系統中的LSA的數量,以及路由計算的復雜度。區域內和區域間路由描述的是自治系統內部的網絡結構,而外部路由則描述了應該如何選擇到自治系統以外目的地的路由。一般來說,第一類外部路由對應于 OSPF從其它內部路由協議所引入的信息,這些路由的花費和OSPF自身路由的花費具有可比性;第二類外部路由對應于OSPF從外部動態路由協議所引入的信息,它們的花費遠大于OSPF自身的路由花費,因而在計算時,將只考慮外部的花費。
OSPF協議主要優點:
1、OSPF是真正的LOOP- FREE(無路由自環)動態路由協議。源自其算法本身的優點。(鏈路狀態及最短路徑樹算法)
2、OSPF收斂速度快:能夠在最短的時間內將路由變化傳遞到整個自治系統。
3、提出區域(area)劃分的概念,將自治系統劃分為不同區域后,通過區域之間的對路由信息的摘要,大大減少了需傳遞的路由信息數量。也使得路由信息不會隨網絡規模的擴大而急劇膨脹。
4、將動態路由協議自身的開銷控制到最小。見下:
1)用于發現和維護鄰居關系的是定期發送的是不含路由信息的hello報文,非常短小。包含路由信息的報文時是觸發更新的機制。(有路由變化時才會發送)。但為了增強動態路由協議的健壯性,每1800秒全部重發一次。
2)在廣播網絡中,使用組播地址(而非廣播)發送報文,減少對其它不運行ospf 的網絡設備的干擾。
3)在各類可以多址訪問的網絡中(廣播,NBMA),通過選舉DR,使同網段的路由器之間的路由交換(同步)次數由 O(N*N)次減少為 O (N)次。
4)提出STUB區域的概念,使得STUB區域內不再傳播引入的ASE路由。
5)在ABR(區域邊界路由器)上支持路由聚合,進一步減少區域間的路由信息傳遞。
6)在點到點接口類型中,通過配置按需播號屬性(OSPF over On Demand Circuits),使得ospf不再定時發送hello報文及定期更新路由信息。只在網絡拓撲真正變化時才發送更新信息。
5、通過嚴格劃分路由的級別(共分四極),提供更可信的路由選擇。
6、良好的安全性,ospf支持基于接口的明文及md5 驗證。
7、OSPF適應各種規模的網絡,最多可達數千臺。