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【计算机网络】网络层 : OSPF 协议 ( 协议简介 | 链路状态路由算法 | OSPF 区域 | OSPF 特点 )

發(fā)布時(shí)間：2025/6/17 编程问答 18 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【计算机网络】网络层 : OSPF 协议 ( 协议简介 | 链路状态路由算法 | OSPF 区域 | OSPF 特点 ) 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

文章目錄

一、路由選擇協(xié)議分類
二、OSPF 協(xié)議簡(jiǎn)介
三、鏈路狀態(tài)路由算法
四、OSPF 區(qū)域
五、OSPF 特點(diǎn)

一、路由選擇協(xié)議分類

路由選擇協(xié)議分類 :

① 內(nèi)部網(wǎng)管協(xié)議 IGP : 在自治系統(tǒng) ( Autonomous System ) 內(nèi)部使用的協(xié)議 ;

RIP 協(xié)議 : 使用距離向量算法 ; 用于小型網(wǎng)絡(luò) ;
OSPF 協(xié)議 : 使用鏈路狀態(tài) 算法 ; 用于大型網(wǎng)絡(luò) ;

② 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP : 在自治系統(tǒng) ( Autonomous System ) 之間使用的協(xié)議 ;

下圖中自治系統(tǒng) $A$ 內(nèi)部使用 RIP 協(xié)議 , 自治系統(tǒng) $B$ 內(nèi)部使用 OSPF 協(xié)議 , 兩個(gè)自治系統(tǒng) $A, B$ 之間使用 BGP 協(xié)議 ;

二、OSPF 協(xié)議簡(jiǎn)介

OSPF 協(xié)議簡(jiǎn)介 :

① 全稱 : 開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議 ;

“開放” 說明該協(xié)議是公開發(fā)表的
“最短路徑優(yōu)先” 指的是使用了最短路徑算法 ;

② 主要特征 : 使用分布式鏈路狀態(tài)協(xié)議 ;

OSPF 協(xié)議細(xì)節(jié) :

① 交換對(duì)象 : OSPF 中使用洪泛法向自治系統(tǒng) ( Autonomous System ) 內(nèi)部所有路由器發(fā)送消息 ; 本路由器向相鄰路由器發(fā)送消息 , 相鄰路由器再向其相鄰路由器發(fā)送消息 , 直到所有的路由器收到消息為止 , 相當(dāng)于廣播 ;

② 交換信息 : OSPF 中發(fā)送消息內(nèi)容是 , 本路由器與所有相鄰路由器的鏈路狀態(tài) , 包括有哪些相鄰路由器 , 鏈路狀態(tài) 如距離 , 時(shí)延 , 帶寬等指標(biāo) ;

③ 交換時(shí)機(jī) : 只有當(dāng) 鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí) , 路由器才使用洪范法向 AS 內(nèi)所有路由器廣播本身與所有相鄰的路由器的鏈路狀態(tài) ;

最終目的 : 所有的路由器都有一個(gè) 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) ( 全網(wǎng)拓?fù)鋱D ) ;

三、鏈路狀態(tài)路由算法

鏈路狀態(tài)路由算法 :

① HELLO 問候分組 : 路由器通過發(fā)送 HELLO 問候分組 , 發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn) ;

② 度量 : 設(shè)置路由器到每個(gè)鄰居的成本度量 ;

③ DD 數(shù)據(jù)庫(kù)描述分組 : 路由器向相鄰路由器給出自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) 中所有鏈路狀態(tài) 的摘要信息 ; ( 注意不是所有信息 )

④ LSR 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求分組 :

存在摘要對(duì)應(yīng)信息 : 如果收到的 DD 數(shù)據(jù)庫(kù)描述分組中的摘要 , 自己都有 , 不做任何處理 ;
不存在摘要對(duì)應(yīng)信息 : 如果沒有或者有最新的 , 發(fā)送 LSR 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求分組 , 請(qǐng)求自己沒有或者有更新的詳細(xì)信息 ; ( 這一這里是詳細(xì)信息 )

⑤ LSU 鏈路狀態(tài)更新分組 : 收到 LSR 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求分組后 , 發(fā)送 LSU 鏈路狀態(tài)更新分組 , 更新對(duì)方路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)信息 ;

⑥ LSAck 鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組 : 收到 LSU 鏈路狀態(tài)更新分組后 , 返回 LSAck 鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組進(jìn)行確認(rèn) ;

某個(gè) 路由器鏈路狀態(tài) 發(fā)生變化后的操作 :

① LSU 鏈路狀態(tài)更新分組 : 泛洪法發(fā)送 LSU 鏈路狀態(tài)更新分組 , 更新所有路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) ;

② LSAck 鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組 : 路由器更新完畢后 , 回送 LSAck 鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組 ;

③ 構(gòu)造最短路徑 : 每個(gè)路由器根據(jù)自身的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) , 構(gòu)造本節(jié)點(diǎn)到其它節(jié)點(diǎn)的最短路徑 ;

四、OSPF 區(qū)域

OSPF 區(qū)域 :

① 協(xié)議使用場(chǎng)景 : OSPF 是自治系統(tǒng) ( Autonomous System ) 內(nèi)部使用的協(xié)議 ;

② 應(yīng)用場(chǎng)景 : OSPF 應(yīng)用于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò) ;

③ 區(qū)域劃分 : OSPF 會(huì)將自治系統(tǒng) 劃分為若干小的范圍 , 稱為區(qū)域 ;

④ 區(qū)域表示 : 每個(gè)區(qū)域使用 $32$ 位點(diǎn)分十進(jìn)制區(qū)域標(biāo)識(shí)符表示 , 如 $0.0.0.1$ , $0.0.0.2$ , 等 ;

⑤ 區(qū)域范圍限制 : 一般情況下 , 一個(gè) 區(qū)域內(nèi)的路由器應(yīng)控制在 $200$ 個(gè)以內(nèi) ;

區(qū)域分類 :

① 主干區(qū)域 : 標(biāo)識(shí)符規(guī)定使用 $0.0.0.0$ 表示 ; 其作用是聯(lián)通下層的普通區(qū)域 ;

主干路由器 : 主干區(qū)域的路由器 , 都成為主干路由器 ;
區(qū)域邊界路由器 : 主干區(qū)域與普通區(qū)域連接的路由器除了是主干路由器之外 , 還是區(qū)域邊界路由器 ;
自治系統(tǒng)邊界路由器 : 本自治系統(tǒng) 與其它自治系統(tǒng) 連接的路由器 , 也在主干區(qū)域中 ;

② 普通區(qū)域 :

區(qū)域內(nèi)部路由器 : 普通區(qū)域內(nèi)部的路由器是區(qū)域內(nèi)部路由器 ;

五、OSPF 特點(diǎn)

OSPF 特點(diǎn) :

① 刷新周期 : 每隔 $30$ 分鐘 , 刷新一次數(shù)據(jù)庫(kù)中的鏈路狀態(tài) ;

② 適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò) : 路由器的鏈路狀態(tài) 只涉及與相鄰路由器的聯(lián)通狀態(tài) , 與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模無關(guān) ; 如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大 , OSPF 比 RIP 協(xié)議好用 ;

③ 收斂速度快 : RIP 中壞消息傳輸慢 , 收斂慢 , OSPF 不存在壞消息傳的慢的問題 ;