ospf协议在中型企业中的应用(论文)

ospf协议在中型企业中的应用(论文)内容摘要：

路由器链路信息数据包只会在某一个特定的区域内广播，而不会广播至其它的区域。 在类型 1 的链路数据包中， OSPF 路由器通过对数据包中某些特定数据位的设定，告诉其余的路由器自身是一个区域边界路由器或是一个 AS 边界路由器。 并且，类型 1 的链路状态数据包在描述其所联接的链路时，会根据各链路所联接的网络类型对各链路打上链路标识， Link ID。 表一列出了常见的链路类型及链路标识。  链路类型具体描述链路标识  用于描述点对点的网络 相邻路由器的路由器标识。  用于 描述至一个广播性网络的链路 DR 的端口地址。  用于描述至非穿透网络，即 stub 网络的链路 stub 网络的网络号码。  用于描述虚拟链路 相邻路由器的路由器标识。 、类型 2：又被称为网络链路信息数据包（ Network Link） 网络链路信息数据包是由指定路由器产生的，在一个广播性的、多点接入的网络，例如以太网、令牌环网及 FDDI 网络环境中，这种链路状态数据包用来描述该网段上所联接的所有路由器的状态信息。 指定路由器 DR 只有在与至少一个路由器建立相邻关系后才会产生网络链路福建信息职业技术学院毕业论文 第 10 页 共 25 页 信息数据包，在该数据包 中含有对所有已经与 DR建立相邻关系的路由器的描述，包括 DR 路由器本身。 类型 2 的链路信息只会在包含 DR所处的广播性网络的区域中广播，不会广播至其余的 OSPF 路由区域。 、类型 3：总结链路信息数据包（ Summary Link） 该链路状态广播是由区域边界路由器或 AS边界路由器产生的。 Summary Link描述的是到某一个区域外部的路由信息，这一个目的地地址必须是同一个 AS中。 Summary Link 也只会在某一个特定的区域内广播。 类型 3 是由区域边界路由器产生的，用于描述到同一个 AS中不同区域之间 的链路状态。 、类型 4：总结链路信息数据包（ Summary Link） 该链路状态广播是由区域边界路由器或 AS边界路由器产生的。 Summary Link描述的是到某一个区域外部的路由信息，这一个目的地地址必须是同一个 AS中。 Summary Link 也只会在某一个特定的区域内广播。 类型 4是由 AS 边界路由器产生的，用于描述不同 AS 的链路状态信息。 值得一提的是，只有类型 3 的 Summary Link 才能广播进一个残域，因为在一个残域中不允许存在 AS 边界路由器。 残域的区域边界路由器产生一条默认的Summary Link 对域内广播，从而在其余路由器上产生一条默认路由信息。 采用Summary Link 可以减小残域中路由器的链路状态数据库的大小，进而减少对路由器资源的利用，提高路由器的运算速度。 、类型 5：类型 5 的链路状态广播称为 AS 外部链路状态信息数据包 类型 5的链路数据包是由 AS 边界路由器产生的，用于描述到 AS外的目的地的路由信息，该数据包会在 AS 中除残域以外的所有区域中广播。 一般来说，这种链路状态信息描述的是到 AS 外部某一特定网络的路由信息，在这种情况下，类型 5 的链路状枋数据包的链路标识采 用的是目的地网络的 IP 地址；在某些情况下， AS 边界路由器可以对 AS 内部广播默认路由信息，在这时，类型 5的链路广播数据包的链路标识采用的是默认网络号码。 、 OSPF 协议工作过程 OSPF 路由协议针对每一个区域分别运行一套独立的计算法则，对于 ABR 来说，由于一个区域边界路由器同时与几个区域相联，因此一个区域边界路由器上会同时运行几套 OSPF 计算方法，每一个方法针对一个 OSPF 区域。 下面对 OSPF协议运算的全过程作一概括性的描述。 、区域内部路由 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，然后等待低层次协议（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 会通过其 Hello 协议数据包与其余的 OSPF 路由器建立交互关系。 一个 OSPF 路由器向其相邻路由器发送 Hello 数据包，如果接收到某一路由器返回的 Hello 数据包，则在这两个 OSPF 路由器之间建立起 OSPF交互关系，这个过程在 OSPF 中被称为 adjacency。 在广播性网络或是在点对点的网络环境中， OSPF 协议通过 Hello 数据包自动地发现其相邻路由器，在这时，OSPF 路由器将 Hello 数据包发送至一特殊的多点广播地址，该多点广播地址为ALLSPFRouters。 在一些非广播性的网络环境中，我们需要经过某些设置来发现OSPF路由协议 第 11 页 共 25 页 OSPF 相邻路由器。 在多接入的环境中，例如以太网的环境， Hello 协议数据包还可以用于选择该网络中的指定路由器 DR。 一个 OSPF 路由器会与其新发现的相邻路由器建立 OSPF 的 adjacency，并且在一对 OSPF 路由器之间作链路状态数据库的同步。 在多接入的网络环增中，非DR的 OSPF 路由器只会与指定路由器 DR建立 adjacency，并且作数据库的同步。 OSPF 协议数 据包的接收及发送正是在一对 OSPF 的 adjacency 间进行的。 OSPF 路由器周期性地产生与其相联的所有链路的状态信息，有时这些信息也被称为链路状态广播 LSA（ Link State Advertisement）。 当路由器相联接的链路状态发生改变时，路由器也会产生链路状态广播信息，所有这些广播数据是通过 Flood 的方式在某一个 OSPF 区域内进行的。 Flooding 算法是一个非常可靠的计算过程，它保证在同一个 OSPF 区域内的所有路由器都具有一个相同的 OSPF数据库。 根据这个数据库， OSPF 路由器会将自身作为根 ，计算出一个最短路径树，然后，该路由器会根据最短路径树产生自己的 OSPF 路由表。 、建立 OSPF 交互关系 adjacency OSPF 路由协议通过建立交互关系来交换路由信息，但是并不是所有相邻的路由器会建立 OSPF交互关系。 下面将 OSPF建立 adjacency的过程简要介绍一下。 OSPF 协议是通过 Hello 协议数据包来建立及维护相邻关系的，同时也用其来保证相邻路由器之间的双向通信。 OSPF 路由器会周期性地发送 Hello 数据包，当这个路由器看到自身被列于其它路由器的 Hello 数据包里时，这两个路由 器之间会建立起双向通信。 在多接入的环境中， Hello 数据包还用于发现指定路由器DR，通过 DR来控制与哪些路由器建立交互关系。 两个 OSPF 路由器建立双向通信这后的第二个步骤是进行数据库的同步，数据库同步是所有链路状态路由协议的最大的共性。 在 OSPF 路由协议中，数据库同步关系仅仅在建立交互关系的路由器之间保持。 OSPF 的数据库同步是通过 OSPF 数据库描述数据包（ Database Description Packets）来进行的。 OSPF 路由器周期性地产生数据库描述数据包，该数据包是有序的，即附带有序列号，并 将这些数据包对相邻路由器广播。 相邻路由器可以根据数据库描述数据包的序列号与自身数据库的数据作比较，若发现接收到的数据比数据库内的数据序列号大，则相邻路由器会针对序列号较大的数据发出请求，并用请求得到的数据来更新其链路状态数据库。 我们可以将 OSPF 相邻路由器从发送 Hello 数据包，建立数据库同步至建立完全的 OSPF 交互关系的过程分成几个不同的状态，分别为：  Down：这是 OSPF 建立交互关系的初始化状态，表示在一定时间之内没有接收到从某一相邻路由器发送来的信息。 在非广播性的网络环境内， OSPF 路由器还可能对 处于 Down 状态的路由器发送 Hello 数据包。  Attempt：该状态仅在 NBMA 环境，例如帧中继、 或 ATM环境中有效，表示在一定时间内没有接收到某一相邻路由器的信息，但是 OSPF 路由器仍必须通过以一个较低的频率向该相邻路由器发送 Hello 数据包来保持联系。  Init：在该状态时， OSPF 路由器已经接收到相邻路由器发送来的 Hello 数据包，但自身的 IP地址并没有出现在该 Hello 数据包内，也就是说，双方的福建信息职业技术学院毕业论文 第 12 页 共 25 页 双向通信还没有建立起来。 —— 2Way：这个状态可以说是建立交互方式真正的开始步骤。 在这个状 态，路由器看到自身已经处于相邻路由器的 Hello数据包内，双向通信已经建立。 指定路由器及备份指定路由器的选择正是在这个状态完成的。 在这个状态， OSPF 路由器还可以根据其中的一个路由器是否指定路由器或是根据链路是否点对点或虚拟链路来决定是否建立交互关系。  Exstart：这个状态是建立交互状态的第一个步骤。 在这个状态，路由器要决定用于数据交换的初始的数据库描述数据包的序列号，以保证路由器得到的永远是最新的链路状态信息。 同时，在这个状态路由器还必须决定路由器之间的主备关系，处于主控地位的路由器会向处于备份地位的 路由器请求链路状态信息。  Exchange：在这个状态，路由器向相邻的 OSPF 路由器发送数据库描述数据包来交换链路状态信息，每一个数据包都有一个数据包序列号。 在这个状态，路由器还有可能向相邻路由器发送链路状态请求数据包来请求其相应数据。 从这个状态开始，我们说 OSPF 处于 Flood 状态。  Loading：在 loading 状态， OSPF 路由器会就其发现的相邻路由器的新的链路状态数据及自身的已经过期的数据向相邻路由器提出请求，并等待相邻路由器的回答。  Full：这是两个 OSPF 路由器建立交互关系的最后一个状态，在 这时，建立起交互关系的路由器之间已经完成了数据库同步的工作，它们的链路状态数据库已经一致。 、域间路由 前面描述了 OSPF 路由协议的单个区域中的计算过程。 在单个 OSPF 区域中，OSPF路由协议不会产生更多的路由信息。 为了与其余区域中的 OSPF路由器通讯，该区域的边界路由器会产生一些其它的信息对域内广播，这些附加信息描绘了在同一个 AS 中的其它区域的路由信息。 具体路由信息交换过程如下： 在 OSPF 的定义中，所有的区域都必须与区域 0 相联，因此每一个区域都必须有一个区域边界路由器与区域 0相联，这一个区域 边界路由器会将其相联接的区域内部结构数据通过 Summary Link 广播至区域 0，也就是广播至所有其它区域的边界路由器。 在这时，与区域 0相联的边界路由器上有区域 0及其它所有区域的链路状态信息，通过这些信息，这些边界路由器能够计算出至相应目的地的路由，并将这些路由信息广播至与其相联接的区域，以便让该区域内部的路由器找到与区域外部通信的最佳路由。 、 AS外部路由 个自治域 AS的边界路由器会将 AS外部路由信息广播至整个 AS中除了残域的所有区域。 为了使这些 AS 外部路由信息生效， AS 内部的所有的路由器（除残域内的路由器）都必须知道 AS 边界路由器的位置，该路由信息是由非残域的区域边界路由器对域内广播的，其链路广播数据包的类型为类型 4。 、 OSPF 路由协议验证 在 OSPF 路由协议中，所有的路由信息交换都必须经过验证。 在前文所描述OSPF路由协议实际应用模拟案例 第 13 页 共 25 页 的 OSPF 协议数据包结构中，包含有一个验证域及一个 64 位长度的验证数据域，用于特定的验证方式的计算。 OSPF 数据交换的验证是基于每一个区域来定义的，也就是说，当在某一个区域的一个路由器上定义了一种验证方式时，必须在该区域的所有路由器上定义相同的协议验证方式。 另外一些与验证相关的参数也可以基于每一个端口来定义，例如当采用单一口令验证时，我们可以对某一区域内部的每一个网络设置不同的口令字。 在 OSPF 路由协议的定义中，初始定义了两种协议验证方式，方式 0 及方式 1，分别介绍如下：  验证方式 0：采用验证方式 0 表示 OSPF 对所交换的路由信息不验证。 在 OSPF的数据包头内 64 位的验证数据位可以包含任何数据， OSPF 接收 到路由数据后对数据包头内的验证数据位不作任何处理。  验证方式 1：验证方式 1 为简单口令字验证。 这种验证方式是基于一个区域内的每一个网络来定义的，每一个发送至该网络的数据包的包头内都必须具有相同的 64 位长度的验证数据位，也就是说验证方式 1 的口令字长度为64bits，或者为 8 个字符。 OSPF 路由协议实际应用模拟案例 、案例分析 实验要求： 模拟 A 公司的网络，在 A 公司各个接入级的二层交换机按用途分为两台（图中用 SW SW2 代表），在二层交换机和三层交换机上部门划分了 VLAN（图中用 SWSW3代表），各接入级交换机连接到汇聚层交换机 SW3上，最后连接到出口路由器R1， R1 经过公司内部的各个路由器 R R3，最后通过过 DDN 专线连接到 ISP 的路由器 R4，最终实现连接 Inter，在项目中 Inter用 PC7表示。 对该公司的交换机和路由器进行相应的配置实现以下功能。 (参考拓扑如上 )。 1） 公司内。