網(wǎng)絡(luò)工程OSPF協(xié)議

1、 第 PAGE 12 頁(yè) 共 NUMPAGES 12頁(yè)OSPF協(xié)協(xié)議目 錄TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc519044728 1概述 PAGEREF _Toc519044728 h 3 HYPERLINK l _Toc519044729 2SPFF算法 PAGEREF _Toc519044729 h 3 HYPERLINK l _Toc519044730 3OSPPF協(xié)議原原理 PAGEREF _Toc519044730 h 5 HYPERLINK l _Toc519044731 31 自治系統(tǒng)統(tǒng)的分區(qū) PAGEREF _Toc519044731 h 5 HYPER

2、LINK l _Toc519044732 32 區(qū)域間路路由 PAGEREF _Toc519044732 h 6 HYPERLINK l _Toc519044733 33 Stubb區(qū)和自治治系統(tǒng)外路路由 PAGEREF _Toc519044733 h 6 HYPERLINK l _Toc519044734 34 DR和BDR PAGEREF _Toc519044734 h 7 HYPERLINK l _Toc519044735 4OSPPF報(bào)文 PAGEREF _Toc519044735 h 7 HYPERLINK l _Toc519044736 41 OSPFF協(xié)議報(bào)文文 PAGEREF

3、_Toc519044736 h 7 HYPERLINK l _Toc519044737 42OOSPF包包承載的內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc519044737 h 9 HYPERLINK l _Toc519044738 5OSPPF協(xié)議的的運(yùn)行 PAGEREF _Toc519044738 h 10 HYPERLINK l _Toc519044739 51HHelloo協(xié)議的運(yùn)運(yùn)行 PAGEREF _Toc519044739 h 10 HYPERLINK l _Toc519044740 52 DDR和BDR的產(chǎn)產(chǎn)生 PAGEREF _Toc519044740 h 10 HYPERLINK l

4、 _Toc519044741 53鏈路路狀態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)的同步步 PAGEREF _Toc519044741 h 11 HYPERLINK l _Toc519044742 54路由由表的產(chǎn)生生和查找 PAGEREF _Toc519044742 h 111概述 OSPF協(xié)協(xié)議是由IInterrnet網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程部部(IETTF)開發(fā)發(fā)的一種內(nèi)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)協(xié)議(IGGP)，即即網(wǎng)關(guān)和路路由器都在在一個(gè)自治治系統(tǒng)內(nèi)部部。OSPPF是一個(gè)個(gè)鏈路狀態(tài)態(tài)協(xié)議或最最短路徑優(yōu)優(yōu)先(SPPF)協(xié)議議。雖然該該協(xié)議依賴賴于IP環(huán)環(huán)境以外的的一些技術(shù)術(shù)，但該協(xié)協(xié)議專用于于IP，而而且還包括括子網(wǎng)編址址的功能。該協(xié)議根根據(jù)I

5、P數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)中的的目的IPP地址來(lái)進(jìn)進(jìn)行路由選選擇，一旦旦決定了如如何為一個(gè)個(gè)IP數(shù)據(jù)據(jù)報(bào)選擇路路徑，就將將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)發(fā)往所選擇擇的路徑中中，不需要要額外的包包頭，即不不存在額外外的封裝。該方法與與許多網(wǎng)絡(luò)絡(luò)不同，因因?yàn)樗麄兪故褂媚撤N類類型的內(nèi)部部網(wǎng)絡(luò)報(bào)頭頭對(duì)UDPP進(jìn)行封裝裝以控制子子網(wǎng)中的路路由選擇協(xié)協(xié)議。另外外OSPFF可以在很很短的時(shí)間間里使路由由選擇表收收斂。OSSPF還能能夠防止出出現(xiàn)回路，這這種能力對(duì)對(duì)于網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或使用用多個(gè)網(wǎng)橋橋連接的不不同局域網(wǎng)網(wǎng)是非常重重要的。在在運(yùn)行OSSPF的每每一個(gè)路由由器中都維維護(hù)一個(gè)描描述自治系系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一一的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)由每一一個(gè)路

6、由器器的局部狀狀態(tài)信息（該該路由器可可用的接口口信息、鄰鄰居信息）、路由器相相連的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)狀態(tài)信息息（該網(wǎng)絡(luò)絡(luò)所連接的的路由器）、外部狀態(tài)態(tài)信息（該該自治系統(tǒng)統(tǒng)的外部路路由信息）等等組成。每每一個(gè)路由由器在自治治系統(tǒng)范圍圍內(nèi)擴(kuò)散相相應(yīng)的狀態(tài)態(tài)信息。所有的路由由器并行運(yùn)運(yùn)行同樣的的算法，根根據(jù)該路由由器的拓?fù)鋼鋽?shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)構(gòu)造出以它它自己為根根節(jié)點(diǎn)的最最短路徑樹樹，該最短短路徑樹的的葉子節(jié)點(diǎn)點(diǎn)是自治系系統(tǒng)內(nèi)部的的其它路由由器。當(dāng)?shù)降竭_(dá)同一目目的路由器器存在多條條相同代價(jià)價(jià)的路由時(shí)時(shí)，OSPPF能夠?qū)崒?shí)現(xiàn)在多條條路徑上分分配流量。RFC21178中刪刪除了OSSPF的TTOS功能能，但是為為了保證和和以

7、前版本本的兼容性性，在各個(gè)個(gè)鏈路狀態(tài)態(tài)宣告中還還保留了TTOS項(xiàng)目目。2SPFF算法與VD算算法相比較較的一組算算法叫作“鏈接狀狀態(tài)”（linnksttate）算算法，又叫叫最短路徑徑優(yōu)先或SSPF(SShorttest Pathh Firrst)算算法。按照SPFF算法的要要求，網(wǎng)關(guān)關(guān)尋徑表依依賴于一張張表示整個(gè)個(gè)Inteernett網(wǎng)中網(wǎng)關(guān)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的的圖。在這這張圖中，節(jié)節(jié)點(diǎn)表示網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，邊表表示連接網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)（linnk），我我們稱之為為L(zhǎng)S圖圖。在信息息一致的情情況下，所所有網(wǎng)關(guān)的的LS圖圖應(yīng)該是完完全相同的的。各網(wǎng)關(guān)關(guān)的尋徑表表是根據(jù)相相同的LS圖計(jì)算算出來(lái)的。LS算算法

8、包括三三個(gè)步驟：（1）各個(gè)個(gè)網(wǎng)關(guān)主動(dòng)動(dòng)測(cè)試與所所有相鄰網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之間的的狀態(tài)。為為此，網(wǎng)關(guān)關(guān)周期性地地向相鄰網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)出HHelloo報(bào)文，詢?cè)儐?wèn)相鄰網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是否能能夠訪問(wèn)。假如相鄰鄰網(wǎng)關(guān)做出出反應(yīng)，說(shuō)說(shuō)明鏈接為為“開”(UP)，否則為為“關(guān)”(DOWWN)，鏈鏈接狀態(tài)態(tài)的取名即即出于此。（2）各網(wǎng)網(wǎng)關(guān)周期性性地廣播其其LS信信息。這里里的“廣播”是真正意意義的廣播播，不象VVD算法法那樣只向向相鄰網(wǎng)關(guān)關(guān)發(fā)送VD報(bào)文，而而是向所有有參加SPPF算法的的網(wǎng)關(guān)發(fā)送送LS報(bào)報(bào)文。（3）網(wǎng)關(guān)關(guān)收到LS報(bào)文后后，利用它它刷新網(wǎng)絡(luò)絡(luò)拓?fù)鋱D，將將相應(yīng)鏈接接改為“開”或“關(guān)關(guān)”狀態(tài)。假如LS發(fā)生變變化，網(wǎng)關(guān)關(guān)立即利用

9、用最短路徑徑算法，根根據(jù)LSS圖重新計(jì)計(jì)算本地路路徑。在實(shí)際應(yīng)用用中有好幾幾種最短路路徑選擇算算法，大多多數(shù)是以AA算法（aalgorrithmm A）為為基礎(chǔ)。該該算法已作作為互連網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)SPFF協(xié)議的模模型，并且且多年來(lái)被被用于優(yōu)化化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)。各節(jié)點(diǎn)點(diǎn)用自己擁?yè)碛械慕y(tǒng)一一的描述自自治系統(tǒng)拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的的數(shù)據(jù)庫(kù)，以以自己為根根，建立一一個(gè)路徑選選擇的尋徑徑表。在圖圖1中，節(jié)節(jié)點(diǎn)A是源源節(jié)點(diǎn)，節(jié)節(jié)點(diǎn)J是目目的節(jié)點(diǎn)。其具體的的步驟如下下：（1）在圖圖1中，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的每每條路徑有有一個(gè)權(quán)值值，該權(quán)值值是根據(jù)某某一標(biāo)準(zhǔn)（如如考慮距離離、時(shí)延、隊(duì)列長(zhǎng)度度等）得出出的；（2）為每每個(gè)節(jié)

10、點(diǎn)標(biāo)標(biāo)上一條已已知路徑從從源端到該該節(jié)點(diǎn)需要要的最小代代價(jià)。最初初不知道任任何路徑，所所以每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)號(hào)為無(wú)窮大大；（3）為每每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢檢測(cè)它周圍圍有哪些相相鄰的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)點(diǎn)是第一個(gè)個(gè)被考慮的的節(jié)點(diǎn)，并并且變?yōu)楣すぷ鞴?jié)點(diǎn)；（4）為工工作節(jié)點(diǎn)的的每個(gè)相鄰鄰的節(jié)點(diǎn)分分配一個(gè)最最小代價(jià)標(biāo)標(biāo)號(hào)。如果果發(fā)現(xiàn)一條條從該節(jié)點(diǎn)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的更短的的路徑，則則修改標(biāo)號(hào)號(hào)。在OSSPF中，當(dāng)當(dāng)鏈路狀態(tài)態(tài)報(bào)文廣播播到所有其其他節(jié)點(diǎn)時(shí)時(shí)，會(huì)發(fā)生生這種情況況（即因發(fā)發(fā)現(xiàn)更短的的路徑而修修改標(biāo)號(hào)）；(5)在給給相鄰節(jié)點(diǎn)點(diǎn)分配了標(biāo)標(biāo)號(hào)以后，檢檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中中的其他節(jié)節(jié)點(diǎn)，如果果某個(gè)已分分配了標(biāo)號(hào)號(hào)的節(jié)點(diǎn)擁?yè)碛休^小的的標(biāo)

11、號(hào)值，則則它的標(biāo)號(hào)號(hào)變?yōu)橛谰镁脴?biāo)號(hào)，該該節(jié)點(diǎn)變?yōu)闉楣ぷ鞴?jié)點(diǎn)點(diǎn)；(6)如果果某節(jié)點(diǎn)的的標(biāo)號(hào)與到到它的某個(gè)個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)點(diǎn)路徑上的的權(quán)值之和和小于該相相鄰節(jié)點(diǎn)的的標(biāo)號(hào)，在在改變?cè)撓嘞噜徆?jié)點(diǎn)的的標(biāo)號(hào)，因因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了了一條更短短的路徑；(7)選擇擇另一個(gè)工工作節(jié)點(diǎn)，重重復(fù)上述過(guò)過(guò)程直到窮窮盡所有的的可能。最最后的每個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)標(biāo)號(hào)就給出出了源節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和目的節(jié)節(jié)點(diǎn)之間的的一條端到到端的代價(jià)價(jià)最低的路路徑。圖1 AA算法的應(yīng)應(yīng)用經(jīng)過(guò)了上面面的計(jì)算可可以形成圖圖2所示的的路由選擇擇拓?fù)鋱D（即即最短距離離樹，又稱稱最優(yōu)樹）：圖2 路路由器A的的路由選擇擇拓?fù)鋱D3OSPPF協(xié)議原原理31 自治系統(tǒng)統(tǒng)的分區(qū)OSPF允允許

12、在一個(gè)個(gè)自治系統(tǒng)統(tǒng)里劃分區(qū)區(qū)域的做法法，相鄰的的網(wǎng)絡(luò)和它它們相連的的路由器組組成一個(gè)區(qū)區(qū)域(Arrea)。每一個(gè)區(qū)區(qū)域有該區(qū)區(qū)域自己拓拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)對(duì)于外外部的區(qū)域域是不可見見的，每個(gè)個(gè)區(qū)域內(nèi)部部路由器的的鏈路狀態(tài)態(tài)信息數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上上只包含著著該區(qū)域內(nèi)內(nèi)的鏈路狀狀態(tài)信息，他他們也不能能詳細(xì)地知知道外部的的鏈接情況況，在同一一個(gè)區(qū)域內(nèi)內(nèi)的路由器器擁有同樣樣的拓?fù)鋽?shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。和和多個(gè)區(qū)域域相連的路路由器擁有有多個(gè)區(qū)域域的鏈路狀狀態(tài)信息庫(kù)庫(kù)。劃分區(qū)區(qū)域的方法法減少了鏈鏈路狀態(tài)信信息數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的大小、并極大地地減少了路路由器間交交換狀態(tài)信信息的數(shù)量量。如圖33所示。 AS Area0 Area

13、2Area1Area3 Area4 RRRRRRR圖3 把自自治系統(tǒng)分分成多個(gè)OOSPF區(qū)區(qū)域在多于一一個(gè)區(qū)域的的自治系統(tǒng)統(tǒng)中，OSSPF規(guī)定定必須有一一個(gè)骨干區(qū)區(qū)（bacckbonne）aarea 0，骨干干區(qū)是OSSPF的中中樞區(qū)域，它它與其他區(qū)區(qū)域通過(guò)區(qū)區(qū)域邊界路路由器(AABR)相相連。區(qū)域域邊界路由由器通過(guò)骨骨干區(qū)進(jìn)行行區(qū)域路由由信息的交交換。為了了達(dá)到一個(gè)個(gè)區(qū)域的各各個(gè)路由器器保持相同同的鏈路狀狀態(tài)信息庫(kù)庫(kù)，這就要要求骨干區(qū)區(qū)是相連的的，但是并并不要求它它們是物理理連接的。在實(shí)際的的環(huán)境中，如如果它們?cè)谠谖锢砩鲜鞘菙嚅_的，這這時(shí)可以通通過(guò)建立虛虛鏈路(VVirtuual LLink

14、)的方法保保證骨干區(qū)區(qū)域的連續(xù)續(xù)性。虛鏈鏈將屬于骨骨干區(qū)并且且到一個(gè)非非骨干區(qū)都都有接口的的兩個(gè)ABBR連接起起來(lái)，虛鏈鏈本身屬于于骨干區(qū)，OSPF將通過(guò)虛鏈連接的兩個(gè)路由器看作是通過(guò)未編號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路（unnumbered point-to-point）連接。32 區(qū)域間路路由當(dāng)兩個(gè)非骨骨干區(qū)域間間路由IPP包的時(shí)，必必須通過(guò)骨骨干區(qū)。IIP包經(jīng)過(guò)過(guò)的路徑分分為三個(gè)部部分：源區(qū)區(qū)域內(nèi)路徑徑（從源端端到ABRR）、骨干干路徑（源源和目的區(qū)區(qū)域間的骨骨干區(qū)路徑徑）、目的的端區(qū)域內(nèi)內(nèi)路徑（目目的區(qū)域的的ABR到到目的路由由器的路徑徑）。從另另一個(gè)觀點(diǎn)點(diǎn)來(lái)看，一一個(gè)自治系系統(tǒng)就象一一個(gè)以骨干干區(qū)作為

15、HHub，各各個(gè)非骨干干區(qū)域連到到Hub上上的星型結(jié)結(jié)構(gòu)圖。各各個(gè)區(qū)域邊邊界路由器器在骨干區(qū)區(qū)上進(jìn)行路路由信息的的交換，發(fā)發(fā)布本區(qū)域域的路由信信息，同時(shí)時(shí)收到其他他ABR發(fā)發(fā)布的信息息，傳到本本區(qū)域進(jìn)行行鏈路狀態(tài)態(tài)的更新以以形成最新新的路由表表。33 Stubb區(qū)和自治治系統(tǒng)外路路由在一個(gè)OSSPF自治治系統(tǒng)中有有這樣一種種特殊的區(qū)區(qū)域存根區(qū)區(qū)域（Sttub區(qū)域域），在這這個(gè)區(qū)域中中只有一個(gè)個(gè)外部出口口，該區(qū)域域不允許外外部的非OOSPF的的路由信息息進(jìn)入。到到自治系統(tǒng)統(tǒng)外的包只只能依靠缺缺省路由。存根區(qū)域域的邊界路路由器必須須在路由概概要里向區(qū)區(qū)域宣告這這個(gè)缺省路路由，但是是不能超過(guò)過(guò)這個(gè)存

16、根根區(qū)域。缺缺省路由的的使用可以以減少鏈路路狀態(tài)信息息庫(kù)的大小小。對(duì)于該該自治系統(tǒng)統(tǒng)外部路由由信息，如如BGP產(chǎn)生生的路由信信息，可以以通過(guò)該自自治系統(tǒng)的的區(qū)域邊界界路由器（ASBR）透明地?cái)U(kuò)散到整個(gè)自治系統(tǒng)的各個(gè)區(qū)域中，使得該自治系統(tǒng)內(nèi)部的每一臺(tái)路由器都能夠獲得外部的路由信息。但是該信息不能擴(kuò)散到存根區(qū)域。這樣自治系統(tǒng)內(nèi)的路由器可以通過(guò)ASBR路由包到自治系統(tǒng)外的目標(biāo)。34 DR和BBDR在自治系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)個(gè)廣播和非非廣播多點(diǎn)點(diǎn)訪問(wèn)（NNBMA）網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)里，都都有一個(gè)指指定路由器器（DRDesiignatted RRouteer）和一一個(gè)備份指指定路由器器（BDRRBacckup Desii

17、gnatted RRouteer），它它們是通過(guò)過(guò)Helllo協(xié)議選選舉產(chǎn)生的的。DR的的主要功能能是：（1）產(chǎn)生生代表本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)路由宣告告，這個(gè)宣宣告列出了了連到該網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)有哪些些路由器，其其中包括DDR自己；（2）DRR同本網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的所有其其他的路由由器建立一一種星型的的鄰接關(guān)系系，這種鄰鄰接關(guān)系是是用來(lái)交換換各個(gè)路由由器的鏈路路狀態(tài)信息息，從而同同步鏈路狀狀態(tài)信息庫(kù)庫(kù)。DR在在路由器的的鏈路狀態(tài)態(tài)信息庫(kù)的的同步上起起到核心的的作用。另一個(gè)比較較重要的路路由器是BBDR，BDR也和和該網(wǎng)絡(luò)中中的其它路路由器建立立鄰接關(guān)系系。因此，BDR的設(shè)立是為了保證當(dāng)DR發(fā)生故障時(shí)盡快接替DR的工作，

18、而不至于出現(xiàn)由于需重新選舉DR和重新構(gòu)筑拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)而產(chǎn)生大范圍的數(shù)據(jù)庫(kù)震蕩。當(dāng)DR存在的情況下，BDR不生成網(wǎng)絡(luò)鏈路廣播消息。在DR、BBDR的選選舉后，該該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其其它路由器器向DR、BDR發(fā)送送鏈路狀態(tài)態(tài)信息，并并經(jīng)DR轉(zhuǎn)發(fā)到到和DR建立鄰鄰接關(guān)系的的其它路由由器。當(dāng)鏈鏈路狀態(tài)信信息交換完完畢時(shí)，DDR和其它它路由器的的鄰接關(guān)系系進(jìn)入了穩(wěn)穩(wěn)定態(tài)，區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)內(nèi)統(tǒng)一的拓拓?fù)洌ㄦ溌仿窢顟B(tài)）數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)也就就建立了，每每個(gè)路由器器以該數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)礎(chǔ)，采用SSPF算法法計(jì)算出各各個(gè)路由器器的路由表表，這樣就就可以進(jìn)行行路由轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)了。4OSPPF報(bào)文41 OSPFF協(xié)議報(bào)文文OSPF使使用五種類類型的

19、路由由協(xié)議包，在在各個(gè)路由由器間進(jìn)行行交換信息息，如表11所示。每每種協(xié)議包包都包含224字節(jié)的的OSPFF協(xié)議包的的首部，如如圖4所示示。Helloo協(xié)議用于于尋找和維維護(hù)路由器器所連網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上的鄰居居關(guān)系。通通過(guò)周期性性地發(fā)出HHelloo包，來(lái)確確定和維護(hù)護(hù)鄰居路由由器接口是是否仍在起起作用。HHelloo包被發(fā)送送到網(wǎng)絡(luò)上上的每個(gè)活活動(dòng)的路由由器接口。在廣播和和非廣播的的多點(diǎn)訪問(wèn)問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)上上，DR和和BDR的的選舉也是是通過(guò)Heello包包來(lái)完成的的。在不同同的物理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上，HHelloo包的目的的地址是不不同的；在在點(diǎn)到點(diǎn)和和廣播網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上，其目目的地址是是AllSSPFRoouterr

20、(2244.0.00.5)；在虛鏈路路上是單播播，也就是是從虛鏈路路的源端直直接發(fā)送到到鏈路的另另一端；而而在點(diǎn)到多多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上，分離離的Helllo包分分別發(fā)送到到相連的每每一個(gè)鄰居居；在非廣廣播的多點(diǎn)點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上，Heello包包的發(fā)送要要看各個(gè)路路由器的配配置信息。表1 OOSPF路路由協(xié)議包包類型包類型目的Helloo協(xié)議包發(fā)現(xiàn)和維護(hù)護(hù)鄰居數(shù)據(jù)庫(kù)描述述匯總數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)內(nèi)容鏈路狀態(tài)請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)下載載鏈路狀態(tài)更更新數(shù)據(jù)庫(kù)上載載鏈路狀態(tài)確確認(rèn)擴(kuò)散確認(rèn) 圖4 OOSPF協(xié)協(xié)議包的首首部數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包是類類型往為22的OSPPF包，在在形成鄰接接過(guò)程中的的路由器之之間交換數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)描述述包，且它它

21、們描述鏈鏈路狀態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。根根據(jù)接口數(shù)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)，可能不不只一個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)描述述包來(lái)傳輸輸整個(gè)鏈路路狀態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)。在交交換的過(guò)程程中所涉及及的路由器器建立主從從關(guān)系。主主路由器發(fā)發(fā)送包，而而從路由器器通過(guò)使用用數(shù)據(jù)庫(kù)描描述（Daatabaase DDescrriptiionDDD）序列列號(hào)認(rèn)可接接收到的包包。接口MMTU域指指示通過(guò)該該接口可發(fā)發(fā)送的最大大IP包長(zhǎng)長(zhǎng)度。當(dāng)通通過(guò)虛鏈路路發(fā)送包時(shí)時(shí)，這個(gè)域域設(shè)置為00。選項(xiàng)域域包含3位位，用于顯顯示路由器器的能力。I位是IInit位位，對(duì)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)序列中中的第一個(gè)個(gè)包，設(shè)置置為1。MM位設(shè)置為為1，表示示在序列中中還有更多多的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)描述包。MS位

22、是是主從位，在在數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包交換換期間，11表示路由由器是主路路由器，而而0表示路路由器是從從路由器。包的其余余部分是一一個(gè)或多個(gè)個(gè)LSA，如如圖5所示示。圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包格式式鏈路狀態(tài)態(tài)請(qǐng)求包是是類型為33的OSPPF包，它它們的格式式如圖6所所示。當(dāng)兩兩個(gè)路由器器完成交換換數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包時(shí)，路路由器可檢檢測(cè)鏈路狀狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)是否過(guò)時(shí)時(shí)。當(dāng)這種種情況發(fā)生生時(shí)，路由由器可請(qǐng)求求新一些的的數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包。 圖6 路由由狀態(tài)請(qǐng)求求包格式鏈路狀態(tài)態(tài)更新包是是類型為44的OSPPF包，它它們用于實(shí)實(shí)現(xiàn)LSAA的傳播。鏈路狀態(tài)態(tài)更新包格格式顯示在在圖7中。每個(gè)鏈路路狀態(tài)更新新包包含一一個(gè)或多個(gè)個(gè)L

23、SA，而而每個(gè)包通通過(guò)使用鏈鏈路狀態(tài)確確認(rèn)包來(lái)認(rèn)認(rèn)可。圖7 鏈路路狀態(tài)更新新包的格式式鏈路狀態(tài)確確認(rèn)包是類類型位5的的OSPFF包，其格格式中除了了OSPFF包首部外外，包括LLAS的首首部。這些些包發(fā)送到到三個(gè)地址址之一：多多點(diǎn)傳送地地址AlllDRouuterss，多點(diǎn)傳傳送地址AAllSPPFRouuterss，或單點(diǎn)點(diǎn)傳送地址址。OSPF包包承載的內(nèi)內(nèi)容路由器鏈路路狀態(tài)宣告告 路由器為每每個(gè)有活動(dòng)動(dòng)OSPFF接口的區(qū)區(qū)域生成一一個(gè)路由器器LSA。包含在路路由器LAAS中的信信息是路由由器接口在在該區(qū)域中中的狀態(tài)，而而LSA在在整個(gè)區(qū)域域傳播。進(jìn)進(jìn)入一個(gè)區(qū)區(qū)域的所有有路由器接接口必須在在

24、一個(gè)路由由器LSAA中說(shuō)明。鏈路狀態(tài)態(tài)ID域是是路由器的的OSPFF ID。VEB位位用于確定定路由器可可能有的鏈鏈路類型。V位顯示示路由器虛虛擬鏈路的的端點(diǎn)。鏈路ID標(biāo)標(biāo)識(shí)路由器器的接口所所連接的對(duì)對(duì)象。鏈路路ID一般般等于鄰居居路由器的的鏈路狀態(tài)態(tài)ID。鏈鏈路數(shù)據(jù)域域的內(nèi)容取取決于鏈路路類型。如如果路由器器與存根區(qū)區(qū)域連接，那那么，這個(gè)個(gè)域?qū)@個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的IP地地址掩碼。對(duì)其他類類型的鏈路路，這個(gè)域域包含分配配給該接口口的IP地地址。服務(wù)務(wù)類型域通通常設(shè)置為為0，最后后的值是度度量值，或或鏈路的費(fèi)費(fèi)用。網(wǎng)絡(luò)鏈路狀狀態(tài)宣告網(wǎng)絡(luò)LSAA是類型為為2的LAAS，而這這樣的LSSA是由支支持兩

25、個(gè)或或多個(gè)路由由器的每個(gè)個(gè)廣播和NNBMA網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)所生成成的。網(wǎng)絡(luò)絡(luò)LSA是是由網(wǎng)絡(luò)的的DR所創(chuàng)創(chuàng)建的。這這個(gè)LSAA描述了連連接到網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的所有的的路由器，包包括DR自自己。鏈路路狀態(tài)IDD是DR到到這個(gè)區(qū)域域的接口的的IP地址址。匯總鏈路狀狀態(tài)宣告類型3和類類型4的LLSA是匯匯總鏈路狀狀態(tài)宣告。匯總LSSA是有區(qū)區(qū)域邊界路路由器生成成的，而且且它們說(shuō)明明區(qū)域的目目標(biāo)。3型型匯總有IIP地址目目標(biāo)，鏈路路狀態(tài)IDD是IP的的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。4型匯總總LSA以以一個(gè)自治治系統(tǒng)邊界界路由器為為其目標(biāo)，鏈鏈路狀態(tài)IID是OSSPF路由由器ID。鏈路狀態(tài)態(tài)ID是兩兩種類型LLSA包之之間的唯一一區(qū)別。外部自治

26、系系統(tǒng)鏈路狀狀態(tài)宣告類型5是AASExxternnal LLSA，它它被用于說(shuō)說(shuō)明自治系系統(tǒng)外的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。ASSExtternaal LSSA用于說(shuō)說(shuō)明到外部部網(wǎng)絡(luò)的路路由。鏈路路狀態(tài)IDD域包含IIP網(wǎng)絡(luò)號(hào)號(hào)或0.00.0.00，如果它它描述一個(gè)個(gè)默認(rèn)路由由，此時(shí)的的作為掩碼碼也是0.0.0.0。5OSPPF協(xié)議的的運(yùn)行Helloo協(xié)議的運(yùn)運(yùn)行Helloo協(xié)議的作作用是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)和維護(hù)鄰鄰居關(guān)系、選舉DRR和BDR。在在廣播型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上每一一個(gè)路由器器周期性地地廣播Heello包包（目的地地址是AlllSPFFRoutter），使使得它能夠夠被鄰居發(fā)發(fā)現(xiàn)。每一一個(gè)路由器器的每個(gè)接接口都有一一個(gè)相關(guān)的

27、的接口數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)當(dāng)Helllo包里的的特定參數(shù)數(shù)（如Arrea IID, AAutheenticcatioon, NNetwoork MMask, HellloInntervval, RoutterDeeadInntervval 和和Optiions valuues）相相匹配時(shí)，HHelloo包才能被被接收。HHelloo包中包含含著本路由由器所希望望選舉的DDR和該DR的優(yōu)先先級(jí)、BDDR和BDR的優(yōu)優(yōu)先級(jí)、還還有本路由由器通過(guò)交交換Helllo協(xié)議議包所“看”到的其它它路由器。從Helllo包里里得到的鄰鄰居被放在在路由器的的鄰居列表表里。當(dāng)從從接收到的的Helllo包里看看到自己時(shí)時(shí)

28、，就建立立了雙向通通信。建立立了雙向通通信的路由由器才有可可能建立連連接（addjaceency）關(guān)關(guān)系，能否否建立連接接關(guān)系，要要看連接兩兩個(gè)鄰居的的網(wǎng)絡(luò)的類類型。通過(guò)過(guò)Helllo協(xié)議包包的交換，得得知了希望望成為DRR和BDR的路路由器以及及他們的優(yōu)優(yōu)先級(jí)，下下一步的工工作是選舉舉DR和BDR。52 DDR和BDDR的產(chǎn)生生在初始狀態(tài)態(tài)下，一個(gè)個(gè)路由器的的活動(dòng)接口口設(shè)置DRR和BDR為0.0.0.0，這意意味著沒有有DR和BDR被選選舉出來(lái)。同時(shí)設(shè)置置Waitt Timmer，其其值為RoouterrDeaddInteervall，其作用用是如果在在這段數(shù)時(shí)時(shí)間里還沒沒有收到有有關(guān)DR和

29、和BDR的的宣告，那那么它就宣宣告自己為為DR或BBDR。經(jīng)經(jīng)過(guò)Helllo協(xié)議議交換過(guò)程程后，每一一個(gè)路由器器獲得了希希望成為DDR和BDR的那那些路由器器的信息，按按照下列步步驟選舉DDR和BDR：（1）在路路由器同一一個(gè)或多個(gè)個(gè)路由器建建立雙向的的通信以后后，就檢查查每個(gè)鄰居居Helllo包里的的優(yōu)先級(jí)、DR和BBDR域。列出所有有符合DRR和BDRR選舉的路路由器（他他們的優(yōu)先先級(jí)要大于于0，接口口狀態(tài)要大大于雙向通通信），列列出所有的的DR，列列出所有的的BDR；（2）從這這些合格的的路由器中中建立一個(gè)個(gè)沒有宣稱稱自己為DDR的子集集（因?yàn)樾Q為DRR的路由器器不能選舉舉成為BDD

30、R）；（3）如果果在這個(gè)子子集里有一一個(gè)或多個(gè)個(gè)鄰居（包包括它自己己的接口）在在BDR域域宣稱自己己為BDRR，則選舉舉具有最高高優(yōu)先級(jí)的的路由器，如如果優(yōu)先級(jí)級(jí)相同，則則選擇具有有最高Roouterr ID的的那個(gè)路由由器為BDDR；（4）如果果在這個(gè)子子集里沒有有路由器宣宣稱自己為為BDR，則則在它的鄰鄰居里選擇擇具有最高高優(yōu)先級(jí)的的路由器為為BDR，如如果優(yōu)先級(jí)級(jí)相同，則則選擇具有有最大Roouterr ID的的路由器為為BDR；（5）在宣宣稱自己為為DR的路路由器列表表中，如果果有一個(gè)或或多個(gè)路由由器宣稱自自己為DRR，則選擇擇具有最高高優(yōu)先級(jí)的的路由器為為DR，如如果優(yōu)先級(jí)級(jí)相同，則

31、則選擇具有有最大Roouterr ID的的路由器為為DR；（6）如果果沒有路由由器宣稱為為DR，則則將最新選選舉的BDDR作為DDR；（7）如果果是第一選選舉某個(gè)路路由器為DDR/BDDR或沒有有DR/BBDR被選選舉，則要要重復(fù)2到到6步，然然后是第88步。（8）將選選舉出來(lái)的的路由器的的端口狀態(tài)態(tài)作相應(yīng)的的改變，DDR的端口口狀態(tài)為DDR，BDDR的端口口狀態(tài)為BBDR，否否則的話為為DR ootherr。在多路訪訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中中，DR和BDR與該該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所所有其它的的路由器建建立鄰接關(guān)關(guān)系，這些些鄰接關(guān)系系也是該網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部部的鄰接關(guān)關(guān)系。由于DR和和BDR的引引入，簡(jiǎn)化化了網(wǎng)絡(luò)的的邏輯拓?fù)?/p>

32、撲結(jié)構(gòu)，將將一個(gè)網(wǎng)狀狀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變變成一個(gè)星星型網(wǎng)絡(luò)，使使協(xié)議包的的擴(kuò)散，計(jì)計(jì)算變的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，并有有效防止了了鄰接關(guān)系系震蕩的發(fā)發(fā)生。53鏈路路狀態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)的同步步在OSPFF中，保持持區(qū)域范圍圍內(nèi)的所有有路由器的的鏈路狀態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)同同步極為重重要。通過(guò)過(guò)建立并保保持鄰接關(guān)關(guān)系，OSSPF使具具有鄰接關(guān)關(guān)系的路由由器的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)同步，進(jìn)進(jìn)而保證了了區(qū)域范圍圍內(nèi)所有路路由器數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)同步。數(shù)據(jù)庫(kù)同同步過(guò)程從從建立鄰接接關(guān)系開始始，在完全全鄰接關(guān)系系已建立時(shí)時(shí)完成。當(dāng)當(dāng)路由器的的端口狀態(tài)態(tài)為ExSStartt時(shí)，路由由器通過(guò)發(fā)發(fā)一個(gè)空的的數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包來(lái)協(xié)協(xié)商“主從”關(guān)系以及及數(shù)據(jù)庫(kù)描描述包的序序號(hào)，Roouterr ID大大的為主，反反之為從。序號(hào)也以以主路由器器產(chǎn)生的初初始序號(hào)為為基準(zhǔn)，以以后的每一一次數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)描述包的的發(fā)送，序序號(hào)都要加加1。主路路由器發(fā)送送鏈路狀態(tài)態(tài)描