OSPF基本概念

概念

OSPF(开放式最短路径优先)是一种链路状态路由协议,主要用于IP网络中路由器之间交换路由信息。

工作原理

• 每台路由器通过Hello报文发现邻居并建立邻接关系。

• 路由器收集链路状态信息,构建链路状态数据库(LSDB),这个数据库包含了网络拓扑结构信息。

• 基于LSDB,利用迪杰斯特拉算法计算出以自己为根的最短路径树,从而确定到达每个目的网络的最佳路径,将其放入路由表。

区域划分

• 骨干区域(Area 0)是核心区域,其他非骨干区域(如Area 1、Area 2等)都要和骨干区域相连。这种划分可以减少路由信息传播范围,降低链路状态数据库规模,提高网络收敛速度。

类型:

单区域OSPF网络--没进行区域划分的网络

多区域OSPF网络--进行区域划分的网络

ABR设备

又称区域边界路由器是OSPF网络中的关键设备。

位置与功能

• 位于不同OSPF区域(通常是连接骨干区域和非骨干区域)的边界位置。

• 它的主要功能是在不同区域之间交换路由信息,将骨干区域的路由信息传递到非骨干区域,同时把非骨干区域的路由信息汇总后传播到骨干区域。

路由汇总

• ABR可以对所连接区域的路由进行汇总,减少区域间路由信息的传播量。例如,一个非骨干区域有多个连续子网的路由,ABR可以将这些子网汇总为一个或少量的汇总路由通告到其他区域,这样能够有效减小其他区域的链路状态数据库大小。

LSA传播

• ABR会把一个区域的Type - 1(路由器LSA)和Type - 2(网络LSA)转换为Type - 3(汇总LSA),然后将汇总后的LSA传播到其他区域。这是ABR在不同区域间传递链路状态信息的关键操作,使得不同区域的路由器能够了解其他区域的网络拓扑概况。

对网络收敛的影响

• 当网络拓扑发生变化时,ABR在区域间的路由收敛过程中起到关键作用。它需要重新计算汇总路由,并及时将变化后的路由信息通告给相关区域,确保网络中的路由信息能够快速准确地更新。

报文类型

• Hello报文:

用于发现和维护邻居关系,周期性发送。

• DD(Database Description)报文:

用于描述本地LSDB的摘要信息。

当路由器发现自己的LSDB缺少某些链路状态信息时,向邻居发送该报文请求完整信息。

用于向邻居发送完整的链路状态更新信息,回应LSR。

对收到的LSU进行确认。

优点

• 无环路:

基于链路状态算法,能有效避免路由环路。

• 收敛快:

在网络拓扑变化时能快速重新计算路由,收敛速度比距离矢量路由协议快。

• 支持变长子网掩码(VLSM):

可以更灵活地进行IP地址分配和子网划分。

缺点

• 配置相对复杂,对技术人员要求较高。

• 维护链路状态数据库等需要占用一定的路由器资源,如CPU和内存。

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