动态路由协议培训211404.docx

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1、 目录1.路由协议31.1.静态的的与动态态的内部部路由331.2.选路信信息协议议（RIIP）51.2.11.慢收敛敛问题的的解决771.2.22.RIPP报文格格式81.2.33.RIPP编址约约定91.2.44.RIPP报文的的发送1101.3.OSPPF101.3.11.概述1001.3.22.数据包包格式1101.3.33.OSPPF基本本算法1111.3.44.OSPPF路由由协议的的基本特特征1221.3.55.区域及及域间路路由1331.3.66.OSPPF协议议路由器器及链路路状态数数据包分分类1661.3.77.OSPPF协议议工作过过程1881.3.88.OSPPF路由由

2、协议验验证2111.3.99.小结2111.4.HELLLO协协议2221.5.将RIPP，HELLLO和和EGPP组合起起来2331.6.边界网网关协议议第4版（BGGP4）241.7.EGP271.7.11.给体系系结构模模型增加加复杂性性271.7.22.一个其其本思想想：额外外跳2881.7.33.自治系系统的概概念3001.7.44.外部网网关协议议（EGGP）311.7.55.EGPP报文首首部3221.7.66.EGPP邻站获获取报文文331.7.77.EGPP邻站可可达性报报文3441.7.88.EGPP轮询请请求报文文341.7.99.EGPP选路更更新报文文351.7.11

3、0.从接收收者的角角度来度度量3771.7.111.EGPP的主要要限制3382.CIISCOO 路由由器产品品介绍4402.1.Cissco 25500402.2.Cissco 45500-M402.3.Cissco 72200412.4.Cissco 75513/75007433.路由由器的基基本配置置43参数设置443网络号433IP类设置置44菜单设置444欢迎文本444异步线的设设置444总结45附录一路由由器常用用命令4454.基本本维护552两种状态552帮助52命令简写552跟踪错误553进入设置状状态533存储退出553删除设置553一些常用命命令533修改地址553修改en

4、aablee seecreect passswoord555附录二常见见网络故故障分析析及排除除551 路由器器常用测测试命令令552 路由器器传输故故障排除除方法5553网络常见见问题5571. 路由协议1.1. 静态的与动动态的内内部路由由在一个自治治系统内内的两个个路由器器彼此互互为内部部路由器器。例如如，因为为核心构构成了一一个自治治系统，两两个Innterrnett核心路路由器互互为内部部路由器器。在大大学校园园里的两两个路由由器也互互为内部部路由器器，因为为在校园园里的所所有机器器都属于于同一个个自治系系统。自治系统中中的路由由器如何何获得关关于本系系统内部部的网络络的信息息呢？在

5、在小型的的、缓慢慢变化着着的互连连网络中中，管理理者可以以使用手手工方式式进行路路由的建建立与修修改。管管理者保保留一张张关于网网络的表表格，并并在有新新的网络络加入到到该自治治系统或或从该自自治系统统删除一一个网络络时，更更新该表表格。例例如图11.1中显显示的小小公司的的互连网网络。为为这样的的互连网网络选路路耗费就就微不足足道，因因为任何何两点之之间仅有有一条路路由。管管理者可可用人工工的方式式来配置置所有的的主机和和路由器器的路由由。互连连网络更更改状态态（如新新增一个个网络）时时，管理理者重新新配置所所有机器器上的路路由。 网络5 网络4 网络1网络2网络3R2R1R3R4图1.1

6、在在一个网网点中包包括了55个以太太网和44个路由由器的小小型互连连网络。在在这个互互连网络络中任意意两台主主机之间间仅有一一个路由由人工的系统统明显存存在缺点点，它不不能适应应网络的的迅速增增长或迅迅速变化化。在大大型的、迅迅速变化化的环境境中，如如Intternnet 网，人人对情况况变化的的反应速速度太慢慢，来不不及处理理问题；必须使使用自动动机制。采采用自动动机制还还有利于于提高可可靠性，并并对某些些路由可可变的小小型互连连网络中中的故障障采取反反应措施施。为了了验证这这一点，我我们假设设在图11.1中中增加一一个路由由器，使使之变为为图1.2 所所示的结结构。 网络5 网络4 网络1

7、网络2网络3R2R5R1R3R4图1.2 增加加了路由由器R55后使得得网络22和3之之间多了了一条备备用路径径当原有有路由出出故障时时，选路路软件能能够迅速速切换到到备用路路由对于拥有多多个物理理路径的的互连网网络体系系结构，管管理者通通常选择择其中一一条作为为基本路路径。如如果该基基本路径径上的路路由器出出故障，就就必须改改动路由由使得通通信流量量通过备备用路由由器来传传输。人人工改变变路由的的方式耗耗时长而而且容易易带来错错误。因因此，即即便是小小型互连连网中，也也应使用用处动机机制来迅迅速而可可靠地改改变路由由。为了自动地地保存准准确的网网络可达达信息，内内部路由由器之间间要进行行通信

8、，即即路由器器与可到到达的另另一个路路由器要要交换网网络可到到达性数数据或网网络选路路信息。把把整个自自治系统统的可到到达信息息汇集起起来之后后，系统统中某个个路由器器就使用用EGPP把它们们通告给给另一个个自治系系统。内部路由器器通信与与外部路路由器通通信的不不同之处处就是：EGPP提供了了为外部部路由器器通信广广泛使用用的标准准，而内内部路由由器通信信却没有有一个单单独的标标准。造造成这种种情况的的原因之之一，就就是自治治系统的的拓扑结结构和具具体技术术的多样样性。另另一个原原因是结结构简单单与功能能强大之之间的折折衷，即即易于安安装和配配置的协协议往往往不能提提供强大大的功能能。因此此，

9、流行行的适用用于内部部路由器器通信的的协议有有很多种种，但多多数自治治系统只只选择其其中一个个在内部部的来传传播选路路信息。由于没有单单独的标标准，我我们使用用内部网网关协议议IGPP(Innterriorr Gaatewway Prootoccol)作为统统称来描描述所有有的用于于内部路路由器之之间交换换的网络络可达信信息及选选路信息息的算法法。例如如Buttterrflyy核心路路由器构构成了一一个特定定的自治治系统，它它使用SSPREEAD作作为其内内部网关关协议IIGP。有有些自治治系统使使用EGGP来作作IGPP，不过过这对那那些由具具有广播播功能的的局域网网组成的的小型自自治系统统

10、没有多多少意义义。图1.3是是自治系系统使用用某种IIGP在在内部路路由器之之间传播播可到达达信息的的示意图图。在这个图中中，IGGP1和和IGPP2分别别表示自自治系统统1和22所使用用的内部部网关协协议。从从图中可可以得到到这个重重要的概概念： EGP IGP1R1 IGP1 IGP2R2 IGP2图1.3 两个个自治系系统各自自在其内内部使用用不同的的IGPP，但是是其外部部路由器器使用EEGP与与另一个个系统通通信的示示意图一个单个的的路由器器可以同同时使用用两种选选路协议议，一个个用于到到自治系系统之外外的通信信，另一一个用于于自治系系统内部部的通信信。具体地说，运运行EGGP通告告

11、可达性性的路由由器，通通常还需需要运行行一种IIGP，以以便获得得其自治治系统内内部的信信息。1.2. 选路信息协协议（RRIP）使用最广泛泛的一种种IGPP是选路路信息协协议RIIP（RRouttingg Innforrmattionn Prrotoocoll），RRIP的的另一个个名字是是rouutedd（路由由守护神神），来来自一个个实现它它的程序序。这个个程序最最初由加加利福尼尼亚大学学伯克利利分校设设计，用用于给他他们在局局域网上上的机器器提供一一致的选选路和可可达信息息。它依依靠物理理网络的的广播功功能来迅迅速交换换选路信信息。它它并不是是被设计计来用于于大型广广域网的的（尽管管现

12、在的的确这么么用）。在旋乐（XXeroox）公公司的PPaloo Allto研研究中心心PARRC早期期所作的的关于网网络互连连的研究究的基础础上，rroutted实实现了起起源于XXeroox NNS RRIP的的一个新新协议，它它更为通通用化，能能够适应应多种网网络。尽管在其前前辈上做做了一些些小改动动，RIIP作为为IGPP流行起起来并非非技术上上有过人人之处，而而是由于于伯克利利分校把把路由守守护神软软件附加加在流行行的4BSDD UNNIX系系统上一一起分发发，从而而使得许许多TCCP/IIP网点点根本没没考虑其其技术上上的优劣劣就采用用rouutedd并开始始使用RRIP。一一旦安

13、装装并使用用了这个个软件，它它就成为为本地选选路的基基础，研研究人员员也开始始在大型型网络上上使用它它。关于RIPP的最令令人吃惊惊的事可可能就是是它在还还没有正正式标准准之前就就已经广广泛流行行了。大大多数的的实现都都脱胎于于伯克利利分校的的程序，但但是由于于编程人人员对未未形成文文档的微微妙细节节理解不不同而造造成了它它们之间间互操作作性限制制。协议议出现新新版本后后，出现现了更多多的问题题。在119888年6月月形成了了一个RRFC标标准，这这才使软软件商解解决了互互操作性性问题。RIP协议议的基础础就是基基于本地地网的矢矢量距离离选路算算法的直直接而简简单的实实现。它它把参加加通信的的

14、机器分分为主机机的（aactiive）和和被动的的（paassiive或或sillentt）。主主动路由由器向其其他路由由器通告告其路由由，而被被动路由由器接收收通告并并在此基基础上更更新其路路由，它它们自己己并不通通告路由由。只有有路由器器能以主主动方式式使用RRIP，而而主机只只能使用用被动方方式。以主动方式式运行RRIP的的路由器器每隔330秒广广播一次次报文，该该报文包包含了路路由器当当前的选选路数据据库中的的信息。每每个报文文由序偶偶构成，每每个序偶偶由一个个IP网网络地址址和一个个代表到到达该网网络的距距离的整整数构成成。RIIP使用用跳数度度量（hhop couunt mettr

15、icc）来衡衡量到达达目的站站的距离离。在RRIP度度量标准准中，路路由器到到它直接接相连的的网络的的跳数被被定义为为1，到到通过另另一个路路由器可可达的网网络的距距离为22跳，其其余依此此类推。因因此从给给定源站站到目的的站的一一条路径径的跳数数（nuumbeer oof hhopss或hopp coountt）对应应于数据据报沿该该路传输输时所经经过的路路由器数数。显然然，使用用跳数作作为衡量量最短路路径并不不一定会会得到最最佳结果果。例如如，一条条经过三三个以太太网的跳跳数为33的路径径，可能能比经过过两条低低速串行行线的跳跳数为22的路径径要快得得多。为为了补偿偿传输技技术上的的差距，

16、许许多RIIP软件件在通告告低速网网络路由由时人为为地增加加了跳数数。运行RIPP的主动动机器和和被动机机器都要要监听所所有的广广播报文文，并根根据前面面所说的的矢量距距离算法法来更新新其选路路表。例例如图11.2中中的互连连网络中中，路由由器R11在网络络2上广广播的选选路信息息报文中中包含了了序偶（1,1），即它能够以费用值1到达网络1。路由器R2和R5收到这个广播报文之后，建立一个通过R1到达网络1的路由（费用为2）。然后，路由器R2和R5在网络3上广播它们的RIP报文时就会包含序偶（1,2）。最终，所有的路由器和主机都会建立到网络1的路由。RIP规定定了少量量的规则则来改进进其性能能和

17、可靠靠性。例例如，当当路由器器收到另另一个路路由器传传来的路路由时，它它将保留留该路由由直到收收到更好好的路由由。在我我们所举举的例子子中，如如果路由由器R22和R55都以费费用2来来广播到到网络11的路由由，那么么R3的的R4就就会将路路由设置置为经过过先广播播的那个个路由器器到达网网络1。即即：为了防止路路由在两两个或多多个费用用相等的的路径之之间振荡荡不定，RRIP规规定在得到费用更更小的路路由之前前保留原原有路由由不变。如果第一个个广播路路由的路路由器出出故障（如如崩溃）会会有什么么后果？RIPP规定所所有收听听者必须须对通过过RIPP获得的的路由设设置定时时器。当当路由器器在选路路表

18、中安安置新路路由时，它它也为之之设定了了定时器器。当该该路由器器又收到到关于该该路由的的另一个个广播报报文后，定定时器也也要重新新设置。如如果经过过1800秒后还还没有下下一次通通告该路路由，它它就变为为无效路路由。RIP必须须处理下下层算法法的三类类错误。第第一，由由于算法法不能明明确地检检测出选选路的回回路，RRIP要要么假定定参与者者是可信信赖的，要要么采取取一定的的预防措措施。第第二，RRIP必必须对可可能的距距离使用用一个较较小的最最大值来来防止出出现不稳稳定的现现象（RRIP使使用的值值是166）。因因而对于于那些实实际跳数数值在116左右右的互连连网络，管管理者要要么把它它划分为

19、为若干部部分，要要么采用用其他的的协议。第第三，选选路更新新报文在在网络之之间的传传输速度度很慢，RRIP所所使用的的矢量距距离算法法会产生生慢收敛敛（sllow connverrgennce）或或无限计计数（ccounnt tto iinfiinitty）问问题从而而引发不不一致性性。选择择一个小小的无限限大值（116），可可以限制制慢收敛敛问题，但但不能彻彻底解决决客观存存在。选路表的不不一致问问题并非非仅在RRIP中中出现。它它是出现现在任何何矢量距距离协议议中的一一个根本本性的问问题，在在此协议议中，更更新报文文仅仅包包含由目目的网络络及到达达该网络络的距离离构成的的序偶。为为了理解解

20、这个问问题我们们考虑图图1.44中路由由集合。图图中描述述了在图图1.22中到达达网络11的路由由。网络1网络1R3R2R1(b)R1R2R3(a)图1.4 慢收收敛问题题。(aa)中的的三个路路由器各各有到网网络1的的路由。(b)中，到网络1的路由已经消失了，但是R2对它的路由通告引起了选路的环路正如图1.4（a）所显显示的那那样，RR1直接接与网络络1相连连，所以以在它的的选路表表中有一一条到该该网络的的距离为为1的路路由；在在周期性性的路由由广播中中包括了了这个路路由。RR2从RR1处得得知了这这个路由由，并在在自己的的选路表表中建立立了相应应的路由由产工将将之以距距离值22广播出出去。

21、最最后R33从R22处得知知该路由由并以距距离值33广播。现在假设RR1到网网络1的的连接失失效了。那那么R11立即更更新它的的选路表表把该路路由的距距离置为为16（无无穷大）。在在下一次次广播时时，R11应该通通告这一一信息。但但是，除除非协议议包含了了额外的的机制预预防此类类情况，可可能有其其他的路路由器在在R1广广播之前前就广播播了其路路由。可可能假设设一个特特殊的情情况，即即R2正正好在RR1与网网络1连连接失效效后通告告其路由由。因此此，R11就会收收到R22的报文文，并对对此使用用通常的的矢量距距离算法法：它注注意到RR2有到到达网络络1的费费用更低低的路由由，计算算出现在在到达网

22、网络1需需要3跳跳（R22通告的的到网络络1费用用是2跳跳，再加加上到RR2的11跳）。然然后在选选路表中中装入新新的通过过R2到到达网络络1的路路由。图图1.44描述了了这个结结果。这这样的话话，R11和R22中的任任一个收收到去网网络1的的数据报报之后，就就会把该该报文在在两者之之间来回回传输直直到寿命命计时器器超时溢溢出。这两个路由由器随后后广播的的RIPP不能迅迅速解决决这个问问题。在在下一轮轮交换选选路信息息的过程程中，RR1通告告它的选选路表中中的各个个项目。而而R2得得知R11到网络络1的距距离是33之后，计计算出该该路由新新长度44。到第第三轮的的时候，RR1收到到从R22传来

23、的的路由距距离增加加的信息息，把自自己的选选路表中中该路由由的距离离增到55。如此此循环往往复，直直至距离离值到达达RIPP的极限限。1.2.1. 慢收敛问题题的解决决对图1.44的例子子，可以以使用分分割范围围更新（split horizon update）技术来解决慢收敛问题。在使用分割范围技术时，路由器记录下收到各路由的接口，而当这路由器通告路由时，就不会把该路由再通过那个接口送回去。在该例中，路由器R2不会把它到网络1的距离为2的路由再通告给R1，因此一旦R1与网络1的连接失效，它就不会再通告该路由。经过几轮选路更新之后，所有的机器都会知道网络1是不可达的。但是分割范围更新技术不能解决

24、所有的拓扑结构中的问题。考虑慢收敛敛问题的的另一个个方法是是使用信信息流的的概念。如如果路由由器通告告了到某某网络的的短路由由，所有有接收路路由器迅迅速地作作出安装装该路由由的反应应。当路路由器停停止通告告某路由由，协议议在判断断该路由由不可达达之前，要要依据超超时机制制来工作作。当超超时出现现时，路路由器寻寻找替代代路由并并开始传传播此信信息。不不幸的是是，路由由器并不不知道这这个替代代路由是是否要依依赖于刚刚刚消失失的路由由。因此此，通常常不应迅迅速地传传播否定定的信息息。有一一条警句句或谓一一语破的的：好消息传播播得快，坏坏消息传传播得慢慢。解决慢收敛敛问题的的另一个个技术使使用了抑抑制

25、（hholdd doown）法法。抑制制法迫使使参与协协议工作作的路由由器，在在收到关关于某网网络不可可达的信信息后的的一段固固定时间间内，忽忽略任何何关于该该网络的的路由信信息。这这段抑制制时间的的典型长长度是660秒。该该技术的的思路是是等待足足够的时时间以便便确信所所有的机机器都收收到坏消消息，并并且不会会错误地地接受内内容过时时的报文文。需要要指出的的是，所所有参与与RIPP的机器器都要遵遵循抑制制策略，否否则仍然然会发生生选路回回路现象象。抑制制技术的的缺点是是：如果果出现了了选路回回路，那那么在抑抑制期间间内这些些选路回回路仍然然会维持持下去。更更严重的的是，在在抑制期期间所有有不

26、正确确的路由由也保留留下来了了，即使使是有替替代路由由的存在在。解决慢收敛敛问题的的最后一一种技术术就是毒毒性逆转转（pooisoon rreveersee）。当一条条连接消消失后，路路由器在在若干个个更新周周期内都都有保留留该路由由，但是是在广播播路由时时则规定定该路由由的费用用为无限限长。为为提高毒毒性逆转转法的效效率，它它应该与与触发更更新（ttrigggerred upddatees）技技术结合合。触发发更新技技术使得得新信息息，路由由器减少少了因为为想信好好消息而而容易出出错的时时间。不幸的是，虽虽然触发发更新技技术、毒毒性逆转转技术、抑抑制技术术和分割割范围技技术能够够解决一一些问

27、题题，但它它们又带带来了一一些新的的问题。例例如，在在许多路路由器共共享一个个公共网网络的结结构中采采用触发发更新技技术的情情况下，一一个广播播就能改改变这些些路由器器的选路路表，引引发一轮轮新的广广播。如如果第二二轮广播播改变了了路由表表，它又又会引起起更多的的广播。这这就产生生了广播播雪崩。使用广播技技术（这这有可能能产生选选路回路路）和使使用抑制制技术防防止慢收收敛问题题，可使使得RIIP在广广域网上上的工作作效率极极低。广广播要耗耗费大量量宝贵的的带宽。即即便不出出现广播播雪崩现现象，所所有机器器周期性性地进行行广播也也意味着着网络流流量随着着路由器器数目的的增加而而增加。而而可能出出

28、现的选选路回路路在线路路容量有有限的情情况下可可能就是是致命的的问题。当当兜圈子子的分组组使得线线路的容容量饱和和后，路路由器要要交换一一些选路路报文来来打破这这种回路路，就变变得很困困难甚至至是不可可能的。同同样，在在广域网网中，抑抑制期间间可能太太长，使使得高层层协议使使用的定定时器超超时从而而中断连连接。尽尽管有这这些熟知知的问题题，但还还是有许许多的组组织在广广域网上上使用RRIP作作为IGGP。1.2.2. RIP报文文格式RIP报文文大致可可分为两两类：选选路信息息报文和和对信息息的请求求报文。它它们都使使用同样样的格式式，由固固定的首首部和后后面可选选的网络络和距离离序偶列列表组

29、成成。图11.5给给出的报报文的格格式：在在这个图图中，命命令（CCOMMMANDD）字段段按照下下表的规规定对应应了各种种操作：08 16624 31命令(1-5)版本(1)必为零网1的协议议族必为零网1的IPP地址必为零必为零至网1的距距离网2的协议议族必为零网2的IPP地址必为零必为零至网2的距距离图1.5 RIIP报文文的格式式。在332比特特的首部部之后，报报文包含含了一系系列的序序偶，每每个序偶偶由一个个网络IIP地址址和一个个到达该该网络的的整数距距离值构构成命令含 义1 请求部分的的或全部部的选路路信息2 响应，包含含发送方方选路表表内的网网络距离离序偶3 启动跟踪模模式（已已

30、过时）4 关闭跟踪模模式（已已过时）5 保留由Suun MMicrrosyysteem公司司内部使使用路由器或主主机通过过发送请请求命令令向另一一个路由由器请求求（reequeest）选选路信息息。路由由器使用用响应（response）命令回答。但是在大多数情况下，路由器不经请求就周期性发送响应报文。版本（VERSION）字段包含了协议的版本号（目前的值是1），接收方检测该字段以便对报文作出正确的解释。1.2.3. RIP编址址约定RIP的普普遍适用用性也体体现在它它传送网网络地址址的方式式上。它它的地址址格式不不局限于于供TCCP/IIP用户户使用，还还能适应应其他网网络协议议族的规规定。图

31、图1.55中显示示出RIIP通告告中的每每个网络络地址可可以长达达14个个八位组组。当然然，IPP地址仅仅需4个个八位组组，RIIP定义义余下的的八位组组必须为为零。网网络i族（FFAMIILY OF NETT i）字字段指出出了解释释它后面面出现的的网络地地址时应应遵循的的协议族族。RIIP对各各类地址址族的赋赋值遵循循了4BBSD UNIIX操作作系统的的规定（IIP地址址类型的的赋值是是2）。除了正常的的IP地地址之外外，RIIP规定定地址00.0.0.00作为默默认路由由。RIIP对通通告的每每个路由由，包括括默认路路由，都都附加了了距离度度量标准准。因此此可以让让两个路路由器以以不同

32、的的度量标标准来通通告默认认路由（如如到互连连网络的的其余部部分的路路由），选选择其中中的一条条作为基基本路径径，另一一条作为为备用。在RIP报报文每个个项目的的最后一一个字段段是到网网络i的距离离（DIISTAANCEE TOO NEET ii）字段段，其内内容是到到达指定定网络的的整数型型距离值值。距离离值是以以跳数作作为度量量单位的的，但是是它的取取值范围围限制在在1到116，116代表表无限远远（也就就是说该该路由不不存在）。1.2.4. RIP报文文的发送送RIP报文文中并没没包含显显式的长长度字段段。相反反，RIIP假设设底层投投递系统统能够告告诉接收收方收到到的报文文长度。特特别

33、是，在在TCPP/IPP系统中中，RIIP报文文依赖于于UDPP来告诉诉接收方方报文的的长度。RRIP工工作在UUDP上上的端口口是5220，虽虽然RIIP可以以以不同同的UDDP端口口来发送送请求报报文，但但是在接接收端的的UDPP端口通通常都是是5200，同时时这也是是RIPP产生广广播报文文的源端端口。使用RIPP作为内内部路由由器协议议限制选选路的度度量必须须基于跳跳数。但但跳数通通常仅仅仅提供对对网络响响应能力力和容量量的粗略略估量，而而并不能能产生最最佳路由由。此外外，基于于最小跳跳数来计计算路由由会有严严重的缺缺点，即即它会使使选路相相对固定定不变，因因为路由由不能对对网络负负荷

34、的变变化作出出反应。1.3. OSPF随着Intternnet技技术在全全球范围围的飞速速发展，OSPF已成为目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。OSPF（Open Shortest Path First）路由协议是由IETF（Internet Engineering Task Force）IGP工作小组提出的，是一种基于SPF算法的路由协议，目前使用的OSPF协议是其第二版，定义于RFC1247和RFC1583。1.3.1. 概述OSPF路路由协议议是一种种典型的的链路状状态（LLinkk-sttatee）的路路由协议议，一般般用于同同一个路

35、路由域内内。在这这里，路路由域是是指一个个自治系系统（AAutoonommouss Syysteem），即即AS，它它是指一一组通过过统一的的路由政政策或路路由协议议互相交交换路由由信息的的网络。在在这个AAS中，所所有的OOSPFF路由器器都维护护一个相相同的描描述这个个AS结构构的数据据库，该该数据库库中存放放的是路路由域中中相应链链路的状状态信息息，OSSPF路路由器正正是通过过这个数数据库计计算出其其OSPPF路由由表的。作为一种链链路状态态的路由由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢

36、量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。1.3.2. 数据包格式式在OSPFF路由协协议的数数据包中中，其数数据包头头长为224个字字节，包包含如下下8个字段段：* Verrsioon nnumbber-定义所所采用的的OSPPF路由由协议的的版本。* Typpe-定定义OSSPF数数据包类类型。OOSPFF数据包包共有五五种：* Helllo-用于建建立和维维护相邻邻的两个个OSPPF路由由器的关关系，该该数据包包是周期期性地发发送的。* Dattabaase Desscriiptiion-用于描描述整个个数据库库，该数数据包仅仅在OSSPF

37、初初始化时时发送。* Linnk sstatte rrequuestt-用于于向相邻邻的OSSPF路路由器请请求部分分或全部部的数据据，这种种数据包包是在当当路由器器发现其其数据已已经过期期时才发发送的。* Linnk sstatte uupdaate-这是对对linnk sstatte请求求数据包包的响应应，即通通常所说说的LSSA数据据包。* Linnk sstatte aacknnowlledggmennt-是是对LSSA数据据包的响响应。* Pacckett leengtth-定定义整个个数据包包的长度度。* Rouuterr IDD-用于于描述数数据包的的源地址址，以IIP地址址来表

38、示示。* Areea IID-用用于区分分OSPPF数据据包属于于的区域域号，所所有的OOSPFF数据包包都属于于一个特特定的 OSPFF区域。* Cheeckssum-校验位位，用于于标记数数据包在在传递时时有无误误码。* Autthennticcatiion typpe-定定义OSSPF验验证类型型。* Autthennticcatiion-包含OSSPF验验证信息息，长为为8个字节节。1.3.3. OSPF基基本算法法 SPF算算法及最最短路径径树SPF算法法是OSSPF路路由协议议的基础础。SPPF算法法有时也也被称为为Dijjksttra算算法，这这是因为为最短路路径优先先算法SSP

39、F是是Dijjksttra发发明的。SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，在SPF算法中，被称为最短路径树。在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF的Cost，其算法为：Cost = 11001066/链路路带宽在这里，链链路带宽宽以bpps来表表示。也也就是说说，OSSPF的的Cosst 与与链路的的带宽成成反比，带带宽越高高，Coost越越小，表表示OSSPF到到目的地地的距离离越近。举举例来说说，FDDDI或

40、或快速以以太网的的Cosst为1，2M串行行链路的的Cosst为48，10MM以太网网的Coost为为10等。链路状态算算法作为一种典典型的链链路状态态的路由由协议，OSPF还得遵循链路状态路由协议的统一算法。链路状态的算法非常简单，在这里将链路状态算法概括为以下四个步骤：1、 当路由器初初始化或或当网络络结构发发生变化化（例如如增减路路由器，链链路状态态发生变变化等）时时，路由由器会产产生链路路状态广广播数据据包LSSA（Linnk-SStatte AAdveertiisemmentt），该该数据包包里包含含路由器器上所有有相连链链路，也也即为所所有端口口的状态态信息。2、 所有路由器器会通

41、过过一种被被称为刷刷新（FFlooodinng）的的方法来来交换链链路状态态数据。Flooding是指路由器将其LSA数据包传送给所有与其相邻的OSPF路由器，相邻路由器根据其接收到的链路状态信息更新自己的数据库，并将该链路状态信息转送给与其相邻的路由器，直至稳定的一个过程。3、当网络络重新稳稳定下来来，也可可以说OOSPFF路由协协议收敛敛下来时时，所有有的路由由器会根根据其各各自的链链路状态态信息数数据库计计算出各各自的路路由表。该该路由表表中包含含路由器器到每一一个可到到达目的的地的CCostt以及到到达该目目的地所所要转发发的下一一个路由由器（nnextt-hoop）。4、第4个个步骤

42、实实际上是是指OSSPF路路由协议议的一个个特性。当当网络状状态比较较稳定时时，网络络中传递递的链路路状态信信息是比比较少的的，或者者可以说说，当网网络稳定定时，网网络中是是比较安安静的。这这也正是是链路状状态路由由协议区区别与距距离矢量量路由协协议的一一大特点点。1.3.4. OSPF路路由协议议的基本本特征前文已经说说明了OOSPFF路由协协议是一一种链路路状态的的路由协协议，为为了更好好地说明明OSPPF路由由协议的的基本特特征，我我们将OOSPFF路由协协议与距距离矢量量路由协协议之一一的RIIP（Rouutinng IInfoormaatioon PProttocool）作作一比较较

43、，归纳纳为如下下几点：* RIPP路由协协议中用用于表示示目的网网络远近近的唯一一参数为为跳（HHOP），也也即到达达目的网网络所要要经过的的路由器器个数。在在RIPP路由协协议中，该该参数被被限制为为最大115，也也就是说说RIPP路由信信息最多多能传递递至第116个路路由器；对于OOSPFF路由协协议，路路由表中中表示目目的网络络的参数数为Coost，该该参数为为一虚拟拟值，与与网络中中链路的的带宽等等相关，也也就是说说OSPPF路由由信息不不受物理理跳数的的限制。并并且，OOSPFF路由协协议还支支持TOOS（Typpe oof SServvicee）路由由，因此此，OSSPF比比较适合

44、合应用于于大型网网络中。* RIPP路由协协议不支支持变长长子网屏屏蔽码（VLSM），这被认为是RIP路由协议不适用于大型网络的又一重要原因。采用变长子网屏蔽码可以在最大限度上节约IP地址。OSPF路由协议对VLSM有良好的支持性。* RIPP路由协协议路由由收敛较较慢。RRIP路路由协议议周期性性地将整整个路由由表作为为路由信信息广播播至网络络中，该该广播周周期为330秒。在在一个较较为大型型的网络络中，RRIP协协议会产产生很大大的广播播信息，占占用较多多的网络络带宽资资源；并并且由于于RIPP协议300秒的广广播周期期，影响响了RIIP路由由协议的的收敛，甚甚至出现现不收敛敛的现象象。而

45、OOSPFF是一种种链路状状态的路路由协议议，当网网络比较较稳定时时，网络络中的路路由信息息是比较较少的，并并且其广广播也不不是周期期性的，因因此OSSPF路路由协议议即使是是在大型型网络中中也能够够较快地地收敛。* 在RIIP协议议中，网网络是一一个平面面的概念念，并无无区域及及边界等等的定义义。随着着无级路路由CIIDR概概念的出出现，RRIP协协议就明明显落伍伍了。在在OSPPF路由由协议中中，一个个网络，或或者说是是一个路路由域可可以划分分为很多多个区域域areea，每每一个区区域通过过OSPPF边界界路由器器相连，区区域间可可以通过过路由总总结（SSummmaryy）来减减少路由由信

46、息，减减小路由由表，提提高路由由器的运运算速度度。一个个典型的的OSPPF网络络结构可可以参见见附图二二附图2：OOSPFF典型结结构* OSPPF路由由协议支支持路由由验证，只只有互相相通过路路由验证证的路由由器之间间才能交交换路由由信息。并并且OSSPF可可以对不不同的区区域定义义不同的的验证方方式，提提高网络络的安全全性。* OSPPF路由由协议对对负载分分担的支支持性能能较好。OSPF路由协议支持多条Cost相同的链路上的负载分担，目前一些厂家的路由器支持6条链路的负载分担。1.3.5. 区域及域间间路由前文已经提提到过，在在OSPPF路由由协议的的定义中中，可以以将一个个路由域域或者

47、一一个自治治系统AAS划分分为几个个区域。在在OSPPF中，由由按照一一定的OOSPFF路由法法则组合合在一起起的一组组网络或或路由器器的集合合称为区区域（AAREAA）。在OSPFF路由协协议中，每每一个区区域中的的路由器器都按照照该区域域中定义义的链路路状态算算法来计计算网络络拓扑结结构，这这意味着着每一个个区域都都有着该该区域独独立的网网络拓扑扑数据库库及网络络拓扑图图。对于于每一个个区域，其其网络拓拓扑结构构在区域域外是不不可见的的，同样样，在每每一个区区域中的的路由器器对其域域外的其其余网络络结构也也不了解解。这意意味着OOSPFF路由域域中的网网络链路路状态数数据广播播被区域域的边界界挡住了了，这样样做有利利于减少少网络中中链路状状态数据据包在全全网范