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1、《TCP/IP協(xié)議》課程設(shè)計(jì)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程年級2008姓名XX學(xué)號XX二O一一年6月29日OSPF路由協(xié)議原理與實(shí)驗(yàn)解析XX計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院,08網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),1班摘要:隨著Internet技術(shù)在全球范圍的飛速發(fā)展,OSPF已成為目前Internet廣域網(wǎng)和Intranet企業(yè)網(wǎng)采用最多、應(yīng)用最廣泛的路由協(xié)議之一。OSPF(OpenShortestPathFirst)路由協(xié)議是由IETF(InternetEngineeringTaskForce)IGP工作小組提出的,是一種基于SPF算法的路由協(xié)議,目前使用的OSPF協(xié)議是其第二版,定義于RFC1247和RFC158
2、3。關(guān)鍵詞:OSPF;路由協(xié)議;SPF1OSPF概述路由協(xié)議通過在路由器之間共享路由信息來支持可路由協(xié)議。路由信息在相鄰路由器之間傳遞,確保所有路由器知道到其它路由器的路徑??傊?,路由協(xié)議創(chuàng)建了路由表,描述了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);路由協(xié)議與路由器協(xié)同工作,執(zhí)行路由選擇和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能。1.1路由協(xié)議的作用路由協(xié)議主要運(yùn)行于路由器上,路由協(xié)議是用來確定到達(dá)路徑的,它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一個(gè)地圖導(dǎo)航,負(fù)責(zé)找路的作用。它工作在網(wǎng)絡(luò)層?! ÷酚蛇x擇協(xié)議主要是運(yùn)行在路由器上的協(xié)議,主要用來進(jìn)行路徑選擇?! ÷酚煞譃殪o態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由,其相應(yīng)的路由表稱為靜
3、態(tài)路由表和動(dòng)態(tài)路由表。靜態(tài)路由表由網(wǎng)絡(luò)管理員在系統(tǒng)安裝時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后由網(wǎng)絡(luò)管理員手工修改路由表。動(dòng)態(tài)路由隨網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的變化而變化,路由器根據(jù)路由協(xié)議提供的功能自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?,由此得到?dòng)態(tài)路由表。 根據(jù)路由算法,動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可分為距離向量路由協(xié)議(DistanceVectorRoutingProtocol)和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議?(LinkStateRoutingProtocol)。距離向量路由協(xié)議基于Bellman-Ford算法,主要有RIP、IGRP(IGRP為Cisco公司的私有協(xié)議);鏈路狀態(tài)路由協(xié)議基于圖論中非
4、常著名的Dijkstra算法,即最短優(yōu)先路徑(ShortestPathFirst,SPF)算法,如OSPF。在距離向量路由協(xié)議中,路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器;而在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中,路由器將鏈路狀態(tài)信息傳遞給在同一區(qū)域內(nèi)的所有路由器。根據(jù)路由器在自治系統(tǒng)(AS)中的位置,可將路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,IGP)和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(ExternalGatewayProtocol,EGP,也叫域間路由協(xié)議)。域間路由協(xié)議有兩種:外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)。EGP是為一個(gè)簡單的樹型拓?fù)浣Y(jié)
5、構(gòu)而設(shè)計(jì)的,在處理選路循環(huán)和設(shè)置選路策略時(shí),具有明顯的缺點(diǎn),目前已被BGP代替。1.2內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議在一個(gè)AS(AutonomousSystem,自治系統(tǒng),指一個(gè)互連網(wǎng)絡(luò),就是把整個(gè)Internet劃分為許多較小的網(wǎng)絡(luò)單位,這些小的網(wǎng)絡(luò)有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)中應(yīng)采用何種路由選擇協(xié)議)內(nèi)的路由協(xié)議稱為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(interiorgatewayprotocol)。這里網(wǎng)關(guān)是路由器的舊稱?,F(xiàn)在正在使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議有以下幾種:RIP-1,RIP-2,IGRP,EIGRP,IS-IS和OSPF。其中前4種路由協(xié)議采用的是距離向量算法,IS-IS和OSPF采用的是鏈路狀
6、態(tài)算法。對于小型網(wǎng)絡(luò),采用基于距離向量算法的路由協(xié)議易于配置和管理,且應(yīng)用較為廣泛,但在面對大型網(wǎng)絡(luò)時(shí),不但其固有的環(huán)路問題變得更難解決,所占用的帶寬也迅速增長,以至于網(wǎng)絡(luò)無法承受。因此對于大型網(wǎng)絡(luò),采用鏈路狀態(tài)算法的IS-IS和OSPF較為有效,并且得到了廣泛的應(yīng)用。1.1.1鏈路狀態(tài)路由協(xié)議鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議又稱為最短路徑優(yōu)先協(xié)議,它基于EdsgerDijkstra的最短路徑優(yōu)先(SPF)算法。它比距離矢量路由協(xié)議復(fù)雜得多,但基本功能和配置卻很簡單,甚至算法也容易理解。路由器的鏈路狀態(tài)的信息稱為鏈路狀態(tài),包括:接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)絡(luò)類型(如以太網(wǎng)鏈路
7、或串行點(diǎn)對點(diǎn)鏈路)、該鏈路的開銷、該鏈路上的所有的相鄰路由器。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議是層次式的,網(wǎng)絡(luò)中的路由器并不向鄰居傳遞“路由項(xiàng)”,而是通告給鄰居一些鏈路狀態(tài)。與距離矢量路由協(xié)議相比,鏈路狀態(tài)協(xié)議對路由的計(jì)算方法有本質(zhì)的差別。距離矢量協(xié)議是平面式的,所有的路由學(xué)習(xí)完全依靠鄰居,交換的是路由項(xiàng)。鏈路狀態(tài)協(xié)議只是通告給鄰居一些鏈路狀態(tài)。運(yùn)行該路由協(xié)議的路由器不是簡單地從相鄰的路由器學(xué)習(xí)路由,而是把路由器分成區(qū)域,收集區(qū)域的所有的路由器的鏈路狀態(tài)信息,根據(jù)狀態(tài)信息生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每一個(gè)路由器再根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算出路由。1.2.2OSPFOSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)
8、(Link