OSPF協(xié)議是IGP中的一種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，它屬于鏈路狀態(tài)協(xié)議，交互的是LSA（鏈路狀態(tài)通告）信息，對(duì)路由信息的認(rèn)知很清晰。該文主要闡述了OSPF協(xié)議的工作原理、OSPF狀態(tài)機(jī)以及OSPF協(xié)議中涉及到的重要技術(shù)。

關(guān)鍵詞?OSPF協(xié)議，LSA，狀態(tài)機(jī)，重要技術(shù)

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OSPF的工作原理

當(dāng)帶有路由功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行OSPF協(xié)議之后，設(shè)備之間會(huì)開始交互hello報(bào)文，hello報(bào)文內(nèi)通常包含了一些路由的基本信息，之后交互的是DBD報(bào)文，DBD報(bào)文，DBD報(bào)文簡(jiǎn)要描述了自身的LSA信息，通過收到的DBD報(bào)文來跟自身的LSA信息作對(duì)比

如果部分LSA信息缺失，則發(fā)送LSR報(bào)文，請(qǐng)求發(fā)送缺失部分，這時(shí)對(duì)等體設(shè)備會(huì)發(fā)出一個(gè)LSU報(bào)文，LSU主要更新LSA信息，然后發(fā)送ack報(bào)文來確保安全，最后LSU存放進(jìn)LSA數(shù)據(jù)庫，形成LSDB，再運(yùn)行SPF算法，計(jì)算出最優(yōu)路徑，形成路由表。

工作原理圖如下圖1.1所示。

圖1.1 ospf工作原理圖

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OSPF的狀態(tài)機(jī)

ospf狀態(tài)機(jī)基于端口，在ospf進(jìn)程還未啟動(dòng)時(shí)處于down狀態(tài)；在hello報(bào)發(fā)送出去后處于attempt狀態(tài)，該狀態(tài)只會(huì)出現(xiàn)在frame-relay環(huán)境下；從鄰居收到hello包，不包含自己RID信息后處于init狀態(tài)雙方都看到了對(duì)方發(fā)送的hello報(bào)文包含自己的RID時(shí)處于two-way狀態(tài)。接下來的狀態(tài)要基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來評(píng)定

如果是多路訪問網(wǎng)路類型，直接選舉出DR/BDR/DRothers來減少LSA信息的交換次數(shù)

如果是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)類型，接下來就要交換初期DBD報(bào)文（不包含LSA頭部），基于RID來選舉主從，該階段處于exstart狀態(tài)，隨后進(jìn)入exchange狀態(tài)，該狀態(tài)交互包含LSA頭部的DBD報(bào)文，然后進(jìn)入load狀態(tài)，根據(jù)DBD報(bào)文內(nèi)容發(fā)送對(duì)應(yīng)的LSA報(bào)文，最后進(jìn)入full狀態(tài)

接受并回復(fù)LSU報(bào)文、ack報(bào)文、加載路由表。狀態(tài)機(jī)的原理圖如圖2.1所示：

圖2.1 狀態(tài)機(jī)的原理圖

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OSPF協(xié)議涉及到的技術(shù)

3.1 虛鏈路技術(shù)

在介紹虛鏈路技術(shù)之前，先了解一下設(shè)備的類型，設(shè)備分為ABR設(shè)備和ASBR設(shè)備，ABR設(shè)備是區(qū)域間設(shè)備，必須與區(qū)域0相連、至少連接一個(gè)其他區(qū)域；ASBR設(shè)備是自制系統(tǒng)邊界設(shè)備。如圖3.1所示,R2、R3為ABR設(shè)備，R1、R4為ASBR設(shè)備。

圖3.1?OSPF區(qū)域拓?fù)鋱D

我們都知道ospf協(xié)議一般情況下要求拓?fù)鋱D中的普通區(qū)域必須要與核心區(qū)域緊密相連，形成向日葵狀結(jié)構(gòu)建立通訊。

但是如上圖4.1所示，拓?fù)鋱D中的區(qū)域2沒有與核心區(qū)域相連，如果想要與核心區(qū)域通訊，在一般情況下肯定是做不到的，這就反映出了向日葵狀結(jié)構(gòu)存在局限性比較大的問題，虛鏈路技術(shù)的存在就是為了解決這一問題，虛鏈路技術(shù)就是在ABR設(shè)備之間打通一個(gè)隧道來建立連接，以此完成通訊，還以上圖為例，就是在R2和R3之間的區(qū)域1上打通一個(gè)隧道，配置如圖3.2、3.3所示：

圖3.2 R2配置圖

圖3.3 R3配置圖

3.2 負(fù)載均衡技術(shù)

路由器的負(fù)載均衡有著分擔(dān)流量，優(yōu)化帶寬的作用，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性，主要通過修改帶寬和cost值來實(shí)現(xiàn)。下面我們以下圖圖3.3為例利用負(fù)載均衡技術(shù)來解決問題。

圖3.3 ospf拓?fù)鋱D

首先我們查看一下R1的路由表，如圖3.4所示：

圖3.4 R1路由表

可以看出R1上只有一條4.4.4.4的路由，想要把從13.1.1.3學(xué)到的4.4.4.4加入路由表，我們就要使用負(fù)載均衡技術(shù)，配置及結(jié)果如圖3.5所示：

圖3.5 負(fù)載均衡配置及結(jié)果圖

從圖中可以看出R1的路由表已經(jīng)收到了來自13.1.1.3的4.4.4.4路由了，說明負(fù)載均衡配置成功。