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動態(tài)路由協(xié)議OSPF原理和特性

云知道

編者按：近幾年來，隨著計算機網(wǎng)絡應用蓬勃發(fā)展，新的網(wǎng)絡產(chǎn)品和網(wǎng)絡技術(shù)得到了進一步的發(fā)展，這些又使計算機網(wǎng)絡規(guī)模的擴展成為可能 。OSPF（Open Shortest Path First）是一種廣泛使用的路由協(xié)議，采用OSPF協(xié)議的自治系統(tǒng)，經(jīng)過合理的規(guī)劃可以有效地擴展計算機網(wǎng)絡的規(guī)模 。本文介紹了OSPF的原理和特性 。
動態(tài)路由協(xié)議簡介
路由和路由協(xié)議
顧名思義，動態(tài)路由協(xié)議是一些動態(tài)生成(或?qū)W習到)路由信息的協(xié)議 。在計算機網(wǎng)絡互聯(lián)技術(shù)領域，我們可以把路由定義如下，路由是指導IP報文發(fā)送的一些路徑信息 。動態(tài)路由協(xié)議是網(wǎng)絡設備如路由器(Router)學習網(wǎng)絡中路由信息的方法之一，這些協(xié)議使路由器能動態(tài)地隨著網(wǎng)絡拓撲中產(chǎn)生(如某些路徑的失效或新路由的產(chǎn)生等)的變化，更新其保存的路由表，使網(wǎng)絡中的路由器在較短的時間內(nèi)，無需網(wǎng)絡治理員介入自動地維持一致的路由信息，使整個網(wǎng)絡達到路由收斂狀態(tài)，從而保持網(wǎng)絡的快速收斂和高可用性 。
路由器學習路由信息、生成并維護路由表的方法包括直連路由(Direct)、靜態(tài)路由(Static)和動態(tài)路由(Dynamic) 。直連路由是由鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的，一般指去往路由器的接口地址所在網(wǎng)段的路徑，該路徑信息不需要網(wǎng)絡治理員維護，也不需要路由器通過某種算法進行計算獲得，只要該接口處于活動狀態(tài)(Active)，路由器就會把通向該網(wǎng)段的路由信息填寫到路由表中去，直連路由無法使路由器獲取與其不直接相連的路由信息 。靜態(tài)路由是由網(wǎng)絡規(guī)劃者根據(jù)網(wǎng)絡拓撲，使用命令在路由器上配置的路由信息，這些靜態(tài)路由信息指導報文發(fā)送，靜態(tài)路由方式也不需要路由器進行計算，但是它完全依靠于網(wǎng)絡規(guī)劃者，當網(wǎng)絡規(guī)模較大或網(wǎng)絡拓撲經(jīng)常發(fā)生改變時，網(wǎng)絡治理員需要做的工作將會非常復雜并且輕易產(chǎn)生錯誤 。而動態(tài)路由的方式使路由器能夠按照特定的算法自動計算新的路由信息，適應網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的變化 。
動態(tài)路由協(xié)議的分類
按照區(qū)域(指自治系統(tǒng))，動態(tài)路由協(xié)議可分為內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議IGP(Interior Gateway Protocol)和外部網(wǎng)關協(xié)議EGP(Exterior Gateway Protocol)，按照所執(zhí)行的算法，動態(tài)路由協(xié)議可分為距離向量路由協(xié)議(Distance Vector)、鏈路狀態(tài)路由協(xié)議(Link State)，以及思科公司開發(fā)的混合型路由協(xié)議，如圖1所示 。
本文著重討論自治系統(tǒng)內(nèi)部的鏈路狀態(tài)協(xié)議OSPF的原理，并結(jié)合距離向量協(xié)議作一些簡單的比較 。
OSPF協(xié)議的特點
OSPF全稱為開放最短路徑優(yōu)先 ?！伴_放”表明它是一個公開的協(xié)議，由標準協(xié)議組織制定，各廠商都可以得到協(xié)議的細節(jié) ?！白疃搪窂絻?yōu)先”是該協(xié)議在進行路由計算時執(zhí)行的算法 。OSPF是目前內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議中使用最為廣泛、性能最優(yōu)的一個協(xié)議，它具有以下特點：
◆ 可適應大規(guī)模的網(wǎng)絡；
◆ 路由變化收斂速度快；
◆ 無路由自環(huán)；
◆ 支持變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)；
◆ 支持等值路由；
◆ 支持區(qū)域劃分；
◆ 提供路由分級治理；
◆ 支持驗證；
◆ 支持以組播地址發(fā)送協(xié)議報文 。
采用OSPF協(xié)議的自治系統(tǒng)，經(jīng)過合理的規(guī)劃可支持超過1000臺路由器，這一性能是距離向量協(xié)議如RIP等無法比擬的 。距離向量路由協(xié)議采用周期性地發(fā)送整張路由表來使網(wǎng)絡中路由器的路由信息保持一致，這個機制浪費了網(wǎng)絡帶寬并引發(fā)了一系列的問題，下面對此將作簡單的介紹 。
路由變化收斂速度是衡量一個路由協(xié)議好壞的一個要害因素 。在網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時，網(wǎng)絡中的路由器能否在很短的時間內(nèi)相互通告所產(chǎn)生的變化并進行路由的重新計算，是網(wǎng)絡可用性的一個重要的表現(xiàn)方面 。

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