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1、OSPF 版本2/第二稿目录1绪论1.1协议概述1.2常用术语的定义1.3连接状态路由技术的简要历史1.4本文档的结构1.5感谢2连接状态数据库：组织和计算2.1路由器和网络的表示方法2.1.1非广播网络的表示方法2.1.2一个连接状态数据库的示例2.2最短路径树2.3使用外部路由信息2.4等值多路径3将自制系统划分为区域3.1自制系统的骨干区域3.2区域间路由3.3路由器的分类3.4一个简单区域配置3.5IP子网化支持3.6支持存根区域3.7区域的划分4功能摘要4.1区域间路由4.2自制系统外部路由4.3路由协议包4.4基本实现的需求4.5OSPF可选项5协议数据结构6区域数据结构7形成邻接
2、7.1Hello协议7.2数据库同步7.3指定路由器7.4备份指定路由器7.5邻接图8协议包处理8.1发送协议包8.2接收协议包9接口数据结构9.1接口状态9.2引起接口状态改变的事件9.3接口状态机9.4选举指定路由器9.5发送Hello包9.5.1在NBMA网络上发送Hello包10邻居数据结构10.1邻居状态10.2引起邻居状态改变的事件10.3邻居状态机10.4是否形成邻接10.5接收到Hello包10.6接收到数据库描述包10.7接收到连接状态请求包10.8发送数据库描述包10.9发送连接状态请求包10.10示例11路由表结构11.1查找路由表11.2路由表示例，无区域11.3路由表
3、示例，有区域12连接状态宣告（LSA）12.1LSA头部12.1.1连接状态时限12.1.2选项12.1.3连接状态类型12.1.4连接状态标识12.1.5宣告路由器12.1.6连接状态序号12.1.7连接状态校验和12.2连接状态数据库12.3TOS表现12.4生成LSA12.4.1Router-LSA12.4.1.1描述点对点接口12.4.1.2描述广播和NBMA接口12.4.1.3描述虚拟通道12.4.1.4描述点对多点接口12.4.1.5Router-LSA示例12.4.2Network-LSA12.4.2.1Network-LSA示例12.4.3Summary-LSA12.4.3.1
4、向存根区域生成Summary-LSA12.4.3.2Summary-LSA示例12.4.4AS-external-LSA12.4.4.1AS-external-LSA示例13洪泛过程13.1判定较新的LSA13.2将LSA加入数据库13.3洪泛过程的下一步操作13.4接收自生成的LSA13.5发送连接状态确认包（LSAck包）13.6重传LSA13.7接收连接状态确认包（LSAck包）14老化连接状态数据库14.1提前老化LSA15虚拟通道16计算路由表16.1计算一个区域的最短路径树16.1.1计算下一跳16.2计算区域间路径16.3查看传输区域的Summary-LSA16.4计算AS外部路
5、径16.4.1外部路径参数16.5增量更新Summary-LSA16.6增量更新AS-external-LSA16.7路由表改变引起的事件16.8等值多路径脚注引用AOSPF数据格式A.1OSPF包的封装A.2选项域A.3OSPF包格式A.3.1OSPF包头A.3.2Hello包A.3.3数据库描述包（DD包）A.3.4连接状态请求包（LSR包）A.3.5连接状态更新包（LSU包）A.3.6连接状态确认包（LSAck包）A.4LSA格式A.4.1LSA头部A.4.2Router-LSAA.4.3Network-LSAA.4.4Summary-LSAA.4.5AS-external-LSAB结构
6、常量C可配置变量C.1全局参数C.2区域参数C.3路由器接口参数C.4虚拟通道参数C.5NBMA网络参数C.6点对多点网络参数C.7主机路径参数D验证D.1空验证D.2简单口令验证D.3密码验证D.4信息生成D.4.1生成空验证D.4.2生成简单口令验证D.4.3生成密码验证D.5信息校验D.5.1校验空验证D.5.2校验简单口令验证D.5.3校验密码验证E设定LS标识的一种算法F多接口接入同一网络/子网G与RFC 2178的不同G.1洪泛过程的修改G.2外部路径优先级的改变G.3解决不完整的虚拟下一跳G.4路由表查找安全性考虑作者的地址完整的版权声明1. 绪论本文档描述了开放最短路径优先/O
7、pen Shortest Path First（OSPF）TCP/IP网际路由协议。OSPF是一种典型的内部网关协议/Interior Gateway Protocol（IGP）。这意味着其路由信息是描述属于同一个自制系统/Autonomous System（AS）中的路由器。OSPF协议是基于连接状态或被称为SPF的技术，这与传统TCP/IP网际路由协议所使用的Bellman-Ford技术不同。OSPF协议是由Internet Engineering Task Force的OSPF工作组所开发的，特别为TCP/IP网络而设计，包括明确的支持CIDR和标记来源于外部的路由信息。OSPF也提供了
8、对路由更新的验证，并在发送/接收更新时使用IP多播。此外，还作了很多的工作使得协议仅用很少的路由流量就可以快速地响应拓扑改变。1.1. 协议概述OSPF仅通过在IP包头中的目标地址来转发IP包。IP包在AS中被转发，而没有被其他协议再次封装。OSPF是一种动态路由协议，它可以快速地探知AS中拓扑的改变（例如路由器接口的失效），并在一段时间的收敛后计算出无环路的新路径。收敛的时间很短且只使用很小的路由流量。在连接状态路由协议中，每台路由器都维持着一个数据库以描述AS的拓扑结构。这个数据库被称为连接状态数据库，所有参与的路由器都有着同样的数据库。数据库中的各项说明了特定路由器自身的状态（如该路由器
9、的可用接口和可以到达的邻居）。该路由器通过洪泛/flooding将其自身的状态传送到整个AS中。所有的路由器同步地运行完全相同的算法。根据连接状态数据库，每台路由器构建出一棵以其自身为树根的最短路径树。最短路径树给出了到达AS中各个目标的路径，路由信息的起源在树中表现为树叶。当有多条等值的路径到达同一目标时，数据流量将在这些路径上平均分摊。路径的距离值表现为一个无量纲数。OSPF允许将一些网络组合到一起。这样的组被称为区域/area。区域对AS中的其他部分隐藏其内部的拓扑结构，信息的隐藏极大地减少了路由流量。同时，区域内的路由仅由区域自身的拓扑来决定，这可使区域抵御错误的路由信息。区域通常是一
10、个子网化了的IP网络。OSPF允许灵活的配置IP子网。由OSPF发布的每条路径都包含目标和掩码。同一个IP网络的两个子网可以有不同的大小（即不同的掩码），这常被称为变长子网/variable length subnetting。数据包按照最佳匹配（最长匹配）来转发。主机路径被看作掩码为“全1”（0xffffffff）的子网来处理。OSPF协议中所有的信息交换都经过验证。这意味着，在AS中只有被信任的路由器才能参与路由。有多种验证方法可以被选择。事实上，可以为每个IP子网选用不同的验证方法。来源于外部的路由信息（如路由器从诸如BGP引用23的外部网关协议中得到的路径）向整个AS内部宣告。外部数据
11、与OSPF协议的连接状态数据相对独立。每条外部路径可以由所宣告的路由器作出标记，在自制系统边界路由器（ASBR）之间传递额外的信息。1.2. 常用术语的定义本节定义了贯穿本文的，在OSPF协议中有特定含义的术语。对IP协议不熟悉的读者可使用引用13作为IP协议的绪论。路由器/Router：一种三层IP包的交换设备。在早期的IP文献中被称为网关/gateway。自制系统/Autonomous System：一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器，缩写为AS。内部网关协议/Interior Gateway Protocol：被一个AS内的路由器所使用的路由协议，缩写为IGP。每个AS使用单一的I
12、GP，不同的AS会使用不同的IGP。路由器标识/Router ID：一个32位的数字，用以识别每台运行OSPF协议的路由器。在一个AS中，这个数字可以唯一地表示出一台路由器。网络/Network：在本备忘录中，会表示IP网络/子网/超网。一个物理网络上可能设置有多个网络/子网号，我们把它们按照独立的网络来对待。物理点对点/point-to-point网络是个例外无论在上面设置了多少网络/子网号（如果有的话），都将其看作是一个网络。网络掩码/Networkmask：一个32位的数字，表示IP地址的范围来说明这是一个IP网络/子网/超网。本文以16进制来表示网络掩码。如将C类IP地址的网络掩码显示
13、为0xffffff00，这一掩码在其他文献中经常被表示为255.255.255.0。点对点网络/Point-to-point networks：仅仅连接一对路由器的网络。56k的串行线路是一个点对点网络的例子。广播网络/Broadcast networks：支持多台（大于两台）路由器接入的网络，同时有能力发送一条信息就能到所有接入的路由器（广播）。网络上邻居路由器可以通过OSPF的Hello协议来动态发现。如果可能，OSPF协议将进一步使用多播。广播网络上的每一对路由器都被认为可以直接通讯。以太网/ethernet是一个广播网络的例子。非广播网络/Non-broadcast networks：支持多台（大于两台）路由器接入的网络，但没有广播能力。网络上的邻居路由
