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2024年8月28日发(作者：高可用负载均衡)
计算机教学
论OSPF协议的基本原理与实现
蒋磊
（南京城市职业学院，江苏南京，210000）
摘要：本文着重探讨了OSPF的基本原理和配置方法。OSPF是IGP路由协议当中的一种，目前被广泛应用于企业核心网当中，是企业级网
络运维人员必须掌握的一种路由协议，因此具有一定的研究价值和现实意义。文章中涉及到的实验场景均在GNS3网络仿真环境下完成，
再通过协议分析软件Wireshark对其报文进行分析和研究，最终反过来验证理论的正确性。这种模拟仿真的实验方法不仅有助于读者熟练
掌握OSPF的基本理论和配置方法，还有助于读者动手能力的提升，因而具有一定的参考意义。
关键词：OSPF协议；IGP路由协议；网络仿真；GNS3；协议分析
0 引言
景，但不论怎样创新和发展也都无法离开其最原始和最朴素
的本质，即实现资源的共享，说到底就是实现设备间的互连
与互通。路由器是网络中非常重要的硬件设备，是网络互连
由器之间会运行路由协议来学习彼此的网络，从而达到网络
的互通。常见的路由协议有很多种，可以从如下几个方面对
其进行分类，按照路由协议所使用的算法来分，有距离矢量
型路由协议和链路状态型路由协议，它们的典型代表分别是
协议和外部网关路由协议，简称IGP和EGP，它们的典型
由、静态路由和动态路由，直连路由由路由器接口IP地址
的基石，没有它的存在，网络互连便无从谈起。路由器和路
互联网发展到今天出现了很多新的概念和新的应用场
1 基本概念
不同的区域，分别是骨干区域和非骨干区域，这样做的好处
有以下几点，一是减少区域内LSDB的规模，LSDB又称为
链路状态数据库，LSDB规模越大，其对路由器性能的损耗
就越大，缩小LSDB规模可以使得运行OSPF协议的路由器
区域类型：OSPF采用分层结构将网络划分成两种类型
门槛更低。二是方便组织和管理，可以根据功能或者地理位
置的不同将路由器划分在不同的区域，以便于管理。三是隔
离拓扑变化带来的网络震荡，发生在一个区域内的网络震荡
其影响不会传递给另外一个区域。从名称上来看，两种类型
的区域其地位是不平等的，之所以称为骨干区域是因为所有
两个非骨干区域之间是不可以直接相连的，这样做是为了防
止区域间出现环路，类似于网络拓扑中的星型结构。如果出
现因不合理设计而造成的非骨干区域直接相连，那也是有办
法解决的，即采用虚链路技术。
区域内路由器、骨干路由器、区域边界路由器和自治系统边
骨干路由器是指只要有一个接口处在骨干区域中，那么这样
路由器类型：OSPF协议中有4种路由器类型，分别是
的非骨干区域之间的路由学习都要通过骨干区域进行中转，
RIP和OSPF；按照路由作用的范围来分，有内部网关路由
代表分别是OSPF和BGP；按照路由来源来分，有直连路
所在的网络组成；静态路由由管理员手工配置完成，优缺点
明显；动态路由是路由器运行动态路由协议学习到的路由。
本文探讨的OSPF路由协议是一种典型的链路状态型内部
网关动态路由协议。OSPF路由协议的主要特点如下：没有
路由跳数的限制，OSPF不像RIP那样具有最大15跳的限
制，这样OSPF就可以被应用在一个较大规模的网络之中；
多的广播会带来网络性能的下降以及设备资源的损耗；路由
收敛速度较快；以开销作为度量值，可以防止以跳数作为度
量值所带来的次优路径等问题；采用SPF算法可以有效的
避免环路，虽然RIP协议采用了很多补救措施来防止环路，
但不可否认的是RIP协议从算法上就存在劣根性，因此无
法保证没有环路，而OSPF采用最短路径优先算法，可以确
保区域内无环路，区域间无环路则是通过连接骨干区域来解
更高，支持CIDR，可以轻松完成路由的汇总，从而减小路
由表的规模。
界路由器。区域内路由器是指所有接口都属于同一个区域的
OSPF使用组播而非广播来更新变化的路由和网络信息，太
路由器，在OSPF协议中就称为区域内路由器，简称IR；
的路由器就称为骨干路由器，简称BR；区域边界路由器是
OSPF协议中就称为ABR，ABR也是BR，但不是IR；自治
系统边界路由器是指AS边界上的路由器，它们一边连接着
OSPF路由域，一边连接着非OSPF路由域，通常将引入外
指连接骨干区域和非骨干区域的路由器，这样的路由器在
部路由的路由器称之为自治系统边界路由器。外部路由即
如何去往OSPF域外。
决；OSPF在互联网上被大量使用，是运用最广的路由协议。
除此之外，OSPF还支持VLSM，支持加密认证，安全等级
非OSPF域内的路由，引入是指将非OSPF路由重分发进
三张表：邻居表、链路状态数据库和路由表。邻居表里
OSPF路由域中的过程，使得所有OSPF路由器都能学习到
面存放的是建立邻居关系的路由器，邻居关系不同于邻接关
系，前者仅仅是交互了Hello报文，达到了2-Way状态，
50
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