旧书不厌百回读，熟读精思子自知，本文是编辑给大伙儿收集整理的OSPF路由协议深入解析通用6篇，仅供借鉴。
关键词： 动态路由；OSPF；自治系统配置命令；链路
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）34-7697-02
21世纪是网络的世界，我们每个人都在不知不觉中融入这个网络世界。而路由器在网络中发挥着越来越重要的作用，其主要负责在网络层间按传输数据分组的，并确定网络上数据传送的最佳路径。世界各地的个人和企业单位接入到Internet的自治系统有大有小，小型自治系统因其网络结构简单往往采用静态路由技术即可完成自治系统内的路由寻址，然而大、中型自治系统的网络拓扑结构往往更加复杂，采用依靠人工分配的静态路由技术存在很大的困难，因此根据合理的路由寻址算法设计的动态路由技术随之诞生，而OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。
1 OSPF的基本概念
开放最短路径优先协议（Open Shortest Path First）简称OSPF，它是路由选择协议中非常重要的一种协议，这是一种典型的链路状态（Link-state）路由协议，是由Internet工程任务组开发的内部网关（IGP）路由协议，其主要用在一个路由域内。路由域是指一个网络自治系统（Autonomous System），所谓自治系统是指一组路由器都使用同一种路由协议交换路由信息，网络中每个路由器都有一个唯一的标识，用于在链路状态数据库（LSDB）中标识自己。LSDB描述的是整个网络的拓扑结构，包括网络内所有的路由器，作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，OSPF协议使用最短路径优先算法，利用LSA通告得来的信息计算每一个目标网络的最短路径，以自身为根生成一个树，包含了到达每个目的网络的完整路径。
OSPF的路由标示是一个32位的数字，它在自治系统中被用来唯一识别路由器。默认地使用最高回送地址，若回送地址没有被配置，则使用物理接口上最高的IP地址作为路由标示。OSPF在相邻路由器间建立邻接关系，使它们能利用HELLO包维护关系并交换信息。OSPF使用区域来为自治系统分段，区域0是一个主干区域，每一个OSPF网络必须具有，其他的区域通过区域0互连到一起。
2 OSPF的特点
OSPF路由协议主要用在大型自治系统内，这是一种链路状态的路由协议，，而距离矢量路由协议RIP（Routing Information Protocol）则主要用在小型自治系统内，两个路由协议都具有重要的作用，RIP作为静态路由协议，具有适于小型网络，管理员可手工配置，精确控制路由选择，改进网络性能等优点，但它特别不适合于大型网络自治系统。而OSPF路由协议与RIP相比，具有如下优点：1、RIP路由协议中用跳（HOP）来表示到达目的网络所要经过的路由器个数，RIP跳数最高为15，超过15跳的路由被认为不可达，而OSPF不受路由跳数的限制，它只受限于带宽和网络延迟，因而OSPF更适合应用于大型网络中。2、RIP在规划网络时是不支持可变长子网掩码（VLSM），这将导致IP地址分配的低效率，而OSPF路由协议支持VLSM，现在IPV4资源短缺，我们在划分大型网络的子网时，往往采用VLSM，这样划分子网效率更高，更节约IP资源，所以OSPF更适合大型网络。3、RIP必须每30秒就要周期性的广播整个路由表，才能使网络运行正常，如果RIP用在大型网络中，它会产生很多广播信息，而这些广播会占用较多的网络带宽资源，较频繁的更新有可能导致网络拥塞，其结果就是RIP用在大型网络中收敛速度较慢，甚至无法收敛。而OSPF使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时才进行更新，这样提高了带宽的利用率， 收敛速度也大幅提高，能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。4、RIP没有网络延迟和链路开销的概念，拥有较少跳数的路由总是被选为最佳路由，即使较长的路径有低的延迟和开销，并且RIP没有区域的概念，不能在任意比特位进行路由汇总。而在OSPF路由协议中，往往把一个路由域划分为很多个区域area，每一个区域都通过OSPF边界路由器相连，区域间可以通过路由总结（Summary）来减少路由信息，从而减小路由表，提高路由器的运算速度。
OSPF路由协议拥有很多优点，特别适合用于大型网络，提高网络的运行速度，但它也有缺点：①使用OSPF路由协议，需要网络管理员事前先进行区域规划和路由器各端口IP属性的设置，所以配置相对于静态路由RIP来说显得较为复杂，对网络管理员的网络知识水平要求较高。②对路由器的CPU及内存要求较高。
3 OSPF配置命令及配置实例
在思科路由器中配置OSPF路由协议主要使用以下命令：①route ospf 进程号，其中进程号要求范围为1～65535，进程号只在路由器内部起作用，不同路由器的进程号可以不同。②network address 子网掩码的反码 area 区域号，区域号要求在0～4294967295内的十进制数，也可以是带有IP地址格式的X.X.X.X，当网络区域号为0时或0.0.0.0时为主干域，不同网络区域的路由器通过主干域学习路由信息。③show ip route，查看路由信息表，④show ip route ospf 查看OSPF协议路由信息。
某学校采用四台思科3550路由器把整个学校划分为3个区域，四台路由器通过使用OSPF协议实现互通。路由器R1的S0端口IP为192.200.10.5/30，E0端口IP为192.1.0.129/26；路由器R2的S0端口IP为192.200.10.6/30，E0端口IP为192.1.0.65/26；路由器R3的E0端口IP为192.1.0.130/26；路由器R4的E0端口IP为192.1.0.66/26。R1的S0端口和R2的S0端口划入区域0；R1的E0端口和R3的E0端口划入区域1；R2的E0端口和R4的E0端口划入区域2。各路由器配置如下：
R1：
interface Ethernet 0
ip address 192.1.0.129 255.255.255.192
interface serial 0
ip address 192.200.10.5 255.255.255.252
route ospf 500
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
R2：
interface Ethernet 0
ip address 192.1.0.65 255.255.255.192
interface serial 0
ip address 192.200.10.6 255.255.255.252
route ospf 600
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2
R3：
interface Ethernet 0
ip address 192.1.0.130 255.255.255.192
route ospf 700
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
R4：
interface Ethernet 0
ip address 192.1.0.66 255.255.255.192
route ospf 800
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2
在上述配置中首先对每台路由器接口进行配置，接口配置完后可以使用router ospf 100命令启动一个OSPF路由选择协议进程，期中“100”为进程号，每台路由器进程号可不同，最后使用network将相应的网段加入OSPF路由进程中，则此接口所对应的网段就加入到OSPF进程中。
综上所述，OSPF作为一种链路状态的路由协议，具有收敛快，支持变长网络掩码，支持CIDR，配置命令简单易学等。所以在大型或复杂网络中应用OSPF协议可以极大的提高网络的运行效率。
参考文献：
[1] 谢希仁。计算机网络[M].5版。北京：电子工业出版社，2008
[2] 思科网络技术学院。思科网络技术学院教程。
[3] 思科网络技术学院。思科网络技术学院教程（第三，四学期）.
关健词 eNSP软件 计算机网络 实验教学
中图分类号：TP31 文献标识码：A
为了培养合格的ICT从业者，中职学校计算机网络实验无法完全使用真实设备完成，计算机网络实验教学一般使用网络模拟器完成。目前学校用得较多的Cisco Packet Tracer虽然使用方便，但更新缓慢和仿真度低等缺点；H3C模拟器虽然具有仿真度高的特点，但不能模拟二层设备和更改拓扑等缺点；GNS模拟器存在着安装困难和对计算机硬件要求较高等缺点；eNSP模拟器实验过程直观、模拟仿真度高，为设计、配置和排除网络故障提供网络模拟环境。
1 eNSP网络模拟器
eNSP（Enterprise Network Simulation Platform）是一款由华为提供的免费的、可扩展的、图形化网络仿真工具平台，主要对企业网路由器、交换机进行软件仿真，完美呈现真实设备实景，支持大型网络模拟。
2中职计算机网络实验要求与内容
2.1中职计算机网络实验的要求
中职计算机网络实验要求以培养学生的技能为主，能够从计算机网络课程理论内容中提取实验内容。要求学生能够读懂网络拓扑，熟悉各网络设备的接口特性、网络带宽和连接方式。对于实验过程中使用到的各种网络命令需要在课堂上耐心讲解，做实验时充分演示这些命令的使用格式和参数应用，使学生能够掌握对各种网络命令的使用，从而达到提高学生技能的目标。
2.2 中职计算机网络课程的实验内容
中职学生普遍现状是文化基础较差，对理论知识较难理解，但具有很强的动手操作能力。针对这种现状，我们在教学过程中应当从实验中穿插讲解理论知识，从而达到通过实验教学促进理论教学的目的。中职计算机网络的实验内容主要包括：交换机基本配置、虚拟局网VLAN配置、利用三层交换机实现VLAN间路由配置、生成树协议配置、端口聚合配置、路由器基本配置与telnet、静态路由、RIP V1和RIP V2路由协议基本配置、单区域和多区域OSPF协议配置、点对点PPP协议PAP认证、CHAP认证和访问控制列表配置。
3 eNSP软件在中职计算机网络模拟实验教学中的应用
3.1 交换机和虚拟局域网VLAN实验
实验内容主要包括：PC基本配置、交换机基本配置、虚拟局域网VLAN、跨交换机VLAN实现、生成树协议、三层交换机实现VLAN间路由等内容，实验拓扑图如图1所示，IP地址配置如表1所示。
3.1.1 PC基本配置
双击PC1打开PC1属性窗口，选择【配置】选项，在IP地址栏输入IP地址172.16.10.1，在子网掩码栏输入255.255.255.0，在网关栏上输入：172.16.10.254，点击【应用】完成配置；其它PC配置方法相同。
3.1.2 S3700-LSW1和S3700-LSW2配置
在交换机S3700-LSW1上首先创建虚拟局网vlan 10、vlan 20，而后将e0/0/5划入vlan 10，将e0/0/11划入vlan 20；将e0/0/21和e0/0/22设为trunk，为了避免环路产生，在交换机上设置快速生成树。主要配置命令如下：
[lsw1- Ethernet0/0/5]port link-type access
[lsw1- Ethernet 0/0/5]port default vlan 10
[lsw1-Ethernet0/0/21]port link-type trunk
[lsw1-Ethernet0/0/21]port trunk allow-pass vlan all
[lsw1]stp enable
[lsw1]stp mode rstp
在交换机S3700-LSW2上首先创建虚拟局网vlan 10、vlan 20 和vlan 30，并将e0/0/5划入vlan 10，将e0/0/11划入vlan 30；将e0/0/21和e0/0/22设为trunk，为了避免环路产生，在交换机上设置快速生成树。其中三层lSV2配置如下：
[lsw2]int vlan 10
[lsw2-Vlanif10]ip add 172.16.10.254 255.255.255.0
[lsw2-Vlanif10]int vlan 20
[lsw2-Vlanif20]ip add 172.16.20.254 255.255.255.0
[lsw2-Vlanif20]int vlan 30
[lsw2-Vlanif30]ip add 172.16.30.254 255.255.255.0
如果生成树设置为STP，断开ROOT，ping包需要30秒钟才能恢复正常；如果生成树设置为RSTP，断开ROOT，ping包很快就能恢复正常。一般将连接PC的端口设置为边缘端口，在指定端口是边缘端口的情况下，指定端口可以直接进入转发状态，没有延迟。
3.2 路由协议配置
实验内容主要包括：静态路由、动态路由RIP和OSPF；其中注意配置OSPF时DR和BDR的选举方式。实验拓扑图如图2所示，IP地址配置如表2所示。
3.2.1 路由各接口配置IP
双击路由R1设备进入CLI模式进行配置E0/0/0和loopback 0接口地址，配置命令如下：
[r1]int loopback 0
[r1-LoopBack0]ip add 172.16.2.1 32
[r1-LoopBack0]int e0/0/0
[r1-Ethernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 24
用同样的方法完成配置R2和R3各接口地址。
3.2.2 动态路由协议RIP配置
在R1上显示路由表信息，发现只有直连路由，用ping命令ping路由R3接口E0/0/0地址发现超时，说明icmp包有到达R3接口E0/0/0，但回应包无法到达R1。可以在R1、R2和R3上配置静态路由以达到互通；值得注意的是，如果使用默认路由配置时要注意配在边缘路由上（本例在R1和R3上可以配置），如果配错可能出现路由环路。由于静态路由配置繁锁和维护不方便等因素，如果路由跳数不超过15跳的话可以使用动态路由RIP协议配置，如图2所示拓扑，（下转第53页）（上接第51页）RIP协议配置如下：
R1配置：
[r1]rip
[r1-rip-1]network 172.16.0.0
[r1-rip-1]network 12.0.0.0
用同样的方法将R2和R3的各直连网段宣告。在R2上查看路由表信息，发现RIP V1宣告网段时不含子网掩码，这样路由在学习时可能出错，所以我们用RIP协议时使用RIP V2宣告。命令如下：
[r1]rip
[r1-rip-1]ver 2
3.2.3 动态路由OSPF配置
RIP协议有跳数限制不适用于大型网络，而OSPF协议不受跳数限制只跟带宽有关，同时OSPF有单区域和多区域，这样方便管理大规模网络。下面如图2所示拓扑配置OSPF协议，配置方法如下：
R1配置OSPF协议：
[r1]router id 1.1.1.1
[r1]ospf
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.2.1 0.0.0.0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255
R2配置OSPF协议：
[r2]router id 2.2.2.2
[r2]ospf
[r2-ospf-1]area 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 23.0.0.0 0.0.0.255
R3配置OSPF协议：
[r3]router id 3.3.3.3
[r3]ospf
[r3-ospf-1]area 1
[r3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 23.0.0.0 0.0.0.255
[r3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.1.1 0.0.0.0
配置完成后在R2上查看邻居关系（命令display ospf peer），发现R2有两个邻居，其一是router id 1.1.1.1，DR为12.0.0.1，BDR为12.0.0.2；另一个是 router id 3.3.3.3，DR为23.0.0.2，BDR为23.0.0.3。注意接口模式为广播模式才选举DR和BDR，如果是P to P模式则不选举DR和BDR。
4结束语
通过eNSP软件建立网络模拟实验环境，解决因缺乏实验设备无法开展计算机网络实验教学的问题，使中职学生对计算机网络理论有直观的理解；同时培养学生组建计算机网络的技能，达到理论能够通过实验验证的教学目的。
参考文献
[1] James F Kurose，Keith W Ross 计算机网络――自顶向下方法与Internet特色[M].3版。北京：清华大学出版社，2005.
一、动态路由协议OSPF
在计算机网络中，路由器是一个转运站，网络数据的目的是网络通过路由器进行转发，转发是基于路由表。路由协议路由表，路由协议，作为一种重要的TCP / IP协议的，路由过程实现好坏将直接影响到整个网络的效率。简单网络可以通过静态路由协议之间的网络路由，如果您正在使用一个静态路由协议，路由表将会非常大，静态路由不会考虑网络负载的现状，并不能自动适应网络拓扑的变化和路由效率。所以，在现代计算机网络，通常使用动态路由协议自动计算最佳路径。OSPF动态路由协议，使用SPF演算法，用于选择最佳路径。基于带宽更快的收敛速度，支持变长子网掩码VLSM，路由强大的测量大型网络（255），大多数人支持OSPF路由器的数量，现在已经成为最广泛使用的动态路由协议的内部网关协议。
二、动态路由协议分类
（1）根据角色路由协议的范围可分为：内部和外部网关协议。内部网关协议运行是在一个自治系统中，外部网关协议是自治系统之间的轮换。OSPF是一个最常用的内部网关协议。根据算法和路由协议可以分为链路状态和距离向量协议，距离矢量协议包括RIP和边界网关协议。链路状态协议与OSPF是基本相同的，主要区别在上述两个算法和计算发现路由的方法。
（2）根据目的地址的路由协议类型可分为：单播和多播协议。单播协议包括RIP、OSPF和东部，包括PIM SM -多播协议，PIM - DM，等等。根据网络规模，应增加路由器运行OSPF协议的数量，并将导致LSDB（链路状态数据库）占用大量的存储空间，增加SPF（最短路径优先）算法操作的复杂性，增加CPU的负担。根据网络规模增加拓扑变化的概率也将增加，每一个变化可能导致网络路由器计算“动荡”，根据网络往往会导致所传播的网络会有很多OSPF协议信息，减少网络带宽的利用率。为了解决这个问题，OSPF协议将自治系统分为不同的区域（区域）。逻辑路由器的区域被划分为不同的群体。每个区域独立于SPF路由算法的基础上运行，这意味着每个地区都有自己的LSDB和拓扑的一部分。对于每个区域，区域外的网络拓扑是不可见的。同样，每一个区域的路由器也不了解该地区以外的网络结构。OSPF LSA无线电阻碍该地区边界，大大减少了OSPF路由信息流动，提高了OSPF运行效率。路由器接口基于区域，而不是划分基于路由器，路由器可以属于一个区域，也可以属于多个领域。属于多个区域称为区域边界路由器，OSPF路由器应注意边界路由器特征，可以呈现主体与部分之间的关系，也可以是一个逻辑连接。
三、OSPF协议的路由算法
OSPF CO pen最短路径优先，使用开放最短路径优先协议，选择最佳路径最短路径算法（SPF），也被称为Dijkstra算法。SPF演算法是基于OSPF路由协议的，SPF算法将每个路由器作为根（ROOT），计算每个目的地的距离路由器，每个路由器拓扑结构的计算方法是根据一个统一的数据库，结构类似于一个树，SPF演算法得到最短路径树。OSPF路由协议，根据树干的最短路径长度，即每个目的地路由器的OSPF路由器距离，称为OSPF成本，根据最短路径通过最小化的成本价值判断每个路由器基于成本的总和值链接。每个路由器使用SPF演算法来计算最短路径树的根，树便给了自治系统路由，路由器从表中每个节点基于最短路径，最短路径树结构是不同的每个路由器的路由表。
四、OSPF协议网络规划
1、网络的规模。当网络中的路由器的数量小于10，你可以选择配置静态路由或运行RIP路由协议。随着路由器的数量的增加，用户网络的变化对于路由收敛和网络带宽利用率有更高的要求，比如你应该选择使用OSPF协议。
2、拓扑结构。如果网络拓扑结构是树型（大多数这种结构的特点是一个网络路由器只有一个出口），可以考虑使用默认路由加静态路由。如果网格网络拓扑结构和任意两个路由器的需求相通，应该使用OSPF动态路由协议。
3、对路由器自身的要求。运行OSPF协议对于CPU处理能力和内存有一定要求，低性能不推荐使用OSPF协议的路由器。为了使网络通信规划基于OSPF协议应考虑各种因素，找出IP资源、信道带宽、网络流量，如根据实际的网络环境形成的思维和方法配置和应用程序需求，避免造成不必要的混乱，网络拓扑结构调整将时消除隐患。通过在实践中不断学习，系统、全面地掌握网络路由设备、工作原理和动态路由协议。通过OSPF网络设计思想，提高网络管理水平，确保网络的安全、可靠、开放。
参 考 文 献
[1]王达。Cisco/H3C交换机配置与管理完全手册（第2版）[M].北京：中国水利水电出版社，2012
[2]公凌。路由和动态路由协议介绍及配置分析[fJl.机电信息，2013（9）：85一86
摘要 OSPF协议全称是开放的最短路径优先协议（Open Shortest-Path First）。OSPF从多个方面体现了其优越性：在路由算法方面采用最短路径优先算法，根据链路的实际情况计算每条链路的开销，把到任意网络的最小开销的路径写入路由表；在数据库管理方面， OSPF采用多数据库的方式进行网络信息管理。数据库包括：邻居关系表 、拓扑结构表、路由表。OSPF通过发送hello数据包构建邻居关系，通过和邻居间的互相学习构建整个网络的拓扑结构数据库，以自己为根，根据数据库算出每个链路的开销，把最优路由写入路由表里面；OSPF协议采用层次化的方式管理网络。OSPF层次分为骨干区域和非骨干区域。骨干区域主要用于连接各个非骨干区域，并且转发数据。非骨干区域与骨干区域相连。各个区域内的结构发生变化时，路由更新仅仅在区域内更新，不会穿越到其它区域，从而减少了不必要的路由更新信息包。
关键词 OSPF；LSA；ABR；ASBR；LADB；BACKBONE
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0168-02
在广域网组建过程中主要用到的路由协议有：rip、ripv2、eigrp、OSPF、is-is。在这些协议中OSPF以其自身独特的路由算法，以及链路更新技术成为了使用率最高的路由协议。
1 OSPF协议属于链路状态（link-state routing protocol）路由协议
链路状态路由协议主要特点如下：
1）对网络发生的变化能够快速收敛；
2）当网络发生变化或者设备变更的时候发送触发式更新（triggered update）；
3）如果没有实时变更信息则周期性发送更新（链路状态刷新），间隔时间为 30min。
链路状态路由协议除了每30min的周期更新外只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新。当链路状态发生变化以后，创建LSA（link state advertisement），通过使用组播地址传送给所有的邻居设备，然后每个设备复制一份 LSA，除了更新它自己的链路状态数据库（link state database，LSDB），接着再转发给自己的邻居（不包括来源方向）设备，这种 LSA 的洪泛（flooding）保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的 LSDB。
计算路由的方法。LSDB 通过使用SPF算法（shortest path first，SPF）来计算到达目标网络的最佳路径，建立一条 SPF 树（tree），然后最佳路径从 SPF 树里选出来，被放进路由表里。
2 OSPF的数据库结构
2.1 邻居关系表
通过Hello数据包构建邻居关系，通过确认邻居关系可以使这些路由器保持同步更新。如果一个OSPF 路由器和它的邻居路由器失去联系，在很短时间周期内，它会更新所有到达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径。
2.2 拓扑结构数据表
每个路由器以自己为根构建一个树，同一区域内的路由器通过lsdb可以构建区域内完整的网络结构
2.3 路由表
到达目标网段的最优路径。
3 OSPF的区域化网络管理结构
3.1 骨干区域（backbone area）
这个区域主要负责数据包的转发，一般情况下这个区域内不会有终端用户。
3.2 非骨干区域（nonbackbone area）
主要连接用户和资源。
在OSPF路由协议中，所有的路由器有完整的 LSDB，运行OSPF 路由器数量越多，LSDB的体积就越大，虽然lsdb可以让路由器掌握整个网络的链路状况，但是随着网络的增长，可扩展性的问题就会越来越大，通过引入区域的概念可以回避随着网络扩展lsdb过于庞大的弊端。在某一个区域里的路由器只保持有该区域中所有路由器或链路的详细信息和其他区域的一般信息。当区域内的某个路由器或某条链路出故障以后，信息只会在本区域以内在邻居之间传递。区域以外的路由器不会收到该信息。OSPF 层次化的网络设计是有要求的，所有的非骨干区域要和骨干区域area 0 直接相连，非骨干区域area1 、area2、area3是不能互相连接的。如下图：
在上图中router c 和d以及e 具有连接骨干区域和非骨干区域的作用，被称为ABR（area border router），ABR通常具有以下特征：
1）可以隔绝LSA的泛洪；
2）区域内的信息汇总与ABR；
3）一般作为默认路由的源头；
4）为每个区域保持 LSDB。
4 OSPF协议的数据包结构
1）Version Number：OSPF协议的版本号；
2）Type：定义OSPF 包的类型；
3）Packet Length：包的长度，单位字节；
4）Router ID（RID）：运行OSPF的路由器的标识；
5）Area ID：定义 OSPF 包是从哪个 area 产生出来的；
6）Checksum（校验和）：错误校验；
7）Authentication Type：验证方法，可以是明文（cleartext）密码或者是Message Digest 5（MD5）加密格式；
8）Data：对于hello包来说，该字段是邻接关系表；对于DBD包来说，该字段包含的是LSDB的汇总信息，包括RID等等；对于LSR包来说，该字段包含的是需要的LSU类型和需要的LSU类型的 RID；对于 LSU 包来说，包含的是完全的 LSA 条目，多个 LSA 条目可以装在一个包里；LSAck字段为空。
5 OSPF协议的LSA更新过程
当路由器收到一个 LSA 更新信息以后，先会查看本路由器的 LSDB 查看是否有没有的条目，如果没有就加进自己的LSDB中去，并反馈LSA确认包（LSAck），接着再继续洪泛LSA，最后运行SPF 算法算出新的路由表 如果当它收到 LSA 的时候，自己的 LSDB 有该条目而且版本号一样，就忽略这个 LSA；如果有相应条目，但是收到的LSA的版本号更新，就加进自己的LSDB中，发回LSAck，洪泛LSA，最后用 SPF 计算最佳路径；如果版本号没有自己 LSDB 中那条新，就反馈 LSU信息给发送源。
OSPF协议LSA的类型以及功能：
1）1：router LSA
型的 LSA 只在一个同area 里传播，不能穿越边界路由器。描述了和路由器直接相连的链路相关状态信息。LSA 包含链路的网络号和掩码（即 link ID）；另外类型 1 的LSA还包含了路由器是否是 ABR 或ASBR。
2）2：network LSA
2型的 LSA 只在一个同area 里传播，不能穿越边界路由器。描述骨干区域的网络连接。DR 负责宣告类型 2 的 LSA，然后在骨干区域里进行洪泛。2型的 LSA ID 是 DR宣告的那个接口的IP地址。
3）3/4：summary LSA
3型的LSA由ABR发出。在缺省状态下OSPF不会对连续子网进行汇总，可在ABR上进行手动设定启用汇总。3型的 LSA可以在整个自治系统内进行洪泛。4型的LSA只使用在area里存在ASBR的时候，4型的LSA鉴别ASBR和提供到达ASBR的路由，类型4的LSA包含了ASBR的路由标识。
4）5：AS external LSA
5型LSA可以在as间路由，并且可以在as内泛洪。
5）6：multicast OSPF LSA，使用在 OSPF 多播应用程序里
6）7：使用在 Not-So-Stubby area(NSSA)里
7）8：特殊的 LSA用来连接 OSPF 和 BGP
8）9/10/11：opaque LSA，用于今后 OSPF 的升级
通过以上各种特点使OSPF协议在众多路由协议中脱颖而出成为使用率最高的协议。
参考文献
[1]思科网络技术学院。思科网络技术学院教程 CcomA安全[M].人民邮电出版社。
[2][美]Kenneth D.Stewart III Aubrey Adams.思科网络技术学院教程CcomA Discovery-计算机网络设计和支持[M].人民邮电出版社。
[3][美]Bob Vachon Rick Graziani.思科网络技术学院教程CcomA Exploration-接入WAN[M].人民邮电出版社。
关键词：OSPF路由协议；主干区域；虚拟链路
中图分类号：TP393.04
1 OSPF介绍
开放最短路径优先协议（OpenShortestPathFirst，OSPF）是在企业网络中应用最为广泛的链路状态内部网关路由协议。由于OSPF路由协议采用分层设计思想使它能够适应大型网络并有较好的可扩展性；另外由于OSFP路由协议的收敛速度很快使其广泛应用于各种网络中，并深受大家的青睐。
2 OSPF工作原理
所有OSPF网络都以area0（也称主干区域）开始。在扩展网络时，可以创建与area0相邻的其它非主干区域。可以为这些新建的非主干区域分配任何编号，编号最大值为2的32次方。每个区域中最多可以有50台路由器。OSPF采用分层设计。Area0位于顶层，而其他所有区域位于下一层。所有的非主干区域都必须直接连接到area0而且只能与area0之间进行数据交换。Area0和非主干区域共同组成OSPF自治系统（AS）。某区域内的OSPF路由器会向其邻居通告它们的链路状态信息。路由器使用名为链路状态通告（LSA）的消息通告此状态信息。将一个区域连接到主干区域的路由器叫区域边界路由器（ABR）。将某个区域连接到另一个路由协议（例如EIGRP）或将静态路由重分布到OSPF区域的路由器称为自治系统边界路由器（ASBR）。OSPF路由协议要求每个自治系统AS内必须有一个area0，自治系统AS内的其它非主干区域必须与area0进行连接，非主干区域只能和area0交换链路状态通告（LSA）。非主干区域之间进行数据交换时，首先将信息传递至area0，然后由area0将信息扩散到其它区域。
3 虚拟链路
在实际企业网络中，由于各种原因会存在主干区域不连续或者某一个区域与主干区域不相连的情况，分别如图1和图2所示。在这两种情况下网络管理人员只能通过设置虚拟链路Virtual-link来解决。虚拟链路是一条逻辑链路，设置在两个路由器之间这两个路由器都有一个端口与同一个非主干区域相连。Virtual-link被告认为是属于主干区域的，在OSPF路由协议看来，Virtual-link两端的两个路由器被一个点对点的链路连接起来。在OSPF路由协议中，通过Virtual-link的路由信息是作为域内路由来看待的。
4 OSPF虚拟链路的配置
在配置虚拟链路进采用的配置命令是areaarea-idvirtual-linkrouter-id，area-id是指转接区域的ID，router-id是指对方路由器的id。本文以不连续区域0虚拟链路的配置为例
R1（config）#routerospf1
R1（config-router）=network192.168.1.00.0.0.255area0
R2（config）#routerospf1
R2（config-router）=network192.168.1.00.0.0.255area0
R2（config-router）=network192.168.2.00.0.0.255area1
R2（config-router）=area1Virtual-link192.168.3.100
R3（config）#routerospf1
R3（config-router）=network192.168.2.00.0.0.255area1
R2（config-router）=network192.168.3.00.0.0.255area0
R2（config-router）=area1Virtual-link192.168.2.100
R4config）#routerospf1
R4（config-router）=network192.168.4.00.0.0.255area0
5 OSPF虚拟链路的验证
在R1上查看路由表
C192.168.1.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/0
OIA192.168.2.0/24[110/2]via192.168.1.200，00：02：38，FastEthernet0/0
O192.168.3.0/24[110/3]via192.168.1.200，00：02：38，FastEthernet0/0
在R2上查看路由表
C192.168.1.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/0
C192.168.2.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/1
O192.168.3.0/24[110/2]via192.168.2.200，00：00：01，FastEthernet0/1
在R3上查看路由表
O192.168.1.0/24[110/2]via192.168.2.100，00：01：53，FastEthernet0/1
C192.168.2.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/1
C192.168.3.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/0
在R4上查看路由表
O192.168.1.0/24[110/3]via192.168.3.100，00：00：11，FastEthernet0/0
OIA192.168.2.0/24[110/2]via192.168.3.100，00：00：11，FastEthernet0/0
C192.168.3.0/24isdirectlyconnected，FastEthernet0/0
在R3上查虚拟链路由的状态信息
Router#showipospfvirtual-links
VirtualLinkOSPF_VL0torouter192.168.2.100isup
Runasdemandcircuit
Transitarea1，viainterfaceFastEthernet0/1，Costofusing1
TransmitDelayis1sec，StatePOINT_TO_POINT，
Timerintervalsconfigured，Hello10，Dead40，Wait40，Retransmit5
Helloduein00：00：04
AdjacencyStateFULL
Index1/2，retransmissionqueuelength0，numberofretransmission0
First0x0（0）/0x0（0）Next0x0（0）/0x0（0）
Lastretransmissionscanlengthis0，maximumis0
Lastretransmissionscantimeis0msec，maximumis0msec
6 结束语
OSPF虚拟链路能够有效解决主干区域不连续或者某一个区域与主干区域不相连的情况，但是在末节区域和完全末节区域等特殊类型的区域内，由于区域只有一个出口，不允许有多个ABR，所以不能在这些特殊区域内配置虚链路。
参考文献：
[1]梁广民，王隆杰。网络设备互联技术[M].北京：清华大学出版社，2006：169-171.
[2]AllanReidJimLorenzCherylSchmidt.中国思科网络技术学院[M].北京：人民邮电出版社，2009：159
[3]徐欣。OSPF虚链路的应用[J].信息与电脑，2013（1）：180.
关键词：动态路由协议；RIP；EIGRP；OSPF
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)08-1806-03
Dynamic Routing Protocol Designing and Implementing in Several Area Campus Network
ZHU Cheng, HU Wei-qun
(Information Center, GuiLin Medical College, GuiLin 541004, China)
Abstract: The paper introduced the principal Dynamic Routing Protocol, based on practicality of campus network, choose and design the dynamic routing protocol in several area campus network. the dynamic OSPF route, implemented in several area campus network, can improve the stability of campus network between different campus area.
Key words: dynamic routing protocols; RIP; OSPF; EIGRP
1概述
随着高校校园基础设施建设的不断深入，高校校园网的规模也随着不断扩大，同时校园网多媒体教学、视频和大量管理系统的应用，使网络数据流量不断增大。校园网是高校的数字化校园建设的基础硬件平台。在规划与建设阶段，根据网络技术的发展方向完成整个校园网的路由设计，使路由结构高效合理，以提高网络的可管理性与整体性能。
路由协议包括动态路由协议和静态路由协议，静态路由是在安装网络设备时根据网络的规划逐条配置路由，网络结构发生变化，也应修改相应的路由。随着网络规模的扩大，静态路由协议已很难满足网络建设、管理和路由的需求。对较大规模的网络，一般使用动态路由协议(dynamic routing protoco1)，路由随网络设备运行情况的变化而自动改变。
2动态路由协议的介绍
路由协议根据算法动态路由协议又分为距离向量路由协议和链路状态路由协议，目前网络设备支持的动态路由协议主要有以下几种：RIP(路由信息协议；IGRP(内部网关路由协议);EIGRP(增强的IGRP,);OSPF(开放式最短路径优先)等[1]。
RIP协议就是典型的距离向量路由协议，是不同网络设备间第一个开放和应用最广的路由协议，它算法简单，适合于网络拓扑结构相对简单、数据链路故障率低的小型网络中，在路径多时收敛速度慢，占用带宽资源多，RIP协议已不能适应大规模网络的使用。RIP有两个版本：RIPvl和RIPv2。
IGRP是思科开发的一种动态的、长跨度的路由协议，使用向量来确定到达一个网络的最佳路由，由延时、带宽、可靠性和负载等来计算最优路由，它在同个自治系统内具有高跨度，适合复杂的网络[2]。与RIP相比，IGRP的收敛时间更长，但传输路由信息所需的带宽减少[1]。但IGRP为思科公司私有协议，仅限于思科产品支持该协议。EIGRP是增强型IGRP协议，随着网络规模的不断扩大，IGRP协议已不能满足网络建设的需要，思科公司又开发了EIGRP，该协议结合RIP和OSPF两种协议优点，把RIP等旧路由协议的简单性和可靠性与OSPF等新一代路由协议的优点组合起来，使得EIGRP很容易配置和使用。EIGRP具有快速收敛，减少了带宽的消耗，增大网络规模，支持可变长子网掩码，IGRP和EIGRP可自动移植。但是，EIGRP是思科公司开发的私有协议，因此，当思科设备和其他厂商的网络设备互联时，不能使用EIGRP协议。
OSPF协议是一种为IP网络开发的内部网关路由选择协议[2]。OSPF协议由三个子协议组成：Hello协议、交换协议和扩散协议。其中Hello协议负责检查链路是否可用，并完成指定路由器及备份指定路由器；交换协议完成“主”、“从”路由器的指定并交换各自的路由数据库信息；扩散协议完成各路由器中路由数据库的同步维护。OSPF是一种链路状态路由协议，具有较高的效率，收敛时间短，路由表稳定，对跳数没有限制，采用组播进行链路状态更新，距离度量包含有链路延时信息，支持负载均衡，管理层次分明，支持变长子网掩码(VLSM)，可以根据网络状态自动进行调整，局部的变动不会影响上层和全局的路由配置等优点。OSPF路由采取分 层结构，具有良好的伸缩性，适合结构复杂的大型网络[3]。
网络建设首先要考虑的一个重要问题就是路由的设计与协议的选择。根据网络的规模以及网络的稳定性的要求等，规模小和结构简单的网络，应用简单，手工配置静态路由就可以满足使用要求。网络规模较大，应用比较复杂，就应该根据网络的实际情况来选择一个比较合适的动态路由协议来实现网络的路由选择。
3动态路由协议在多校区校园网的设计与实现
3.1典型网络结构
本文以桂林医学院校园网作为实例，网络拓扑图如图1所示，神州数码DCRS7508路由交换机作为主校区东城校区校园网的核心交换机，神州数码DCRS7504路由交换机作为附属医院（临床学院）校园网的核心交换机，锐捷RG-S6810E路由交换机作为乐群校区校园网的核心交换机，锐捷RG-S6506路由交换机作为东城校区图书馆的核心交换机，以上四台路由交换机作为校园网的网络核心层设备。整个校园网出口以东软NetEye千兆防火墙作为联接Internet的安全设备，防止网络攻击从Ineternet到校园网内部。华为NE20路由器作为校园网联接外网的边界路由器，其上配置相应的策略路由实现联接Internet与Cernet网络。东城校区DCRS-7508其中一个千兆单模光口连接东城校区图书馆的RG-S6506，一个千兆单模光口联接附属医院DCRS-7504，另一个千兆单模光口联接东城校区图书馆RG-S6506。乐群校区RG-S6810E其中一个千兆单模光口连接东城校区图书馆的RG-6506，另一个千兆单模光口联接附属医院。三个校区之间的网络实现了致少两条光纤链路的互联，提供了校区之间网络互联的备用链路，任何一个校区一条互联网络链路中断也不会影响到网络的使用。提高了整个校园网的稳定性。
3.2动态路由协议的选择必要性
静态路由已很难满足目前多校区校园网的互联，如采用静态路由，校区之间的互联链路发生故障只能手工配置静态路由到另外的互联链路上，采用动态路由协议可实现网络的路由自动选择。
动态路由协议的选择应考虑到网络的可靠性、灵活性、可扩展性、网络的规模、复杂性、流量的大小、路由协议的可管理性技术实现以及安全的需要等，并且应考虑现有的网络设备支持的动态路由协议。另外，根据桂林医学院的网络设备支持动态路由协议的情况，而且，OSPF协议作为一种链路状态协议，具有较高的效率、收敛时间短、路由表稳定、管理层次分明、支持VLSM等优点，采用OSPF协议，可实现各校区之间网络互联的最佳路由。同时，各校区之间任意一条链路中断或交换机故障，OSPF协议会重新学习路由，自动通过另一条新链路来实现网络路由的自动改变。从而提高网络的故障冗余度，网络的稳定性大大提高[4]。桂林医学院校园网主干网采用了OSPF动态路由协议。
3.3动态路由OSPF的设计
桂林医学院的校园网由三个校区组成，各个校区包括多个教学楼和办公楼等，各校区校园网是一个星型结构的千兆交换式以太网，整个校园网的网络结构分为三个层次。核心层作为网络的核心，是实现整个校园网的网内数据交换的核心，对网络起着核心的作用。因此规划Area0为OSPF的骨干域核心层，建立整个网络的OSPF自治系统的主干区域，骨干域完成OSPF区域问路由信息的交换，网络的核心层由四台路由交换机组成。这四台路由交换机一台负责东城校区的路由交换，一台负责乐群校区的路由交换，一台负责东城校区图书馆的路由交换，一台负责附属医院的路由交换。在Area0中四台路由交换机都启用OSPF协议，负责区域问路由信息的交换。为了校园网与Internet之间的互联的安全和稳定，边界路由器采用了静态路由与Internet实现互联。如果四台路由交换机中的任何一台之间的互联链路出现了故障，造成网络拓扑发生改变，动态路由协议可以对校园网设备的路由信息进行快速调整，保证了校区间网络通畅。汇集层负责核心层与接入层的连接，采用具有路由功能的三层交换机，汇集层与接入层的连接主要采用VLAN和VLSM技术，根据区域的划分与IP地址的规划，划分相应的VLAN，并且各个VLAN之间采用静态路由。校园网的接入层作为最终用户接入网络的设备，采用二层交换机，在接入层中划分了逻辑子网，用VLAN技术来配置逻辑子网。
3.4动态路由OSPF的配置实现
3.4.1区域划分
桂林医学院校园网由三个校区组成，整个OSPF路由区域划分成一个骨干区域和若干个边缘区域，骨干区域由三个校区的四台核心路由交换机组成，边缘区域由各校区的汇集交换机与接入交换机组成。各区域的汇集交换机作为边界区域的ABR与骨干区域相连。如图1所示。
图1网络拓扑图与OSPF区域划分图
3.4.2核心路由交换机的关键配置
1）东城校区核心路由交换机DCRS-7508 OSPF配置步骤与命令：
Router Ospf
定义OSPF区域：
Area [区域号]
redistribution connection
配置VE接口连接ospf区域：
Inter ve [vlan id]
Ip ospf area [区域号]
2）乐群校区核心路由交换机RG-S6810E配置步骤与命令：
Router Ospf 1
network 10.0.2.0 255.255.255.0 area 0
network 10.0.4.0 255.255.255.0 area 0
network 10.0.6.0 255.255.255.0 area 0
network 10.0.8.0 255.255.255.0 area 3
network 202.193.192.0 0.0.4area 0
3）附属医院核心路由交换机DCRS-7504 OSPF配置步骤：
Router Ospf
定义OSPF区域：
Area [区域号]
redistribution connection
配置VE接口连接ospf区域：
Inter ve [vlan id]
Ip ospf area [区域号]
4）东城校区图书馆核心路由交换机RG-S6506 OSPF配置步骤与命令：
Router Ospf
network 10.0.4.0 255.255.255.0 area 0
network 10.0.5.0 255.255.255.0 area 0
network 192.168.90.0 0.0.10 area 0
3.5动态路由实现的测试
采用动态路由协议OSPF后，校园网各校区间的互联自动通过OSPF路由学习功能，把整个区域的所有路由自动学习到路由交换机中，完全不需要人工设置路由，达到了路由自动寻找和更新的目的。断开四台路由交换机之间的任意一条线路，都不会影响到整个校园网校区之间的互联。
4结束语
目前校园网已成为高等院校的信息化建设的基础，是提高学校教学、管理与科研水平不可缺少的支撑环境，也是衡量学校教学、管理水平的重要基础设施，校园网的路由规划、设计和应用是保障网络稳定性、扩展性的关键，通过在校园网中应用OSPF动态路由协议，使多校区校园网的可靠性和稳定性大大提高。同时也简化了校园网中网络设备的管理与配置，提高了网络管理的水平，为学校的信息化建设提供了稳定可靠的网络平台，保证了教学、管理、科研等各项工作顺利进行。
参考文献：
[1]李彦华，黄华，孙绪荣。大规模网络中两种动态路由协议的分析比较[J].科学技术与工程，2006,6(9):1288-1291.
[2]李彦华。EIGRP与OSPF两种动态路由协议的分析比较[J].计算机技术与发展，2006,16(10):35-36.