OSPF路由协议介绍

从零开始 · 发表于 2009-7-22 17:15:50

一、OSPF协议简介
OSPF（Open Shortest Path First）开放最短路径优先协议，是一个基于链路状态的动态路由协议，它的基本思路如下：在自治系统（AS）中每一台运行OSPF的路由器收集各自的接口/邻接信息称为链路状态，通过Flooding算法在整个系统广播自己的链路状态，使得在整个系统内部维护一个同步的链路状态数据库，根据这一数据库，路由器计算出一个以自己为根，其它网络节点为叶的一根最短路径树，从而计算出自己到达系统内部的最佳路由。OSPF是一类IGP（内部网关协议），处理在一个自治系统中，路由器的网络路由信息。
OSPF协议使用的协议号是89。它使用IP报文来封装，在IP报头中的协议字段为89。当IP协议收到一个IP报文时，如果发现IP 报头的协议字段为89时就会知道这个报文是OSPF报文，然后转发给处理OSPF报文的模块。
二、 OSPF标准头部格式
OSPF一共有5种类型的分组，在24个字节的OSPF头中有相同的公共字段（参见图1）

（图1 OSPF分组采用相同的标准头）

版本号：该字段标识了OSPF的版本号，长度为8位。

类型：类型字段标识了OSPF分组类型，长度为8位。表1列出了五种不同的分组类型及其对应的功能。

每一个OSPF头包含一个附加头，此头包含关于OSPF头的公共字段后出现的五种分组类型之一的特定的路由信息。

Hello分组（Hello Packet）（类型1）

数据库描述分组（Database description packet）（类型2）

链路状态请求分组（Link State Request Packet）（类型3）

链路状态更新分组（Link State Update Packet）（类型4）

链路状态确认分组（Link State Acknowledgment Packet）（类型5）

分组号	分组类型	描述
1	Hello	建立和维护邻接表
2	数据库描述（DD报文）	对数据库内容作概要
3	链路状态请求（LSR报文）	请求特定的路由信息或实现更新（即下载数据库）
4	链路状态更新（LSU报文）	对请求作出响应并发送路由信息（即数据库更新）
5	链路状态确认（LSACK报文）	确认收到了路由信息

（表1 OSPF分组类型）

分组长度：分组长度字段标识了以字节为单位的OSPF数据报的长度，包括头和内容，长度为16位。
路由器ID：路由器ID字段用一个唯一的值标识了初始发送此OSPF分组的路由器，长度为32位。

域ID：域ID字段标识了发送OSPF数据报的域，长度为32位。

校验和：校验和字段检验OSPF分组的内容在传递过程中是否受到破坏，长度为16位。

认证类型和认证：OSPF支持简单的口令认证。当这样配置后，路由器只与共享相同口令字的路由器形成邻接表。这两个字段一起验证此分组。认证类型字段长度为16位而认证字段为32位。

1、HELLO报文(hello packet)
周期性的发送给本路由器的邻居，使用的组播地址224.0.0.5。
BR和BDR发送和接受报文使用的组播地址是224.0.0.6。HELLO PACKET内容包括一些定时器数值、DR、BDR、以及自己已经知道的邻居。
HELLO 时钟的值与路由收敛速度、网络负荷大小成正比。
缺省情况下，PTP、BROADCAST类型接口发送HELLO报文的时间间隔的值为10秒；PTMP、NBMA类型接口发送HELLO PACKET时间间隔为30秒；

2、DD报文（Database description packet）
相邻路由器直间互发DD报文，报告对方自己所拥有的路由信息内容包括LSDB中每一条LSA摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过改HEAD可以唯一标识一条LSA），这样做的目的是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分。根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已经有了这条LSA。
DATABASE DESCRIPTION PACKET 有两种
（1）空 DD 报文，用来确定MASTER/SLAVE关系。确定MASTER/SLAVE关系后，才发送有路由信息的DD报文
（2）带有路由信息的DD报文，收到有路由信息的DD报文后，路由器比较自己的数据库，发现对方的数据库中有自己需要的数据，则向对方发送LSR（LINK STATE REQUEST）

3、LSR报文（Link State Request Packet）
两台路由器之间互相交换DD报文后，知道对端的路由器有那些LSA是本地LSDB所缺少的或者对端更新的LSA，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA摘要。

4、LSU报文（Link State Update Packet）
用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA的集合

5、LSACK报文（Link State Acknowledgment Packet）
由于没有使用可靠的TCP协议，但是OSPF包又要求可靠的传输，所以就有了LSACK包。它用来对接收到的LSU报文进行确认。内容是需要确认的LSA的HEAD。

三、OSPF Hello报文格式
Hello数据报是OSPF类型1分组。Hello分组建立和维护邻接表。图2给出了Hello分组的基本格式。

（图2 OSPF Hello分组）

四、OSPF 报文解码
图3与图4分别是使用科来网络分析系统在网络中捕获到的OSPF Hello和OSPF LSU数据包。

（图3 OSPF Hello数据包）

从图中可以看出：

版本：2，表示OSPF的版本号为V2；

类型：1，说明这是一个Hello数据包；

数据包长度：44，表示该OSPF数据包的长度为44，其中包括头长度和数据包的内容；

路由器ID：表示当前发送此OSPF数据包的路由器ID为5.5.5.17；

域ID：为0.0.0.0；

网络掩码：表示本地接口的子网掩码为255.255.255.0；

经过时间：10，说明路由器每隔10秒发送一个Hello分组；

OSPF状态字：也叫可选项字段，定义了两个选项，T位表示此OSPF路由器可以支持ToS/QoS，E位置1表示路由器可以处理外部的非OSPF路由信息。

路由优先级：1

路由失效时间：40，用来检测失败的邻居，缺省情况下，路由器如果在一定时间内没有收到一个邻居路由器的信息（即没有收到Hello分组），则它认为此邻居是死的。路由失效时间字段的值是经过时间字段值的四倍（以秒为单位），所以，图中显示的是40秒。

指定的路由器：该字段标识了指定路由器的地址为10.98.169.253；

指定后备路由器：0.0.0.0，表示此路由器不知道指定后备路由器的地址；

（图4 OSPF LSU数据包）

　　以上对OSPF协议报文及其在科来网络分析系统中的解码做了相关介绍，希望兄弟们能够多多支持，多多交流！

[ 本帖最后由从零开始于 2009-7-22 17:33 编辑 ]

天空之城 · 发表于 2009-7-24 11:00:17

感谢从零开始版主，ospf的基础知识介绍的很详细。

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