在网络设计中OSPF特殊区域的作用的研究与实现

论文总字数：34386字

摘 要

OSPF协议是由于Internet里面需要为TCP/IP协议族引入一个功能强大的非专有内部的网关协议(IGP)而开发的。早在19实际80年代的时候就有了关于互联网能够使用共同的信息这一方面的研究（讨论），但形成的时间是90年代。ospf协议是通过收集路由信息来描绘出一张全部网络的连接图，之后通过这张虚拟的图来选择你要去的目的的最短的路径，而不限以前的互联网中的距离失量的协议，只能知道自己到下一个路由器中最短的距离之后选取相邻的最短的路径而不能保证你选取的路径最后是最短的。子域也是一个区域，它是从一个ospf网络中分离出来的一部份区域，并且这些分离出来的区域都是有着一样的标记（标识）的链接、网络和路由器的集合体。还要求每一个区域内的每一台路由器中都必须有这个区域内的所有网络的拓扑图。划分区域可限制路由信息分发的范围。在一个区域内无法执行路由更新过滤。必须正确地同步链路状态数据库(LSDB)在同一个区域内的路由器和是相同的;但在不同区域之间可以进行路由汇总和过滤。把一个ospf区域分解成多个区域的好处是能够有效的对路由进行过滤和汇总（把多条路由变成一条）。ospf的特殊区域（除了骨干区域和标准区域）有末节区域（Stub区域）、完全末节区域、次末节区域（nssa）、nssa完全末节区域

关键字：ospf；区域；子域；骨干区域；末节区域（Stub区域）；完全末节区域；次末节区域（nssa）；nssa完全末节区域；数据库

Abstract

OSPF protocol was developed due to a need in the internet community to introduce a high functionality non-proprietary Internal Gateway Protocol (IGP) for the TCP/IP protocol family. As early as the nineteen eighties, there was a study (discussion) of the ability of the Internet to use common information, but it was formed in the 1990s. The OSPF protocol is based on link-state technology, which is a departure from the Bellman-Ford vector based algorithms used in traditional Internet routing protocols such as RIP. An OSPF network can be divided into sub-domains called areas. An area is a logical collection of OSPF networks, routers, and links that have the same area identification. A router within an area must maintain a topological database for the area to which it belongs. Areas limit the scope of route information distribution. It is not possible to do route update filtering within an area. The link-state database (LSDB) of routers within the same area must be synchronized and be exactly the same; however, route summarization and filtering is possible between different areas. The main benefit of creating areas is a reduction in the number of routes to propagate - by the filtering and the summarization of routes.ospf special area has Stub area、Totally Stub area、Not-So-Stubby area(NSSA)、NSSA Totally Stub area.

Keywords：OSPF;area；sub-domains ；Totally Stub area；Not-So-Stubby area(NSSA)；NSSA Totally Stub area；database

目 录

第一章 引言 1

1.1 ospf基本背景信息 1

1.2 ospf介绍 1

1.3 ospf基本术语 2

1.4 课题意义 2

1.6 本文设计内容 3

1.7 工作安排 3

第二章OSPF特殊区域 4

2.1 OSPF特殊区域介绍 4

2.2 骨干区域 5

2.3 Stub区域（末梢区域） 6

2.4 完全Stub区域 10

2.5 NSSA区域 15

2.6 NSSA完全stub区域 16

2.7章节总结 16

第三章 LSA 17

3.1 不同LSA的格式介绍 17

3.2 不同LSA区别对比表 17

3.3 章节总结 26

第四章 OSPF设计与实现 27

4.1 OSPF底层建立 27

4.2 OSPF特殊区域配置 32

4.3 章节总结 32

结束语 35

致谢 36

参考文献 37

附录 38

第一章 引言

• 1. ospf的基本背景信息

伴随着全球互联网技术的飞速发展，来自世界各地的组织都不断地加入了这个世界上最大的计算机产业。因此网络的系统有大有小，小到社区大到世界性的，小的系统可以通过手动配置静态路由来完成，而大中型的网络会用到大量的设备以及路由，这若使用静态路由其工作量十分庞大及效率低下。开发 OSPF 协议是因为 Internet 社区中需要为 TCP/IP 协议族引入具备强大功能的非专有内部网关协议 (IGP)。而ospf动态路由技术因为有着强大的功能，可扩展性和网络性能使其被广泛的运用到自制系统中。关于创造有着互联网通用互操作性的内部网关协议（IGP）的研究最早开始于始于19世纪80年代，直到19世纪90年代初才正式形成。在那个时候，OSPF工作组要求，为了制定互联网标准草案而提议了OSPF。OSPF协议和以前互联网路由协议不同，它没有使用距离矢量的路由算法而是创建了新的算法基于链路状态的算法，并且引入了变长子网掩码(VLSM)、路由更新认证等的以前没有的的新概念

• 1. OSPF的简单介绍

隶属于链路状态协议的协议：开放的最短路径优先协议（ospf）。可以把路由器的接口看作是链路。把一个对接口的描述（包括连接到它的网络类型、路由器、接口未定义的IP地址和掩码等）以及这个接口和与之相邻路由器之间的关系看作是链路状态。OSPF通过利用迪杰斯特拉算法来计算最短路径^[7]，先在整个系统广播自己的链路状态再通过执行迪杰斯特拉算法来检测链路发生的变化情况时以此达到能够快速收敛没有环路的拓扑图。最后根据这一拓扑图再以树的思路计算将自己所在的路由器作为根，其它路由器作为树的叶，从而通过算法来计算出自己到达系统内部的目的路由器的最佳路由^[7]。一个OSPF网络可以分解成为多个不同的区域以及一个骨干区域（常常使用area0表示）其他一般的区域和有着特殊作用的区域可以使用正整数来表示。普通区域和特殊区域必须通过边界路由器（ABR）与骨干区域通直接或间接相连。区域边界路由器的主要作用是连接俩个区域以及负责维护全网的聚合路由，并为每个区域保留一份单独的描述链路状态的数据库。这是在ospf内部的不同区域之间的分隔时使用的。但在实际情况中一个网络里面往往会有着大量的不同的协议共同存在，而且路由往往也需要在不同的协议之间穿梭。在与其他协议组成的网络相连接时ospf会创建一个与一般区域不同的区域叫做NSSA通过这个区域和其他协议相连它们交界的路由器被命名为ASBr。
通过OSPF路由协议在创建不同的路由域是我们一般是用AS号来标识（如在创建一个ospf域是的命令是router ospf 100中的“100”就指AS号，通过不同的AS号可以区分不同的ospf，它们将会使用不同的数据库来存储信息，也就是说AS号不同的ospf之间是不相互连通的，它们是相互隔离开来的），一个AS号对应着一个独立的ospf数据库，该数据库中存放着所有隶属于该AS号的所有路由信息以及链路状态的信息。

ospf是与距离矢量路由协议不同的一种链路状态协议。LSA作为OSPF用来广播链路状态的数据包。以ospf作底层路由搭建起来的网络中每个区域的每台路由器上都会有着该区域的全的拓扑图，从而使其能够快速的确定从一个地点到另一个地点的最有路径。

• 1. OSPF基本术语

为了方便明白实验中的解释，在这里先介绍一下OSPF中的一些基本概念和术语。

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