浅谈通信网络中OSPF协议应用与算法优化

摘 要：随着科技与经济的飞速发展，现代的通信网络日益趋向智能化、数字化、宽带化、个人化、综合化。通信网络中开放最短路径优先（OSPF）协议的应用日益重要。本文介绍了开放最短路径优先（OSPF）协议和通信网络的相关概念，对OSPF协议的应用机制和算法优化进行分析。

关键词：通信网络 OSPF协议 应用 算法 优化

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0005-01

3G通信技术已被广泛的应用，并日益向4G演进，通信网络中接入站和传输点的数量呈倍数增长，且仍有快速增长的趋势。通信网络的站点网的能力及局部故障恢复保护机制的要求也变得更高。开放最短路径优先（OSPF）属于一类动态路由的选择协议，它能够快速查探运行网络的拓扑改变，并能够经快速的收敛计算无环路新路由，时间短并用数据流很小，已成现代的通信网组网最佳选择。

1 通信网络和OSPF协议的相关概念

1.1 通信网络的相关概念

传统通信网络，也就是电话交换网络，由交换、传输及终端组成。交换是终端信息交换中介体，传输是信息传送媒体，终端是用户的手机、话机、计算机和传真机等。现代的通信网由专业的机构以工作程序和通信设备建立的相关通信系统，为社会、企事业单位及个人提供的各类通信相关服务总和[1]。因特网属于新兴通信网络，它的正常运行，需要一系列的网络协议的保证。

1.2 OSPF的概念

OSPF（Open Shortest Path First开放式最短路径优先）属于一个内部的网关协议（Interior Gateway Protocol，简称IGP），用在单一的自治系统（autonomous system，AS）内的决策路由。它能够实现对链路状态的路由协议，属于内部的网关协议（IGP），因此，在自治系统的内部运作[2]。

2 通信网络中OSPF协议应用

典型线通信网络的组网，通信网中各站点使用OSPF协议形成层次结构的组网。依据实际的情况，骨干域能够经以太网的线路，采用直接的连接多路接至机房的网管终端。或接至局域网及经2 Mbit/s的电路等方式与网管终端相连，构成多路保护的管理通道，通常情况下，上述连接方式将组合使用。

在光通信网中，OSPF协议相关的各域内的站点连接，通常采用广播型的拓扑和点到点拓扑。对于同域内的各站点，启动OSPF协议后，首先，需要进行手动的各端口的域值及IP等信息的配置，并初始化协议的内部相关参数，然后进行邻居的发现和连接，并开始链路状态的信息交互，同时，域内各站点需要进行定期的网络拓扑检测和更新。网络收敛完成之后，同域内的各站点，具备了相同信息的数据库，并依据信息计算构建自己为根最短的路径树，且路由表依据最短的路径树自动生成。

3 通信网络中OSPF协议的算法优化

通常情况下，通信网络会首先进行网络拓扑的规划，进行站点的手动配置，并开始调测到网络监管[3]。网络拓扑的规划重点，指对于骨干网络的布局，下级网络通常随业务动态扩充。使用OSPF协议的层次拓扑网络，接入网络站点的数量通常是骨干网数十倍。网络建立中，前期骨干网络的站点数量少，运维人员配备相对多，后期的非骨干的站点建立，工作量将成倍增长，运维人员将难以保证网络正常高质量的运行，因此，开站流程环节的规范和简化，已被运行商和设备的制造商广泛的重视。

骨干网络规划好后，需要进行OSPF协议的算法的初始化和优化，促使非骨干的域内站点的接入，能够自动进行正确域值和IP的分配，并保证网管的实时监控识别。

3.1 OSPF协议的通信网中Hello协议和总体方案优化

在使用OSPF协议的通信网络中，邻居的建立、维护及正确双向通信，需要Hello协议的使用。建成底层的物理通道后，站点会对多播地址进行Hello包的发送，以动态的获取邻居的站点。收到正确的Hello包的站点，将报文中的信息加进自己Hello报文内，如果双方的报文中均含有对方站点信息，通道的状态变为2-Way，表示邻居的建立成功。OSPF协议的算法优化基础是邻居建立。

非骨干域的站点没有经正确的相关配置，需要于Hello协议的基础上，增加新型配置的请求和答应包，在邻居Down的状态下运行，进行连接点和边界的路由器正确配置连接，自动正确的分为完成域值和站点IP后，经边界的路由器上报网管执行监管。

Hello协议总体方案优化，首先进行骨干域的网络站点正确配置；无正确配置非骨干域的站点，入网后只能进行Hello包收发，不建立邻居，邻居站点控制于Down状态；连接站点配置的请求包收到后，向边界的路由器的站点进行转发；会将错误hello信息丢弃。连接站点未正确配置站点，也将丢弃包，不予转发。

边界的路由器的站点分配和管理非骨干域IP信息表，对请求包判别后，分配区域值和IP信息。连接站点接受配置的响应包之后进行申请站点的转发，申请站点的配置响应包收到后，启用正确的配置入网，进行正常的OSPF协议和邻居建立等。

3.2 站点运行流程的优化

非骨干域的站点，需要请求和应答机制的增加配置，进而得到正确域值和IP信息。对于边界路由器的站点，需要算法机制的增加，进而完成域值和IP的维护和分配。

在进行边界路由器的站点优化时，需要进行lP表的分配算法机制的增加，保证IP表连续性，提高查找的效率，进行先进先出（FIFO）的缓冲池的建立，进行多站点同时申请包处理。还需要进行IP表的记录和分配功能的增加，及进行非骨干域IP表的定期维护，进行站点的lP信息的回收和刷新，使IP值能够进行循环使用。需要进行非骨干域的站点信息动态上报至网管的支持功能的增加，使网管能够动态的监管识别。

综上所述，随着网络通信的快速发展，通信网络OSPF协议组网的应用日益重要， OSPF协议能够完成通信站点的网络拓扑发现，根据实际的通信网络建网情况，进行OSPF协议的算法改进和优化，能够节省非骨干域的网络建站的区域及IP信息的规划配置，更加高效正确的实现网管的自动接入监管。随着通信网络规模的日渐扩张，OSPF协议的改进优化对通信网络的发展具有重要意义。

参考文献

[1] 邵国荣.OSPF应用研究[J].电脑知识与技术，2011，25（14）：67-29.

[2] 熊小兵，舒辉，董卫宇，等.基于简化OSPF协议的自组织网络[J].计算机工程，2009，33（4）：46-47.

[3] 黄国富.基于OSPF路由协议的GGSN应用[J].科学技术与工程，2011，23（12）：146.