OSPF应用研究

摘要：OSPF是目前使用最广泛的IGP路由协议，被广泛应用于高校校园网、大型企业网等大型网络中。OSPF协议应用可靠，有着广阔的应用前景。

关键词：OSPF；网络；应用

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)14-3306-02

OSPF Application Research

SHAO Guo-rong

(Nanjing University of Finance & Economics, Nanjing 210046, China)

Abstract: OSPF is the most widely used IGP routing protocol, is widely used in campus networks and large enterprise networks, etc. The application of OSPF protocol is reliable and has broad application prospects.

Key words: OSPF; network; applications

1 OSPF路由协议简述

OSPF(Open Shortest Path First，开放最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system, AS)内决策路由。OSPF采用SPF(Shortest Path First)算法，在同一个区域内的所有路由器交换LSA(Link-State Advertisement链路状态广播)，构建LSDB(Link State Data Base连接状态数据库)，每台路由器以本路由器为根，基于LSDB执行SPF算法，生成SPF树，计算到每个目的地的最短路径，产生路由表。

为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域；划分区域0（骨干区域），其他区域必须和区域0相连。在OSPF中，由按照一定的OSPF路由法则组合在一起的一组网络或路由器的集合称为区域(AREA)。每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息。OSPF有五种类型的链路状态包(LSP)，每种包都有其用途。简析如表1所示。

2 OSPF应用领域及优缺点

随着全球网络的普及，人们对网络的需求也越来越多。随之而来的是用户对网络的需求也进入了一个全新的时代。近期，各大高校及大型企业单位，都在进行网络重组升级。在多次的调研交流后，笔者感受到OSPF的应用将变得越来越广泛。OSPF具有很优点：如无环路由协议，无类路由协议（支持VLSM和CIDR），快速收敛，支持验证，具有IETF标准（可以被不同厂商设备所支持），拥有不受限的跳计数，区域化设计（减少路由更新的流量，降低内存、CPU和带宽的使用），层次型（易扩展，路由的负担不会随着网络规模的增大而急剧增加。而目前，我们使用的RIP(Routing information Protocol路由信息协议)具有收敛速度慢，在大型网络中容易产生环路问题，而IGRP(Interior Gateway Routing Protocol,内部网关路由协议）不支持VLSM和CIDR，EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol 增强网关内部路由线路协议)却是个私有协议。所以，我们将进入一个广泛应用OSPF的时代。

当然，任何事物都有其两面性，OSPF也不例外 。OSPF对网络环境中内存、处理器、带宽的需求相当来说是比较高的，在实际应用中，一般会把报链路状态路由协议划分成更小的区域，来减小链路状态数据库的大小和限制LSA的泛洪，从而降低对内存、CUP和带宽的需求。另外，在实际应用中，OSPF可能会受到诸如：通过验证漏洞，通过篡改OSPF报文，篡改LSA报文等的攻击。我们一般会通过密码验证、数字签名和入侵检测来防止攻击。OSPF的配置也比较复杂，对网络工作者的知识水平要求也比较高。而且，它的路由负载均衡能力也相对较弱。

3 OSPF应用过程

近期，某单位要进行网络改造，网络拓扑图提供如图1，单位要求网络工作人员就以下拓扑图配合厂商，做OSPF配置。

以思科交换机为基础，使用OSPF协议完成如图2的网络图的基本配置。

配置过程解析：

R1>en //enable,进入特权命令状态

R1#conf t//config terminal 进入全局配置状态

R1(config)#host Router-A//修改路由器的名字为Router-A

Router-A(config)#no cdp run // 关闭cdp（Cisco Discovery Protocol），避免提示信息的干扰

Router-A(config)#int s1/1//进入s1/1端口

Router-A(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0//配置IP地址

Router-A(config-if)#no shut //将此端口开启

Router-A(config-if)# int fa 0/0//进入fa 0/0端口

Router-A(config-if)#ip add 172.16.1.1 255.255.255.0//配置fa 0/0端口IP地址

Router-A(config-if)#no shut//开启此端口

Router-A(config-if)#router ospf 1//配置ospf协议，启动路由选择进程

Router-A(config-router)#network12.1.1.00.0.0.255area 0//宣告网络

Router-A(config-router)#network172.16.1.00.0.0.255area 0 //宣告网络

R2>en

R2#conf t

R2(config)#host Router-B

Router-B(config)#no cdp run

Router-B(config)#int s1/0 //进入s1/0端口

Router-B(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0 //配置IP地址

Router-B(config-if)#no shut//将此端口开启

Router-B(config-if)# int fa 0/0

Router-B(config-if)#ip add 172.16.1.2 255.255.255.0//配置IP地址

Router-B(config-if)#no shut

Router-B(config-if)#router ospf 1//配置ospf协议，启动路由选择进程

Router-B(config-router)#network0.0.0.0255.255.255.255area 0//使用简化的方式宣告

R3>en

R3#conf t

R3(config)#host Router-C

Router-C(config)#no cdp run

Router-C(config)#int fa 0/0 //进入fa 0/0端口

Router-C(config-if)#ip add 172.16.1.3 255.255.255.0/配置IP地址

Router-C(config-if)#no shut//将此端口开启

Router-C(config-if)# int lo0//进入环回扣lo0

Router-C(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 //配置环回扣IP地址

Router-C(config-if)#router ospf 3//配置ospf协议，启动路由选择进程

Router-B(config-router)#network192.168.1.00.0.0.255area 0 //宣告网络

Router-B(config-router)#network172.16.1.00.0.0.255area 0//宣告网络

4 OSPF应用故障与排错

在实际应用中，网络环境配置好之后，完全不出错的可能性是非常少的，这就要求网络工作人员掌握OSPF排错技能，并在实践中积累和发挥技能。OSPF协议正常运行的标志是：在每一台运行该协议的路由器上，应该得到的路由一条也不少，并且都是最优路径。检查故障，一般会从最基本的连线开始：即检查有没有根据拓扑结构图正确连接线缆；其次，检查物理层的故障：检查各路由器的连线是否正常；检查数据链路层的故障：检查路由器的串行接口有没有正确配置时间钟参数，检查串行线路两端的封装协议是否一致；检查网络层接口的故障：检查路由器各接口的IP地址、 子网掩码 、端口状态是否正常，在这里要用到“show ip int brief显示各端口的状态信息” 命令；检查网络层路由协议的故障：使用“show ip protocols 显示运行在路由器上的ip路由协议信息”命令 ，“show ip ospf neighbor ”命令查看各路由器路由协议的配置情况，使用“show ip route”查看个路由器路由表是否正确；使用“ping”命令检查测试整个网络的联通性，各路由器之间的连通性；最后保存配置，记录文档：使用“write” or “copy run start”命令保存各路由器的配置，并在文档中记录排错步骤和心得。5 OSPF应用前景展望

OSPF协议彻底解决了路由自环问题，但其算法本身有一定的不足：如占用很多内存资源，占用更多CPU 资源，计算更加频繁等。在实际应用中，一般会把报链路状态路由协议划分成更小的区域,来规避这些缺点。OSPF支持很多厂家的设备，性能稳定可靠，被网络工作者赋予：“最优秀最强大的路由协议”，被广泛应用于各种大型网络中，有着非常广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 任云花.OSPF路由协议的安全性分析[J].科技情报开发与经济,2007(15).

[2] 桂荣枝,张建辉,黄瑾瑜.基于不同物理链路OSPF网络类型配置研究[J].微计算机信息,2010(12).

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文