OSPF:动态路由的最短路径选择 1. 邻居发现与邻接关系建立 O
  

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OSPF:动态路由的最短路径选择
1. 邻居发现与邻接关系建立
OSPF通过发送Hello报文来发现邻居路由器并建立邻接关系,当两个路由器之间的链路状态发生变化时,它们会通过交换Hello报文来更新邻居关系。但不是跟所有邻居都建立邻接关系,它们会在广播型网络中选举DR和BDR,网络内所有路由器只与DR和BDR建立邻接关系。

在下图的案例中,有两个广播域:R1和R2通过串口连接的点对点的链路,没有DR和BDR;R2、R3、R4和R5通过二层交换机连接在一起,这四个路由器互为邻居关系,但不会都建立邻接关系,假设R2、R5分别为DR和BDR,当R3通过G0/0/0接口发送一个Hello包时,只会发给R2、R5,R4则是通过DR收到R3的Hello包,因此广播域内的路由器只与DR和BDR建立邻接关系来传递链路状态信息。
2. 传递链路状态信息
每个OSPF路由器会收集关于其接口和链路的状态信息,并生成LSA(Link State Advertisement,链路状态公告)。LSA包含有关路由器接口的详细信息,如接口IP地址、掩码、类型和开销等。路由器通过交换LSA来构建整个网络的LSDB(Link State Database,链路状态数据库),LSDB中包含了整个自治系统内所有路由器的链路状态信息。

在传递链路状态信息的过程中,采用增量更新机制,只发邻居需要的LSA。当网络拓扑发生变化时,受影响的路由器会生成新的LSA,并将其传播到整个网络。所有路由器重新运行SPF算法,更新路由表以反映新的网络状态。若没有发生变化,每隔30分钟更新一次。收敛之后,区域内所有路由器具有相同的LSDB。
3. 最短路径优先(SPF)算法
每个路由器使用Dijkstra算法对LSDB中的链路状态信息进行分析,计算到达所有网络的最短路径。这些计算结果用于构建路由表,指导数据包的转发。与RIP基于跳数选择最优路径不同,OSPF基于链路开销选择最优路径,每台路由器分别以自己为跟节点计算最短路径树。

4.OSPF分区域管理
同一个区域内路由器才会建立邻居关系交换LSA,收敛后,同一个区域内所有设备具有相同的LSDB,这个LSDB反映了区域内的链路状态,再计算区域内的路由。不同区域之间,由区域边界路由器ABR直接转发路由。每个区域有一个ID,ID是32位二进制,可以表示为一个十进制数,也可以表示为点分十进制形式。区域0(等价于区域0.0.0.0)为骨干区域,所有非骨干区域间通信都要通过骨干区域0转发。

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