论文总字数：33088字

摘 要

OSPF（开放式最短路径优先）是一种链路状态协议，对于网络开发商来说，OSPF具有很多的优点，所以被广泛使用。OSPF提出的虚链路的概念，能够用于应对网络拓扑的复杂结构，还能用于满足各个区域必须和骨干区域直接相连的需求。虚连接是指在两台ABR之间，穿过一个非主干区域（也称为转换区域，Transit Area），建立的一条逻辑上的连接通道（须在两端的ABR上同时配置），在这两个路由器之间，都有一个端口与同一个非主干区域相连。其中，虚链接一般被认为属于主干区域，在OSPF路由协议中，虚连接两端的两个路由器是通过一个点对点的链路相互连接的。OSPF路由协议是通过将所有的路由信息封装在链路状态LSA中发送出去的。OSPF 有四种特殊的区域类型：Stub ，Total Stub ，NSSA 和 Total NSSA ，但是，他们的本质都是“LSA精简的Area ”。本次将会对OSPF协议、OSPF的LSA类型、OSPF的区域与虚链路进行较为详细的描述。并且进行针对特殊区域-末节区域中的LSA的分析。本次将会依据搭建的多个不同类型的OSPF网络图来对各类LSA进行分析，从而得到网络拓扑图。本次将会完成以下OSPF应用设计实例：OSPF的区域划分和路由器规划、通过虚链路实现链路备份、通过虚链路实现流量优化等总计五个实验。对于实验中出现的问题以及解决的方法，也会进行记录归纳。

关键词：OSPF、LSA、AREA、虚链路、SPF算法

ABSTRACT

OSPF (open shortest path first) is a link-state protocol. For network developers, OSPF has many advantages, so it is widely used.The concept of virtual links, as proposed by OSPF, can be used to address the complex structure of network topologies and the need for each region to be directly connected to the backbone.Virtual connection refers to a logical connection channel (to be configured on both ends of ABR) established through a non-trunk Area (also known as Transit Area) between two abrs, and a port connecting the same non-trunk Area between the two routers.Among them, virtual link is generally considered to belong to the trunk area. In OSPF routing protocol, two routers at both ends of the virtual link are connected to each other through a point-to-point link.The OSPF routing protocol is sent by encapsulating all routing information in a link-state LSA.OSPF has four special Area types: stubs, Total stubs, NSSA and Total NSSA, but they are essentially "LSA compact areas."In this paper, OSPF protocol, OSPF LSA type, OSPF region and virtual link will be described in detail.The LSA in the special region - the end region was analyzed.This time, various types of LSA will be analyzed according to several different types of OSPF network diagrams built, so as to obtain network topology diagrams.This time, the following OSPF application design examples will be completed: OSPF area division and router planning, link backup through virtual link, traffic optimization through virtual link and other total five experiments.The problems in the experiment and the solutions will also be recorded and summarized.

Keywords: OSPF, LSA, AREA, virtual link, SPF algorithm

目 录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2简述主要内容 2

第二章 仿真模拟器介绍 3

2.1EVE-NG模拟器使用介绍 3

2.2本章小结 5

第三章 OSPF技术介绍 6

3.1 OSPF工作原理 6

3.2 OSPF工作过程 6

3.3 OSPF分组 7

3.4 OSPF网络类型 8

3.5本章小结 8

第四章 OSPF的LAS与AREA的详细介绍 9

4.1 理解OSPF LSA 9

4.2 理解OSPF AREA 12

4.3 理解虚链路 14

4.4 SPF算法 14

4.5本章小结 16

第五章 OSPF应用设计实例 17

5.1 OSPF拓扑图及IP编址设计 17

5.2用虚链路实现链路备份 24

5.3用虚链路实现流量优化 27

5.4 OSPF的认证 27

5.5 OSPF的特殊区域 28

5.6本章小结 30

第六章 不足与改进 32

6.1 OSPF与ISIS的安全性 32

6.2 OSPFv3 32

6.3本章小结 32

结束语 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

第一章 绪论

1.1引言

网络协议有很多种，其中，OSPF（开放式最短路径优先）是内部网关协议，它是一种开放路由协议。由于距离矢量路由协议还有许多的不足之处，为了克服这些，OSPF链路状态路由协议便由此诞生。OSPF的优点有很多，比如收敛速度快、路由无环、扩展性好等。OSPF一经诞生，便能够快速的被市场所接受并且广泛应用。链路状态信息指的就是链路状态算法和路由协议的互相通告。OSPF中的每个独立路由器都能将其自身的信息传达给其他路由器，以达到泛洪整个网络的效果。网络拓扑图就是由路由器收集了所有链路状态信息之后获得的。在这之后就需要通过运行SPF算法来获得所有网段的最短路径。OSPF路由器会将生成的相关链路状态广播LSA传递出去。路由器能够通过LSA来收集网络中所有的链路信息，这样就能获得整个网络的拓扑结构。

OSPF可以说是目前最为出名，应用最为广泛的内部网关协议，它是一种链路状态协议。它诞生在1980年中期，负责开发的是IETF的OSPF工作组。OSPF被设计为内部网关协议，用于自治系统，如局域网(LAN)。它所实现的是Dijkstra算法，也被称为最短路径优先(SPF)算法。OSPF是以1980年为ARPANET开发的链路状态算法和IS-IS路由协议作为基础开发而来的。OSPF会在配置的时候监听邻居，并会收集他们所有的链接状态数据，这样就能在其网络中构建出所有的可用路径的拓扑映射，最后是将这些信息保存于其拓扑数据库中，也称为链接状态数据库(LSDB)。通过拓扑数据库中的信息，利用最短路径第一(SFP)的算法计算出每个可到达子网/网络的最佳最短路径。

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