優先開放最短路徑

開放式最短路徑優先 (Open Shortest Path First,OPSF) 是一種開放的遶送協定標準,受到網路廠商的廣泛支持,包括 Cisco。

簡介

優先開放最短路徑是一種鏈路狀態路由選擇算法,它來自開放式系統互聯(OSI)的中間系統對中間系統(IS-IS)域內路由選擇協定方面的工作。與距離向量路由選擇相比,鏈路狀態路由選擇需要的更多處理性能,但是卻提供了對路由選擇過程的更多控制和對改變情況更快的反應。

OSPF最主要的特徵就是使用分散式的鏈路狀態協定,而不是像RIP那樣的距離向量協定。和RIP協定相比,OSPF的三個要點和RIP的都不一樣:

(1)向本自治系統中所有路由器傳送訊息。這裡使用放入是洪泛法,這就是路由器通過所有輸出連線埠向所有相鄰的路由器傳送訊息。而每一個相鄰路由器再將此訊息發往其所有的相鄰路由器(但不再傳送給剛剛發來訊息的那個路由器)。這樣最終整個區域中所有的路由器都得到了這個信息的一個副本。

(2)傳送的訊息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態,但這只是路由器所知道的部分信息。所謂“鏈路狀態”就是本路由器都和哪些路由器相鄰,以及該鏈路的“度量”。OSPF將這個“度量”用來表示費用、距離、時延、頻寬等等。這些都是由網路管理人員來決定的,因此較為靈活。又是為了方便稱這個度量為“代價”。而對於RIP協定,傳送的信息是:“到所有網路的距離和下一條路由器”。

(3)只有當鏈路狀態發生變化時,路由器才向所有路由器用洪泛法傳送此信息。而不是像RIP那樣,不管網路拓撲有無變化,路由器之間都要定期交換路由表的信息。

由於個路由器之間頻繁地交換鏈路狀態信息,因此所有的路由器最終都能建立一個鏈路狀態資料庫,這個資料庫實際上就是全局的拓撲結構圖。這個拓撲結構圖在全網範圍內是一致的(這稱為鏈路狀態資料庫的同步)。因此,每一個路由器都知道全網共有多少個路由器,以及哪些路由器是相連的,其代價是多少,等等。每一個路由器使用鏈路狀態資料庫中的數據,構造自己的路由器。我們注意到,RIP協定的每一個路由器雖然知道所有的網路距和下一跳路由器,但是不知道全網的拓撲結構。

特點

OSPF的鏈路狀態資料庫能較快地進行更新,使各個路由器能及時更新路由表,OSPF的更新過程收斂得快是其重要優點。OSPF還具有以下一些特點:

(1)OSPF對不同的鏈路可根據IP分組的不同服務類型(TOS)而設定成不同的代價。例如,高頻寬的衛星鏈路對於非實時的業務可設定成為較低的代價,但對於時延敏感的業務就可以設定為非常高的代價。因此,OSPF對於不同的類型的業務可計算出不同的路由。鏈路的代價可以是1至65535中的任何一個無量綱的數,因此十分靈活。商用的OSPF實現通常是根據鏈路頻寬計算鏈路的代價。這種靈活性是RIP所沒有的。

(2)如果到同一個目的網路有多條相同代價的路徑,那么可以將通信量分配給這幾條路徑。這叫做多路徑間的負載平衡。在代價相同的多路徑上分配通信量是通信量工程的簡單形式。RIP只能找出某一個網路的一條路徑。

(3)所有在OSPF路由器之間交換的分組都具有鑑別的功能,因而保證了僅在可信的路由器之間交換鏈路狀態信息。

(4)OSPF支持可變長度的子網劃分和無分類的編址CIDR。

(5)由於網路中的鏈路狀態可能經常發生變化,因此OSPF讓每一個鏈路狀態都帶上一個32為的序號,序號越大狀態越新。OSPF規定,鏈路狀態序號增長的速率不得超過每5秒鐘1次。這樣,全部序號空間在600內不會產生重複號。

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