RIP和OSPF协议工作原理分析.docx

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1、宽带通信网论文题目:R1P和OSPF合同工作原理分析级：4班号:105508姓名:郭晋杰R1P和。SPF合同工作原理分析郭晋杰1O5508摘要：本文重要分析了内部网关合同中的路由信息合同（RIP）和开放式最短途径优先合同（C）SPF）这两种网络合同的工作原理,并从各个方面分析了这两种路由选择合同的!区别，总结出了其分别合用的网络。核心词：路由信息合同；开放式最短途径优先合同；自治系统引言在如今的计算机网络中，当两台非直接连接的计算机需要通过几种网络通信时，一般就需要路由器。路由器提供一种措施来开辟通过一种网状联结的途径。那么途径是怎么建立的呢？路由选择合同的任务是，为路由器提供他们建立通过网状

2、网络最佳途径所需要的互相共享的路由信息。路由信息合同（RIP）和开放式最短途径优先合同（OSPF）作为基于TCP/IP的计算机网络中广泛应用的内部网关合同，进一步理解其工作原理对研究计算机网络有着较好的增进作用。1 .路由信息合同1.1 路由信息合同简介。路由信息合同(RoUtingInformatioPrOtoeO1)是内部网关合同IGP中最先得到广泛应用的合同。这个网络合同最初由加利弗尼亚大学的BerKe1ey所提出，其目的在于通过物理层网络的广播信号实现路由信息的互换，从而提供本地网络的路由信息。RIP是一种分布式时基于距离向量的路由选择合同，是因特网的原则合同,其最大的长处就是简朴。1

3、2路由信息合同的工作原理路由信息合同功能的实现是基于距离矢量的运算法则,这种运算法则在初期的网络运算中就被采用。简朴来说，距离矢量的运算引入跳数值作为一种路由量度。每当途径中通过一种路由，途径中的跳数值就会加Io这就意味着跳数值越大,途径中通过的路由器就有多,途径也就越长。而路由信息合同就是通过路由间的信息互换，找到两个目的路由之间跳数值最小的途径。具体来说,在起始阶段，每个路由器只具有相邻路由的信息，相邻的路由器之间会发送路由信息合同祈求包以得到路由信息。以此方式,路由器得到了其所知的所有路由器的网络信息。之后，每个路由器都会检查,比较这些信息,并且把达到每一种不同路由器的路由量度一跳数值最

4、小的途径信息储存在路由表中。最后,所有的路由器与其他路由器之间途径的量度值都会是最小时,即途径最短。为了避免在起始路由器和目的路由器之间的途径中浮现回路,路由信息合同设定了每条途径中跳数的极限值。在路由信息合同中，每条路经中跳数时最大值设定为15。当跳数时值达到16时,途径将被认定为无限远,同步目的路由器也将被认定为无法达到。跳数极限值时引入避免了途径中浮现无限循环的回路，但同步,这也限制了路由信息合同所能支持的网络的大小。一般状况下，路由信息合同中的路由器以30s为一种周期,每通过一种周期或者当网络的拓扑构造发生变化时，路由器会发送路由更新信息。当其他路由器受到了路由更新信息时,路由器会检测

5、信息中的变化，并且更新自身的路由数据库。在路由器更新其路由数据库的工程中，路由器只会保存达到目的路由器的最佳途径，即途径中跳数值最小的途径，以此来完毕路由信息时更新。当一种路由器完毕了路由信息时更新后,他将会把更新后的路由信息以广播的形式发送给相邻路由器，以此类推以完毕整个网络中所有路由器中路由信息的更新。需要注意的是，RIP不能再两个网络之间同步使用多条路由。R1P选择一条至少路由器的路由器的路由（即最短路由），哪怕还存在另一条高速（低时延）但路由器较多的路由。同步,为了规范路由器的性能，在路由器资讯合同中还定义了路由更新计时器，路由超时计时器,以及路由更新计时器。13RIP合同的特点，由R

6、IP合同的工作原理可以得到，其有如下3个特点：（1）仅和相邻路由器互换信息。如果两个路由器之间的通信不需要通过另一种路由器，那么这两个路由器就是相邻的。RIP合同规定,不相邻的路由器不互换信息。（2）路由器互换的信息时目前本路由器所懂得的所有信息,即自己的路由表。也就是说,互换的信息时：“我到本自治系统中所有网络的最短距离，以及到每个网络应通过时下一跳路由”。（3）按固定时时间间隔互换路由信息，然后路由器根据收到的路由信息跟新路由表。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器告示拓扑变化后的路由信息。1.4路由信息合同的局限，虽然路由器资讯合同是具有简朴,直接等特点。但是，由于自身时局限性

7、，路由器资讯合同在使用中也受到某些限制：（1）由于跳数极限值的限制,路由器资讯合同不合用于大型网络。如果网络过大,跳数值将超过其极限，途径即被认定无效，从而使得网络无法正常工作。（2）由于任意一种网络设备都可以发送陆游更新信息,路由器资讯合同的可靠性和安全性无法得到保证。（3）路由器资讯合同所使用的均算法则是距离矢量运算,这仅仅考虑了途径中跳数值的大小。然而在实际应用中，网络时延以及网络的可靠性将成为影响网络传播质量的重要指标。因此跳数值无法对的反映出网络的真实状况,从而使得路由器在途径选择上浮现差错。（4）路由信息时更新时间过长,同步由于在更新时路由器发送所有的路由表信息占用了更多的网络资源

8、，因此路由器资讯合同对于网络带宽规定更高,增长网络开销。2. 开放式最短途径优先合同2.1 开放式最短途径优先合同简介。开放式最短途径优先(OPenSourcePathFirSt)合同，也是一种内部网关合同。它是为克服RIP的缺陷在1989年开发出来时。开放式最短途径优先合同重要用于在自主系统中的路由器之间传播路由信息。相较于路由信息合同，开放式最短途径优先合同合用网络的规模更大,范畴更广。止匕外,开放式最短途径优先合同也挣脱了距离矢量的运算法则,而是基于此外一种运算,由Dijkstra提出的最短途径算法。同步，该合同也可以支持分层网络，这使得开放式最短途径优先合同的应用更加具有灵活性,广泛性

9、。OSPF的第二个版本OSPF2已成为因特网原则合同。这里需要注意的是QSPF只是一种合同的名字,它并不表达其他的路由选择合同不是“最短途径优先”。事实上，所有的在自治系统内部使用的路由选择合同都是要寻找一条最短的途径。2.2 开放式最短途径优先合同的工作原理。开放式最短途径合同是一种内向型自治系统的路由合同,但是,该合同同样可以完毕在不同自治系统内收发信息的功能。为了便于管理,开放式最短途径优先合同将一种自治系统划分为多种区域。在自治系统所划分出的各个区域中，区域0作为开放式最短途径优先合同工作下的骨干网,该区域负责在不同的区域之间传播路由信息。而在不同区域交接出的路由器也被称作区域边界路由

10、器(Ae。BoarderRc)UWrS),如果两个区域边界路由器彼此不相邻,虚链路可以假设这两个路由器共享同一种非主干区域，从而使这两个路由器看起来是相连的。止匕外,对于这些话分出的区域来说，各个区域自身的网络拓扑构造是互相不可见的,这样就使得路由信息在网络中的传播大大减少,从而提高了网络性能O在开放式最短途径优先合同中引入了链路状态时概念。所谓链路状态，其涉及了链路中附属端口以及量度信息。链路状态公示(1ink-StQteAdvertise-ments)在更新路由器的网络拓扑构造信息库时被广泛应用。路由器中的网络拓扑构造数据库就是对于同一区域中所有路由器所发布的链路状态公示的收集,整顿,从而

11、形成以整个网络的拓扑构造图。链路状态公示将会在自治系统的所有区域中传播,而同一区域中的所有路由器所广播的链路状态公示是相似的。但是,对于区域边界路由器来说，这些路由器则负责为不同时区域维持其相应的拓扑构造数据库。开放式最短途径合同定义了两种路由通路，分别为区域内路由通路和区域间路由通路。如果起始点和目的终点在同一区域中,数据分组将会直接从起始点传到目的终点,这叫做区域内路由通路。同理，当起始点和目的终点不在同一区域中的信息传播，叫做区域间陆游通路。而区域间路由通路则要更加复杂。由于起始点和目的终点不在同一区域中，数据分组将一方面会从起始点传到其所在区域的区域边界路由器。之后,通过骨干区域中的陆

12、游数据库，数据分组将会被传播送到目的终点所在区域的区域边界路由器上，进而通过该路由器最后传播到目的终点。在开放式最短途径优先合同工作时起始阶段,路由器将会向所有端口发送问候信息分组。问候信息分组是开放式最短途径合同的另一重要构成部分，其作用是发现，维持邻居路由器并选择指派路由器和备份指派路由器。此外,问候信息分组还保证了邻居路由器之间的双工传播方式。当两个共享同一数据链路的路由器对问候信息分组中的数据达到一致时,这两个路由器被称为邻居,即为邻居路由器。这个过程被称为开放式最短途径优先合同的摸索机制。在邻居路由器拟定之后,他们之间以双工方式进行传播,并且周期性发送问候信息分组以确认邻居路由器与否

13、有效。在某些邻居路由器之间,通过问候信息分组的互换,由于路由器类型和网络类型的设立，这些邻居路由器将会成为邻接路由器,即虚拟的点对点连接。邻接路由器之间的关系较邻居路由器更高一层，而这些邻接路由器之间链路状态数据库也是同步的。完毕了邻接路由器的拟定之后，每个路由器都会向其所有邻接路由器发送链路状态公示。链路状态公示记录了路由器的连接和端口信息，并且描述了链路的状态。这些链路分别通向子网,其他路由器启治系统的其他区域或者外部网络。由于这些链路状态所具有信息的类型不同，开放式最短途径优先合同也定义了多种不同类型的链路状态公示。当路由器从其邻接路由器处收到链路状态公示后，路由器将会把这些链路状态公示

14、将被储存在其链路状态数据库中,并且将这些链路状态公示的拷贝发送给与其相邻接的路由器。通过上述方式,链路状态公示在区域中传递,而同一区域中的所有路由器也实现了链路数据库信息的同步。链路状态信息库的信息收集过程完毕之后,路由器会根据最短途径优先运算法则，生成一种无循环回路的路由通路图。该图描述了以该路由器自身为基点，达到所有已知目的路由器的最短途径,即开销最小的途径。这个路由通路图被称为最短途径优先树。以这种方式,所有路由器最后产生自身的最短途径优先树，从而完毕对整个自治系统的路由配备。开放式最短途径优先合同采用的是触发更新机制,即当网络的拓扑构造发生变化时，发生变化部分的链路状态公示将会以广播的

15、形式在网络中传播,而不是整个路由通路表，从而提高了网络的工作效率。同步,路由器收到更新信息后，将会使用最短途径优先运算产生新时最短途径优先树,以此完毕数据的更新过程。2.3 C)SPF的五中分组类型OSPF共有如下五种分组类型：类型1,问候分组(HeiI。)，用来发现和维持邻接站时可达性。(2)类型2,数据库描述分株(DatabQSeDeSCriPtion),向临站给自己的链路状态数据库中的所有链路状态项目的摘要信息。(3)类型3,链路状态祈求分组(1inkStateRequest),想对方祈求发送某些链路状态项目的具体信息。(4)类型4,链路状态更新分组(1inkStQteUPdQte),用

16、洪泛法对全网更新链路状态。这种分组是最复杂的，也是C)SPF合同最核心的部分。路由使用这种分组将其链路状态告知给临站。(5)类型5,链路状态确认分组(1inkStateAcknowIedge),对链路更新分组时确认。OSPF规定,每两个邻接路由每隔一段时间要互换一次问候分组。这样就能却只哪些邻站是可达的。其他的四种分组都是用来进行链路状态数据库的同步。所谓同步就是指不同路由器的链路状态数据库的内容是同样的。两个同步的路由器叫做完全邻接的路由器。不是完全邻接的路由器表白它们虽然在物理上是相邻时,但是其链路状态数据库并没有达到一致。2.4 OSPF合同的特点，OSPF合同最重要的特性就是使用分布式的链路状态合同(IinkstateprOtoco1),而不是像RIP合同那样的距离向量合同。OSPF合同有3个重要的特点：(1)向本自治系统中所有路由器发送信息。这里使用的措施就是洪泛法，这就是路由