OSPF协议是什么？有什么作用？

发表于 作者 IT之美

OSPF(开放最短路径优先)是一种内部网关协议,用于在自主系统(AS)内部进行路由选择。它的主要作用是:

  1. 构建链路状态数据库:OSPF协议允许各路由器通过广播链路状态广告(LSA)消息交换链路信息,构建同一AS内完整的链路状态数据库。
  2. 最短路径计算:各路由器根据链路状态数据库计算到达其它路由器和子网的最短路径,生成路由表用于转发数据报文。
  3. 负载均衡:当存在多个等价的最短路径时,OSPF可以根据路由器ID对路径进行划分,实现负载均衡的路由选择。
  4. 快速收敛:OSPF协议支持增量更新,可以快速响应网络拓扑变化,实现路由表的快速更新。
  5. 可扩展性:OSPF支持将AS划分为区域以简化路由选择,并可以实现区域之间的路由汇总。
  6. 认证机制:OSPF协议支持通过密码认证报文签名来验证LSA消息的发送者,提高安全性。

OSPF消息类型主要包含:

  • 数据库描述报文:用于描述自身的LS数据库,在OSPF会话建立时交换。
  • 链路状态请求报文:用于请求邻居路由器缺失的某个LSA。
  • 链路状态更新报文:用于更新一个LSA,通告拓扑变化信息。
  • 链路状态确认报文:用于确认接收到的某个LSA。

代码示例:

python
# 构造OSPF报文, type1通用LSA
ospf_packet = b''.join([
    # OSPF报文头 
    b'\x52\x00',   # Version 2, Pkt Type 0(Hello) 
    b'\x00\x2c',   # Pkt Length  
    b'\x01\x00',   # Router ID
    b'\x00\x00\x00\x00',  # Area ID, Checksum
    b'\x01',       # Auth Type  
    # LSA头 
    b'\x01\x01\x00\x00', # LS Age, Options
    b'\x00\x00\x00\x3c', # LS Type, Link State ID
    b'\x00\x00\x00\x00', # Advertising Router 
    b'\x00\x00\x00\x38'  # LS Sequence Number, LS Checksum
])
python
# 使用RAW Socket发送和接收OSPF报文
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, 89)  

s.bind(('192.168.0.1', 0))     # 绑定接口地址
s.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_HDRINCL, 1)  

s.sendto(ospf_packet, ('224.0.0.5', 0))   # 发送至ALLSPFRouters组播地址
data, address = s.recvfrom(2048)           # 接收OSPF报文

OSPF协议作为一种典型的内部网关协议,是构建大规模网络的基石,它通过建立完整的链路状态数据库实现高效的路由选择与数据转发。