基于对等模型的新型光因特网技术介绍

2 链路状态路由协议
2.1 OSPF路由状态协议和分层结构
开放最短路径优先协议（OSPF）是内部网关协议之一，它是针对路由信息协议(RIP，routing information protocol)不适用于剧烈变化的网络环境而产生的。同RIP相比，OSPF网络的跳数(hop)没有要求，其收敛速度大大快于RIP。OSPF具有三种类型度规(metric)并可组合，非常有利于实现网络负载均衡。OSPF仅在网络状态发生变化时向全网广播变化的链路状态(link state)信息，可节省网络带宽，这对于广域网(WAN)来说尤为重要。OSPF支持变长子网掩码(VLSM)，在一个路由器的不同端口可用不同长度的子网掩码，使网络IP地址空间分配更灵活。由于OSPF具有上述优点，所以在路由协议的选择中得到广泛应用。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态路由协议，一般用于同一个路由域内。这里的路由域是指一个自治系统(AS，autonomous system)，它是一个通过统一的路由策略(RP，routing policy)或路由协议互相交换路由信息的网络。
OSPF在一个AS内分层，AS可分为一个主干区域(backbone area)和若干区域，每个区域相对独立。区域内路由器采用相同的过程和算法，链路状态数据库也相同，每个区域均有一个唯一的区域号，通过边缘路由器(BR，border router)/区域边缘路由器(ABR,area border router)连入主干区域。
OSPF路由器按其在网络拓扑结构中的功能和位置，大致可划分为以下4种:
(1)内部路由器(IR,internal router)：路由器的所有接口都在一个区域中，同一区域中的所有内部路由器都有相同的链路状态数据库。
(2边缘路由器：至少有一个接口连接到主干区域0上。
(3)区域边缘路由器：与多个区域连接的路由器。这些路由器为所连接的每个区域维护独立的链路状态数据库。ABR是区域的出口点，即区域中的流量必须通过ABR才能到达其他区域，ABR会对所连接区域的链路状态数据库进行总结（summary）。一个区域可有一个或多个ABR。
(4)自治系统边缘路由器(ASBR，autonomous system boundary router)：至少有一个接口连接到外部网络(其他AS，如非OSPF网络)。这些路由器可沟通OSPF与网络非OSPF网络的信息。
一个路由器可作为不同类型的路由器，同时兼任多种任务。
由此可知，区域1、区域2、区域3分别通过各自的边缘路由器接入主千区域0，主干区域0可视为一个特殊区域，区域号标识为0。其它区域必须物理连接至主干区域0。当然，如果某区域N不能直接物理连接到主干区域，则可通过虚拟链路，跨越另一区域，连接到主干区域0上。
在该AS中，所有OSPF路由器都维护一个相同的信息数据库(IDB)，它描述AS结构。该数据库中存放路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过IDB计算出OSPF路由表。作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播(LSA，link state advertisement)数据包传送给某一区域内所有的路由器，这一点与距离矢量路由协议RIP不同。运行距离矢量路由协议RIP的路由器是把部分或全部路电表传递给与其相邻的路由器。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的度量和其他一些变量。利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径，而给予距离向量的路由协议仅向其相邻路由器发送有关路由更新信息。与RIP不同，OSPF把一个自治系统再划分为若干区域，路由选择方式相应有两种类型：当源与目的地在同一区域时，采用区域内路由选择；当源和目的地在不同区域时，则采用区域间路由选择。这样，大大减少了网络开销，增加了网络稳定性。当一个区域内的路由器出了故障，不会影响自治系统内其他区域路由器正常工作，为网络管理维护带来方便。
2.2 IS-IS路由协议
中间系统到中间系统(IS-IS)域内路由协议是路由器的OSI模型表示方法，它用于基于TCP/IP的IP网。IS-IS可很轻易地扩展，主要是IPv6。IS-IS体系划分为两层：骨千层(L2)和区域层(L1)，一个路由器只能属于一个区域。Ll路由器只知道它们本区域中的拓扑，去其它区域的所有流量都送往最近的L2路由器，L2路由器必须组成主干，与OSPF的主干区域0类似。