关于OSPF动态路由协议的优化分析

孟睿

中国民用航空西南地区空中交通管理局通信网络中心 四川 成都 610000

引言

如今，OSPF动态路由协议被大量使用在网络中，加之信息化建设持续深入，计算机网络愈发成熟。为改善已落成的网络结构，进一步突出网络价值，深化在网络装置、路由协议方面的理解，有助于展现路由设备的作用，维护网络稳定。

1 OSPF动态路由协议

计算机网络环境里，路由器扮演转运站的角色，网络利用路由器完成数据转发，而且转发动作是依托于路由表。路由协议是一项TCP/P协议，其路由情况直接关系到接入网络的使用效率。普通网络能仅需利用静态协议即可，但此种路由协议，会形成大量路由表，静态路由通常不会关注网络负载的问题，继而无法随着拓扑变化，调整路由效率。因而，在当前计算机网络中，更倾向于动态协议，能直接计算出最优的网络路径。OSPF动态路由，采用先进的演算方法，以供快速确定计入路径。保障宽带收敛速率，支持较长的子网掩码以及多设备接入，是如今应用较多的网关协议。动态路由协议的总体分类情况，按照角色路由协议对应范畴，能分成内外部两种网关协议。前者基于自治系统内，后者则负责是各系统之间产生的传输轮换需要，OSPF比较常用的为前者。结合算法与路由协议，能分出路由状态及距离矢量协议，其中后者涉及RIP与边界协议。而前者和OSPF大致一样，具体差异点是算法与计算确定路由的方式。另外，基于目的地址，协议类型包括单播与多播。结合网络环境规模，可增加OSPF协议总量，但同时会扩大数据库使用的存储空间，运用SPF算法，能提高CPU本身任务量。OSPF LSA能控制路由数据流动性，优化OSPF运行效果[1]。

2 OSPF区域LSA类型

OSPF辐射范围内的各台路由器拓扑表均立足于LSA搭建，其中更涉及OSPF路由器本身接入链路的相关数据。在两台OSPF路由器构建邻接关系后，能借助交换LSA完成各自数据库的同时更新。一般情境下，OSPF路由器能借助多播手段，把自己LSA数据传输到所处区域内全部邻接装置，保证区域内全部OSPF路由器都带有统一拓扑数据库。如今，OSPF路由协议已经推出11类LSA，常用的类型包括下述六类。

其一，OSPF区域中全部路由器均能形成的LSA类型，其支持在初始形成区域中泛洪，向路由器提供全部链路与当前状态。其二，此种LSA是通过DR产生，流转在广播多路的访问空间以及NBMA内，功能是描绘所处网络内全部OSPF路由器，其泛洪范畴和上一种相同，仅可存在于初始形成区域。其三，此类LSA是OSPF区域边界的路由器形成，能泛洪于骨干范围，支持向其他OSPF区域内的同位置类型路由器传输信息，其存在功能是为所处区域中路由器，传输可达的外部地址。其四，其同样“诞生”于边界路由器，但不能传输至末节区域，实际功能是往区域内路由器，传达OSPF自治边界路由器信息，应当强调的为：一方面，其目的地址并非网络地址，为OSPF自治模块中主机地址；另一方面，区域内有OSPF自治系统的边界路由器，而此是形成该类LSA的基础需要。其五，形成于自治系统的边界路由器，能传输至不包括末梢区域在内的其他区域，实际功能是往OSPF自治系统中路由器，传输可达到的外部路由。其六，此类LSA在自治模块的边界路由器形成，和上一种之间的区别仅体现在泛洪范畴，仅能作用于初始形成的非纯末梢，其余功能条件基本一致。

3 OSPF动态路由协议优化技术

3.1 OSPF LSDB过载保护

OSPF网络环境中，为克服拓扑结构出现调整以及路由器配置出现问题等情况，而形成过多LSA，导致路由器内存与CPU资源被过度使用。技术员在完成基础LSDB过载保护操作后，OSPF路由器会自动计算LSA当前存在的总量，此过程不包括自己形成的LSA。倘若得出的数量参数符合既定阈值，操作系统的日志记录上会自动生成一条错误数据。假设得出总量不再既定阈值内，并且持续时长超过60s，OSPF进程会立即和全部邻接终止关系，把拓扑数据库内的信息全部清空。

基于三台路由器构建OSPF自治系统，本节以R1路由器进行叙述。其属于边界路由器，其基本配置为：

路由器R1的LSDB可保存最多LSA总量是3。在LSA实际数量大于3，OSPF进程直接开启忽略状态，同时进行终止关系与清空拓扑数据库的操作。假设该路由器的OSPF进程出现3次，则OSPF进程直接把暂时终止关系设置成永久性，仅能通过人工干预继续使用。为检验配置的情况，借助sh ip ospf databse以及sh ip ospf 55，判断过载保护操作及拓扑数据的状况。经过分析后，此路由器OSPF进程启动忽略状态有三次，所以已经出现永久终止，而且拓扑数据库内仅剩下第一类LSA。

3.2 传播OSPF的默认路由

在OSPF自治系统和运营商的边界路由器关联后，假设建立路由重分布，进行互相通告，确保基础访问行为能正常进行，既扩大拓扑表与路由表的总量，同时又占用CPU资源，该种结构处理方式显然不满足应用需求。对此，应当在自治模块边界路由器处，搭建能直接连入边界路由器的路由，该路由属于静态类型，把网络传送至路由器所在OSPF区域。根据当前的网络架构建设情况，不包括OSPF特殊区域的ABR在内，其余区域内路由器不能产生同样的静态路由，而且可以实现在自治系统内传送。目前也有手段能使OSPF其他区域路由器产生静态路由，同时能在系统内传送，此手段命令为default－inf o origin always。应当注意的是，借助此手段得到的静态路由，会在OSPF拓扑表上形成第五种LSA记录，相应指示符号是OE1以及OE2。在图1所示的网络拓扑基础上，某边界路由器R4，构成小型网络。依旧以R1为例，其有关配置参数有：R1(config)#router ospf55；R1(configrouter)#default－inf o origin always//假设不加alwats，R1需形成一个默认路由，反之此命令不会有作用。为检验配置情况，以区域内R3为例，应用sh ip ospf databse以及sh ip route检查拓扑数据路以及路由表内因此形成的第五种LSA总量，而拓扑数据库内由外部生成一个第五种LSA[2]。

图1 OSFP网络拓扑图

3.3 配置OSPF的路由汇总

在控制LSA泛洪规模以及拓扑数据库和路由表总量、控制路由器CPU与内存消耗方面上，配置OSPF路由汇总起到显著作用。目前OSPF路由汇总分成两类模式，其一，操作于区域的边界路由器上，该种模式下路由汇总功能是针对三类LSA，一般情境下，区域内第一种与第二种LSA均会变成第三种LSA。仅有保证区域中网络地址为连续状态，技术员才能借助此手段完成路由汇总。在边界路由器的汇总处理后，拓扑结构出现变化，更新后的链路状态数据也不能进行传播，继而让其他区域内OSPF路由器不用对本路由表实施更新，提升数据网络稳定性。其二，自治系统的边界路由器，该种路由汇总能实现对第五种LSA的处理。经过汇总后，把信息传输至自治系统中，在默认设置条件下，无论何种充分发至OSPF系统中外部路由，均会产生第五种LSA通告。此处应强调的为：现实使用期间，任何路由汇总方式，均能形成一个黑洞接口，传输至该接口信息会直接丢弃。此种设置的意图是为规避OSPF路由器应用默认路由，传输数据信息，导致路由从环路形成。

3.4 更改OSPF的链路开销

在OSPF区域内路由器结束同步更新拓扑数据库的操作任务后，SPF演算法便直接对比各条能接入所需网络路径，会产生的开销值，通过对比分析，得出最优的路径。其中的OSPF开销值是根据链路带宽计算得出，和其数值呈负相关。简言之，链路宽度偏大，则开销值较小，最佳路径便是其中开销值最低的一条。一般网络情景中，串行链路对应开销值是64，以太网链路则对应10。假设网络环境是高速状态，也就是链路带宽至少达到100Mbit/s，实际开销值默认值通常是1。但在此种网络环境下，容易导致OSPF由于到达所需网络的数条路径实际开销值均一致，所以不能确定出最佳路径。为防止发生以上状况，技术员需借助更改参数带宽，以及调整接口连接的开销值，实现结构优化，确保所有能到达所需网络路径，所持有开销值呈现出差异化的特点。

3.5 借助分发列表进行过滤

大规模网络环境中，可借助过滤路由数据，稳定网络运行状态，以免和用户争抢同一网络带宽，并控制路由器数据的占用率。普遍条件下，部分路由器资料不必出现在网络中持续传输。比如，路由重分布期间，仅有部分特殊外部路由数据，才会利用自治系统中实现传播。所以，现实优化操作中，技术员会选择对此类外部路由数据加以过滤。目前，能过滤路由的手段较多，其中相对灵活并操作简单的为分发列表。此项优化技术手段既能使技术员实现过滤处理，通过路由器特殊接口进出的路由数据，又能过滤掉重分布产生的外部路由数据。实际运用此项优化手段期间，应当特殊注意的为：一方面，距离矢量的路由协议上使用分发列表的方式，把其安排在IN以及OUT方向上，均能实现过滤路由数据。另一方面，假设在OSPF路由协议IN方向上设置分发列表，会因为分发列表不能过滤掉LSA数据的问题，造成本地路由器实现过滤的数据，依旧在关联性路由器中有痕迹。倘若把OSPF路由协议OUT方向上，采取分发列表的设置手段，仅可以安排在ASBR上，所能发挥的过滤功能，只能作用在重分布至自治系统中的外部路由数据上[3]。

4 结束语

大中规模网络中OSPF比较常见，虽然其布置于常规有线网络环境时，能有较佳的表现，但无法在特殊网络条件中有所作为。因而，在增加OSPF协议前，技术员一般会实施整体性优化设计，保障应用网络可扩展能力，并维护路由器自身的效用。