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关键词：动态路由协议；链路状态路由协议；OSPF；router-id冲突；自治系统；CE；RFC2328
1 OSPFv2协议研究
1.1 OSPF协议概述
IETF为了满足建造越来越大基于IP网络的需要，形成了一个工作组，专门用于开发开放式的、链路状态路由协议，以便用在大型、异构的IP网络中。新的路由协议已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先（SPF）路由协议为基础，在市场上广泛使用。包括OSPF在内，所有的SPF路由协议基于一个数学算法Dijkstra算法。这个算法能使路由选择基于链路状态，而不是距离向量。
OSPF由IETF在20世纪80年代末期开发，OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本。最初的OSPF规范体现在RFC1131中，第1版（OSPF版本1）很快被进行重大改进的版本所代替，新版本体现在RFC1247文档中，RFC1247OSPF称为OSPF版本2是为了明确指出其在稳定性和功能性方面的实质性改进。OSPF版本2中有许多更新文档，每一个更新都是对开放标准的精心改进，后续的规范出现在RFC 1583、2178和2328中。
链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同，运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
1.2 OSPFv2协议研究
RFC2328中明确OSPF仅通过在IP包头中的目标地址来转发IP包，IP包在AS中被转发，而没有被其他协议再次封装。OSPF是一种动态路由协议，它可以快速地探知AS中拓扑的改变（例如路由器接口的失效），并在一段时间的收敛后计算出无环路的新路径，收敛的时间很短且只使用很小的路由流量。
在连接状态路由协议中，每台路由器都维持着一个数据库以描述AS的拓扑结构，这个数据库被称为连接状态数据库，所有参与的路由器都有着同样的数据库，数据库中的各项说明特定路由器自身的状态（如该路由器的可用接口和可以到达的邻居）。该路由器通过洪泛将其自身的状态传送到整个AS中。所有的路由器同步地运行完全相同的算法。根据连接状态数据库，每台路由器构建出一棵以其自身为树根的最短路径树，最短路径树给出了到达AS中各个目标的路径，路由信息的起源在树中表现为树叶。当有多条等值的路径到达同一目标时，数据流量将在这些路径上平均分摊，路径的距离值表现为一个无量纲数。
OSPF允许将一些网络组合到一起。这样的组被称为区域area。区域对AS中的其他部分隐藏其内部的拓扑结构，信息的隐藏极大地减少了路由流量；同时，区域内的路由仅由区域自身的拓扑来决定，这可使区域抵御错误的路由信息，区域通常是一个子网化的IP网络。OSPF允许灵活的配置IP子网，由OSPF的每条路径都包含目标和掩码，同一个IP网络的两个子网可以有不同的大小（即不同的掩码），这常被称为变长子网variable length subnetting，数据包按照最佳匹配（最长匹配）来转发，主机路径被看作掩码为“全1”（0xffffffff）的子网来处理。
OSPF协议中所有的信息交换都经过验证。这意味着，在AS中只有被信任的路由器才能参与路由，有多种验证方法可以被选择；事实上，可以为每个IP子网选用不同的验证方法。来源于外部的路由信息（如路由器从诸如BGP的外部网关协议中得到的路径）向整个AS内部宣告，外部数据与OSPF协议的连接状态数据相对独立，每条外部路径可以由所宣告的路由器作出标记，在自制系统边界路由器（ASBR）之间传递额外的信息。
2 OSPF域router-id冲突研究
两台路由器R1与R2之间建立域内OSPF，当R1和R2出现router-id 10.1.1.1重复时，通过查看OSPF数据库可以得到以下信息，详情请查阅下图3、图4。
我们从以上数据分析得出，每种LSA的age数值都非常的小，每种LSA的seq数值都非常的大，这也说明当出现router-id重复，那么LSDB中的LSA表现得非常不稳定，最终将导致SPF算法不停的工作、路由表不稳定、路由条目丢失。通过查看路由器日志告警文件可以见一旦出现router-id重复，那么日志信息表现为下图5的形式，其中adv-rtr为重复的router-id。
综上所述，从router-id冲突分析后得出以下结论：
（1）整个ospf域内会泛洪错误LSA，database不断更新（seq很大，age很小），网络极其不稳定；
（2）由于整个ospf域database不断更新，导致整个ospf域中routing-table抖动（route flapping），丢失路由条目。
3 结束语
移动通信网络IP承载网工程建设中涉及IP地址分配，工程建设过程中使用分配的IP地址开启建立动态路由协议OSPF的router-id，需重视并严格按照设计规范及要求，加强IP地址的分配及使用，杜绝分配IP地址冲突导致OSPF域router-id的重复使用，避免因router-id冲突影响OSPF协议的正常工作，避免因router-id冲突导致的网络事故影响用户业务的发生。
[参考文献]
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广东省国防科技技师学院现主要由两个校区和若干个分校区组成，每个校区都由学生宿舍区、教学区组成，两个主校区和各个分校区已经建立局域网和互联网接口，但是两个主校区未能互联互通，主校区与分校区之前未能互通。目前随着学校考试管理系统和协同办公系统（OA系统）的建立，迫切需要建立一个广域网，把整个学校的各个校区互联互通，保证教学信息能够及时、准确和快速地传输，满足教学管理、日常管理和整个学校办公自动化等需求，并在此基础上开发建设现代化的教学应用系统，实现智能型、信息化、快节奏、高效率的管理教学模式。网络的建立将连接所有教学楼、实验楼、办公室及宿舍区中的PC，提供校内信息资源管理、事务管理、办公应用、课堂教学以及电子邮件、WWW等服务。
一、OSPF路由协议介绍
1.OSPF路由协议的基本介绍
优先开放最短路径（OSPF）（Open Shortest Path First）路由协议是Internet网络TCP/IP协议族中一种内部网关路由协议，是Internet OSPF网络协议工作组于1991年制定出，并以Internet协议标准RFC1583确立下来，被广泛应用于Internet路由器路由协议、ATM交换机选路上的一种功能很强的通用性非常高的路由协议。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。
2.OSPF协议的基本概念
（1）链路状态OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。
（2）区域OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”(Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。
（3）OSPF网络类型根据路由器所连接的物理网络不同，OSPF将网络划分为四种类型：广播多路访问型（Broadcast MultiAccess）、非广播多路访问型（None Broadcast MultiAccess，NBMA）、点到点型（Point-to-Point）、点到多点型（Point-to-MultiPoint）。
（4）指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR）在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF要求在区域中选举一个指派路由器(DR)。每个路由器都与之建立完全相邻关系。指派路由器负责收集所有的链路状态信息，并给其他路由器。选举指派路由器的同时也选举出一个备份指派路由器，在指派路由器失效的时候，备份指派路由器担负起指派路由器的职责。
对广播型网络和非广播型多路访问网络，路由器使用Hello协议选举出一个DR。在广播型网络里，Hello报文使用多播地址224.0.0.5周期性广播，并通过这个过程自动发现路由器邻居。在NBMA网络中，DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。
3.OSPF路由协议的路由计算
OSPF把整个网络看成一个自治系统(AS)。每一个AS内若干个物理上相邻的路由器(Router)、网络(Network)组成Area，这些Area内部一般是不相交的，它们划分了整个自治系统。
SPF算法是OSPF路由协议的基础。SPF算法有时也被称为Dijkstra算法，这是因为最短路径优先算法SPF是Dijkstra发明的。SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，在SPF算法中，被称为最短路径树。在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF的Cost，其算法为：Cost = 100×106/链路带宽。在这里，链路带宽以Bps来表示。也就是说，OSPF的Cost与链路的带宽成反比，带宽越高，Cost越小，表示OSPF到目的地的距离越近。举例来说，FDDI或快速以太网的Cost为1，2M串行链路的Cost为48，10M以太网的Cost为10等。
二、建立基于OSPF协议的技工院校校园网络
1.选用OSPF路由协议的必要性
（1）校园局域网网络相对复杂。主校区和各分校区校园网络经过初期的建设已经具有一定的规模，随着办学规模越来越大，设备越来越多，子网越来越多，IP地址增长速度也越来越快，原有的静态路由协议由于配置繁琐，网管人员工作量大，已不适合现有规模的需要，需要引入一种动态路由协议来满足需求。
（2）原有各个校区的网络互相独立，随着教学管理、日常的管理和实现整个学校办公自动化等需求，需要建设广域网使所有校区互联互通，在此基础上开发建设现代化的教学应用系统，实现智能型、信息化、快节奏、高效率的管理教学模式。由于分校区多，分校区采用的网段不同，各个校区需要互联互通，采用静态路由协议配置复杂，不能实现动态的互联，建设高效自动互联的广域网，需要采用动态互联协议实现网络自动路由。
2.校园网的OSPF区域划分
OSPF协议引入“区域划分”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的子网，这些相互独立的部分称为“区域”，“主干”部分称为“主干区域”，每个区域如同一个独立的网络，其网络结构在区域外是不可见的，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。对于主干区域，主要负责在区域之间分发链路状态信息。这种分层次的网络结构能缩减部分路由器的OSPF的路由条目，提高路由效率。
考虑到学校的现状和将来的发展，将每个主校区和分校区都独立划分为一个区域，从而保证各个局域网相互独立又能互联互通，具体的划分见下表。
同时考虑局域网内的网络安全，减少广播包的数量，将教学区、宿舍区和学生宿舍区分开，结合该校实际情况，分别设置不同的区域。例如同和主校区的家属区子网10.100.0.0/16，办公区子网为10.101.0.0/16，学生宿舍区子网为10.102.0.0/16和10.103.0.0/16，实验室机房子网为10.104.0.0/16。这样可以根据源地址子网的不同，分别划分不同的区域，家属区划为area100，办公区划为area101，学生宿舍区划为area102和area103，实验室机房划为area104等。这样既可以使局域网内区域规模不至于很大，又可以保证与局域网骨干网络的连通性，保证各个区域以最小的跳数到达核心区域。
为了满足教学和办公的需求，各个分校区和主校区通过广域网互联，广域网互联采用OSPF路由协议，整个广域网互联区域号为0。
3.广域网选择和OSPF配置
（1）广域网选择和网络拓扑。为了满足所有分校区都能相互连接，需要建立整个学校的广域网，考虑到所有校区均在广东省21个地级市以上城市内，可以租用现有网络运营商的网络组成广域网，从稳定性、经济性和扩展性等方面考虑，目前广域网采用2M的MSTP光纤接入网络；整个网络拓扑和区域如下图所示。
（2）OSPF配置。例如，同和校区主路由器OSPF配置如下：
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关键词 OSPF；区域设计；虚连接
中图分类号 TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）118-0241-02
目前大中型网络规划当中，OSPF已经作为首选的路由协议，由于基于链路状态与SPF算法，OSPF协议天生在区域内避绝了环路，区域间的环路问题又由backbone骨干区域所解决由于多区域的设计普遍存在，一些不合理的区域规划给网络带来了巨大问题。
1 合理区域设计
OSPF划分区域后，为有效管理区域间通信，需要有一个区域作为所有区域的枢纽，负责汇总每一个区域的网络拓扑路由到其他所有的区域，所有的区域间通信都必须通过该区域，这区域称为骨干区域（Backbone Area）。协议规定区域0为骨干区域。所有非骨干区域都必须与骨干区域相连，非骨干区域之间不能直接交换数据包，它们之间的路由传递只能通过Area 0完成。
2 非骨干区域与骨干区域未直连
部分区域规划时，非骨干区域与骨干区域未直连，这将会导致部分路由条目丢失。如下图一所示：
图1
根据上图拓扑规划，在R4上所看到的OSPF路由条目信息如下：
[r4]dis ip routing-table protocol ospf
OSPF Routing Table Status ：
Summary Count ： 0
在R4上没有一条OSPF路由条目R1 R2 R3的路由条目都丢失了，原因是AEAR2与AEAR0没有直接链接，为了解决上述问题，可以通过配置R2和R3之间的虚链接如下所示：
area 0.0.0.1
network 10.10.23.0 0.0.0.255
vlink-peer 2.2.2.2
配置虚链接后在R4上查看路由信息如下：
dis ip routing-table protocol ospf
Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface
1.1.1.1/32 OSPF 10 3125 10.10.34.3 Eth1/0/1
2.2.2.2/32 OSPF 10 1563 10.10.34.3 Eth1/0/1
3.3.3.3/32 OSPF 10 1 10.10.34.3 Eth1/0/1
10.10.12.0/24 OSPF 10 3125 10.10.34.3 Eth1/0/1
10.10.23.0/24 OSPF 10 1563 10.10.34.3 Eth1/0/1
3 骨干区域分离
部分区域规划时，骨干区被非骨干区域分离，这也将导致部分路由条目丢失。如下图二所示：
图2
根据上图拓扑规划，在R4上所看到的OSPF路由条目信息如下：
dis ip routing-table protocol ospf
Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface
3.3.3.3/32 OSPF 10 1 10.10.34.3 Eth1/0/1
10.10.23.0/24 OSPF 10 1563 10.10.34.3 Eth1/0/1
在R4上只看到了R3的路由条目，R1 R2的路由条目都丢失了，原因是两端的AEAR0被AEAR1给分割了，为了解决上述问题，可以通过配置R2和R3之间的虚链接如下所示：
area 0.0.0.1
network 10.10.23.0 0.0.0.255
vlink-peer 3.3.3.3
配置虚链接后在R4上查看路由信息如下：
dis ip routing-table protocol ospf
Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface
1.1.1.1/32 OSPF 10 3125 10.10.34.3 Eth1/0/1
2.2.2.2/32 OSPF 10 1563 10.10.34.3 Eth1/0/1
3.3.3.3/32 OSPF 10 1 10.10.34.3 Eth1/0/1
10.10.12.0/24 OSPF 10 3125 10.10.34.3 Eth1/0/1
10.10.23.0/24 OSPF 10 1563 10.10.34.3 Eth1/0/1
根据分析以上两个典型案例，得出虚链接技术是解决ospf中非骨干区域和骨干区域未直连、骨干区域分离这两种不合理区域规划的重要技术。
参考文献
[1]尤澜涛，朱巧明，李培峰.基于OSPF的网络拓扑快速发现系统的设计[J].计算机工程，2006（24）.
[2]陈凤雏. OSPF路由机制与安全性研究[J].科技风，2009（22）.
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关键词：Linux系统；路又器；配置
Linux 作为一种新近崛起的操作系统，由于其性能稳定，源码开放及价格方面的优势而逐渐被广大用户所接受。现在Linux的主要用武之地在于服务器领域，但是，经过适当的配置之后，它还可以担当互联网的物理基石--路由器这一重要角色。
一、BGP/OSPF 概述
路由器是与两个或两个以上的网络连接的计算机，它根据路由协议生成并维护一个路由表，并按照该路由表中的信息转发包。这些路由器对公司内部的网络结构了如指掌，知道将分组送到目的地的全部细节，但对于其他公司的网络结构并不了解。像这样“在同一机构下管理的一系列路由器和网络”被称为自治系统(AS)。由不同机构掌管的自治系统，可以采用不同的路由选择算法；但同一自治系统内的所有路由器都使用同一路由协议，以便于自治系统内部各个路由器互换路由信息来维持相互的连通性。每一个自治系统都有一个16位的“自治系统（AS）编号”作为标志，就像 IP 地址一样，它是由专门机构来分配的。
自治系统内的路由器称为“内部网关”，所用的协议称为“内部网关协议”。内部网关协议大体上分为两类，一类是距离向量协议，如 RIP,EIGRP 协议；另一类是链路状态协议如 OSPF 协议。链路状态路由协议与距离向量协议的不同之处在于，采用链路状态路由协议的路由器不是交换到达目的地的距离，而是维护一张网络拓扑结构图。然后用数据库表示该图，其中的表项对应网络的一条链路。路由器根据数据库的信息计算出“最佳路由”，由此指导包的转发。当网络拓扑结构发生变化时，只需将相应纪录而非整个数据库通知其他节点。各路由器做出相应修改并重新计算路由后，就可以继续正常工作。
OSPF 具有支持多重度量制式和多重路径等诸多优点，因此成为因特网上推荐使用的内部网关协议，RIP 却由于自身的局限性而被打入冷宫。现在，在性能上唯一能够与 OSPF 相匹敌的内部网关协议便是 EIGRP--Cisco 的一个专有协议，但 OSPF 的“开放”本身就是一个响亮的招牌，因为谁也不想受制于某家供应商。
二、建立路由器
（1）安装 Zebra
既可以从 Zebra.org 网站下载 Zebra 的最新源程序，也能从 Redhat 和 Debian 中获得它，但不一定是最新版的。从源代码中进行软件安装，就会发现使用的是一些普通的安装过程。
配置脚本会搜索系统上已经安装的 IP 栈并且自动地设置成支持他们。当前，IP 栈很可能仅仅是指 IPv4，但是 IPv6 用户也不用担心，因为 Zebra 也会发现并且支持它。
程序安装之后，还可能必须在 /etc/services 中增加一些命令行。Zebra 的守护程序在他们自己的虚拟终端连接(VTY)下运行，所以的系统必须知道这些虚拟终端连接。
（2）配置 Zebra
如果已经熟悉 Cisco IOS，就能在短时间内掌握 Zebra，因为会发现两者极为相似。Zebra 的每个守护程序使用一个单独的 VTY，这些 VTY 可以通过一个远程登录会话进行动态配置。所以，如果需要设置 OSPF，简单地远程登录到该 Linux 上 2604 端口；为了修改内核的路由表或设置路由协议间的再分发，可以远程登录到端口 2601，该 Zebra 守护程序充当内核管理器，管理其他的守护程序和系统本身之间的通信。
现在介绍如何在一个服务器上创建和运行 OSPF 和 BGP。Zebra 的守护程序运用纯文本文件储存它们的配置。对于 OSPF/BGP 路由器，将用到三个文件∶zebra.conf、ospfd.conf 和 bgpd.conf。
这里的感叹号充当注解标识或分隔符。尽管存在大量不同的网络接口类型(Ethernet、ISDN 等等)，但只要是 Linux 内核能够辨认的网络接口类型，Zebra 都可以使用。
（3）设置OSPF
接下来，我们还需要告诉守护程序将通过 OSPF 广播哪些网络以及相关的域（area）。OSPF 的可伸缩性允许它支持多个域。键入 router ospf 开始配置 OSPF，然后键入 network 192.168.66.0/24 area 0。这告诉路由器，我们将使用 OSPF 广播一个子网掩码为 255.255.255.0 的 192.168.66.0 网络。
在本例中，我们让 eth0 接口变成一个被动（passive）接口，以便使它不能发送路由更新。这对于实验是非常重要的，因为在那个方向上的其他的路由器可能监听到发送的路由更新，将接口变成一个被动（passive）接口，从而有效的避免扰乱网络的正常运行。为此，键入命令 passive - interface eth0。如果打算将此路由器作为工作路由器使用时，就没有这个必要了。一旦完成修改，用 end 命令从配置模式中退出，然后用 write file 命令保存。为了让 OSPF 或 BGP 在某接口上工作，那么该接口必须处于""运行""状态。为手工运行一个接口，登录到端口 2601 并且在该接口上执行 no shut 命令。
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关键词:IPv6;下一代互联网;OSPFv3
1 IPv6路由协议介绍
路由协议分为域内路由协议和域间路由协议,OSPFv3、RIPng和IS-ISv6适用于自治域内部路由,为内部网关协议;BGP4+用来在自治域之间交换网络可达信息,是外部网关协议,目前主要路由协议都增加了对IPv6的支持功能。
此次CNGI2建设各高校校园网建设仅涉及内部网关协议。支持IPv6的内部网关协议有:RIPng、OSPFv3、IS-ISv6协议。RIPng和OSPFv3协议已较为成熟,IS-ISv6协议标准正在形成之中。其中RIPng协议适用于小规模网络,OSPF和IS-IS协议可用于较大规模网络。考虑到高校使用习惯以及大多数三层交换机不支持ISISv6路由,部署OSPFv3可能更为实际。
目前在IPv4网络中大量使用的OSPF路由协议版本号为OSPFv2,能够支持IPv6路由信息的OSPF版本称为OSPFv3。OSPF是基于IP层的协议,OSPFv3是为IPv6开发的一套链路状态路由协议。OSPFv2和OSPFv3都使用最短路径优先算法,在Area划分、链路类型、LSA传播等方面基本一致。主要区别如下:
(1)虽然OSPFv3是为IPv6设计的,但是OSPF的Router ID、Area ID和LSA Link State ID依然保持IPv4的32位的格式,而不是指定一个IPv6的地址。所以即使运行OSPFv3也需要为路由器分配IPv4地址。
(2)协议的运行是按照每一条链路(Per-link)进行的,而不是按照每个子网进行的(per-subnet);
(3)与OSPFv2不同,IPv6的地址不再出现在OSPF包中,而是会在链路状态更新数据包中作为LSA的负载出现;
(4)Router-LSA和Network-LSA也不再包含网络地址,而只是简单的表示拓扑信息;
(5)邻居路由器的识别将一直使用Router ID,而不是像OS
PFv2一样在某些使用端口会将端口地址作为标识。
(6)Link-Local地址可以作为OSPF的转发地址。除了Virtu
al link必须使用Global unicast地址或者使用Site-local地址。
(7)去掉了认证信息。在OSPF v3中不再有认证方面的信息。如果需要加密,可以使用IPv6中定义的IP Authentication Header来实现。
OSPF数据包格式发生了一些变化:OSPF的版本号由2变成了3;Hello包和Database description包的选项域增加到24位;认证域去掉了;Hello信息中不再包含地址信息;引入了两个新的选项:R位和V6位;为实现单链路上多OSPF进程的实现,在OSPF包头中加入了Instance ID域;类型LSA 3名字改为Inter-Area-Prefix-LSA,类型LSA 4名字改为Inter-Area-Rout
er-LSA。
OSPF发展成熟,厂商支持广泛,已成为世界上使用最广泛的IGP,也是IETF推荐的唯一IGP。所以CERNET2骨干网和城域网的IGP协议采用了OSPFv3,北京交通大学此次的CNGI2建设内部网关协议也主要采用了OSPFv3。
2 CNGI2建设中北京交通大学IPv6路由规划
北京交通大学校园网IPv4网络中采用OSPFv2,IPv6网络中全面部署了OSPFv3。所有核心和汇聚设备上同时运行OSPFv2和OSPFv3两套协议,两套协议互相独立。OSPFv3域的设计沿用OSPFv2的思路。具体规划如下:
表1 IPv6网络OSPFv3的area及互联地址规划
表2 IPv4网络OSPFv2的area及互联地址规划
可见,两套OSPF的area完全一样,互联vlan和物理线路完全重叠,在同样的vlan上配置了v4和v6的互联地址,只是其中一条链路主要用于跑v4,另一条线路跑v6。这样配置便于记忆,而且v4和v6用不同的链路,保证了链路的充分利用。
至于核心和汇聚设备上的OSPFv3的配置是很简单的,详细可查配置手册。至于出口路由,在出口的CISCO12404上使用缺省路由指向上游节点。
参考文献
[1]唐学文,熊忠阳.校园网IPv6技术升级推进策略.CERNET200术年会论文集,2009:52-55.
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ospf协议范文6
关键词：气象；广域网；策略路由；路由策略；负载均衡
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）29-6525-02
近年来，随着气象部门在防灾减灾和应对气候变化等领域工作的深入开展，作为各项气象业务、服务工作的基础支撑，气象信息网络的发展也得到了快速发展。
2008年，宁夏气象局建设了基于中国电信MPLS-VPN电路的全区宽带通信网，整体网络为网状结构，至市级气象局的电路带宽为10Mbps，至县级气象局的电路带宽为4Mbps。2011年，为进一步提高广域网的可靠性与传输带宽，宁夏气象局建设了基于中国移动MPLS-VPN电路的全区各局站备份电路，至市县级气象局的电路带宽均为2Mbps，整体网络仍为网状结构。系统建成后，通过两张网状宽带网，利用MPLS-VPN电路的特性，宁夏全区各级气象局之间实现了网络互通，各市县级气象局之间的网络通信不再需要自治区级网络进行转发。利用OSPF路由协议，采取相应的策略路由，宁夏气象广域网实现了既能充分利用两条电路的带宽资源，又做到两条电路的相互备份，提供了自治区气象局与市县气象局的可靠通信。
1 宁夏气象广域网建设主要技术要点
1.1路由策略
路由策略是为了改变网络流量所经过的途径而修改路由信息的技术，主要通过改变路由属性来实现。路由策略路由策略主要用于控制路由的、接收，管理引入的路由，设置路由的属性。路由策略通过改变路由参数或控制方式，影响路由生成、、选择的结果，最终在路由器内生成相应的路由表。不同的路由协议，由于路由生成机制、优先级设定、开销计算规则等条件的不同，会在相同结构的网络中生成不同的路由表。
1.2策略路由
策略路由是一种依据用户制定的策略进行路由选择的机制，策略路由可以基于到达报文的源地址、长度等信息，灵活地进行路由选择。策略路由分为系统策略路由和接口策略路由，系统策略路由只对本地产生的报文起作用，对转发的报文不起作用；接口策略路由作用于到达该接口的报文，它只对转发的报文起作用。策略路由直接作用于路由器的转发表，由于转发表的优先级高与路由表，策略路由可以在不受路由表影响的情况下将报文按照用户指定的端口或路径优先转发。
1.3路由策略与策略路由的对比
路由器通过路由策略生成路由表后，网络不发生变化，则路由表不会发生变化，网络发生变化后，路由策略依据相应规则重新生成路由表；路由器加载策略路由后，策略路由始终在其配置的端口发生作用，在端口故障或链路中断时，策略路由自动失效。当路由器内的策略路由较为复杂时，对路由器的性能会产生较大的影响，甚至会影响报文的正常转发。因此，网络的路由设计应尽量使用路由策略，减少策略路由的使用，保证路由器的转发性能。
1.4负载均衡
负载均衡（Load Balance）技术提供了一种廉价、有效、透明的方法，用于扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。负载均衡技术具有高性能、可扩展、高可用、透明等优点。网络负载均衡，可以将大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备，或多个设备端口上分别处理，减少用户等待响应的时间，提高信息的传输速度。在广域网负载均衡中，首先需要具备2条或以上的通信线路；其次，需要利用路由协议对负载均衡提供支持。
由于OSPF协议只支持等价多路径路由（ECMP，Equal-Cost Multipath Routing）的负载均衡，对于不同的路径，OSPF协议会平均进行数据包的转发。针对宁夏气象广域网的实际情况是，以市级广域网为例，路由器两个外网出口，两条路径，一个带宽是10Mbps，一个是2Mbps，如果使用OSPF协议实施负载均衡，则网络实际可用带宽最多只能达到4Mbps，也就是说只能是低带宽线路的2倍。除各路径的带宽以外，还有时延、可靠性等路径特性的差异，当路径间差异较大时，总体传输效果会很不理想，多路径之间的干扰会严重影响OSPF协议的正常运行。
2 宁夏气象广域网的建设实施
2.1路由策略的调整
由于静态路由在宁夏气象系统现有的设备及电路环境下，无法实现通信电路的自动切换和互备，要实现2条电路的自动切换及互备功能，必须将原有静态路由更改为动态路由，利用动态路由协议实现电路的自动切换和互备。常用的动态路由协议有OSPF、BGP两种，OSPF协议是基于链路状态的域内路由协议，负责一个通信域内路由器的路由；BGP协议即边界网关协议，可以负责多个域内的路由，适用于大型的网络环境。由于宁夏气象广域网结构相对简单，不需要将全区各局站划分在不同的通信域中，因此适用OSPF协议。
在宁夏气象广域网自治区级、市县级的各路由器中启动OSPF动态路由协议，将所有与广域网电路相连的路由器端口划入区域0（Area0），实现所有广域网通信端口的互通及OSPF协议生成的动态路由信息在自治域内各路由器的更新。在OSPF协议中，自治域内的指定路由器DR（Designated Router）负责自治域内所有路由器的信息的收集，需要有较好的设备性能，故手动指定自治区级路由器为DR。通过OSPF协议动态路由特性，可以实现宁夏自治区级路由器与市县级路由器通过两条通信电路同时进行数据通信，当其中一条电路故障时，另一条电路仍能够正常通信，实现两条电路的互备。
2.2 广域网信息流划分
根据宁夏气象信息网络中各类传输信息用途的不同，可以划分为业务、办公、高清视频会商、其他通信四类主要类型。业务信息流主要由各类观测数据资料的实时传输组成；办公信息流主要由宁夏全区用户对宁夏气象局综合信息管理系统及NOTES邮件系统的访问组成；高清视频会商信息流由宁夏全区高清视频会商系统进行远程天气会商，及远程视频会议组成；其他信息流则包括科研、互联网访问等。进行信息流的划分，主要通过确定数据包的源、目的地址，结合三层交换机、路由器内的访问控制列表技术实现。信息流划分后，对不同信息流所需的传输带宽进行统计，在增加一定预留量的基础上，确定不同信息流所需的带宽。将不同类型的信息流纳入不同的访问控制列表中，可以为下一步策略路由及质量服务的实施提供明确的控制对象；流量统计则为电路传输质量服务提供具体的服务指标。
2.3策略路由的使用
策略路由的主要任务是对不同类型的信息流进行特定端口的转发，结合不同信息流所需的传输带宽及电信、移动公司的专线电路的实际情况，在自治区级路由器和市县级路由器进行相应配置。添加配置策略路由的端口必须为路由器与当地局域网连接的端口，这样路由器方能够正确识别需转发的信息通过哪一个广域网端口进行转发。
对于业务信息流，由于业务数据传输对传输时效性要求较高，传输数据量相对较小，故选择电信、移动两条电路中时延较小的电路进行传输；对于办公信息流，由于传输时效要求低且传输量较小，故选择带宽较低的移动公司电路进行传输；对于高清视频会商信息流，由于所需传输带宽及电路时延较高，故选择高带宽的电信公司电路进行转发；对于其他通信信息流，由于其时效要求及传输带宽要求的不确定性，则不进行策略路由，依靠OSPF协议自身的选择在两条电路中进行转发。通过不同类型信息流的转发指定，可以将大的信息流量指向带宽较高的电信电路，避免OSPF协议中等价多路径路由负载均衡引起的带宽利用率低的问题，充分利用两条电路的传输带宽。
当两条通信电路中的一条电路故障时，路由器会自动将对应故障电路的策略路由进行失效处理，路由器中的所有信息则利用OSPF协议的动态路由功能和正常电路的策略路由，全部通过正常的通信电路进行转发，实现两条电路的备份功能。
为保障业务、办公，特别是今后高清视频会商会议系统所用带宽，需要保证相关应用信息流的传输带宽，可以通过QoS机制在
两条电路中均配置对不同的类型信息流提供传输带宽保证，满足各业务的实际需求。需要特别注意的是，移动公司电路的传输带宽较低，一旦各类业务同时集中在该线路进行传输，势必会造成通信线路的拥堵，如视频会商的掉帧、声音断续，业务信息传输不畅等，因此，需要对移动公司电路的带宽进行详细的带宽划分和QoS保障，使其在单电路通信时，仍可保证重点业务信息的正常传输。
3 结论
通过合理规划广域网内的信息传输类型及流向，结合策略路由，最终在宁夏气象广域网中实现OSPF动态路由，并有效利用了不同带宽的两条通信电路；在广域网中增加传输服务质量相关控制规则，特别是在某条通信电路故障的情况下，使重点业务的传输带宽得以保证，最终实现了宁夏气象广域网的可靠通信。
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