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7.3.3 自治系統內部路由協議OSPF
OSPF協議的基本特點
這個協議的名宇是開放最短路徑優先（Open Shortest Path Firet, OSPF)。它是為克服 RIP的缺點在1989年開發出來的。0SPF的原理很簡單，但實現起來卻較復雜?！伴_放”表 明0SPF協議不是受某一家廠商控制，而是公開發表的。“最短路徑優先”是因為使用了 Dijkstra提出的最短路徑算法（見5.3.2節）。0SPF的第二個版本0SPF2已成為互聯網標準協議[RFC 2328 ] ( 0SPF2的文檔長達224頁，而RIP2的文檔才38頁）。
請注意：0SPF只是一個協議的名字，它并不表示其他的路由協議不是“最短路徑優 先”。實際上，所有的在自治系統內部使用的路由協議（包括RIP)都是要尋找一條最短的路徑。
0SPF最主要的特征就是使用分布式的鏈路狀態協議（Link State Protocol)，而不是RIP那樣的距離向量協議。和RIP相比，0SPF協議的三個要點和RIP的都不一樣。
每個路由器向本自治系統中所有路由器發送路由信息。這里使用的方法是洪泛法 (flooding),這就是路由器通過所有輸出端口向所有相鄰的路由器發送信息。而每一個相鄰 路由器又再將此信息發往其所有的相鄰路由器（但不再發送給剛剛發來信息的那個路由 器）。這樣，最終整個區域中所有的路由器都得到了這個信息的一個副本。更具體的做法后 面還要討論。我們應注意，RIP是僅僅向自己相鄰的幾個路由器發送信息。
發送的路由信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態，但這只是路由器所知道的部分信息。所謂“鏈路狀態”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈 路的“度量”（Metric)。OSPF將這個“度量”用來表示費用、距離、時延、帶寬等。這些 都由網絡管理人員來決定，因此較為靈活。有時為了方便就稱這個度量為“代價”。我們注 意到，對于RIP,發送的信息是：“到所有網絡的距離和下一跳路由器”。
(3)只有當鏈路狀態發生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發送此信息。而不 像RIP那樣，不管網絡拓撲有無發生變化，路由器之間都要定期交換路由表的信息。
從上述的三個方面可以看出，OSPF和RIP的工作原理相差較大。
由于各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態信息，因此所有的路由器最終都能建立一個鏈路 狀態數據庫（Link-state Database)，這個數據庫實際上就是全網的拓撲結構圖。這個拓撲結 構圖在全網范圍內是一致的（這稱為鏈路狀態數據庫的同步）。因此，每一個路由器都知道 全網共有多少個路由器，以及哪些路由器是相連的，其代價是多少，等等。每一個路由器使 用鏈路狀態數據庫中的數據，構造出自己的路由表（例如，使用Dijkstra的最短路徑路由算法）。我們注意到，RIP的每一個路由器雖然知道到所有的網絡的距離以及下一跳路由器， 但卻不知道全網的拓撲結構（只有到了下一跳路由器，才能知道再一跳應當怎樣走）。
OSPF的鏈路狀態數據庫能較快地進行更新，使各個路由器能及時更新其路由表。OSPF 的更新過程收斂得快是其重要優點。
為了使OSPF能夠用于規模很大的網絡，OSPF將一個自治系統再劃分為若干個更小的 范圍，叫做區域（Area〉。圖7-18表示把一個自治系統劃分為4個區域。每一個區域都有一個32 bit的區域標識符（用點分十進制表示）。當然，一個區域也不能太大，在一個區域內 的路由器最好不超過200個。

劃分區域的好處就是將利用洪泛法交換鏈路狀態信息的范圍局限于每一個區域而不是整 個的自治系統，這就減少了整個網絡上的通信量c在一個區域內部的路由器只知道本區域的 完整網絡拓撲，而不知道其他區域的網絡拓撲的情況。
為了使每一個區域能夠和本區域以外的區域進行通信，0SPF使用層次結構的區域劃分。 在上層的區域叫做主干區域（Backbone Area)。主干區域的標識符規定為0_ 0.0. 0。主干區 域的作用是用來連通其他在下層的區域。從其他區域來的信息都由區域邊界路由器（Area Bonier Router)進行概括。在圖7-18中，路由器R,，匕和&都是區域邊界路由器，顯然每一個區域至少應當有一個區域邊界路由器。在主干區域內的路由器叫做主干路由器 (backbone router),如R3，R4 , R5? R*和R7。一個主干路由器可以同時是區域邊界路由器， 如R3，札和R7。在主干區域內還要有一個路由器專門和本自治系統外的其他自治系統交換 路由信息。這樣的路由器叫做自治系統邊界路由器（如圖中的R6）。

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