1. 研究目的与意义
Internet将路由选择协议分为两大类：内部网关协议(Interior Gateway Protocol, IGP)和外部网关协议(External Gateway Protocol, EGP)。内部网关协议是在一个自治系统内部试用的路由选择协议，这与Internet中的其他自治系统选用的路由选择协议无关。目前常用的内部网关协议主要有路由信息协议(Routing Information Protocol, RIP)和开放最短路径优先协议。随着Internet规模的不断扩大，RIP的缺点表现得越来越突出。为了克服RIP的这些缺点，人们研制了一种新的选路协议。该协议为开放最短路径优先协议(Open Shortest Path First, OSPF)。 这种新协议的名称反映了它最重要的两个特点：一、该协议像所有TCP/IP标准一样使用开放和公开的RFC过程开发，因此不是专有协议，使用它也不需要许可证；二、名称的最短路径优先(SPF)部分是指协议所使用的算法类型，它在设计上允许路由器动态确定任意两个网络之间的最短路径。 OSPF的第一个版本在RFC 1131中介绍，该文档发布于1989年10月。这个版本很快在1991年7月份被OSPF版本2所取代，后者在RFC 1247中介绍。从那时起，人们对OSPF版本2进行了多次修订，分别见于RFC 1583、RFC 2178和RFC 2328，其中最后一个RFC 2328就是当前的标准。OSPF版本2是现今使用的唯一版本，因此当人们提到OSPF时，通常就是指它
开放最短路径优先协议(Open Shortest Path First, OSPF)是目前最主要的内部网关协议之一。通过本课程设计，我可以对路由表的建立和路由信息的更新等有更直观和清晰的认识。2. 课题关键问题和重难点
1.区域 OSPF协议具有非常好的扩展能力，所以在非专有路由选择协议中常常被首选的。为了有效和及时处理路由选择，OS协议把一个系统划分为多个区域，允许他们进行全面的路由更新控制，减少路由额外开销并提高系统性能。 (1)区域(Area) 区域是自治系统中网络、主机和路由器的一个集合。在一个区域里的所有网络必须是互相连接的，并使用洪泛法(Flooding)传送路由选择信息。一个自治系统可以划分为多个区域，每个区域有一个区域标识。其中有一个特殊的区域称作主干，区域标识为0，其余所有区域必须连接到主干区域上。和及时处理路由选择，OS协议把一个系统划分为多个区域，允许他们进行全面的路由更新控制，减少路由额外开销并提高系统性能。 (1)区域(Area) 区域是自治系统中网络、主机和路由器的一个集合。在一个区域里的所有网络必须是互相连接的，并使用洪泛法(Flooding)传送路由选择信息。一个自治系统可以划分为多个区域，每个区域有一个区域标识。其中有一个特殊的区域称作主干，区域标识为0，其余所有区域必须连接到主干区域上。
2.链路状态路由选择 OSPF协议是基于链路状态的路由选择协议，使用最短路径优先算法来生成在一个区域内的路由表。基本思想是：每个路由器拥有互联网在每一时刻的准确拓扑图，即每一个路由器拥有互联网的完整布局图。拓扑图由互联网中的结点(路由器)和边(链路)组成。根据拓扑图，路由器计算出到每一个网络的最短路径，即最佳路由。下面给出链路状态路由选择的基本步骤： 1) 发现它的邻站，并知道其网络地址。 2) 测量它到各个邻站的成本(例如延时)，即得到它和各领站之间的链路状态。 3) 把测量得到的链路状态信息组装成一个分组，并把它发送到区域内所有的路由器，发送 采用洪泛法。 4) 每一个路由器收到区域内所有路由器与其邻站的有关链路状态信息的分组，构建链路状 态数据库，得到本区域的网络拓扑结构。 5) 根据链路状态数据库，采用最短路径优先算法(Dijkstra算法)，计算它到区域内其他路 由器的最短路径。
3. 国内外研究现状（文献综述）
1 OSPF路由协议综述 OSPF是链路状态路由协议(link-state routing protocol)，属于内部网关路由协议。 链路状态路由协议具有以下基本特征： 1.对网络发生的变化能够快速响应 （快速响应网络变化）。 2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)（被动更新链路状态）。 3.发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟 （定时主动更新链路状态）。 OSPF工作原理介绍 链路状态路由协议只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新.当链路状态发生变化时候,检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement),通过使用组播地址传送给所有的邻居设备,然后每个设备拷贝一份LSA,更新它自己的链路状态数据库(link state database,LSDB),接着再转发LSA给其他的邻居设备。这种LSA的洪泛(flooding)保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB。最总利用SPF算法根据LSDB得到路由表。 工作原理总结： 链路变化--检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement)---- 组播传送给所有邻居设备--- 邻居收到LSA拷贝一份用来更新自己本地的链路状态数据库LSDB（link state database），然后转发LSA给其他邻居设备- 整个网络LSDB的同步更新 LSDB --- SPF算法（shortest path firth）--- 到达目的网络的最佳路径 --- SPF Tree ---- 选出最佳路径 ---- 加入路由表 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。
OSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层： 1. transit area(backbone或area 0) 2. regular areas(non-backbone areas) transit area负责的主要功能是IP包快速和有效的传输。transit area互联OSPF其他区域类型，一般这个区域里不会出现端用户(end user)。 regular areas负责的主要功能就是连接用户和资源。这种区域一般是根据功能和地理位置来划分，一般一个regular area不允许其他区域的流量通过它到达另外一个区域。regular area 之间的数据必须穿越transit area。
注意：area 1和area 2或3之间的连接是不允许的,它们都必须通过backbone area 0进行连接.Cisco建议每个区域中路由器的数量为50到100个。构建area 0的路由器称为骨干路由器(backbone router,BR),如上图,A和B就是BR;区域边界路由器(area border router,ABR) 连接area 0和nonbackbone areas.如图,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征： 1.分隔LSA洪泛的区域 2.是区域地址汇总的主要因素 3.一般做为默认路由的源头 4.为每个区域保持LSDB 理想的设计是使每个ABR只连接2个区域,backbone和其他区域,3个区域为上限。 OSPF Calculation 链路状态路由协议使用Dijkstra算法（典型的SPF算法）来查找到达目标网络中的最佳路径.所有的路由器拥有相同的LSDB后,把自己放进SPF tree中的root里,然后根据每条链路的耗费(cost),选出耗费最低的做为最佳路径,最后把最佳路径放进forwarding database(路由表)里，形成路由表。
4. 研究方案
(1) 分析OSPF路由协议的报文格式；
(2) 分析OSPF路由协议的工作过程；
(3) 分析OSPF路由协议的五种网络类型；
5. 工作计划
1－4周：理解毕业设计任务书，包括课题背景、工作内容及要求等，完成开题报告；
5－10周:进行网络需求分析、功能模块设计，进行学期检查；
11-14周:完成网络系统的核心架构，中期检查；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
