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网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列一)
网络路由技术中的链路状态路由协议详解在今天快速发展的网络环境中，网络路由技术扮演了至关重要的角色。
路由协议作为网络中数据包的转发引擎，不仅负责将数据从源地址传递到目标地址，还能帮助网络管理员管理和优化网络拓扑。
本文将深入探讨网络路由技术中的一种重要协议：链路状态路由协议。
一、链路状态路由协议的基本概念链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是一类以链路状态为基础，通过交换路由信息维护路由表的协议。
其主要特点是每个节点都会主动感知网络中所有的链路，并以状态报文的形式将链路信息广播给周围的节点，借此来构建网络拓扑。
常见的链路状态路由协议包括OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS （Intermediate System to Intermediate System）。
二、OSPF协议的工作原理OSPF（开放最短路径优先）是一种最常用的链路状态路由协议，广泛应用于大型企业和互联网服务提供商的网络中。
OSPF通过构建拓扑表和路由表来决定数据包的最佳传输路径。
1. 链路状态发送与接收：OSPF通过使用Hello消息和LSA（链路状态通告）进行链路状态的发送和接收。
Hello消息用于发现相邻节点，并保持邻居关系的稳定。
LSA的作用是将链路状态信息广播给所有的OSPF节点。
2. 泛洪法更新链路状态数据库：当一台路由器接收到链路状态信息后，会将其记录在链路状态数据库（LSDB）中，并通过与邻居节点交换LSA来保持数据库的同步。
这种泛洪法的方式可以确保网络中的每个节点都拥有相同的拓扑视图。
这种信息的完整性是OSPF协议的一大优势。
3. 计算最短路径树：根据链路状态数据库中记录的信息，每个节点都能计算出整个网络中到其他节点的最短路径。
通过运用Dijkstra算法，OSPF能够确定最佳的转发路径，并将其记录在路由表中。
这样一来，当数据包到达某个节点时，该节点就能够根据路由表中的信息快速决定下一跳的位置。
链路状态路由协议
链路状态路由协议链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是一种通过交换路由信息来建立网络拓扑图，并根据该图来为数据包选择最佳路径的协议。
它具有高效、灵活、稳定等特点。
本文将介绍链路状态路由协议的工作原理、优缺点以及常见的链路状态路由协议。
链路状态路由协议的工作原理是通过交换链路状态包来建立网络拓扑图。
每个路由器都维护着一个链路状态数据库，存储了与其相连的邻居路由器及其连接状态信息。
当一个路由器状态发生改变时，例如链路中断或网络拓扑变化，它会发送链路状态包给相邻的路由器。
相邻路由器收到后，将更新链路状态数据库，并广播给自己的相邻路由器。
通过交换链路状态包，每个路由器都能了解整个网络的拓扑结构。
基于链路状态数据库，每个路由器都可以计算出到达任意目的地的最短路径。
具体的计算过程一般采用Dijkstra算法，它通过比较各路径的代价来选择最优路径。
计算完成后，路由器将最佳路径信息存入路由表中。
当数据包到达时，路由器会根据路由表中的最佳路径选择发送出去。
链路状态路由协议的优点是具有较高的计算效率和稳定性。
由于每个路由器都只需要计算到达各目的地的最短路径一次，而不需要像距离向量路由协议那样进行循环计算，因此计算效率较高。
同时，链路状态路由协议也具有较好的稳定性，当网络发生变化时，只需要更新受影响的路由器的链路状态数据库，而不需要更新整个网络的路由表。
然而，链路状态路由协议也存在一些缺点。
首先，链路状态数据库的维护需要消耗一定的计算和存储资源，特别是在大型网络中。
其次，链路状态路由协议对网络的可伸缩性要求较高，当网络规模较大时，链路状态数据库的交换和计算开销会增加。
此外，链路状态路由协议对网络拓扑的变化较为敏感，一旦网络中链路发生变化，需要进行链路状态数据库的更新和链路状态包的交换，会引发一定的网络开销。
常见的链路状态路由协议包括OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）等。
网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列五)
网络路由技术中的链路状态路由协议详解在当今数字化社会中，网络的快速发展使得信息传输和数据交换变得日益重要。
而网络中的路由技术则是实现高效数据传输的关键。
在这个过程中，链路状态路由协议发挥着重要的作用。
本文将对链路状态路由协议进行详解，并探讨其在网络中的应用。
第一部分：链路状态路由协议的概念与原理链路状态路由协议是一种通过交换网络中的路由器之间的链路状态信息来计算路径的方法。
其核心原理是基于每个路由器对网络进行监视，了解各个链路的连通状况和质量，然后共享这些信息给其他路由器，从而实现每个路由器对整个网络的了解。
这种方法的优点是能够动态适应网络拓扑结构的变化，提供更高的灵活性和可扩展性。
第二部分：链路状态路由协议的实现方式链路状态路由协议的实现方式有很多种，其中最常见的是基于开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）和中间系统到中间系统（Intermediate System to Intermediate System，IS-IS）协议。
1. OSPFOSPF是一种基于链路状态的路由协议，常用于大规模企业网络和互联网服务提供商之间的路由选择。
其通过建立邻居关系、交换链路状态信息和计算最短路径来确定数据的传输路由。
它具有高度的可靠性和快速的收敛速度，能够支持大规模网络的拓扑变化。
2. IS-ISIS-IS是一种用于骨干网络的路由协议，与OSPF类似，也是基于链路状态计算路径。
IS-IS使用中间系统（Intermediate System，IS）来表示路由器，通过交换链路状态信息来更新路由表。
它在互联网络服务提供商中广泛应用，能够提供高效的路由选择和快速的收敛性。
第三部分：链路状态路由协议的优势和应用链路状态路由协议具有许多优势和广泛的应用场景。
1. 灵活性和可扩展性链路状态路由协议能够灵活适应网络拓扑结构的变化，使得新的链路可以很快地加入网络并融入整个路由计算过程。
10 链路状态路由协议
10 链路状态路由协议10.1 链路状态路由（Link-State Routing）10.1.1 链路状态路由协议（Link-State Routing Protocol）1、链路状态路由协议又称为最短路径优先协议（Shortest Path First Protocol）2、IP 链路状态路由协议包括：OSPF（开放最短路径优先）；IS-IS（中间系统到中间系统）10.1.2 SPF算法简介Dijkstra 算法通常称为SPF（最短路径优先）算法。
此算法会累计每条路径从源到目的地的开销。
尽管Dijkstra 算法称为最短路径优先算法，但事实上，优先最短路径是所有路由算法的目的。
10.1.3链路状态路由过程1.每台路由器了解其自身的链路（即与其直连的网络）。
2.每台路由器负责“问候(Saying Hello)”直连网络中的相邻路由器。
3.每台路由器创建一个链路状态数据包(LSP，Link-state Packet)，其中包含与该路由器直连的每条链路的状态。
4.每台路由器将LSP 泛洪到所有邻居，然后邻居将收到的所有LSP 存储到数据库中。
5.每台路由器使用数据库构建一个完整的拓扑图并计算通向每个目的网络的最佳路径。
10.1.4了解直连网络1、链路（Links）：链路是参与链路状态路由协议进程的路由器上的一个接口。
2、链路状态（Link-State）：有关各条链路的状态的信息称为链路状态；这些信息包括：1)接口的IP 地址和子网掩码2)网络类型，例如以太网（广播）链路或串行点对点链路。
3)该链路的开销。
4)该链路上的所有相邻路由器。
10.1.5向邻居发送Hello包与EIGRP 的Hello 数据包相似，当两台链路状态路由器获悉它们是邻居时，将形成一种相邻关系（adjacency）10.1.6创建链路状态数据包（LSP）10.1.7将LSP泛洪（Floods）到邻居LSP 并不需要定期发送，而仅在下列情况下才需要发送：●在路由器初始启动期间，或在该路由器上的路由协议进程启动期间●每次拓扑发生更改时，包括链路接通或断开，或是相邻关系建立或破裂10.1.8构建链路状态数据库（Link-State Database ,LSDB）10.1.9SPF Tree（最短路径优先树）1、构建SPF 树2、确定最短路径3、由SPF 树生成路由表10.2实施链路状态路由协议10.2.1链路状态路由协议的优点1、每台路由器自行创建网络拓扑图以确定最短路径；2、立即泛洪LSP以实现快速收敛；3、仅当拓扑发生变化时才发送LSP，且该LSP仅包含与该变化相关的信息；4、多区域（Area）实施时采用了层次式设计；10.2.2链路状态路由协议的要求1、内存要求2、CPU 占用要求3、带宽要求使用多区域的层次式设计可以降低这些要求。
链路状态路由协议
链路状态路由协议百科名片链路状态路由选择协议又称为最短路径优先协议，它基于Edsger Dijkstra的最短路径优先（SPF）算法。
它比距离矢量路由协议复杂得多，但基本功能和配置却很简单，甚至算法也容易理解。
路由器的链路状态的信息称为链路状态，包括：接口的IP地址和子网掩码、网络类型（如以太网链路或串行点对点链路）、该链路的开销、该链路上的所有的相邻路由器。
链路状态路由协议链路状态路由协议是层次式的，网络中的路由器并不向邻居传递“路由项”，而是通告给邻居一些链路状态。
与距离矢量路由协议相比，链路状态协议对路由的计算方法有本质的差别。
距离矢量协议是平面式的，所有的路由学习完全依靠邻居，交换的是路由项。
链路状态协议只是通告给邻居一些链路状态。
运行该路由协议的路由器不是简单地从相邻的路由器学习路由，而是把路由器分成区域，收集区域的所有的路由器的链路状态信息，根据状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑结构计算出路由。
编辑本段链路状态的工作过程1、了解直连网络每台路由器了解其自身的链路（即与其直连的网络）。
这通过检测哪些接口处于工作状态（包括第3层地址）来完成。
对于链路状态路由协议来说，直连链路就是路由器上的一个接口，与距离矢量协议和静态路由一样，链路状态路由协议也需要下列条件才能了解直连链路：正确配置了接口IP地址和子网掩码并激活接口，并将接口包括在一条network 语句中。
2、向邻居发送Hello数据包每台路由器负责“问候”直连网络中的相邻路由器。
与EIGRP路由器相似，链路状态路由器通过直连网络中的其他链路状态路由器互换Hello数据包来达到此目的。
路由器使用Hello协议来发现其链路上的所有邻居，形成一种邻接关系，这里的邻居是指启用了相同的链路状态路由协议的其他任何路由器。
这些小型Hello数据包持续在两个邻接的邻居之间互换，以此实现“保持激活”功能来监控邻居的状态。
如果路由器不再收到某邻居的Hello数据包，则认为该邻居已无法到达，该邻接关系破裂。
链路状态路由协议
链路开销：即链路距离
链路状态路由协议：
每隔一固定时间在邻居之间发送hello包
但是不固定时间发送链路状态数据包
发送链路状态数据包时间：重新构建网络拓朴时（路由器重启时或者网络拓朴发生变化时）
通过发送HELLO包获得邻居信息
通过邻居间发送链路状态数据包获得网络拓朴
通过迪杰斯特算法获得最短路径
链路状态路由协议
路由器X到路由器G怎么走？
X--A--D--G
X--A--D--C---E--G
X--D--G
X---D——--C--E——-G
X--C---ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ---G
X--C——--E——-G
X--B--C--D--G
X--B---C--E--G
假设每条链路的距离为固定值，则从X到G有一条是最近的
采用迪杰斯特算法（最短路径算法）
生成一棵树，最短路径树
路径复杂的原因是网络拓朴中形成了环
最短路径树中有9个路由器，有8条链路（9-1）
链路状态路由协议采用的就是这个最短路径算法。
OSPF：开放最短路径优先算法
O表示的是开放的
OSI：开放系统互联
不管是哪个公司的产品，只要支持该标准就可以互相连接起来正常工作，这就是开放的意思
OSPF：开放最短路径优先 支持不同公司的路由器
即不同公司的路由器都可以采用OSFP动态路由协议。
而EIGRP是思科专有的动态路由协议。所以互联网上用得最多的动态路由协议是OSFP。
1、把路由器R1确定，路由器R1的局域网确定
2、找出与路由器R1相连的邻居，选择其中最短路径的路由器把它加进来，同时把它的局域网也加进来
网络协议中的路由算法与链路状态路由
网络协议中的路由算法与链路状态路由在当今数字化时代，网络已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而要实现网络中的数据传输，就需要通过路由器来进行数据的转发。
而路由器在进行转发的过程中，需要依靠一种算法来确定最佳的转发路径，这就是路由算法。
而在众多的路由算法中，链路状态路由算法是应用广泛的一种。
一、路由算法的概念和作用路由算法，顾名思义，就是在网络中确定数据传输的最佳路径的算法。
它的作用是通过计算路由表来指导路由器的数据转发，使得数据能够快速、高效地到达目的地。
在网络中，数据包通常会经过多个路由器，路由算法就是决定数据包经过哪些路由器，以及经过这些路由器的哪些路径。
二、常见的路由算法1. 静态路由算法静态路由算法是一种固定、预先设置好的路由算法，它将所有数据包都按照相同的路径进行转发。
这种算法简单、稳定，适用于网络规模较小且网络拓扑结构变化不频繁的场景。
然而，静态路由算法不适应网络环境的变化，无法实现动态的路由控制与优化。
2. 距离向量路由算法距离向量路由算法是一种基于邻居节点距离信息的路由算法。
每个节点维护一个距离向量表，表中记录了到达目的节点的距离和下一跳节点。
通过相互交换距离信息，节点逐渐更新距离向量表，从而得到到达各个目的节点的最短路径。
距离向量路由算法简单且易于实现，但存在着计算量大、收敛速度慢等问题。
3. 链路状态路由算法链路状态路由算法是一种基于全局网络信息的路由算法。
每个节点会向整个网络广播链路状态信息，通过收集到的链路状态信息，节点可以建立网络的拓扑图。
借助拓扑图，节点可以通过计算最短路径树来确定数据的最佳路径。
链路状态路由算法具有计算量小、收敛速度快等优点，但需要大量的带宽和计算资源来维护全局信息。
三、链路状态路由算法的原理和优点链路状态路由算法是一种用于计算最佳路径的高级路由算法。
它的原理是通过每个节点向整个网络发送链路状态信息，然后利用这些信息计算出网络的最短路径树。
链路状态路由算法有以下几个优点：1. 网络适应能力强：链路状态路由算法能够实时地根据网络拓扑变化进行计算调整，适应网络环境的变化。
网络路由技术中的链路状态路由协议详解
网络路由技术中的链路状态路由协议详解在现代网络通信中，路由技术起着至关重要的作用。
它决定了数据包在网络中的传输路径，保证了网络的正常运行和数据的高效传输。
而在路由技术中，链路状态路由协议是一种常见且重要的协议。
一、概述链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是一种基于链路状态信息的路由协议。
它通过路由器之间交换链路状态信息，利用图论算法计算出最短路径，并将最优路径信息保存在路由表中，从而实现网络中数据包的高效传输。
二、链路状态信息的获取在链路状态路由协议中，每个路由器周期性地向周围的邻居路由器发送链路状态包（Link State Advertisement，LSA），其中包括自身的状态和与邻居之间的链路状态。
邻居路由器收到链路状态包后，会更新自己的链路状态数据库（Link State Database，LSDB）。
通过不断地交换链路状态包，路由器可以获得整个网络的链路状态信息。
三、链路状态数据库的构建路由器通过收集和更新链路状态包，不断完善自己的链路状态数据库。
链路状态数据库保存了网络中所有路由器的链路状态信息，并以图的形式呈现。
通过分析链路状态数据库，路由器可以计算出网络的拓扑结构，即路由器之间的连接关系。
基于这个拓扑结构，路由器可以利用图论算法计算出最短路径。
四、最短路径算法在链路状态路由协议中，最短路径算法是计算最优路径的核心。
常见的最短路径算法包括Dijkstra算法和SPF算法（Shortest Path First）。
这些算法基于图的结构，通过计算路径的各种指标（如距离、带宽等）来确定最短路径。
最短路径算法的运行过程一般包括初始化、选择最优节点、更新路径和标记已访问节点等步骤。
五、路由表的计算与更新通过最短路径算法计算出最优路径后，路由器会将最优路径信息存储在自己的路由表中。
路由表是路由器用来决策数据包的转发路径的重要数据结构。
在链路状态路由协议中，路由表的更新是基于链路状态数据库的变化。
网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列二)
网络路由技术中的链路状态路由协议详解在当今高度互联的网络环境中，网络的可靠性和性能是至关重要的。
而网络路由技术作为网络通信的核心技术之一，扮演着决定网络效率和连接质量的关键角色。
在网络路由技术的发展过程中，链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）由于其优越的性能和可靠性而成为了广泛应用的技术之一。
链路状态路由协议是一种基于路由器之间相互交换的链路状态信息来进行路由计算和路径选择的路由协议。
其核心思想是将网络中所有的节点（路由器）之间的链路状态信息都交换给网络中其他节点，从而使得每个节点都能拥有整个网络的全局拓扑信息。
链路状态路由协议的运行过程可以分为三个阶段：链路状态信息交换、链路状态数据库维护和路由计算与选择。
在链路状态信息交换阶段，网络中的每个路由器都会向邻居路由器发送链路状态信息。
这些信息包括当前路由器所连接的链路的状态、带宽以及延迟等信息。
通过这种方式，每个路由器都能够了解到整个网络的全局拓扑信息。
在链路状态数据库维护阶段，每个路由器将收集到的链路状态信息保存在本地的链路状态数据库中。
这些信息包括网络拓扑图、链路状态和路由器之间的连接信息等，并进行更新和维护，以确保数据库中的信息与实际网络拓扑保持一致。
在路由计算与选择阶段，每个路由器根据自身的链路状态数据库和链路状态算法，计算出到达目标路由器的最短路径。
这些路径信息存储在路由表中，以便路由器在转发数据包时能够选择最优的路径。
链路状态路由协议的优势之一是对网络拓扑的动态变化有较强的适应能力。
当网络中某个链路状态发生了变化（如断开或故障），路由器会将这个变化信息通知给其他路由器，从而使得整个网络能够及时调整路由路径，保证数据的正常传递。
此外，链路状态路由协议还具有较高的可扩展性和可靠性。
由于每个路由器都有全局拓扑信息，它们能够基于准确的信息进行路由计算和选择，从而避免了传统的距离矢量路由协议中可能存在的路由环路和计数发散等问题。
路由算法之链路状态路由算法LS
路由算法之链路状态路由算法LS 把我与谁连接告诉所有的路由器，那么所有的路由器就都具有了⼀幅⽹络图由这副图计算每条具体的路径所以实现的关键在于链路状态信息的可靠分发根据链路状态信息计算路由步骤1. 发现邻接点, 获得邻居的⽹络地址.每⼀个点对点链路发送 HELLO 分组邻居返回响应多个路由器通过LAN连接,路有器的⼀个端⼝有多个邻居,如何抽象?把 LAN 当做⼀个节点 LAN上指定的⼀个路由器来运⾏路由协议2. 测量到每⼀个邻居的代价发送⼀个 ECHO 分组，邻居迅速返回响应测量往返时间, / 2即是到邻居的延迟多测⼏次取平均值3. 构造链路状态分组（邻居信息）LSP (Link-State Packet，链路状态分组)和路由计算相关的项产⽣ LSP节点的ID直接相连的邻居列表到每个邻居的代价和可靠性相关的项序号（ sequence number），区分新旧消息年龄（ age）更新计时器超时通常⼏⼗分钟⽹络变化时直接连接的链路断开可以⽤链路层协议检测直接连接的邻居下线通过定期发送 “hello” 检测4. 分发链路状态包（发送给所有其它路由器）.⽬的：保证所有参加路由的节点得到其它所有节点的链路状态信息的⼀个拷贝⽅法：可靠泛洪（Reliable Flooding）将 LSP发送到所有直接相连的链路收到 LSP 的节点将它转发到所有其它链路存储每个节点的最新 LSP向所有相邻节点转发每个LSP，但不发送给发来该LSP的节点相邻路由器之间有确认和重传的机制控制泛洪规模Packet: 包含⼀个序号保证拥有最新 copy序号存在的问题问题1：序号回转解决：使⽤⼤的序号空间，如32bit问题2：⼀个路由器崩溃了, 将丢失所有序号记录，恢复后从0开始，将会拒绝正常分组问题3：序号本⾝被破坏解决增加 age域 (TTL) 每经过⼀个路由器，age递减 Age=0，抛弃Router: 记录见过的分组 ( router, sequence number )如果 LSP 是 duplicate , 就丢弃Duplicate: LSP序号 is lower当⼀个 LSP 到来时, it wait a short while, ⽽不是⽴即转发当⼀个 LSP 到来, 先放到⼀个保留区等⼀会有新 LSP 到来, ⽐较序号相等，是重复分组，不再转发不同，⽐较年龄，丢弃旧的分组5. 计算到每个节点的最短路径优缺点优点没有慢收敛问题，对坏消息响应迅速代价存储空间开销存储所有的链路状态分组CPU 开销任何拓扑变化都要重新计算最⼩代价树⽐较和 DV对⽐，都要交流信息DV（距离向量）Who: 邻居What：距离向量，可能有不确定（道听途说）的消息使⽤最短路径优先算法，算法复杂度为O(n^2) n个结点（不包括源结点），需要n*(n+1)/2 次⽐较使⽤更有效的实现⽅法，算法复杂度可以达到O(nlogn) 可能存在路由振荡（oscillations）结点会⼴播错误的链路开销每个结点只计算⾃⼰的路由表LS（链路状态）Who: 所有路由器What ：LSP，仅通告确定的消息收敛时间不定可能会出现路由循环结点会⼴播错误的路径开销每个结点的路由表被别的结点使⽤，错误会传播到全⽹。
ospf链路状态路由协议
ospf链路状态路由协议OSPf链路状态路由协议双方基本信息甲方：名称：_____地址：_____电话：_____邮箱：_____乙方：名称：_____地址：_____电话：_____邮箱：_____双方身份、权利、义务、履行方式、期限、违约责任甲方身份为OSPF组成路由协议，甲方享有协议的著作权，并有权指派使用者。
乙方身份为OSPF路由器，乙方有权使用甲方授权的OSPF组成路由协议。
甲方应当向乙方提供OSPF组成路由协议的授权，并提供必要的技术支持，以确保协议的正常使用。
乙方应当遵守OSPF组成路由协议的相关规定，以保障协议的安全和稳定。
甲方应当于双方签订本协议之日起，向乙方提供OSPF组成路由协议。
乙方应当自收到OSPF组成路由协议之日起，开始实施协议。
甲方有义务协助乙方顺利实施协议，协议的实施期限为_____。
在协议实施的过程中，如甲方没有履行提供技术支持的义务，或乙方未按照协议规定实施协议，任一方均有权解除本协议，并承担相应的违约责任。
需遵守中国的相关法律法规双方在履行本协议时，应当遵守中华人民共和国的相关法律法规，禁止利用OSPF组成路由协议从事非法活动。
明确各方的权力和义务甲方享有OSPF组成路由协议的著作权、授权权等权利，乙方有权使用OSPF组成路由协议，但不得侵犯甲方的权利。
甲方应当为乙方提供技术支持，确保协议的安全和稳定，乙方应当遵守OSPF组成路由协议的相关规定，以保障协议的安全和稳定。
明确法律效力和可执行性本协议经双方签字、盖章生效，具有法律效力，并经双方认可。
本协议可执行性高，各项条款均符合中华人民共和国相关法律法规。
其他协议中未尽事宜，双方可以另行协商并签署补充协议。
本协议一式两份，双方各执一份，具有同等法律效力。
甲方：____________乙方：____________签字日期：____________。
链路状态路由算法
路由算法一链路状态路由算法的具体实现（1）链路状态路由算法的原理链路状态路由协议是目前使用最广的一类域内路由协议。
它采用一种“拼图”的设计策略，即每个路由器将它到其周围邻居的链路状态向全网的其他路由器进行广播。
这样，一个路由器收到从网络中其他路由器发送过来的路由信息后，它对这些链路状态进行拼装，最终生成一个全网的拓扑视图，近而可以通过最短路径算法来计算它到别的路由器的最短路径。
运行链路状态路由协议的路由器, 每台路由器公在其接口的状态发生变化时，才将变化后的状态发送给其他所有路由器，每台路由器都使用收到的信息重新计算前往每个网络的最佳路径，然后将这些信息存储到自己的路由选择表中。
链路状态路由算法背后的思想非常简单，可以用5个基本步骤加以描述。
1、发现他的邻接点，并知道其网络的地址。
2、测量到各邻接点的延迟或开销。
3、构造一个分组，分组中包含所有他刚刚收到的信息。
4、将这个分组发送给其他的路由器。
5、计算出到每一个其他路由器的最短路径。
例如，每个路由器运行Dijkstra算法就可以找从它到每一个其他路由器的最短路径。
（2）程序源代码（c++语言，核心算法为迪杰斯特拉算法）#include <iostream>#include <fstream>#define routeTable "routeTable.txt"using namespace std;const int MAX_NODES = 1024; //能接受的最大路由数const int INFINITY = 100000; //权值int dist[MAX_NODES][MAX_NODES]; //用于存放网络拓扑结构连接矩阵int static Vnums; //总的节点(路由)数void initDist(){ //初始化邻接矩阵for(int i = 0; i < MAX_NODES; i ++)for(int j = 0; j < MAX_NODES; j ++)dist[i][j] = 0;}void creatRouteMap(int Vnums){ //创建网络拓扑结构的邻接矩阵，1.创建路由表函数for(int i = 0; i < Vnums; i ++){cout << "输入第" << i << "个节点\n" ;for(int j = 0; j < Vnums; j ++){cout <<"的第"<< j << "个节点的权值：" ;cin >> dist[i][j];}}}void saveRoute(ofstream& routeTables){ //6.保存路由信息routeTables << "路由邻接矩阵为：";routeTables << "\n";routeTables << "**********************************";routeTables << "\n";for(int i = 0; i < Vnums; i ++){for(int j = 0; j < Vnums; j ++){routeTables<<dist[i][j]<<"\t";}routeTables << "\n";}}void dijkstra(int s, int t, int path[]){ //迪杰斯特拉算法s目的节点t源节点struct state{ //存放节点数据int predecessor; //父节点int length; //权值，存放最小权值bool lable; //访问状态false未被访问过，true访问过}state[MAX_NODES];int i,k,min,print;struct state *p;for(p = &state[0]; p < &state[Vnums]; p ++) //初始化节点数据{p->predecessor = -1;//类似存下一跳p->length = INFINITY; //=100000p->lable = false;}state[t].length = 0; //源节点的权值改为0state[t].lable = true;k = t;cout << "最短路径为：" << endl;do{ //dowhile 先是把所有最短路径连起来for(i = 0; i < Vnums; i ++) //找到与永久标定节点直接相连的节点，并改变其权值{if( (dist[k][i] != 0) && (state[i].lable == false)){ //与源节点直接相连并且不是同一个源节点k源节点if(state[k].length + dist[k][i] < state[i].length){state[i].predecessor = k; //记录节点cout << k << "->";state[i].length = state[k].length + dist[k][i]; //路径长度总和}}}k = 0;min = INFINITY;for( i = 0; i < Vnums; i ++) //找到与永久标定节点相邻的节点，并把与最小权值的相邻点改为永久标点{if((state[i].lable == false) && (state[i].length < min)) //找到与永久标点相邻的节点{min = state[i].length;k = i;}}state[k].lable = true; //新的永久标点也变为访问过}while(k!=s); //新的永久标点是否为目的节点，不是继续循环cout << s <<"最小距离="<<min<<"\n";}void addRoute(){ //添加一个路由及结点信息2.增加路由char ch;do{cout << "添加一个路由:" << endl;Vnums = Vnums + 1;cout << "输入第" << Vnums - 1 << "个节点与第" ;for(int j = 0; j < Vnums; j ++){cout << j << "个节点的权值：" << endl;cin >> dist[Vnums - 1][j]; //写入对应增加行的信息dist[j][Vnums - 1] = dist[Vnums - 1][j]; //写入对应增加列的信息}cout << "继续添加(y 或者n)：" << endl;cin >> ch;if(ch == 'n') break;}while(ch == 'y');}void deleteRoute(){ //3.删除路由char ch;int delNum;do{cout << "输入删除路由结点号:" << endl;cin >> delNum;for(int j = 0; j < Vnums; j ++){dist[delNum - 1][j] = 0; //对应行的信息dist[j][delNum - 1] = dist[delNum - 1][j]; //对应列的信息}cout << "继续删除(y 或者n)：" << endl;cin >> ch;if(ch == 'n') break;}while(ch == 'y');}void changeRoute(){ //4.修改路由int i,j;cout << "输入要修改的结点1：" <<endl;cin >> i;cout << "输入要修改的结点2：" <<endl;cin >> j;cout << "输入修改的权值：" <<endl;cin >> dist[i-1][j-1];}void displayRouteInfo(){ //7.显示路由表信息cout << "**********************************" << endl;cout << "路由表信息:" << endl;cout<<" ";for(int j=0;j<Vnums;j++)cout<<"\t"<<(char)(j+65); //显示ABC..的对应数字为012..cout<<" (目的节点)\n";for(int i = 0; i < Vnums; i ++){int c=i+65;cout<<(char)c<<"\t";for(int j = 0; j < Vnums; j ++){cout << dist[i][j] << "\t";}cout << "\n";}}int main(){int desNode,rouNode;int path[MAX_NODES];int change;char ch;ofstream routeTables;//初始化权值矩阵initDist();cout << "输入路由总节点数：" << endl;cin >> Vnums;do{//主菜单界面cout << "\t" <<"=============================" << endl;cout << "\t" <<"1.创建路由表" << endl;cout << "\t" <<"2.增加路由" << endl;cout << "\t" <<"3.删除路由" << endl;cout << "\t" <<"4.修改路由" << endl;cout << "\t" <<"5.找两个路由间的最短路径" << endl;cout << "\t" <<"6.保存路由表到文件" << endl;cout << "\t" <<"7.显示路由表信息" << endl;cout << "\t" <<"8.退出" << endl;cout << "\t" <<"=============================" << endl;// cout << "输入路由总节点数：" << endl;// cin >> Vnums;cout << "选择操作(1-8)：" << endl;cin >> change;switch(change){case 1: creatRouteMap(Vnums); system("pause"); system("cls");break;case 2: addRoute(); system("pause"); system("cls"); break;case 3: deleteRoute(); system("pause"); system("cls"); break;case 4: changeRoute(); system("pause"); system("cls");break;case 5: cout << "输入目标节点和源节点：" << endl;cin >> desNode;cin >> rouNode;dijkstra(desNode,rouNode,path); //求最短路径system("pause");system("cls");break;case 6:routeTables.open(routeTable);if(routeTables==NULL){cout << "打开文件夹错误:" << endl;getchar();exit(0);}//保存文件saveRoute(routeTables);routeTables.close();system("cls");break;case 7: displayRouteInfo();system("pause");system("cls"); break;case 8: return 0;default: system("cls"); break;}cout << "返回选择菜单(y 或者n)：" << endl;cin >> ch;if(ch == 'n') break;}while(ch == 'y');system("pause");return 0;}（3）网络拓扑结构（4）实验运行截图 ABEF DC 323 7 8516（5）分析与综述本实验用手动输入方式来代替路由之间的分组发送消息，并可以用增加，删除，修改来模拟现实的情况。
链路状态路由协议-OSPF
链路状态路由协议-OSPF链路状态路由协议-OSPF一.介绍OSPF（Open Shortest Path First）开放式最短路径优先协议是是IEET定义的基于链路状态的内部网关路由协议。
RIP是一种基于距离矢量算法的路由协议，存在着收敛慢、易产生路由环路、可拓展性差等问题，目前已经被OSPF取代。
二.OSPF的基本原理特点：无环路、收敛快、拓展性好、支持认证。
报文：OSPF报文封装在IP报文中，协议号是89OSPF有5中报文类型（1）Hello报文：发现并维护邻居关系，缺省是40秒（2）DD（Database Description）报文：主从路由器通过DD报文来进行主从路由器的选举和数据库摘要信息的交互，包含LSA的头部信息，描述LSDB的摘要信息。
（3）LSR（Link State Request）报文：两台路由器交换过DD报文之后，向对方请求所需的LSA。
（4）LSU（Link State Update）报文：向对端发送所需要的LSA。
（5）LSACK（Link State Acknowledgment）报文：接收收到的LSU报文进行确认Router id：32位，ospf路由器的标识。
邻居：通过ospf协议发送hello报文，与对端路由器状态达到2-way邻接：双方交换DD报文，同步LSDB后，形成邻接关系，此时状态是Full三.网络类型点到点类型：PPP、HDLCNBMA类型：ATM 帧中继四.DR&BDRDR：用来减少广播网络中的邻接关系的数量，值为0-255BDR：DR的备份五.OSPF的区域每个区域维护一个独立的LSDBArea0 是骨干区域，其他区域都必须与此区域相连六、ospf开销Ospf的开销公式是参考值/带宽，也可通过bandwidth-reference命令来设置带宽参考值七.ospf配置RTA:Ospf router-id 1.1.1.1 //配置router-idArea 0 //划分区域Network 192.168.1.0 0.0.0.255 //宣告所属的地址八.ospf认证认证方式：区域认证和接口认证接口认证：RTA：Interface gigabitethernet 0/0/0Ospf authentication-mode md5 1 xxxx。
链路状态路由协议
链路状态路由协议链路状态路由协议（Link State Routing Protocol，简称LSRP）是一种基于网络链路状态信息的路由协议，它通过收集整个网络中每条链路的状态信息，并计算出最优的路由路径，从而实现数据包的传输。
LSRP在现代网络中得到了广泛的应用，本文将对其原理、特点以及应用进行介绍。
首先，链路状态路由协议的核心思想是通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并基于此图进行路由计算。
每个路由器都会定期发送链路状态更新信息，包括自身的链路状态以及邻居路由器的链路状态。
通过收集这些信息，每个路由器都能够构建出整个网络的拓扑图，并计算出最短路径。
其次，链路状态路由协议具有高度的可靠性和稳定性。
由于每个路由器都拥有完整的网络拓扑信息，当网络中某个链路发生变化时，路由器能够迅速更新自己的拓扑图，并重新计算路由路径，从而保证数据包能够按照最优路径进行传输。
此外，链路状态路由协议还支持负载均衡和容错机制，能够有效应对网络中的故障和拥塞。
此外，链路状态路由协议还具有较低的收敛时间和较小的路由表。
由于每个路由器只需维护整个网络的拓扑信息，而不需要维护整个网络的路由表，因此在网络拓扑发生变化时，链路状态路由协议能够更快地收敛，减少数据包的丢失和延迟。
同时，由于路由表只包含最优路径，因此路由表的大小也相对较小，能够减少路由器的存储和处理开销。
总之，链路状态路由协议是一种高效可靠的路由协议，它通过收集链路状态信息来构建网络拓扑图，并计算出最优的路由路径，从而实现数据包的传输。
在现代网络中，链路状态路由协议得到了广泛的应用，能够有效提高网络的性能和稳定性，是网络工程师们不可或缺的重要工具。
基于链路状态算法的路由协议模板
Purpose of a Link State Advertisement (LSA)
Contains information about neighbors & path costs
An LSU contains one or more LSAs
LSAck : 路由器收到LSU后，会发送一个链路状态确认数 据包来确认收到了LSU
Exchange State
Hello
afadjfjorqpoeru 39547439070713
Here is a summary of my link-state database.
afadjfjorqpoeru 3954743907a summary of my link-state database.
OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他 的路由选择协议不是“最短路径优先”。
是分布式的链路状态协议。
5
OSPF 直接用 IP 数据报传送
OSPF 不用 UDP 而是直接用 IP 数据报传送。 OSPF 构成的数据报很短。这样做可减少路由 信息的通信量。 数据报很短的另一好处是可以不必将长的数据 报分片传送。分片传送的数据报只要丢失一个 ，就无法组装成原来的数据报，而整个数据报 就必须重传。
7
2. DBD / LSR (2)
8
3. OSPF Link-state Updates链路状态更新
Purpose of a Link State Update (LSU)
Used to deliver link state advertisements 用于回复LSR请求和通 告新信息。包含11种类型LSA。
afadjfjorqpoeru 39547439070713
链路状态路由协议
© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
ICND2 v1.0—2-2
LS与DV对比的优势:
拓扑发生变化时,收敛快.
发送定期更新的频率低.
网络可以以层次方式划分区域,缩小路由变更范围. (OSPF,ISIS)
支持无类编址.
支持路由汇总.
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ICND2 v1.0—2-6
Benefits of Link-State Routing
▪ 链状态协议根据成本（cost)来选择最优路径 ▪ 通过使用触发更新，链路状态协议能够将网络拓扑变化立刻发送给
网络中受影响的所有路由器，从而缩短了收敛时间 ▪ 由于每台路由器都有完整的网络描述信息，因此不容易形成路由选
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ICND2 v1.0—2-1
Lan initial flood of LSAs, link-state routers pass small, event-triggered link-state updates to all other routers.
ICND2 v1.0—2-9
▪ SPF在计算最佳路径时需要占用CPU周期，如果网络较大或复杂，需 要占用大量的CPU资源
▪ 为了避免占用过多的内存和CPU资源，必须采用严格的层次型设计方 案
▪ 启动时需要一定的时间才能转发数据包。（邻接）
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