淺談通信網(wǎng)絡(luò)中OSPF協(xié)議應(yīng)用與算法優(yōu)化

摘 要：隨著科技與經(jīng)濟的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡(luò)日益趨向智能化、數(shù)字化、寬帶化、個人化、綜合化。通信網(wǎng)絡(luò)中開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）協(xié)議的應(yīng)用日益重要。本文介紹了開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）協(xié)議和通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念，對OSPF協(xié)議的應(yīng)用機制和算法優(yōu)化進行分析。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò) OSPF協(xié)議 應(yīng)用 算法 優(yōu)化

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0005-01

3G通信技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用，并日益向4G演進，通信網(wǎng)絡(luò)中接入站和傳輸點的數(shù)量呈倍數(shù)增長，且仍有快速增長的趨勢。通信網(wǎng)絡(luò)的站點網(wǎng)的能力及局部故障恢復(fù)保護機制的要求也變得更高。開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）屬于一類動態(tài)路由的選擇協(xié)議，它能夠快速查探運行網(wǎng)絡(luò)的拓撲改變，并能夠經(jīng)快速的收斂計算無環(huán)路新路由，時間短并用數(shù)據(jù)流很小，已成現(xiàn)代的通信網(wǎng)組網(wǎng)最佳選擇。

1 通信網(wǎng)絡(luò)和OSPF協(xié)議的相關(guān)概念

1.1 通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念

傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，也就是電話交換網(wǎng)絡(luò)，由交換、傳輸及終端組成。交換是終端信息交換中介體，傳輸是信息傳送媒體，終端是用戶的手機、話機、計算機和傳真機等。現(xiàn)代的通信網(wǎng)由專業(yè)的機構(gòu)以工作程序和通信設(shè)備建立的相關(guān)通信系統(tǒng)，為社會、企事業(yè)單位及個人提供的各類通信相關(guān)服務(wù)總和[1]。因特網(wǎng)屬于新興通信網(wǎng)絡(luò)，它的正常運行，需要一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的保證。

1.2 OSPF的概念

OSPF（Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先）屬于一個內(nèi)部的網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol，簡稱IGP），用在單一的自治系統(tǒng)（autonomous system，AS）內(nèi)的決策路由。它能夠?qū)崿F(xiàn)對鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，屬于內(nèi)部的網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），因此，在自治系統(tǒng)的內(nèi)部運作[2]。

2 通信網(wǎng)絡(luò)中OSPF協(xié)議應(yīng)用

典型線通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)，通信網(wǎng)中各站點使用OSPF協(xié)議形成層次結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)。依據(jù)實際的情況，骨干域能夠經(jīng)以太網(wǎng)的線路，采用直接的連接多路接至機房的網(wǎng)管終端。或接至局域網(wǎng)及經(jīng)2 Mbit/s的電路等方式與網(wǎng)管終端相連，構(gòu)成多路保護的管理通道，通常情況下，上述連接方式將組合使用。

在光通信網(wǎng)中，OSPF協(xié)議相關(guān)的各域內(nèi)的站點連接，通常采用廣播型的拓撲和點到點拓撲。對于同域內(nèi)的各站點，啟動OSPF協(xié)議后，首先，需要進行手動的各端口的域值及IP等信息的配置，并初始化協(xié)議的內(nèi)部相關(guān)參數(shù)，然后進行鄰居的發(fā)現(xiàn)和連接，并開始鏈路狀態(tài)的信息交互，同時，域內(nèi)各站點需要進行定期的網(wǎng)絡(luò)拓撲檢測和更新。網(wǎng)絡(luò)收斂完成之后，同域內(nèi)的各站點，具備了相同信息的數(shù)據(jù)庫，并依據(jù)信息計算構(gòu)建自己為根最短的路徑樹，且路由表依據(jù)最短的路徑樹自動生成。

3 通信網(wǎng)絡(luò)中OSPF協(xié)議的算法優(yōu)化

通常情況下，通信網(wǎng)絡(luò)會首先進行網(wǎng)絡(luò)拓撲的規(guī)劃，進行站點的手動配置，并開始調(diào)測到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管[3]。網(wǎng)絡(luò)拓撲的規(guī)劃重點，指對于骨干網(wǎng)絡(luò)的布局，下級網(wǎng)絡(luò)通常隨業(yè)務(wù)動態(tài)擴充。使用OSPF協(xié)議的層次拓撲網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)絡(luò)站點的數(shù)量通常是骨干網(wǎng)數(shù)十倍。網(wǎng)絡(luò)建立中，前期骨干網(wǎng)絡(luò)的站點數(shù)量少，運維人員配備相對多，后期的非骨干的站點建立，工作量將成倍增長，運維人員將難以保證網(wǎng)絡(luò)正常高質(zhì)量的運行，因此，開站流程環(huán)節(jié)的規(guī)范和簡化，已被運行商和設(shè)備的制造商廣泛的重視。

骨干網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃好后，需要進行OSPF協(xié)議的算法的初始化和優(yōu)化，促使非骨干的域內(nèi)站點的接入，能夠自動進行正確域值和IP的分配，并保證網(wǎng)管的實時監(jiān)控識別。

3.1 OSPF協(xié)議的通信網(wǎng)中Hello協(xié)議和總體方案優(yōu)化

在使用OSPF協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)中，鄰居的建立、維護及正確雙向通信，需要Hello協(xié)議的使用。建成底層的物理通道后，站點會對多播地址進行Hello包的發(fā)送，以動態(tài)的獲取鄰居的站點。收到正確的Hello包的站點，將報文中的信息加進自己Hello報文內(nèi)，如果雙方的報文中均含有對方站點信息，通道的狀態(tài)變?yōu)?-Way，表示鄰居的建立成功。OSPF協(xié)議的算法優(yōu)化基礎(chǔ)是鄰居建立。

非骨干域的站點沒有經(jīng)正確的相關(guān)配置，需要于Hello協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加新型配置的請求和答應(yīng)包，在鄰居Down的狀態(tài)下運行，進行連接點和邊界的路由器正確配置連接，自動正確的分為完成域值和站點IP后，經(jīng)邊界的路由器上報網(wǎng)管執(zhí)行監(jiān)管。

Hello協(xié)議總體方案優(yōu)化，首先進行骨干域的網(wǎng)絡(luò)站點正確配置；無正確配置非骨干域的站點，入網(wǎng)后只能進行Hello包收發(fā)，不建立鄰居，鄰居站點控制于Down狀態(tài)；連接站點配置的請求包收到后，向邊界的路由器的站點進行轉(zhuǎn)發(fā)；會將錯誤hello信息丟棄。連接站點未正確配置站點，也將丟棄包，不予轉(zhuǎn)發(fā)。

邊界的路由器的站點分配和管理非骨干域IP信息表，對請求包判別后，分配區(qū)域值和IP信息。連接站點接受配置的響應(yīng)包之后進行申請站點的轉(zhuǎn)發(fā)，申請站點的配置響應(yīng)包收到后，啟用正確的配置入網(wǎng)，進行正常的OSPF協(xié)議和鄰居建立等。

3.2 站點運行流程的優(yōu)化

非骨干域的站點，需要請求和應(yīng)答機制的增加配置，進而得到正確域值和IP信息。對于邊界路由器的站點，需要算法機制的增加，進而完成域值和IP的維護和分配。

在進行邊界路由器的站點優(yōu)化時，需要進行l(wèi)P表的分配算法機制的增加，保證IP表連續(xù)性，提高查找的效率，進行先進先出（FIFO）的緩沖池的建立，進行多站點同時申請包處理。還需要進行IP表的記錄和分配功能的增加，及進行非骨干域IP表的定期維護，進行站點的lP信息的回收和刷新，使IP值能夠進行循環(huán)使用。需要進行非骨干域的站點信息動態(tài)上報至網(wǎng)管的支持功能的增加，使網(wǎng)管能夠動態(tài)的監(jiān)管識別。

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)通信的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)OSPF協(xié)議組網(wǎng)的應(yīng)用日益重要， OSPF協(xié)議能夠完成通信站點的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)，根據(jù)實際的通信網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)情況，進行OSPF協(xié)議的算法改進和優(yōu)化，能夠節(jié)省非骨干域的網(wǎng)絡(luò)建站的區(qū)域及IP信息的規(guī)劃配置，更加高效正確的實現(xiàn)網(wǎng)管的自動接入監(jiān)管。隨著通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日漸擴張，OSPF協(xié)議的改進優(yōu)化對通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻

[1] 邵國榮.OSPF應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2011，25（14）：67-29.

[2] 熊小兵，舒輝，董衛(wèi)宇，等.基于簡化OSPF協(xié)議的自組織網(wǎng)絡(luò)[J].計算機工程，2009，33（4）：46-47.

[3] 黃國富.基于OSPF路由協(xié)議的GGSN應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，23（12）：146.