活用LSA的OSPF路由協定
胡凱捷
前面幾篇文章，筆者已經介紹包含RIP、IGRP和EIGRP等許多路由演算法給各位讀者，接下來本文要介紹的是另一個也非常重要的OSPF路由協定。
本文將介紹的OSPF路由協定屬於IGP（Interior Gateway Protocol）協定，而OSPF路由協定也屬於Classless的Link State路由協定。之前介紹的RIP路由協定、IGRP路由協定和EIGRP路由協定全部都屬於Distance Vec tor路由協定，這和本篇要介紹的OSPF路由協定截然不同。為什麼在介紹過這麼多種路由協定之後，還要再介紹OSPF路由協定呢？因為OSPF路由協定也經常被使用，因此身為一個專業的網管人員，也必須要了解。
OSPF路由協定介紹
首先介紹OSPF路由協定的由來。OSPF路由協定是由IETF（Internet Engineering Task Force）機構的IGP工作部門所開發被用於IP網路層的路由協定。在1980年代，RIP路由協定雖然被廣泛地使用，但由於RIP路由協定的單一路徑最多只能支援15個網路設備，所以開始無法適用於大型的網路環境，因此當時才會研發出IGRP路由協定，且同時開發OSPF路由協定。
OSPF路由協定專有特色
也因為OSPF路由協定的產生是為了解決RIP路由協定的設備數量的問題，所以OSPF路由協定當然就沒有設備數量（Hop Count）的限制，除此之外，OSPF路由協定有一點比較特別的是，其第二版是開放性標準（Open Standard），並且被定義在RFC 2328文件內，而且由於OSPF路由協定屬於IGP協定，所以這也代表OSPF路由協定必須被使用在同一個自治系統中。
另外，比較重要的特色就是OSPF路由協定採用的是最短路徑優先演算法（Shortest Path First Algorithm）。以下整理出一些OSPF路由協定的特色：
1. OSPF路由協定屬於開放性標準。
2. OSPF路由協定第二版的定義在RFC 2328文件內。
3. 沒有設備數量（Hop Count）的限制。
4. 採用最短路徑優先演算法（Shortest Path First Algorithm，SPF）。
5. 必須運作於同一個自治系統中，屬於IGP協定。
若掌握到這些特色，就不難區分OSPF路由協定與其他路由協定的差異之處了。
OSPF與Distance Vector路由協定的差異
OSPF路由協定是屬於Link State路由協定，與RIP、EIGRP和IGRP路由協定都不同，EIGRP、RIP、IGRP屬於Distance Vec tor路由協定，這些Distance Vec tor路由協定會發送全部或是部分Routing Table中的資料給鄰近的設備。而OSPF路由協定則會使用LSA的方式與其他路由器設備交換資訊，而不只是Routing Table的更新資訊而已。
Link State路由協定簡介
Link-State路由演算法會使用以下五種資訊來維護整個網路的路由資訊：
1. LSA（Link-State Advertisements）
2. 網路拓樸資料庫（Topological Database）
3. 最短路徑優先（SPF）演算法
4. 最短路徑優先樹狀結構
5. 存放網路路徑的Routing Table
其中，網路拓樸資料庫也被稱為Neighbor-ship Database，而最短路徑優先樹狀結構也被稱為Link-State Database，而最後用來存放網路路徑的Routing Table就相當於存放「最佳路徑」的地方。
經典的Link-State路由演算法有OSPF路由協定和IS-IS路由協定，其中OSPF的概念與相關詳細運作內容被定義在RFC 2328文件內，有興趣的讀者可以前往閱讀， RFC 2328的網址是「http://www.ietf.org/rfc/rfc2328.txt」。
基本上，Link-State路由演算法會從其他路由器中收集整個網路的路徑資訊，也就是說，整個網路中所有的路由器會互相交換，並傳遞所知的網路路徑資訊。最後，每一台網路中的路由器設備都會對整個網路有一定的了解，因此整個網路上的每一台路由器設備都會有整個網路的路徑表。等到收集完整個網路的路徑資訊後，每一台路由器設備自行計算屬於自己的「最佳網路路徑」，而這樣的資訊在各個路由器設備之間是不完全相同的。
事實上，Link-State路由演算法這樣的設計主要是用來彌補Distance Vec tor路由演算法的缺點。Link-State路由演算法能針對網路變化做出比較快速的回應。當網路有所變化的時候，Link-State路由演算法會發送更新過的網路路徑資訊，平常的時候，Link-State路由演算法也會固定發送路徑更新資訊，預設是每隔30秒做一次。根據這樣的概念，時間久了之後，整個網路上所有的路由器設備間的網路拓樸資料庫內容就越能一致，因為會互相同步。（更多精彩文章請參閱網管人第60期﹚
OSPF路由協定介紹
首先介紹OSPF路由協定的由來。OSPF路由協定是由IETF（Internet Engineering Task Force）機構的IGP工作部門所開發被用於IP網路層的路由協定。在1980年代，RIP路由協定雖然被廣泛地使用，但由於RIP路由協定的單一路徑最多只能支援15個網路設備，所以開始無法適用於大型的網路環境，因此當時才會研發出IGRP路由協定，且同時開發OSPF路由協定。
OSPF路由協定專有特色
也因為OSPF路由協定的產生是為了解決RIP路由協定的設備數量的問題，所以OSPF路由協定當然就沒有設備數量（Hop Count）的限制，除此之外，OSPF路由協定有一點比較特別的是，其第二版是開放性標準（Open Standard），並且被定義在RFC 2328文件內，而且由於OSPF路由協定屬於IGP協定，所以這也代表OSPF路由協定必須被使用在同一個自治系統中。
另外，比較重要的特色就是OSPF路由協定採用的是最短路徑優先演算法（Shortest Path First Algorithm）。以下整理出一些OSPF路由協定的特色：
1. OSPF路由協定屬於開放性標準。
2. OSPF路由協定第二版的定義在RFC 2328文件內。
3. 沒有設備數量（Hop Count）的限制。
4. 採用最短路徑優先演算法（Shortest Path First Algorithm，SPF）。
5. 必須運作於同一個自治系統中，屬於IGP協定。
若掌握到這些特色，就不難區分OSPF路由協定與其他路由協定的差異之處了。
OSPF與Distance Vector路由協定的差異
OSPF路由協定是屬於Link State路由協定，與RIP、EIGRP和IGRP路由協定都不同，EIGRP、RIP、IGRP屬於Distance Vec tor路由協定，這些Distance Vec tor路由協定會發送全部或是部分Routing Table中的資料給鄰近的設備。而OSPF路由協定則會使用LSA的方式與其他路由器設備交換資訊，而不只是Routing Table的更新資訊而已。
Link State路由協定簡介
Link-State路由演算法會使用以下五種資訊來維護整個網路的路由資訊：
1. LSA（Link-State Advertisements）
2. 網路拓樸資料庫（Topological Database）
3. 最短路徑優先（SPF）演算法
4. 最短路徑優先樹狀結構
5. 存放網路路徑的Routing Table
其中，網路拓樸資料庫也被稱為Neighbor-ship Database，而最短路徑優先樹狀結構也被稱為Link-State Database，而最後用來存放網路路徑的Routing Table就相當於存放「最佳路徑」的地方。
經典的Link-State路由演算法有OSPF路由協定和IS-IS路由協定，其中OSPF的概念與相關詳細運作內容被定義在RFC 2328文件內，有興趣的讀者可以前往閱讀， RFC 2328的網址是「http://www.ietf.org/rfc/rfc2328.txt」。
基本上，Link-State路由演算法會從其他路由器中收集整個網路的路徑資訊，也就是說，整個網路中所有的路由器會互相交換，並傳遞所知的網路路徑資訊。最後，每一台網路中的路由器設備都會對整個網路有一定的了解，因此整個網路上的每一台路由器設備都會有整個網路的路徑表。等到收集完整個網路的路徑資訊後，每一台路由器設備自行計算屬於自己的「最佳網路路徑」，而這樣的資訊在各個路由器設備之間是不完全相同的。
事實上，Link-State路由演算法這樣的設計主要是用來彌補Distance Vec tor路由演算法的缺點。Link-State路由演算法能針對網路變化做出比較快速的回應。當網路有所變化的時候，Link-State路由演算法會發送更新過的網路路徑資訊，平常的時候，Link-State路由演算法也會固定發送路徑更新資訊，預設是每隔30秒做一次。根據這樣的概念，時間久了之後，整個網路上所有的路由器設備間的網路拓樸資料庫內容就越能一致，因為會互相同步。（更多精彩文章請參閱網管人第60期﹚
