基于NBMA链路类型OSPFv3协议实现方案

钱塘在线

1 问题的提出
随着网络信息时代的到来，Internet技术在全球范围内得到了迅速的发展，开放最短路径优先（Open Shortest Pass First，简称OSPF）动态协议已成为解决的首选内部网关协议。
在从IPv4向IPv6过渡的阶段，OSPFv3（开放最短路径优先第3版）作为下一代网络中的核心路由技术已经引起学术界的足够重视和深入研究，但当前的研究与实现多是在串行线路相连的器构成的拓扑上运行的情况，而Internet包含多种子网技术（也就是数据链路技术）：如以太网、802.5令牌环网、FDDI环、帧中继子网、ATM、分组无线网等。为此，有必要研究OSPFv3协议在多种链路上的实现机制，本文将基于NBMA链路类型研究OSPFv3协议的实现方案。
2 OSPFv3的基本原理
开放式最短路径优先（OSPF）算法是由互联网工程任务组（TF）的内部网关协议工作组为IP网络专门设计的路由协议，是一种基于区域实现的、建立在链路状态（Link State）算法和Dijkstra算法基础之上的内部网关动态协议。OSPFv3是该协议的第3版本，是IPv6中技术的主流协议。
2.1 邻居的发现与保持
OSPFv3通过呼叫协议来完成发现邻居并保持邻接状态，呼叫协议主要是通过定时发送Hello协议包来实现的。每个运行OSPF的接口都发送Hello包，Hello包用于发现和维护邻居关系，并最终形成近邻关系（Adjacency）。
在广播（Broadcast）和非广播多点接入NBMA（Not Broadcast Multicast Access）上，Hello还用于选择指派路由器DR（Designed Router）和备份指派器BDR（Backup Designed Router）。
2.2 数据库的同步
每个运行OSPFv3协议的路由器都维护一个用于跟踪网络链路状态的链路状态数据库（LSDB：Link State DataBase）。数据库中存储的是反映路由器及其链路状态的各种链路状态通告（LSA：Link State Advertisement ），这些状态包括路由器可用接口、已知可达路由和各链路的状态信息。链路状态数据库实际上就是一张有关该区域的完整的网络映射图，是路由器建立路由表的依据，一个自治系统内的器要形成对拓扑结构的一致视图，就必须同步它们的链路状态数据库。OSPFv3依靠 邻接协议 、 交换协议 、 扩散协议 来完成数据包的交互，并最终实现同一个路由域中所有器的LSDB同步。
2.3 OSPFv3在NBMA上的工作原理
OSPFv3把不同的子网技术分为以下几类：点到点子网、广播子网、NBMA子网（Non-Broadcast Multi-Access，非广播多路接入子网）以及点到多点子网。其中，点到点链路指连接一对路由器的链路，例如56Kb串行线路；广播链路具备广播能力，其上的每对路由器可以相互直接通信，例如以太网；NBMA链路不具备广播能力，要求链路上两两器可以相互直接通信，模拟在广播链路上的操作，如ATM网；点到多点链路指把非广播链路视为多个点到点链路的集合，如帧中继网。