OSPF協(xié)議原理與功能拓展 結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)路由技術(shù)發(fā)展趨勢和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系重構(gòu)對協(xié)議的新要求，詳解OSPF協(xié)議機制、設(shè)計原理以及各類拓展功能特性，全書可概括為3部分。第 一部分包含第1～4章，主要圍繞路由背景知識、協(xié)議基本原理與會話機制、協(xié)議狀態(tài)機、報文格式等方面闡述，突出基于鏈路狀態(tài)信息構(gòu)建基礎(chǔ)拓撲和全域拓撲的原理方法。第 二部分包含第5～6章，闡述協(xié)議在消息約減、定時器以及區(qū)域互聯(lián)之間的優(yōu)化機制，進一步闡述會話的可靠性提升與快速故障檢測技術(shù)，這些技術(shù)使得OSPF協(xié)議具有很強的穩(wěn)定性，支撐大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。第三部分包含第7～9章，闡述OSPF協(xié)議拓展框架和框架下的多種功能拓展，重點闡述幾種主流的IP快速重路由技術(shù)，詳解OSPF Segment Routing（SR）拓展以及基于OSPF SR的快速重路由機制。
本書適合計算機科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、網(wǎng)絡(luò)空間安 全等相關(guān)專業(yè)的研究生閱讀，也可供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員、網(wǎng)絡(luò)工程人員參考。
新基建背景下，SDN/NFV和云數(shù)據(jù)中心技術(shù)的快速發(fā)展，基于OSPF協(xié)議構(gòu)建靈活可擴展的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)已成為一個重要的途徑。
從OSPF協(xié)議的緣起、協(xié)議原理和設(shè)計動因、協(xié)議的優(yōu)化方法、可靠性增強機制、無環(huán)路快速重路由以及分段路由等拓展功能特性進行介紹。
具有實踐指導(dǎo)意義，工程開發(fā)和科學(xué)研究人員可以快速有效地了解OSPF協(xié)議的歷史、原理、工業(yè)界新發(fā)展狀況。
馬海龍
解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)副研究員，博士，碩士研究生導(dǎo)師。主要從事網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)主動防御和融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)管控等方向的研究和設(shè)備研發(fā)工作。先后主持了國家重點研發(fā)計劃課題2項，國家863計劃子課題2項，參加了國家和軍隊科研與工程項目10余項。獲遼寧省科技進步一等獎1項、河南省科技進步獎一等獎1項、軍隊科技進步二等獎2項、軍隊科技進步三等獎2項，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文20余篇，申請發(fā)明專利30余項，起草通信行業(yè)標準4項。
第 1章 緒論 1
1.1 路由器與路由協(xié)議 1
1.1.1 路由器 1
1.1.2 路由協(xié)議 2
1.1.3 路由協(xié)議優(yōu)先級 3
1.2 互聯(lián)網(wǎng)標準化工作 5
1.2.1 IETF標準的種類 5
1.2.2 IETF的研究領(lǐng)域 6
1.3 本書內(nèi)容組織 7
參考文獻 7
第 2章 基本原理與會話機制 9
2.1 OSPF概述 9
2.2 基礎(chǔ)協(xié)議 9
2.2.1 OSPF基本原理 10
2.2.2 路由器ID 11
2.2.3 OSPF狀態(tài)遷移 11
2.2.4 OSPF消息與承載機制 13
2.2.5 鄰居發(fā)現(xiàn)機制 14
2.2.6 鄰居會話定時機制 16
2.2.7 多點接入網(wǎng)絡(luò)中的會話建立機制 16
2.2.8 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步機制 23
2.2.9 OSPF消息可靠傳輸機制 29
2.3 報文認證機制 32
2.3.1 明文認證機制 33
2.3.2 密文驗證機制 34
2.4 TTL安全機制 37
2.5 小結(jié) 39
參考文獻 39
第3章 基于鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建基礎(chǔ)拓撲 40
3.1 LSA的全網(wǎng)一致性維護機制 40
3.1.1 利用老化機制，及時清除陳舊LSA 40
3.1.2 利用序列號機制，控制LSA的進一步洪泛 42
3.1.3 利用校驗和與確認機制，確保LSA的可靠傳輸 45
3.2 LSA格式初探 45
3.2.1 路由器LSA（Type-1 LSA/LSA1） 47
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)LSA（Type-2 LSA/LSA2） 52
3.3 基礎(chǔ)路由計算 53
3.3.1 鏈路度量 53
3.3.2 基于基礎(chǔ)LSA的拓撲生成和最短路徑計算 56
3.4 小結(jié) 65
參考文獻 66
第4章 基于拓展LSA構(gòu)建全域拓撲 67
4.1 OSPF區(qū)域 67
4.1.1 規(guī)模拓展時面臨的問題 67
4.1.2 OSPF路由分層劃域 68
4.1.3 區(qū)域劃分 70
4.1.4 路由器類型 71
4.1.5 路由類型 72
4.2 拓展LSA 74
4.2.1 匯總網(wǎng)絡(luò)LSA（Type-3 LSA/LSA3） 74
4.2.2 AS外部LSA（Type-5 LSA/LSA5） 82
4.2.3 ASBR LSA（Type-4 LSA/LSA4） 93
4.3 融合5類LSA形成全域拓撲與路由 103
4.4 最短路徑算法的優(yōu)化 109
4.5 隱藏傳送域的網(wǎng)絡(luò)前綴 111
4.5.1 點到點網(wǎng)絡(luò)前綴信息的隱藏 112
4.5.2 廣播網(wǎng)絡(luò)前綴信息的隱藏 113
4.5.3 非廣播多點接入網(wǎng)絡(luò)前綴信息的隱藏 113
4.6 小結(jié) 115
參考文獻 116
第5章 拓展優(yōu)化機制 117
5.1 面向消息約減的拓展機制 117
5.1.1 基于區(qū)域劃分約束路由傳播范圍 117
5.1.2 基于路由聚合精簡路由數(shù)量 129
5.1.3 基于路由過濾策略精細化控制路由 133
5.1.4 基于LSA過濾控制LSA的傳播 134
5.1.5 控制LSA的定期洪泛 136
5.1.6 基于被動接口的約簡鄰居關(guān)系 138
5.1.7 基于內(nèi)容對比的DD交互優(yōu)化機制 139
5.1.8 基于Max Metric通告卸載轉(zhuǎn)發(fā)流量 141
5.2 基于時間延遲的優(yōu)化機制 142
5.2.1 LSA的延遲傳送 142
5.2.2 LSA捎帶重傳 143
5.2.3 SPF延遲計算 144
5.2.4 發(fā)送與接收LSA時的延遲控制 147
5.2.5 延遲機制的總結(jié) 148
5.3 虛鏈路 150
5.3.1 通過虛鏈路將普通區(qū)域連接到骨干區(qū)域 151
5.3.2 通過虛鏈路合并分離的骨干區(qū)域 151
5.3.3 利用虛鏈路提升網(wǎng)絡(luò)的冗余度 152
5.3.4 虛鏈路上的OSPF機制 153
5.4 多區(qū)域鄰居 156
5.5 小結(jié) 160
參考文獻 161
第6章 可靠性機制 162
6.1 基于平滑重啟機制的可靠性技術(shù) 162
6.1.1 標準協(xié)議處理規(guī)程 162
6.1.2 平滑重啟機制 164
6.1.3 IETF Graceful Restart 170
6.2 基于BFD的OSPF會話檢測 176
6.2.1 BFD會話與OSPF的交互 177
6.2.2 BFD會話與OSPF平滑重啟機制的交互 178
6.3 小結(jié) 179
參考文獻 180
第7章 OSPF協(xié)議拓展 181
7.1 不透明LSA 181
7.2 不透明LSA格式 182
7.3 不透明LSA的處理 183
7.4 不透明LSA—路由器信息LSA 185
7.4.1 路由器信息類能力TLV 187
7.4.2 路由器功能類能力TLV 192
7.4.3 OSPF動態(tài)主機名TLV 196
7.4.4 OSPF節(jié)點的管理標簽TLV 197
7.4.5 S-BFD區(qū)分符TLV 198
7.5 不透明LSA——拓展前綴/鏈路LSA 199
7.5.1 拓展前綴不透明LSA 199
7.5.2 拓展鏈路不透明LSA 202
7.5.3 拓展前綴/鏈路TLV的處理邏輯 208
7.6 小結(jié) 208
參考文獻 208
第8章 OSPF與快速重路由 210
8.1 快速重路由框架 210
8.1.1 網(wǎng)絡(luò)故障帶來的挑戰(zhàn) 210
8.1.2 應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)故障的思路 211
8.1.3 IP FRR框架 212
8.2 基于本地修復(fù)機制的快速重路由 213
8.2.1 節(jié)點的勢能 213
8.2.2 LFA 214
8.2.3 LFA在MHP場景的應(yīng)用 222
8.2.4 LFA的有效性與局限性 227
8.3 基于遠端修復(fù)機制的快速重路由 230
8.3.1 基本原理 230
8.3.2 隧道機制 234
8.3.3 PQ節(jié)點的選擇準則 236
8.3.4 R-LFA的有效性和局限性 236
8.4 其他快速重路由機制 238
8.4.1 基于Not-Via地址的快速重路由 238
8.4.2 基于最大冗余樹的快速重路由 239
8.5 無環(huán)收斂機制 241
8.5.1 轉(zhuǎn)發(fā)表延遲更新機制 243
8.5.2 轉(zhuǎn)發(fā)表排序更新機制 244
8.6 小結(jié) 247
參考文獻 248
第9章 OSPF與Segment Routing 249
9.1 Segment Routing基礎(chǔ) 249
9.1.1 Segment Routing的由來 249
9.1.2 Segment Routing基本原理 249
9.1.3 Segment Routing框架 251
9.2 OSPF拓展支持Segment Routing 256
9.2.1 SR能力通告 257
9.2.2 PrefixSID通告 259
9.2.3 AdjacencySID通告 271
9.2.4 OSPF與傳統(tǒng)標簽分發(fā)協(xié)議的協(xié)作 276
9.3 基于SR實現(xiàn)快速重路由 280
9.3.1 基于SR實現(xiàn)TI-LFA 280
9.3.2 基于SR解決微環(huán)路 293
9.4 小結(jié) 295
參考文獻 296
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