OSPF內部網關協議,瑞典Anybus網關AB7306 

OSPF(OpenShortestPathFirst）是一個內部網關協議（InteriorGatewayProtocol、簡稱IGP），用于在單一自治系統（autonomoussystem、AS)內決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態路由協議，而RIP是距離向量路由協議。鏈路是路由器接口的另一種說法，因此OSPF也稱為接口狀態路由協議。OSPF通過路由器之間通告網絡接口的狀態來建立鏈路狀態數據庫，生成短路徑樹，每個OSPF路由器使用這些短路徑構造路由。內部網關協議（InteriorGatewayProtocols，IGP）用在一個域中交換路由選擇信息，如路由選擇信息協議(RIP）和優先開放短路徑協議（OSPF）。OSPF是與OSI的IS-IS協議十分相似的內部路由選擇協議。
OSPF是功能較強大、特點較豐富的開放式路由協議之一。它的復雜性也是其弱點來源，因為，設計、建造和操作一個OSPF互聯網絡，需要比使用幾乎每一種其他路由協議更多的專業知識和精力。采用路由耗費的缺省值，可以*地簡化OSPF網絡設計。隨著關于OSPF及網絡操作特點知識的增加，用戶能夠慢慢地通過控制OSPF變量來優化網絡性能。必須小心地設計區和網絡拓撲。做得好，OSPF會使網絡用戶得到優異的性能和快速的收斂速度。BGP用于特大型網絡，如INTERNET的核心。
OSPF是一種典型的鏈路狀態路由協議。采用OSPF的路由器彼此交換并保存整個網絡的鏈路信息，從而掌握全網的拓撲結構，獨立計算路由。因為RIP路由協議不能服務于大型網絡，所以，IETF的IGP工作組特別開發出鏈路狀態協議——OSPF。廣為使用的是OSPF第二版，標準為RFC2328。OSPF作為一種內部網關協議（InteriorGatewayProtocol，IGP），用于在同一個自治域（AS）中的路由器之間發布路由信息。區別于距離矢量協議(RIP），OSPF具有支持大型網絡、路由收斂快、占用網絡資源少等優點，地位。
鏈路狀態
OSPF路由器收集其所在網絡區域上各路由器的連接狀態信息，即鏈路狀態信息（Link-State），生成鏈路狀態數據庫（Link-StateDatabase）。路由器掌握了該區域上所有路由器的鏈路狀態信息，也就等于了解了整個網絡的拓撲狀況。OSPF路由器利用“短路徑優先算法（ShortestPathFirst,SPF）”，獨立地計算出到達任意目的地的路由。
區域
OSPF協議引入“分層路由”的概念，將網絡分割成一個“主干”連接的一組相互獨立的部分，這些相互獨立的部分被稱為“區域”（Area），“主干”的部分稱為“主干區域”。每個區域就如同一個獨立的網絡，該區域的OSPF路由器只保存該區域的鏈路狀態。每個路由器的鏈路狀態數據庫都可以保持合理的大小，路由計算的時間、報文數量都不會過大。
OSPF網絡分類
根據路由器所連接的物理網絡不同，OSPF將網絡劃分為四種類型：廣播多路訪問型（BroadcastmultiAccess）、非廣播多路訪問型（NoneBroadcastMultiAccess，NBMA）、點到點型（Point-to-Point）、點到多點型（Point-to-MultiPoint）。廣播多路訪問型網絡如：Ethernet、TokenRing、FDDI。NBMA型網絡如：FrameRelay、X.25、SMDS。Point-to-Point型網絡如：PPP、HDLC。
DR和BDR
在多路訪問網絡上，可能存在多個路由器，為了避免路由器之間建立*相鄰關系而引起的大量開銷，OSPF要求在區域中選舉一個DR。每個路由器都與之建立*相鄰關系。DR負責收集所有的鏈路狀態信息，并發布給其他路由器。選舉DR的同時也選舉出一個BDR，在DR失效的時候，BDR擔負起DR的職責。點對點型網絡不需要DR，因為只存在兩個節點，彼此間*相鄰。
協議組成
OSPF協議由Hello協議、交換協議、擴散協議組成。本文僅介紹Hello協議，其他兩個協議可參考RFC2328中的具體描述。
當路由器開啟一個端口的OSPF路由時，將會從這個端口發出一個Hello報文，以后它也將以一定的間隔周期性地發送Hello報文。OSPF路由器用Hello報文來初始化新的相鄰關系以及確認相鄰的路由器鄰居之間的通信狀態。
對廣播型網絡和非廣播型多路訪問網絡，路由器使用Hello協議選舉出一個DR。在廣播型網絡里，Hello報文使用多播地址224.0.0.5周期性廣播，并通過這個過程自動發現路由器鄰居。
在NBMA網絡中，DR負責向其他路由器逐一發送Hello報文。
*步：建立路由器的鄰接關系：
所謂“鄰接關系”（Adjacency）是指OSPF路由器以交換路由信息為目的，在所選擇的相鄰路由器之間建立的一種關系。路由器首先發送擁有自身ID信息（Loopback端口或大的IP地址）的Hello報文。與之相鄰的路由器如果收到這個Hello報文，就將這個報文內的ID信息加入到自己的Hello報文內。如果路由器的某端口收到從其他路由器發送的含有自身ID信息的Hello報文，則它根據該端口所在網絡類型確定是否可以建立鄰接關系。在點對點網絡中，路由器將直接和對端路由器建立起鄰接關系，并且該路由器將直接進入到第三步操作：發現其他路由器。若為MultiAccess網絡，該路由器將進入選舉步驟。
第二步：選舉DR/BDR：
不同類型的網絡選舉DR和BDR的方式不同。MultiAccess網絡支持多個路由器，在這種狀況下，OSPF需要建立起作為鏈路狀態和LSA更新的中心節點。選舉利用Hello報文內的ID和優先權（Priority）字段值來確定。優先權字段值大小從0到255，優先權值的路由器成為DR。如果優先權值大小一樣，則ID值的路由器選舉為DR，優先權值次高的路由器選舉為BDR。優先權值和ID值都可以直接設置。
第三步：發現路由器：
在這個步驟中，路由器與路由器之間首先利用Hello報文的ID信息確認主從關系，然后主從路由器相互交換部分鏈路狀態信息。每個路由器對信息進行分析比較，如果收到的信息有新的內容，路由器將要求對方發送完整的鏈路狀態信息。這個狀態完成后，路由器之間建立*相鄰（FullAdjacency）關系，同時鄰接路由器擁有自己獨立的、完整的鏈路狀態數據庫。在MultiAccess網絡內，DR與BDR互換信息，并同時與本子網內其他路由器交換鏈路狀態信息。Point-to-Point或Point-to-MultiPoint網絡中，相鄰路由器之間信息。
第四步：選擇適當的路由器：
當一個路由器擁有完整獨立的鏈路狀態數據庫后，它將采用SPF算法計算并創建路由表。OSPF路由器依據鏈路狀態數據庫的內容，獨立地用SPF算法計算出到每一個目的網絡的路徑，并將路徑存入路由表中。OSPF利用量度（Cost）計算目的路徑，Cost小者即為短路徑。在配置OSPF路由器時可根據實際情況，如鏈路帶寬、時延或經濟上的費用設置鏈路Cost大小。Cost越小，則該鏈路被選為路由的可能性越大。
第五步：維護路由信息：
當鏈路狀態發生變化時，OSPF通過Flooding過程通告網絡上其他路由器。OSPF路由器接收到包含有新信息的鏈路狀態更新報文，將更新自己的鏈路狀態數據庫，然后用SPF算法重新計算路由表。在重新計算過程中，路由器繼續使用舊路由表，直到SPF完成新的路由表計算。新的鏈路狀態信息將發送給其他路由器。值得注意的是，即使鏈路狀態沒有發生改變，OSPF路由信息也會自動更新，默認時間為30分鐘。OSPF路由器之間使用鏈路狀態通告(LSA）來交換各自的鏈路狀態信息，并把獲得的信息存儲在鏈路狀態數據庫中。各OSPF路由器獨立使用SPF算法計算到各個目的地址的路由。OSPF協議支持分層路由方式，這使得它的擴展能力遠遠超過RIP協議。當OSPF網絡擴展到100、500甚*千個路由器時，路由器的鏈路狀態數據庫將記錄成千上萬條鏈路信息。為了使路由器的運行更快速、更經濟、占用的資源更少，網絡工程師們通常按功能、結構和需要，把OSPF網絡分割成若干個區域，并將這些區域和主干區域根據功能和需要相互連接，從而達到分層的目的。
OSPF思想
OSPF把一個大型網絡分割成多個小型網絡的能力被稱為分層路由，這些被分割出來的小型網絡就稱為“區域”（Area）。由于區域內部路由器僅與同區域的路由器交換LSA信息，這樣LSA報文數量及鏈路狀態信息庫表項都會*減少，SPF計算速度因此得到提高。多區域的OSPF必須存在一個主干區域，主干區域負責收集非主干區域發出的匯總路由信息，并將這些信息返還給到各區域。OSPF區域不能隨意劃分，應該合理地選擇區域邊界，使不同區域之間的通信量小。但在實際應用中區域的劃分往往并不是根據通信模式而是根據地理或政治因素來完成的。

OSPF內部網關協議,瑞典Anybus網關AB7306

Anybus是HMS旗下品牌，HMS成立于1988年，總部位于瑞典哈爾姆斯塔德(Halmstad), 致力于為工業自動化設備提供通訊技術。提供可靠的解決方案將各種自動化設備，包括機器人、控制器、電機驅動器和傳感器接入各種工業網絡。其Anybus品牌網絡接口產品為客戶提供了簡單和靈活的方式，將自動化設備或系統接入多種現場總線和工業以太網。是工業通訊產品的*選擇*的專業知識、巨大的安裝基數，廣泛的市場覆蓋，使HMS成為*的專業市場*。

瑞典Anybus網關部分型號示例：

瑞典Anybus網關AB7306 EhterNet/IP slave ABX-COPM-EIP_2PS 
瑞典Anybus網關AB7308 EtherNet MBTCP slave ABX-COPM-EIT_2PS 
瑞典Anybus網關AB7307 ProfiNet/IO slave ABX-COPM-PRTS 
瑞典Anybus網關AB7300 EtherCat slave ABX-COPM-ECTS 
瑞典Anybus網關AB7301 PROFIBUS slave  ABX-COPM-PDPS  
瑞典Anybus網關AB7302 DeviceNet slave adapter ABX-COPM-DEVS 
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瑞典Anybus網關AB7303 ControlNet slave ABX-COPM-CNTS  
瑞典Anybus網關AB7309 ProfiNet IRT slave ABX-COPM-PIRS  
瑞典Anybus網關AB7329 ProfiNet IRT 2 ABX-COPM-PIR2  

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