[发明专利]通过OSPF路由器执行的方法以及相应的OSPF路由器

说明书

技术领域

本发明涉及网络中的路由和通信；更具体而言，涉及通过OSPF路由器执行的路由方法以及执行该方法的OSPF路由器。

背景技术

OSPF(OpenShortestPathFirst，开放式最短路径优先)是一种基于链路状态的路由协议，目前广泛地应用于因特网或数据中心网络中。在这样的网络中，所有的路由器都维护一个描述网络中的链路状态的数据库，并基于该数据库计算出OSPF路由路径。

具体地，在上述网络中，配置在相同的OSPF域内能够彼此通信的OSPF路由器之间可以形成邻居(Neighbor)关系。邻居路由器之间会发送和交换Hello报文来通报自己的基本信息。因此，Hello报文可以用于发现新的邻居，以及建立并维护邻居关系。

具体而言，Hello报文中至少包含有以下信息：源路由器的路由器ID(RID)、源路由器的区域ID、接口发送Hello报文的时间间隔、接口的无效时间间隔、接口优先级、邻居路由器的RID等。在成为邻居之前，需要对Hello报文里的一些参数进行协商。通过协商的路由器可以建立邻居关系，从而允许进行邻居之间的双向通信。在不同的网络中，接口发送Hello报文的时间间隔(Hello间隔)也会不同。在常见的广播型OSPF网络中，默认的Hello间隔为10s。另外，通常将无效时间间隔，或称为Dead时间，设定为4倍于Hello报文发送间隔，即默认为40s。当超过4倍的Hello报文发送间隔，也就是无效时间过后还没有收到邻居的Hello报文时，邻居关系将被断开。

此外，除了交换Hello报文，OSPF路由器之间通过交换链路状态通告报文数据LSA(linkstateadvertisement)来获得网络中所有的链路状态信息。LSA包括各个OSPF接口上的描述信息，例如接口对应的IP地址，子网掩码，网络类型，Cost值等等。在简化方案中，每个OSPF路由器会将自己所有的链路状态信息以LSA的形式毫不保留地全部发给邻居，该邻居将收到的LSA全部放入链路状态数据库，进而将链路状态数据库中的全部内容再发给它自己的所有邻居。由此，网络中每个OSPF路由器都拥有网络中所有的链路状态，由此构建统一的链路状态数据库，该数据库用于描述整个网络的拓朴结构，并用于计算和确定路由路径。

当网络中包含多个OSPF路由器时，如果每两台路由器之间都相互交换LSA，那么网络中将充满着众多LSA条目。为了能够尽量减少LSA的传播数量，通常的做法是，在网络中选择出一个核心路由器，或称为指定路由器DR(DesignatedRouter)，使得网络中所有的OSPF路由器都和该DR互换LSA。如此，DR就会拥有网络中所有接口的LSA，并且将所有的LSA转发给每一台路由器。换而言之，DR如同网络中的LSA中转站，所有的路由器都与该中转站互换LSA。为了防止DR失效的情况下造成LSA的丢失，通常在网络中除了选举出DR之外，还会选举出一台路由器作为DR的备份，称为备用指定路由器BDR(BackupDesignatedRouter)，用于在DR不可用时，代替DR的工作。其他的既不是DR也不是BDR的路由器称为DRother。一般地，DRother除了与DR交换LSA之外，还与BDR交换LSA。这样的相互交换LSA的路由器的关系称为邻接(Adjacency)。因此，在邻居路由器之间，仅交换Hello报文，而在邻接的路由器之间，不仅交换Hello报文，还交换LSA。

网络中DR和BDR的选举也通过交换Hello报文实现。具体地，Hello报文中包含有DR/BDR字段，以指示DR/BDR的信息。通过在网络中交换Hello报文，可以协商并确定出网络中的DR和BDR。现有技术中已经提出多种选举DR和BDR的规则和方法，例如基于接口优先级的方法、基于路由器RID大小的方法，等等。

通常，DR和BDR的选举由等待计时器(WaitTimer)来触发。一般地，该等待计时器所设置的等待时间被默认设置为Hello报文发送间隔的4倍，即与失效时间相同，均为40s。当一个路由器新接入一个网络的时候，它会首先进入等待状态，等待该WaitTimer计时器。在计时器到期之时或之前，新接入的路由器就会按照选举规则选举出DR和BDR。这是因为，刚刚接入网络的路由器并不知晓网络中的DR/BDR状况，因此它需要利用上述等待时间来收集Hello报文，通过分析这些Hello报文来获知网络状况。如果收集到的Hello报文表明网络已经具有稳定的DR/BDR，那么新接入的路由器可以不必等待计时器到期，而立刻触发选举，直接采用已有的DR/BDR。