摘 要：當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代。校園作為社會(huì)人才培養(yǎng)的搖籃，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)校園法中來說已成為重中之重。但如何設(shè)計(jì)高效、合理的校園網(wǎng)路由是目前建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。OSPF協(xié)議一經(jīng)面世便被廣泛的應(yīng)用在校園路由設(shè)計(jì)中，本文就OSPF協(xié)議的基本信息為切入點(diǎn)，對(duì)校園網(wǎng)的OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；OSPF；動(dòng)態(tài)路由協(xié)議；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393.18

校園網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是一項(xiàng)涉及較多方面的系統(tǒng)工程，校園網(wǎng)是否具有良好的性能便決定了網(wǎng)絡(luò)的使用程度。其中，網(wǎng)絡(luò)性能是否優(yōu)越與其路由器協(xié)議技術(shù)相關(guān)。在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)上或者是選擇上都與校園網(wǎng)絡(luò)的使用性能息息相關(guān)。為了促使校園網(wǎng)能夠有更加廣泛的使用面，應(yīng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)，使其成為效率高、設(shè)計(jì)合理網(wǎng)絡(luò)路由。OSPF協(xié)議一經(jīng)面世便被廣泛的應(yīng)用在校園路由設(shè)計(jì)中，該協(xié)議在提高效率的同時(shí)還可滿足VLSM（可變長子網(wǎng)掩碼）的各種應(yīng)用要求。

1 校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

1.1 校園網(wǎng)規(guī)劃

以地理環(huán)境、管理體制為標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)校園網(wǎng)，本文設(shè)計(jì)的校園網(wǎng)主要有匯聚層、接入層以及核心層組成。校園網(wǎng)的構(gòu)建時(shí)一項(xiàng)復(fù)雜而繁瑣的網(wǎng)絡(luò)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)：第一，在多區(qū)域中應(yīng)用OSPF，降低骨干區(qū)域范疇，減少核心區(qū)域路由器壓力。第二，構(gòu)建對(duì)外的隱蔽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，避免不安全用戶通過掃地設(shè)備、破解軟件等來探測(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第三，設(shè)置總路由來減少路由表對(duì)路由器的壓力。第四，建立故障隔離系統(tǒng)，避免蠕蟲病毒侵入導(dǎo)致設(shè)備失效影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

1.2 校園網(wǎng)路由協(xié)議的選擇

路由協(xié)議深刻的影響著網(wǎng)絡(luò)的可拓展性、靈活性、安全性，因此在選擇校園網(wǎng)的路由協(xié)議前，首先要考略到網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、范圍、網(wǎng)絡(luò)安全性能、網(wǎng)絡(luò)流量大小、路由協(xié)議的管理性能等等。OSPF協(xié)議是為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的范疇，是一種鏈路狀態(tài)的協(xié)議，OSPF具有高效率、收斂時(shí)間段、穩(wěn)定性、易于管理、支持VLSM應(yīng)用等，可自行根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，且局部的調(diào)整不會(huì)影響到全局、上層的路由配置。OSPF路由采用的是兩極分層是結(jié)構(gòu)，具有良好的拓展性，適合應(yīng)用在大型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上，但在路由配置上，具有較強(qiáng)的技術(shù)難度。

2 OSPF協(xié)議

2.1 OSPF協(xié)議的最短路徑優(yōu)先算法

OSPF協(xié)議的最短路徑優(yōu)先算法的實(shí)際操作過程如下圖1所示，在進(jìn)行運(yùn)算前必須將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象化處理，并將處理完的網(wǎng)絡(luò)繪制成圖像形式，通過權(quán)值來確定圖像中的向弧。需經(jīng)過權(quán)值運(yùn)算來得出最短路徑。本文所描述的最短路徑優(yōu)先算法以源節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)，將網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)路徑運(yùn)用最短路徑優(yōu)先算法，來計(jì)算它至各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短值。應(yīng)用該算法，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)被統(tǒng)一的整理在兩個(gè)集合中，以S集合來表示最短路徑中的節(jié)點(diǎn)，R集合代表還未計(jì)算出最短路徑的節(jié)點(diǎn)，由此可得出矩陣cost元素，cost元素又被稱為Adjacency Matrix（鄰接矩陣），具體運(yùn)算步驟如下：

對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑進(jìn)行計(jì)算中，設(shè)置W為源點(diǎn)，最后通過最短路徑進(jìn)行計(jì)算W與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最短距離：在集合S、R中進(jìn)行初始化處理，使S集合包含源節(jié)點(diǎn)W，其他節(jié)點(diǎn)則全包含在R的集合中。并求出源點(diǎn)W到路由網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點(diǎn)的最短路徑。

2.2 OSPF協(xié)議分類

本文為提高OSPF協(xié)議在相連接的過程中提高信息的安全性，則需要建立邏輯連接，保障在鏈路中數(shù)據(jù)信息傳遞穩(wěn)定、可靠。通常情況下，將OSPF協(xié)議分類分為四類：（1）Link State Update消息，此類消息中包含路由器的鏈路狀態(tài)、路徑損耗、所使用的權(quán)值、序號(hào)等等。這些消息中可連接相鄰路由器的連接關(guān)系，并且此類消息并在路由器件進(jìn)行消息更新，由路由器將每條消息傳播至每條鏈路中；（2）Link State Request消息，在每個(gè)相鄰的路由器間傳遞數(shù)據(jù)庫信息并更新數(shù)據(jù)庫中的各類數(shù)據(jù)，在此類消息渠道中由相鄰路由器來更新彼此間的最新消息與數(shù)據(jù)；（3）Database Description消息，在路由器發(fā)送鏈路消息時(shí)會(huì)附加一個(gè)序列號(hào)，采用這種做法便可以從序列號(hào)中區(qū)別數(shù)據(jù)信息；（3）Link State Ack消息，此類消息是一種確認(rèn)方式，它可保障路由之間消息正常傳播和信息確認(rèn)。

3 OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議在校園網(wǎng)中的應(yīng)用研究

3.1 核心層

核心層是校園網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵，該部分承載著網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳遞，它的運(yùn)行流暢度高，可在一定基礎(chǔ)上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的作用。在OSPF的核心層（Area0）又被稱為網(wǎng)絡(luò)骨干域，核心層的存在大大提高了數(shù)據(jù)交換在路由中運(yùn)算速度和計(jì)算速度。在OSPF的核心層中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)骨干域，采用這種方式來實(shí)現(xiàn)區(qū)域之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。實(shí)現(xiàn)生活區(qū)、教學(xué)區(qū)、之間的路由交換，另一臺(tái)路由交換機(jī)則用保障信息通信的正常運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)Internet與校園網(wǎng)間的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。

3.2 匯聚層

匯聚層的主要作用在于連接接入層與核心層，在校園網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)路由設(shè)計(jì)中，其不僅能夠匯聚路由信息，還可以對(duì)路由線路進(jìn)行簡化，并以此來減輕核心路由在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的計(jì)算負(fù)荷。校園網(wǎng)中的生活區(qū)與教學(xué)區(qū)是匯聚交換機(jī)的重點(diǎn)設(shè)置區(qū)域，匯聚交換機(jī)的數(shù)量以校園網(wǎng)生活區(qū)和教學(xué)區(qū)的用戶數(shù)量為基準(zhǔn)進(jìn)行配置和規(guī)劃，一臺(tái)匯聚交換機(jī)僅需負(fù)責(zé)自身區(qū)域內(nèi)的路由連接和網(wǎng)絡(luò)資源共享等用戶操作，并以此減少校園網(wǎng)中運(yùn)行交換機(jī)的所占內(nèi)存，在提高網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)完成效率的同時(shí)擴(kuò)充CPU的使用壽命，保證校園網(wǎng)絡(luò)的正常使用，此外，在匯聚層中的三層交換機(jī)能夠?qū)Σ煌穆酚稍O(shè)備起到一個(gè)交換的作用，一般通過多臺(tái)路由交換機(jī)進(jìn)行交換工作。同時(shí)，在匯聚層與核心層之間還設(shè)置了一個(gè)區(qū)域邊界路由器，區(qū)域邊界路由器通過VLAN技術(shù)與VLSM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各層的連接，并以此維持校園網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語

校園作為社會(huì)人才培養(yǎng)的搖籃，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)校園法中來說已成為重中之重。但如何設(shè)計(jì)高效、合理的校園網(wǎng)路由是目前建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。OSPF協(xié)議一經(jīng)面世便被廣泛的應(yīng)用在校園路由設(shè)計(jì)中，應(yīng)用OSPF協(xié)議符合校園網(wǎng)的構(gòu)建。在大多數(shù)院校中均采用該協(xié)議進(jìn)行校園網(wǎng)路由的設(shè)計(jì)和構(gòu)建。但實(shí)際上，院校間的網(wǎng)絡(luò)采用的是不同類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？梢?，在應(yīng)用OSPF協(xié)議來構(gòu)建院校網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)先考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后進(jìn)行合理規(guī)劃以及路由設(shè)計(jì)。

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作者單位：泉州信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，福建泉州 362000