【8A文】OSPF路由协议

1、第1章 OSPF路由协议,ISSUE 1.0,华为3Com网络学院第五学期,2,引入,随着Internet技术在全球范围的飞速发展，OSPF已成为目前企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。 OSPF是Open Shortest Path First（开放最短路由优先协议）的缩写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）。,3,学习目标,叙述OSPF路由协议的原理 配置OSPF协议 调试和维护OSPF协议 执行简单的OSPF故障排除,学习完本课程，您应该能够：,4,课程内容,OSPF协议基本原理 OSPF Multi-Area 原理 OSPF LSA讲解举例 OSPF 规划设计和故障排除 OSPF Version 3 概述,5,相关概念回顾,路由表 距离矢量算法 链路状态算法 两种算法的比较,6,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由

2、计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,7,OSPF协议概述,OSPF 是 Open Shortest Path First（即“开放最短路径优先协议”）的缩写，是一个基于链路状态的动态路由协议。 OSPF是特别为TCP/IP网络而设计，包括明确的支持CIDR和标记来源于外部的路由信息。 OSPF可以快速地探知AS中拓扑的改变（例如路由器接口的失效），并在一段时间的收敛后计算出无环路的新路径。收敛的时间很短且只使用很小的路由流量。 在OSPF中，可以通过划分区域来分割整个自治系统，每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图。 相关RFC：RFC1583, RFC2178, RFC2328。,8,OSPF（Open Shortest Path First），目前IGP中应用最广、性能最优的一个路由协议（最新版本是Version 2），具有如下特点： 无路由自环 可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 支持区域划分 支持等值路由 支持验证 支持路由分级管理 支持以组播方式发送协议报文,O

3、SPF协议基本特点,9,Router ID和协议号,Router ID 一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一。 协议号 OSPF 是基于IP的，其协议号是89。,OSPF协议报文不转发 通常OSPF的协议报文是不被转发的，只能传递一跳，即在IP报文头中TTL值被设为1 (虚连接除外)。,如果一台路由器的 Router ID 在运行中改变，则必须重启OSPF协议或重启路由器才能使新的 Router ID 生效。,10,OSPF报文格式和报文头,OSPF 的报文头,OSPF 的报文格式,11,OSPF的五种报文类型,Hello报文 发现及维持邻居关系，选举DR，BDR DD报文 本地LSDB的摘要 LSR报文 向对端请求本端没有或对端的更新的LSA LSU报文 向对方发送其需要的LSA LSAck报文 收到LSU之后，进行确认,12,Hello报文（Hello Packet）,报文头后面的network mask是指发送报文的接口的网络掩码。如果和接收接口的掩码不匹配，那么报文将被丢弃。,13,DD报文（Database Description Pac

4、ket）,数据库描述报文,14,LSR报文（Link State Request Packet）,链路状态请求报文,15,LSU报文（Link State Update Packet）,链路状态更新报文,16,LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）,链路状态确认报文,17,LSA头部,所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息来唯一标识一条LSA。,18,LSA 的类型,Router-LSA（Type1），由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和花费，传递到整个区域。 Network-LSA （Type2），由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递到整个区域。 Net-Summary-LSA （Type3） ，由ABR生成，描述了到区域内某一网段的路由，传递到相关区域。 Asbr-Summary-LSA （Type4），由ABR生成，描述了到ASBR的路由，传递到相关区域。 AS-External-LSA （Type5），由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，传递到整个AS（STUB区域除外）。 Not-So-Stubby Area

5、-LSA （Type7），由ASBR生成，解决了自治系统外部路由在NSSA区域中的单向传递问题。,19,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,20,邻居和邻接,OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文。收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的一些参数，如果双方一致就会形成邻居（Neighbors）关系。 形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，这要根据网络类型而定。只有当双方成功交换DD报文，并能交换LSA之后，才能形成真正意义上的邻接（Adjacencies）关系。 为了交换路由信息，邻居路由器之间首先要建立邻接关系，并不是每两个邻居路由器之间都能建立邻接关系。,21,OSPF的邻居状态机,22,链路状态数据库的同步过程,23,OSPF协议基本原理,

6、OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,24,OSPF的网络类型,Broadcast,NBMA,PTP,PTMP,25,广播及NBMA网段中的N2连接关系,一个广播的网段中，存在N8台路由器，则需要建立M=n(n-1)/2 = 28个邻接关系。,26,DR概念的提出,M= n(n-1)/2 = 28,M= (n-2)2+1 = 13,为了解决同一个网段内过多的邻接关系数量，OSPF协议提出了DR（Designated Router）的概念。,27,DR的选举过程,DR是从整个网段所有运行OSPF的路由器中选举出来的，选举过程如下： 登记本网段内运行OSPF的路由器； 登记具有DR候选资格的路由器，即本网段内的Priority0的OSPF路由器（Priority可以手工配置，缺省值是1）； 所有的Priority0的

7、OSPF路由器都认为自己是DR； Priority值最大，若Priority值相等则Router ID最大的路由器将成为DR。 每台路由器通过互相发送Hello报文，同时将自己选出的DR写入Hello报文中，本网段中所有路由器共同选举出DR。,28,DR选举中的指导思想,选举制 DR是各路由器选出来的，而非人工指定的，虽然管理员可以通过配置Priority干预选举过程。 终身制 DR一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换，即使后来的路由器Priority更高。 世袭制 DR选出的同时也选出BDR来，DR故障后，由BDR接替DR成为新的DR。,稳定压倒一切: 如果DR频繁的更迭，则每次都要重新引起本网段内的所有路由器与新的DR建立邻接关系。,29,为什么提出BDR,为了能够进行快速响应，OSPF提出了BDR的概念。 BDR与DR同时被选举出来。BDR也与本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。DR失效后，BDR立即成为DR。,30,选举DR和BDR的注意事项,选举DR和BDR的注意事项: 只有在广播和NBMA类型的接口上才会选举DR，在Point-to-Point和Point-t

8、o-Multipoint类型的接口上不需要选举。 路由器接口的优先级Priority将影响接口在选举DR时所具有的资格。Priority为0的路由器不会被选举为DR或BDR。 网段中的DR并不一定是Priority最大的路由器；同理，BDR也并不一定就是Priority第二大的路由器。 两台DROther路由器之间不进行路由信息的交换，但仍旧互相发送Hello报文。他们之间的邻居状态机停留在2-Way状态。 DR是指某个网段中的概念，是针对路由器的接口而言的。 在广播的网络上必须存在DR才能够正常工作，但BDR不是必需的。,31,由于DR的出现带来协议的变化,为了减少在广播和NBMA网段内带宽的占用，提出了DR的概念。为协议本身带来如下变化： 将广播和NBMA网段内LSDB同步的次数由N2 减少为N。 在广播和NBMA网段中，路由器的角色划分为DR、BDR、DROther。 路由器之间的关系分为Unknown、Neighbor、Adjacency。 增加了一种接口类型：Point-to-Multipoint。 增加了一种新的LSA类型：Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的

9、链路状态信息。,32,为什么PTMP的网络中不能选举DR,A,B,C,B,D,C,A,E,F,由上述分析可知：错误产生的原因是因为在非全连通的网络中选举DR后，部分路由器之间无法交换路由信息，导致路由计算不正确。,33,NBMA网络的配置原则,NBMA网络必须是全连通的，即网络中任意两台路由器之间都必须直接可达。 对于接口类型为NBMA的网络，如果无法通过广播Hello报文的形式发现相邻路由器，必须手工为该接口指定相邻路由器的IP地址，以及保证该相邻路由器必须有选举权。 如果部分路由器之间没有直接可达的链路时，应将接口配置成PTMP方式。如果路由器在NBMA网络中只有一个对端，也可将接口类型改为PTP方式。,34,NBMA与PTMP之间的区别：,NBMA: 全连接,点到多点（PTMP）: 部分连接,在NBMA上需要选举DR与BDR，而在点到多点网络中没有DR与BDR。 NBMA是一种缺省的网络类型，点到多点不是缺省的网络类型，必须是由其它的网络类型强制更改的。 NBMA 用单播发送协议报文，需要手工配置邻居。点到多点是可选的，即可以用单播发送，又可以用多播发送报文。,35,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,36,LSA的Link,Links，即连接数，在Router-LSA中描述的路由器连接（Link）的数量，是该区域路由器连接（接口）的总和。 路由器接口的Link信息，主要通过以下几个字段来描述。 Link ID，即连接标识，表示路由器Link所接入的目标，其值取决于连接的类型。 Link Data，即标识路由器连接对象，这个值取决于链路状态类型。 Link Type，即链路类型，Router-LSA依据所接入的网络类型的不同，而采用相应的Link Type。 Metric，即花费值，路由器连接的花费，开销值。,37,Link Ty

《【8A文】OSPF路由协议》由会员Jerm****014分享，可在线阅读，更多相关《【8A文】OSPF路由协议》请在金锄头文库上搜索。