8 开放最短路径优先协议(ospfv2.ppt

开放最短路径优先协议 (OSPFv2)1outlinelOSPF的基本原理与实现l邻居和邻接关系l区域l链路状态数据库l路由表l认证l按需电路上的OSPFlOSPF的数据包格式lOSPF的LSA格式l可选字段2开放最短路径优先协议(OSPFv2)lOSPF协议lIETF组织建议使用的内部网关协议 (IGP)RFC2328l一种链路状态协议l使用Dijkstra的最短路径优先算法(SPF)lOSPF是开放的协议→不属于任何一个厂商或组织 所私有lOSPFv1→只在实验平台使用3OSPF的特性-1l快速收敛lOSPF可以支持更大型的网络l不容易受到有害路由选择信息的影响l使用区域的概念l可以有效减少路由选择协议对路由器CPU和内存的 占用l降低路由选择协议的通信量→使得构造一个层次化 的网络拓扑成为可能l完全无类别的处理地址问题l排除了不连续子网这样的有类别路由选择协议的问 题4OSPF的特性-2l支持无大小限制的、任意的度量值l支持使用多条路径的效率更高的等价负载均 衡l使用保留的组播地址来减少对不宣告OSPF 的设备的影响l支持更安全的路由选择认证l使用可以跟踪外部路由的路由标记5OSPF的基本工作原理-1l宣告OSPF的路由器从所有启动OSPF协议的 接口上发出Hello数据包→路由器间共享链路、 协商完成相关参数→成为邻居Neighborl邻接关系Adjacency→类似一条点到点的虚链 路，在一些邻居路由器间构成；OSPF定义了 两种邻接关系：n交换Hello信息的路由器类型n交换Hello信息的网络类型l每台路由器和形成邻接关系的邻居间发送LSA6OSPF的基本工作原理-2l路由器收到LSA→存放在链路状态数据库中 →并转发该LSAl通过LSA的泛洪扩散→所有路由器形成相同 的链路状态数据库l每台路由器将以自身为根，使用SPF算法计 算无环路的拓扑图(SPF算法树)→描述最短路 径l每台路由器都从SPF算法树中构造自己的路 由表7邻居(Neighbor)的形成小王小一小二小三(1)大家好，我是新来的，我叫小王小王小一你好啊(2)你好，小一，我叫小王小王小一你好啊(3)你好，小王，我叫小一嘻嘻嘻， 我有3邻 居 (4)邻居关系建立完成8交换过程172.16.5.1/24 E0172.16.5.2/24 E1AB Down状态 交换过程172.16.5.1/24 E0172.16.5.2/24 E1Router B 邻居列表： 172.16.5.1/24, int E1我是路由器，id为172.16.5.1，我谁也没看到啊Down 状态Init 状态AB交换过程172.16.5.1/24 E0我是路由器，id为ID 172.16.5.2, 我看到了172.16.5.1.172.16.5.2/24 E1 Down 状态Init 状态AB我是路由器，id为172.16.5.1，我谁也没看到啊Router B 邻居列表： 172.16.5.1/24, int E1交换过程172.16.5.1/24 E0Router A 邻居列表： 172.16.5.2/24, int E0172.16.5.2/24 E1 Down 状态Init 状态Two-Way 状态AB我是路由器，id为ID 172.16.5.2, 我看到了172.16.5.1.我是路由器，id为172.16.5.1，我谁也没看到啊Router B 邻居列表： 172.16.5.1/24, int E1探寻路由信息探寻路由信息E0 172.16.5.1DR E0 172.16.5.3不！我来启动交换，因为我的router id比你的大我要启动交换，因为我的router id是172.16.5.1.Helloafadjfjorqpoeru 39547439070713Helloafadjfjorqpoeru 39547439070713Exstart 状态探寻路由信息探寻路由信息这是我的链路状态数据库的描述（摘要）DBDafadjfjorqpoeru 39547439070713Exchange 状态这是我的链路状态数据库的描述（摘要）.DBDafadjfjorqpoeru 39547439070713E0 172.16.5.1DR E0 172.16.5.3Helloafadjfjorqpoeru 39547439070713Helloafadjfjorqpoeru 39547439070713Exstart 状态我要启动交换，因为我的router id是172.16.5.1.不！我来启动交换，因为我的router id比你的大探寻路由信息探寻路由信息E0 172.16.5.1E0 172.16.5.3感谢你的链路状态摘要信息！LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713DR探寻路由信息我需要对网络172.16.6.0/24的完整描述条目好，这是对网络的172.16.6.0/24的具体描述感谢你的链路状态信息！LSRafadjfjorqpoeru 39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713LSUafadjfjorqpoeru 39547439070713Loading 状态E0 172.16.5.1E0 172.16.5.3LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713DR感谢你的链路状态摘要信息！探寻路由信息探寻路由信息Full状态E0 172.16.5.1E0 172.16.5.3DR我需要对网络172.16.6.0/24的完整描述条目好，这是对网络的172.16.6.0/24的具体描述感谢你的链路状态信息！LSRafadjfjorqpoeru 39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713LSUafadjfjorqpoeru 39547439070713Loading 状态LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru 39547439070713感谢你的链路状态摘要信息！OSPF协议计算路由过程RTCRTBRTARTD1235LSDBRTA的LSA RTB的LSA RTC的LSA RTD的LSAACBD1235(一)网络拓扑结构(二)每台路由器的 链路状态数据库(三)由链路状态数据库 得到的带权有向图ACD1221BACD21BACD21BACD21B(四)每台路由器分别以自己为跟节点计算最小生成树333318outlinelOSPF的基本原理与实现l邻居和邻接关系l区域l链路状态数据库l路由表l认证l按需电路上的OSPFlOSPF的数据包格式lOSPF的LSA格式l可选字段19邻居和邻接关系l路由器IDl在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址l一台OSPF路由器对其他OSPF路由器的跟踪需要 每台路由器提供一个路由器IDl路由器ID的获取方法：l如果使用router-id命令手工配置Router ID，就使用 Router ID；l如果没有手工配置Router ID，路由器选取它所有环回 (loopback)接口上数值最高的IP地址；l如果路由器没有配置IP地址的loopback接口，选取它 所有的物理接口上数值最高的IP地址；l用作路由器ID的接口不一定非要运行OSPF协议。

使用loopback接口作为路由器有两个好处： n稳定性：loopback接口比任何其他物理接口更加稳定； n更好的控制网络管路由器ID的能力：管理员在预先分配和识别作为路由器 ID的地址时有更多的回旋余地OSPF路由器使用Hello数据包通告它的路由器ID来建立和邻居的关系20Hello协议l目的l它是发现邻居路由器的方法；l在两台路由器成为邻居之前，需要通告这两台路 由器必须相互认可的几个参数；lHello数据包在邻居路由器之间担当Keeplive的角 色；l它确保了邻居路由器之间的双向通信；l它用来在一个广播网络或非广播多路(NBMA)网 络上选取指定路由器(DR)和备份路由器(BDR).21Hello协议lHello时间间隔(HelloInterval)l周期性发送Hello报文的时间间隔l基于路由器的每一个接口的l路由器无效时间间隔(RouterDeadInterval)l宣布其邻居路由器无效的时间间隔l缺省TRouterDeadInterval＝4 * THelloIntervall双向通信(two-way comm.)l双方在接收到对方的hello报文时在报文的邻居列表中 发现自己的路由器IDl一旦双向通信成功建立，邻接关系也就可能建立了l还依赖于网络类型 22Hello协议l每个Hello数据包都包含以下信息：l始发路由器的路由器ID；l始发路由器接口的区域ID；l始发路由器接口的地址掩码；l始发路由器接口的认证类型和认证信息；l始发路由器接口的Hello时间间隔；l始发路由器接口的路由器无效时间间隔；l路由器的优先级；l指定路由器DR和备份指定路由器BDR；l标识可选性能的5个标记位；l始发路由器的所有有效邻居的路由器ID。

匹配？N丢弃Y有效重置始发路由器的路由器ID 不在邻居列表中则添加23网络类型lOSPF协议定义了5种网络类型l点到点网络l广播型网络l非广播多路访问(NBMA)网络l点到多点网络l虚链路n点到点网络是连接单独一对路由器的； n点到点网络上的有效邻居总是可以形成邻接关系的n以太网、令牌环网等；nOSPF需要选举DR和BDR→广播n帧中继、ATM、X.25等； n可以连接两台以上的路由器； n没有广播数据包的能力； n需要选举DR和BDR→单播nNBMA网络的一个特殊配置； n看作一群点到点链路的集合； n没有广播数据包的能力； n不需要选举DR和BDRn没有编号的点到点网络的一种特殊配置； nOSPF数据包以单播形式发送24网络类型l传送网络l与两台或以上的路由器相连l只是转发数据包，数据包的始发网络和目的网络 都不同于当前的传送网络l末梢网络l仅仅与一台路由器相连l数据包总有一个源地址或目的地址属于该末梢网 络25指定路由器和备份指定路由器l对OSPF来说，在多址网络上LSA的泛洪扩散 存在两个问题：l网络上创建很多不必要的LSAl多址网络本身的泛洪扩散显得比较混乱l解决办法→指定路由器→功能l描述这个多路访问网络和OSPF区域内其他与其相 连的路由器l管理这个多路访问网络上的泛洪扩散过程n一台路由器可能是它所连接的其中一个多路访问网络的DR； n也可能不是它所连接的另一个多路访问网络的DR； n指定路由器是路由器接口的特性而不是整个路由器的特性。

26指定路由器和备份指定路由器lBDR：防止DR失效造成无法有效传送数据包lDR和BDR的选取条件l与优先级有关，具有0优先级的路由器不能成为 DR和BDR；lHello分组包含了表示始发路由器指定的路由器优 先级的字段，也包含了路由器认为可能是DR和 BDR的相关接口的IP地址的字段；l当一个接口在一个多址网络开始有效时，它将把 它的DR和BDR的地址设为全0l已经存在的接口把DR和BDR的地址记录入一个接 口数据结构表中27DR（村长）的选举过程l（1）登记选民l本网段的OSPF路由器；l本村的18岁以上公民；l（2）登记候选人l本网段的priority>0的OSPF路由器；l本村内的30岁以上公民，且在本村居住3年以上；l（3）竞选演说l几乎所有的priority>0的OSPF路由器都认为自己是DRl几乎所有的候选人都认为自己应该当村长；l也有不想做村长的，哪这些人先选一个为副村长(BDR)，已 经竞争村长的不能竞争副村长l（4）投票l选priority值最大的，若priority值相等，选RouterID最。