OSPF的基本工作原理.ppt

A,1,1、掌握OSPF基本工作原理2、開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF,A,2,開放最短路徑優(yōu)先,目前IGP中應(yīng)用最廣，性能最優(yōu)的一個路由協(xié)議。開放最短路徑優(yōu)先（0SPF）是一個開放標(biāo)準(zhǔn)的路由選擇協(xié)議，它被各種網(wǎng)絡(luò)開發(fā)商所廣泛使用，其中包括Cisco。如果你的網(wǎng)絡(luò)擁有多種路由器，而并不是全部都是Cisco，那么你將不能使用EIGRP，那你可以用什么呢？基本上你剩下的選擇只有RIPl、RIP2或者是OSPF。如果你的網(wǎng)絡(luò)是一個大型網(wǎng)絡(luò)，那么，你正確的選擇只能是OSPF。OSPF要構(gòu)建一個最短路徑樹，然后使用最佳路徑的計算結(jié)果來組建路由表。OSPF會聚很快，雖然它可能沒有EIGRP快，并且它也支持到達(dá)相同目標(biāo)的多個等開銷路由。它只支持IP路由選擇。OSPF支持下列功能：由地區(qū)和自治系統(tǒng)組成最小化路由更新流量.允許可量測性.支持VLSM和CIDR擁有不受限跳計數(shù)允許多銷售商設(shè)備集成（開放的標(biāo)準(zhǔn)）,A,3,OSPF與RIP比較,A,4,OSPF立體、分層結(jié)構(gòu),要想使OSPF支持大型網(wǎng)絡(luò)，需要采用分層結(jié)構(gòu)。即將大型網(wǎng)絡(luò)分割成若干小的地區(qū)（area）。采用分層結(jié)構(gòu)可以帶來以下好處：減少路由選擇開銷加速匯聚單一網(wǎng)絡(luò)地區(qū)縮小網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性,OSPF的運行步驟,OSPF路由器的運行分為下列5個不同步驟：建立路由器比鄰關(guān)系選舉一個DR和BDR發(fā)現(xiàn)路由選舉最佳路由維護路由信息,A,6,OSPF分層結(jié)構(gòu)模型,OSPF在同一個自治系統(tǒng)AS內(nèi)劃分地區(qū)（area）。在若干地區(qū)中，必須有一個地區(qū)0（主干地區(qū)）。其它地區(qū)必須連接到主干地區(qū)。連接主干地區(qū)與其它地區(qū)的路由器稱之為地區(qū)邊界路由器（ABR）。多個自治系統(tǒng)之間也可以連接。連接多個自治系統(tǒng)的路由器稱之為自治系統(tǒng)邊界路由器（ASBR）。,A,7,OSPF鄰居,鏈路：鏈路是被指定給任一給定網(wǎng)絡(luò)的一個網(wǎng)絡(luò)或路由器。當(dāng)一個接口被加入到該OSPF的處理中時，它就被OSPF認(rèn)為是一個鏈路。這個鏈路或接口，將有一個指定給它的狀態(tài)信息（up或down即激活或失效），以及一個或多個IP地址。鄰居：鄰居可以是兩個或更多的路由器，這些路由器都有某個接口連接到一個公共的網(wǎng)絡(luò)上，如兩個連接在一個點到點串行鏈路上的路由器。,A,8,OSPF鄰接與Hello,鄰接(adjacency)：鄰接是兩個OSPF路由器之間的關(guān)系，這兩個路由器允許直接交換路由更新數(shù)據(jù)。OSPF對于共享的路由選擇信息是非常講究的，不像EIGRP那樣直接地與自己所有的鄰居共享路由信息。不同的是，OSPF只與建立了鄰接關(guān)系的鄰居直接共享路由信息。并且并不是所有的鄰居都可以成為鄰接，這將取決于網(wǎng)絡(luò)的類型和路由器上的配置Hello協(xié)議：OSPF使用Hello協(xié)議動態(tài)地發(fā)現(xiàn)鄰居，并維護鄰居關(guān)系。Hello數(shù)據(jù)包的組播地址是224.0.0.5。,A,9,OSPFHello協(xié)議,當(dāng)路由器的一個端口啟動OSPF路由協(xié)議后，它將開始定時發(fā)送Hello報文。管理Hello報文交換的規(guī)則稱為Hello協(xié)議。在第三層，Hello報文使用224.0.0.5地址進行傳送，該地址代表所有的OSPF路由器。OSPF路由器使用hello報文初始新的“鄰居”。在廣播和點對點拓?fù)渲蠬ellos協(xié)議每10秒傳送一次。而在NBMA網(wǎng)絡(luò)，每30秒傳送一次。HELLO定時器：呼叫間隔10s、30s;路由器死亡間隔4倍呼叫間隔；輪詢間隔60s(NBMA)。要想建立鄰居關(guān)系，路由器間Hello定時器必須保持一致。為了使DR和BDR能夠看到網(wǎng)段上所有其他路由器發(fā)送來的鏈路狀態(tài)信息，所有DR和BDR路由器使用224.0.0.6地址。,A,10,172.16.5.1/24E0,172.16.5.2/24E1,A,B,DownState,建立路由器比鄰關(guān)系初始狀態(tài),A,11,172.16.5.1/24E0,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone,DownState,InitState,A,B,建立路由器比鄰關(guān)系初始狀態(tài),Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,12,172.16.5.1/24E0,IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.,DownState,InitState,A,B,建立路由器比鄰關(guān)系初始狀態(tài),Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,13,172.16.5.1/24E0,IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1.,RouterANeighborsList172.16.5.2/24,intE0,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.,DownState,InitState,Two-WayState,A,B,建立路由器比鄰關(guān)系雙向狀態(tài),雙方都在對方的Hello報中看到了自己的ID,雙方進入two-way狀態(tài),Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,14,E0172.16.5.1,DR,E0172.16.5.3,No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.,IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExstartState,發(fā)現(xiàn)路由-ExStart準(zhǔn)啟動,準(zhǔn)啟動狀態(tài)的目的是要在兩臺路由器之間建立主/從關(guān)系。ID較高的路由器成為主路由器,A,15,Hereisasummaryofmylink-statedatabase.,DBD,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExchangeState,Hereisasummaryofmylink-statedatabase.,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.,IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExstartState,DR,DBD：數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包,發(fā)現(xiàn)路由-Exchange交換,A,16,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,發(fā)現(xiàn)路由-Exchange交換,路由器發(fā)送LSAck確認(rèn)收到DBD。路由器將收到的DBD信息與已有信息比較，如DBD通告了一個新的或更新的鏈路，將發(fā)送一個LSR進入Loading加載狀態(tài),A,17,Ineedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.,Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.,Thanksfortheinformation!,LSR,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru39547439070713,LoadingState,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,發(fā)現(xiàn)路由-Loading加載,A,18,FullState,Ineedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.,Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.,Thanksfortheinformation!,LSR,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru39547439070713,LoadingState,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,發(fā)現(xiàn)路由-Fulladjacency全比鄰,至此路由器建立了完整的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫可以開始創(chuàng)建路由表了,A,19,OSPF中的數(shù)據(jù)庫,A,20,OSPF中的數(shù)據(jù)庫,鄰居關(guān)系數(shù)據(jù)庫：鄰居關(guān)系數(shù)據(jù)庫是一個OSPF路由器的列表，這些路由器的Hello數(shù)據(jù)包是可以被相互看見的。每個路由器上的鄰居關(guān)系數(shù)據(jù)庫中管理著各種詳細(xì)資料。如路由器ID和狀態(tài)。拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫：拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中包含有來自所有從某個地區(qū)接收到的鏈路狀態(tài)通告數(shù)據(jù)包中的信息。路由器使用這些來自拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中的信息，作為Dijkstra算法的輸入，并為每個網(wǎng)絡(luò)計算出最短的路徑。路由表：存放到達(dá)各個目的網(wǎng)絡(luò)的最有路徑。,OSPF的運行步驟,OSPF路由器的運行分為下列5個不同步驟：建立路由器比鄰關(guān)系選舉一個DR和BDR發(fā)現(xiàn)路由選舉最佳路由維護路由信息,A,22,OSPF路由器ID,路由器ID：路由器ID（RID）是一個用來標(biāo)識此路由器的IP地址。Cisco通過使用所有被配置的環(huán)回接口中最高的IP地址，來指定此路由器ID。如果沒有環(huán)回地址被配置，OSPF將選擇所有激活的物理接口中最高的IP地址為設(shè)置為RID。在多路訪問型網(wǎng)絡(luò)中連接許多路由器，如果每個路由器都要與其他所有路由器建立鄰居關(guān)系，那么n個路由器，就會有n*(n-1)/2個鄰居關(guān)系，每個這樣的鄰居關(guān)系都會交換鏈路狀態(tài)信息，這對網(wǎng)絡(luò)是很大的負(fù)擔(dān)。解決辦法：在網(wǎng)段內(nèi)選舉一個DR指定路由器，DR與整個廣播網(wǎng)段內(nèi)所有路由器建立鄰居關(guān)系，交換鏈路信息。DR路由器將作為整個廣播網(wǎng)段的“發(fā)言人”與其他網(wǎng)段交換鏈路狀態(tài)信息。同時在網(wǎng)段內(nèi)選舉一個BDR作為指定路由器備份。所有DR和BDR路由器使用224.0.0.6地址。,A,23,OSPF支持的網(wǎng)絡(luò)類型,Point-to-PointPoint-to-multi-Point,NBMASuchasFrame-Relay,BroadcastMultiaccessSuchasEthernet,廣播（多路訪問）網(wǎng)絡(luò)就像以大網(wǎng)，它允許多個設(shè)備連接到同一個網(wǎng)絡(luò)，它是通過投遞單一數(shù)抿包到網(wǎng)絡(luò)中所有的結(jié)點來提供廣播能力的。在OSPF中，每個廣播多路訪問網(wǎng)絡(luò)都必須選出一個DR和一個BDR。,非廣播的多路訪問，非廣播的多路訪問（NBMA）網(wǎng)絡(luò)是那些如幀中繼、x.25歡異步傳輸模式（ATM）類型的網(wǎng)絡(luò)。必須選出一個DR和一個BDR。,點到點被定義為一種包含兩個路由器間直接連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋?，點到點連接可能是物理的，它也可以是邏輯的。,A,24,網(wǎng)絡(luò)類型和DR和BDR路由器選舉,選舉DR和BDR,“選票”：Hellopacket。其中的重要參數(shù)：先比較端口優(yōu)先級，然后比較RouterID。優(yōu)先級：0255。缺省是1，0優(yōu)先級的路由器不競爭DR/BDR。具有最高端口優(yōu)先級的路由器當(dāng)選。優(yōu)先級相同，最高路由器ID。DR和BDR一旦當(dāng)選，除非路由器故障，否則不會更換。,A,26,DR、BDR？,A,27,ShortestPathFirst算法,每個路由器都將自己看作一棵樹的根，依據(jù)到達(dá)目的地的累積成本計算路徑，選擇成本最低的路徑即最短路徑為路由：A路由器到達(dá)222.211.10.0網(wǎng)絡(luò)可以選擇紅色路徑成本開銷為101020黃色路徑成本開銷為10+5+318A路由器會選擇黃色最佳路徑。OSPF的成本開銷是Cost=108/bandwidth(bps),3,A,28,鏈路成本Cost數(shù)值,Cost在CiscoIOS默認(rèn)情況下使用下面的公式：Cost=108/帶寬各種傳輸介質(zhì)的缺省鏈路成本：命令：Router(config-if)#ipospfcostcost-number1number65536,A,29,TopologyTableNetCostOutInterface10.2.2.07To010.3.3.017To010.3.3.020E0,Cost=10,Cost=6,Cost=1,A,B,C,Th