ospf協(xié)議詳解-課件

ospf協(xié)議詳解OSPF協(xié)議路由需要更復雜的網絡規(guī)劃和配置需要占用更多的路由器資源需要占用更多的內存來存儲多個表需要占用更多的CPU和處理資源來完成復雜的路由計算與距離矢量協(xié)議相比較，鏈路狀態(tài)路由協(xié)議具有以下特性：4123ospf協(xié)議詳解ospf協(xié)議詳解OSPF(OpenShortestPathFirst開放式最短路徑優(yōu)先)

是一個內部網關協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,簡稱IGP)，用于在單一自治系統(tǒng)(autonomoussystem，AS)內決策路由。OSPF的協(xié)議管理距離（AD）是110。OSPF由IETF在20世紀80年代末期開發(fā)，OSPF是SPF類路由協(xié)議中的開放式版本。鏈路是路由器接口的另一種說法，因此OSPF也稱為接口狀態(tài)路由協(xié)議。ospf協(xié)議詳解鏈路狀態(tài)協(xié)議泛洪鏈路狀態(tài)信息，使每臺路由器有一個完整的網絡拓撲視圖。最短路徑優(yōu)先算法用于點到點的網絡連接，為了在目前多樣的網絡中實現(xiàn)OSPF協(xié)議，OSPF必須知道它所運行的網絡類型。在交換OSPF鏈路狀態(tài)信息前，OSPF協(xié)議會在路由器之間建立鄰居關系。大型的OSPF網絡使用分級設計原則。多個區(qū)域連接到一個分配區(qū)，區(qū)域0，也稱為骨干。ospf協(xié)議詳解毗鄰數據庫記錄有關鄰居路由器的信息拓撲數據庫（鏈路狀態(tài)數據庫）在OSPF區(qū)域內的每臺路由器具有相同的鏈路狀態(tài)數據庫，帶有多個接口的路由器可以加入多個區(qū)域（區(qū)域邊界路由器），它會為每個區(qū)域維護一個單獨的拓撲數據庫路由選擇表在路由器的數據庫上運行最短路徑優(yōu)先（SPF）算法，決定到目的地的最佳路由ospf協(xié)議詳解OSPF分組類型作用可靠性HELLO1、用于發(fā)現(xiàn)鄰居2、建立鄰接關系3、維持鄰接關系4、確保雙向通信5、選舉DR和BDRDatabaseDescription數據庫的描述DBD可靠Link-stateRequest鏈路狀態(tài)請求包LSR可靠Link-stateUpdate鏈路狀態(tài)更新包LSU可靠Link-stateAcknowledment鏈路狀態(tài)確認包LSACKOSPF路由器為了與它的鄰居有效共享鏈路狀態(tài)信息而建立各種關系或狀態(tài)。路由器依靠5種不同的分組來識別它們的鄰居并更新鏈路狀態(tài)信息。ospf協(xié)議詳解區(qū)域長度32位，可以用10進制，也可以類似于IP地址的點分十進制，分3種通信量Intra-AreaTraffic:域內間通信量Inter-AreaTraffic:域間通信量ExternalTraffic:外部通信量ospf協(xié)議詳解InternalRouter:內部路由器ABR(AreaBorderRouter):區(qū)域邊界路由器BackboneRouter(BR):骨干路由器ASBR(AutonomousSystemBoundaryRouter):自治系統(tǒng)邊界路由器.ospf協(xié)議詳解以下2中情況需要使用到虛鏈路:通過一個非骨干區(qū)域連接到一個骨干區(qū)域.通過一個非骨干區(qū)域連接一個分段的骨干區(qū)域兩邊的部分區(qū)域.虛鏈接是一個邏輯的隧道（Tunnel）,配置虛鏈接的一些規(guī)則:虛鏈接必須配置在2個ABR之間.虛鏈接所經過的區(qū)域叫TransitArea,它必須擁有完整的路由信息.TransitArea不能是StubArea.盡可能的避免使用虛鏈接ospf協(xié)議詳解OSPF網絡分為以下2個級別的層次:骨干區(qū)域(backboneorarea0)非骨干區(qū)域(nonbackboneareas)在一個OSPF區(qū)域中只能有一個骨干區(qū)域,可以有多個非骨干區(qū)域,骨干區(qū)域的區(qū)域號為0。為了避免回環(huán)的產生，各非骨干區(qū)域間是不可以交換LSA信息的，他們只有與骨干區(qū)域相連，通過骨干區(qū)域相互交換信息。ospf協(xié)議詳解非骨干區(qū)域和骨干區(qū)域之間相連的路由叫邊界路由（ABRs-AreaBorderRouters）,只有ABRs記載了接入各區(qū)域的所有路由信息。各非骨干區(qū)域內的非ABRs只記載了本區(qū)域內的路由表，若要與外部區(qū)域中的路由相連，只能通過本區(qū)域的ABRs，由ABRs連到骨干區(qū)域的BR，再由骨干區(qū)域的BR連到要到達的區(qū)域。ospf協(xié)議詳解點到點網絡(point-to-point).廣播型網絡(broadcast)點到多點網絡(point-to-multipoint)非廣播型(NBMA)網絡(non-broadcast)虛鏈接(virtuallink)ospf協(xié)議詳解比如T1線路,是連接單獨的一對路由器的網絡,點到點網絡上的有效鄰居總是可以形成鄰接關系的,在這種網絡上,OSPF包的目標地址使用的是224.0.0.5,這個組播地址稱為AllSPFRouters.ospf協(xié)議詳解比如以太網,TokenRing和FDDI,這樣的網絡上會選舉一個DR和BDR,DR/BDR的發(fā)送的OSPF包的目標地址為224.0.0.5,運載這些OSPF包的幀的目標MAC地址為0100.5E00.0005;而除了DR/BDR以外發(fā)送的OSPF包的目標地址為224.0.0.6,這個地址叫AllDRouters.ospf協(xié)議詳解比如X.25,FrameRelay,和ATM,不具備廣播的能力,因此鄰居要人工來指定,在這樣的網絡上要選舉DR和BDR,OSPF包采用unicast的方式是NBMA網絡的一個特殊配置,可以看成是點到點鏈路的集合.在這樣的網絡上不選舉DR和BDR.虛鏈接:OSPF包是以unicast的方式發(fā)送ospf協(xié)議詳解傳輸網絡(TransitNetwork)末梢網絡(StubNetwork)[ImageInfo]

-Notetocustomers:ThisimagehasbeenlicensedtobeusedwithinthisPowerPointtemplateonly.Youmaynotextracttheimageforanyotheruse.ospf協(xié)議詳解COST=108/BWOSPF協(xié)議決定最短路徑是基于路由器每一個接口指定的代價（cost）來的一條路由的代價：是指沿著到達目的網絡的路由路徑上所有出站接口的代價之和!100M128KABCC學習到的10網段的Cost是多少？108/100M＝1108/128K＝781Cost值為1＋1＋781＝78310100Mospf協(xié)議詳解Down:此狀態(tài)還沒有與其他路由器交換信息。首先從其ospf接口向外發(fā)送hello分組，還并不知道DR(若為廣播網絡)和任何其他路由器。發(fā)送hello分組使用組播地址224.0.0.5。Init:表明在DeadInterval里收到了Hello包,但是2-Way通信仍然沒有建立起來.ospf協(xié)議詳解two-way:雙向會話建立,而RID彼此出現(xiàn)在對方的鄰居列表中。(若為廣播網絡：例如：以太網。在這個時候應該選舉DR,BDR。)ExStart:信息交換初始狀態(tài)，在這個狀態(tài)下,本地路由器和鄰居將建立Master/Slave關系,并確定DDSequenceNumber,路由器ID大的的成為Master.ospf協(xié)議詳解Exchange:信息交換狀態(tài)，本地路由器和鄰居交換一個或多個DBD分組（也叫DDP)。DBD包含有關LSDB中LSA條目的摘要信息)。Loading:信息加載狀態(tài)：收到DBD后,將收到的信息同LSDB中的信息進行比較。如果DBD中有更新的鏈路狀態(tài)條目，則向對方發(fā)送一個LSR，用于請求新的LSA。Full:完全鄰接狀態(tài),鄰接間的鏈路狀態(tài)數據庫同步完成，通過鄰居鏈路狀態(tài)請求列表為空且鄰居狀態(tài)為Loading判斷。ospf協(xié)議詳解4.允許鄰居之間的雙向通信5.用于在NBMA網絡上選舉DR和BDR1.用于發(fā)現(xiàn)鄰居2.成為鄰居前，對Hello包的參數進行協(xié)商3.在鄰居間扮演keepalive的角色ospf協(xié)議詳解源路由器的RID源路由器的AreaID源路由器接口的掩碼源路由器接口的認證類型和認證信息源路由器接口的Hello包發(fā)送的時間間隔源路由器接口的無效時間間隔優(yōu)先級DR/BDR接口IP地址標記位(flagbit)源路由器的所有鄰居的RID23ospf協(xié)議詳解數據庫交換過程主從協(xié)商DD交換LSA請求LSA傳播LSA應答ospf協(xié)議詳解RARBDownDownInit2-way2-wayFullHello(neighbor=“

”)Hello(neighbor=“RA”)Hello(neighbor=“RB”)Hello(neighbor=“

”)InitDBD（Seq）接收到對方的HELLO報文，轉換為初始狀態(tài)在對方發(fā)來的HELLO報文中看到自己的RouterID，轉換為雙向狀態(tài)確定數據庫描述報文的序列號，轉換為信息交換初始狀態(tài)DBD（Seq）ExStartExStartDBDDBDExChangeExChange發(fā)送數據庫描述報文，轉換為信息交換狀態(tài)LSRLoadingLSULSRLSULoadingFull發(fā)送鏈路狀態(tài)信息請求報文，獲取未知的鏈路狀態(tài)信息發(fā)送鏈路狀態(tài)信息更新報文，同步鏈路狀態(tài)數據庫直到兩臺路由器的鏈路狀態(tài)數據庫完全一致，形成鄰接關系發(fā)送Hello消息就像雙方互相打個招呼DBD類似于一個目錄互相發(fā)送對方未知的鏈路信息25ospf協(xié)議詳解DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull維護路由選擇信息ospf協(xié)議詳解建立路由器毗鄰關系選舉一個DR和BDR發(fā)現(xiàn)路由選擇適當的路由ospf協(xié)議詳解鄰接關系建立的4個階段:鄰居發(fā)現(xiàn)階段雙向通信階段：Hello報文都列出了對方的RID，則BC完成數據庫同步階段完全鄰接階段:fulladjacency鄰居關系的建立和維持都是靠Hello包完成的,在一般的網絡類型中,Hello包周期性的以HelloInterval秒發(fā)送28ospf協(xié)議詳解對于多點接入網絡，即NBMA和broadcast，如果網絡內有上百臺路由器，那將形成多少鄰接關系：兩兩互相形成，即100*（100-1），這些鄰接關系要定期的交換LSDB,這樣耗費的系統(tǒng)資源更是不計其數。BROADCASTNBMAHUBFR/X.2529ospf協(xié)議詳解M=n(n-1)/2=28M=(n-2)×2+1=13DRBDRospf協(xié)議詳解DR將完成如下工作：描述這個多址網絡和該網絡上剩下的其他相關路由器.管理這個多址網絡上的flooding過程.同時為了冗余性，還會選取一個BDR，作為備份之用.路由器的每個多路訪問(multi-access)接口都有個路由器優(yōu)先級(RouterPriority),8位長的一個整數,范圍是0到255,Cisco路由器默認的優(yōu)先級是1優(yōu)先級為0的話將不能選舉為DR/BDR.優(yōu)先級可以通過命令ipospfpriority進行修改.Hello包里包含了優(yōu)先級的字段,還包括了可能成為DR/BDR的相關接口的IP地址.當接口在多路訪問網絡上初次啟動的時候,它把DR/BDR地址設置為0.0.0.0,同時設置等待計時器(waittimer)的值等于路由器無效間隔(RouterDeadInterval).ospf協(xié)議詳解DRBDR選取是以接口狀態(tài)機的方式觸發(fā)的.123ospf協(xié)議詳解路由器在和鄰居建立雙向(2-Way)通信之后,檢查鄰居的Hello包中Priority,DR和BDR字段,列出所有可以參與DR/BDR選舉的鄰居如果有一臺或多臺這樣的路由器宣告自己為BDR（也就是說，在其Hello包中將自己列為BDR，而不是DR），選擇其中擁有最高路由器優(yōu)先級的成為BDR；如果相同，選擇擁有最大路由器標識的。如果沒有路由器宣告自己為BDR，選擇列表中路由器擁有最高優(yōu)先級的成為BDR，（同樣排除宣告自己為DR的路由器），如果相同，再根據路由器標識。ospf協(xié)議詳解如果有一臺或多臺路由器宣告自己為DR（也就是說，在其Hello包中將自己列為DR），選擇其中擁有最高路由器優(yōu)先級的成為DR；如果相同，選擇擁有最大路由器標識的。如果沒有路由器宣告自己為DR，將新選舉出的BDR設定為DR。如果路由器X新近成為DR或BDR，或者不再成為DR或BDR，重復步驟2和3，然后結束選舉。這樣做是為了確保路由器不會同時宣告自己為DR和BDR。當網絡中已經選舉了DR/BDR后,又出現(xiàn)了1臺新的優(yōu)先級更高的路由器,DR/BDR是不會重新選舉的。ospf協(xié)議詳解優(yōu)先級為0的不參與選舉；優(yōu)先級高的路由器為DR；優(yōu)先級相同時，以routerID大為DR；routerID以回環(huán)接口中最大ip為準；若無回環(huán)接口，以真實接口最大ip為準。缺省條件下，優(yōu)先級為1。ospf協(xié)議詳解Flooding采用2種報文LSUType4---鏈路狀態(tài)更新報文LSAType5---鏈路狀態(tài)確認報文在P-P網絡，路由器是以組播方式將更新報文發(fā)送到組播地址224.0.0.5

在P-MP和虛鏈路網絡，路由器以單播方式將更新報文發(fā)送至鄰接鄰居的接口地址.

ospf協(xié)議詳解在廣播型網絡，DR路由器只能和DR&BDR形成鄰接關系，所以更新報文將發(fā)送到224.0.0.6，相應的DR以224.0.0.5泛洪LSA并且BDR只接收LSA，不會確認和泛洪這些更新，除非DR失效在NBMA型網絡，LSA以單播方式發(fā)送到DR和BDR，并且DR以單播方式發(fā)送這些更新.LSA通過LS類型、LS標識和宣告路由器來識別，并通過序列號、校驗和、老化時間判斷LSA新舊。ospf協(xié)議詳解類型1:RouterLSA:每個路由器都將產生RouterLSA,這種LSA只在本區(qū)域內傳播，描述了路由器所有的鏈路和接口，狀態(tài)和開銷.類型2:NetworkLSA:在每個多路訪問網絡中，DR都會產生這種NetworkLSA，它只在產生這條NetworkLSA的區(qū)域泛洪描述了所有和它相連的路由器（包括DR本身）。ospf協(xié)議詳解類型3:NetworkSummaryLSA:由ABR路由器始發(fā),用于通告該區(qū)域外部的目的地址.當其他的路由器收到來自ABR的NetworkSummaryLSA以后,它不會運行SPF算法,它只簡單的加上到達那個ABR的開銷和NetworkSummaryLSA中包含的開銷,通過ABR,到達目標地址的路由和開銷一起被加進路由表里,這種依賴中間路由器來確定到達目標地址的完全路由(fullroute)實際上是距離矢量路由協(xié)議的行為。ospf協(xié)議詳解類型4:ASBRSummaryLSA:由ABR發(fā)出，ASBR匯總LSA除了所通告的目的地是一個ASBR而不是一個網絡外，其他同NetworkSummaryLSA.類型5:ASExternalLSA:發(fā)自ASBR路由器,用來通告到達OSPF自主系統(tǒng)外部的目的地,或者OSPF自主系統(tǒng)那個外部的缺省路由的LSA.這種LSA將在全AS內泛洪（4個特殊區(qū)域除外）.類型6:GroupMembershipLSA

ospf協(xié)議詳解類型7:NSSAExternalLSA:來自非完全Stub區(qū)域（not-so-stubbyarea）內ASBR路由器始發(fā)的LSA通告它只在NSSA區(qū)域內泛洪，這是與LSA-Type5的區(qū)別.類型8:ExternalAttributesLSA類型9:OpaqueLSA(link-localscope,)類型10:OpaqueLSA(area-localscope)類型11:OpaqueLSA(ASscope)ospf協(xié)議詳解配置loopback接口地址Router(config)#interfaceloopback0Router(config-if)#ipaddressIP地址掩碼啟動OSPF路由進程Router(config)#routerospf進程號

指定OSPF協(xié)議運行的接口和所在的區(qū)域Router(config-router)#network網絡號反向掩碼area

區(qū)域號本路由器的進程號，用于標識同一路由器上的多個OSPF進程可以是網絡地址、子網地址、接口地址指明網絡所屬區(qū)域，此處是0---骨干區(qū)域用于產生路由器的RouterID192.168.1.0/24子網掩碼：255.255.255.0反向掩碼：0.0.0.255子網掩碼為1的位，在反向掩碼中為0；子網掩碼為0的位，在反向掩碼中為1。例如：192.168.2.0/28的反向掩碼應該是多少？反向掩碼：0.0.0.15ospf協(xié)議詳解修改接口的Cost值

Router(config-if)#ipospfcostnumber

例如：

Router(config)#interfaces0Router(config-if)#ipospfcost1000取值范圍1~65535OSPF路由器在接口上使用cost值來決定最佳路徑ospf協(xié)議詳解配置OSPF計時器

Router(config-if)#ipospfhello-interval時間(s)Router(config-if)#ipospfdead-interval時間(s)例如：

Router(config)#interfacee0Router(config-if)#ipospfhello-interval5Router(config-if)#ipospfdead-interval20為了交換信息，相鄰由器必須有相同的hello和dead間隔，通常dead時間是hello時間的4倍ospf協(xié)議詳解查看鄰居列表Router#showipospfneighbor查看鏈路狀態(tài)數據庫Router#showipospfdatabase查看路由表Router#showiproute

查看OSPF的配置Router#showipospf查看OSPF接口數據結構Router#showipospfinterface接口

ospf協(xié)議詳解ospf協(xié)議詳解環(huán)回接口是路由器的一個虛擬接口，它永遠不會失效。OSPF的成功運行需要一個進程ID和路由器ID。路由器ID來自于一個活動的接口，如果這個接口失效了，OSPF進程就無法繼續(xù)。為了保證OSPF的穩(wěn)定性，我們配置環(huán)回地址作為路由器的ID。ospf協(xié)議詳解當OSPF進程啟動時，IOS使用最高的本地地址作為其OSPF路由器的ID。如果為環(huán)回接口配置了IP地址，路由器將會使用該環(huán)回接口地址，而不管其值大小。在基于OSPF的網絡中，建議所有關鍵路由器都使用環(huán)回地址。為了避免路