面試的時(shí)候被問(wèn)了個(gè)問(wèn)題OSPF鄰居關(guān)系如何建立

Word第第頁(yè)面試的時(shí)候被問(wèn)了個(gè)問(wèn)題OSPF鄰居關(guān)系如何建立OSPF：OpenShortestPathFirst

OSPF路由協(xié)議是由IETF組織開發(fā)，作為RIP路由協(xié)議的替代協(xié)議，解決RIP路由協(xié)議的固有問(wèn)題。是IETF組織推舉使用的IGP協(xié)議。OSPF路由協(xié)議是一種鏈路狀態(tài)協(xié)議，使用SPF算法進(jìn)行最正確路由計(jì)算。

作為鏈路狀態(tài)協(xié)議，OSPF協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)在于路由表的快速收斂，對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)的支持以及不易受到錯(cuò)誤路由信息的影響。OSPF路由協(xié)議其他的的特點(diǎn)如下：

使用area的概念，降低協(xié)議對(duì)CPU和內(nèi)存的影響，削減路由協(xié)議產(chǎn)生的流量，可以構(gòu)筑分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

完全支持無(wú)類別路由處理，消退了有類別路由協(xié)議的一些問(wèn)題，例如不連續(xù)子網(wǎng)的問(wèn)題。

支持無(wú)類別路由表的檢索，支持VLSM，支持Supernetting可以更有效的進(jìn)行地址管理。

支持無(wú)大小限制的，任意的metric值。

等價(jià)負(fù)載均衡，可以更有效的利用多路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

使用預(yù)留的組播地址，減小對(duì)非OSPF設(shè)備的影響。

支持認(rèn)證，供應(yīng)更平安的路由

可以對(duì)路由進(jìn)行標(biāo)記，跟蹤外部的路由。

OSPF的操作介紹

第一步：OSPF路由器從啟動(dòng)了OSPF協(xié)議的接口向外發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，假如兩臺(tái)路由器共享公共的數(shù)據(jù)鏈路，并且Hello數(shù)據(jù)包中指定的數(shù)據(jù)參數(shù)協(xié)商全都，這兩個(gè)路由器將建立鄰居關(guān)系成為鄰居(Neighbors)。

其次步：建立鄰接(Adjacencies)關(guān)系。鄰接關(guān)系是在兩個(gè)建立了鄰居關(guān)系的OSPF路由器之間建立的，類似于一條點(diǎn)到點(diǎn)的虛擬鏈路。兩個(gè)OSPF路由器必需先建立鄰居關(guān)系然后才能建立鄰接關(guān)系。因此在故障排解時(shí)可以依次檢查相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)列表。OSPF定義了幾種網(wǎng)絡(luò)類型和路由器類型，網(wǎng)絡(luò)類型和路由器類型也在Hello數(shù)據(jù)包中傳輸。鄰接關(guān)系的建立也需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型和路由器類型來(lái)建立。

第三步：全部的路由器向全部的建立了鄰接關(guān)系的路由器上發(fā)送LSA(LinkStateAdvertisement)數(shù)據(jù)包。在LSA數(shù)據(jù)包中，描述了路由器的接口、鏈路和鏈路的狀態(tài)。這些鏈路可以是到stub網(wǎng)絡(luò)的鏈路，可以是到其他OSPF路由器的鏈路，可以是到位于其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)的鏈路，或者是到外部網(wǎng)絡(luò)的鏈路。由于網(wǎng)絡(luò)中存在著多種類型的鏈路，因此也就存在著多種類型的鏈路狀態(tài)信息，因此OSPF也就定義了多種的LSA類型。

第四步：每個(gè)路由器從鄰居路由器接收到后，將會(huì)在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄下LSA的內(nèi)容，并且將LSA的一個(gè)拷貝發(fā)送給他的其他鄰居路由器。

第五步：通過(guò)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)擴(kuò)大LSA，全部的路由器將會(huì)建立統(tǒng)一的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

第六步：當(dāng)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)建立完成后，每個(gè)路由器使用SPF算法計(jì)算出一個(gè)無(wú)環(huán)路的圖表，這個(gè)圖表可以用來(lái)描述從這個(gè)路由器到任意一個(gè)已知目的地的最短的路徑也就是最小鏈路開銷的路徑。這個(gè)圖表就是SPF樹。

第七步：每個(gè)路由器利用SPF樹來(lái)建立自己的路由表。

在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)全部的鏈路狀態(tài)信息已經(jīng)被擴(kuò)大到全部的路由器上以后，我們就可以說(shuō)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)被同步了。同時(shí)，路由表也已經(jīng)建立了。Hello數(shù)據(jù)包在鄰居路由器之間進(jìn)行交換，供應(yīng)存活(keepalive)數(shù)據(jù)包的作用。當(dāng)一臺(tái)OSPF路由器消失問(wèn)題時(shí)，他的鄰居路由器可以通過(guò)Hello數(shù)據(jù)包的交換狀況來(lái)獲知狀況。LSA數(shù)據(jù)包每30分鐘會(huì)被重新傳遞一次。

鄰居和鄰接關(guān)系

發(fā)送LSA數(shù)據(jù)包之前，OSPF路由器必需能夠發(fā)覺(jué)鄰居路由器并且與鄰居路由器建立鄰接關(guān)系。鄰居路由器信息會(huì)被建立在鄰居列表中，同時(shí)還記錄每個(gè)鄰居路由器位于的鏈路或接口信息，以及記錄其他維護(hù)鄰居關(guān)系所需的必要信息。

針對(duì)OSPF路由器，我們需要一個(gè)標(biāo)記來(lái)唯一的標(biāo)識(shí)一個(gè)路由器，這個(gè)標(biāo)記就是RouterID。RouterID就是路由器上的一個(gè)IP地址。Cisco路由器通過(guò)以下的原則來(lái)自行確定路由器的RouterID：

路由器選擇數(shù)值最大的Loopback接口的IP地址作為RouterID。

假如路由器上沒(méi)有配置Loopback接口，路由器就選擇配置在物理接口上的數(shù)值最大的IP地址作為RouterID。這個(gè)接口可以不運(yùn)行OSPF路由協(xié)議。

使用與Loopback接口的IP地址具有以下的好處：

Loopback接口比物理接口更穩(wěn)定，當(dāng)路由器啟動(dòng)后Loopback接口就被啟動(dòng)，只有路由器失敗了，Loopback接口才會(huì)失敗。

使用Loopback接口的ip地址作為路由器的RouterID，可以使網(wǎng)絡(luò)管理員在給OSPF路由器安排一個(gè)可預(yù)報(bào)的或是可確認(rèn)的RouterID方面，具有更大的自由度。

假如CiscoOSPF路由器使用一個(gè)物理接口的IP地址作為路由器的RouterID，那么，即使這個(gè)物理接口后來(lái)失效了或是被刪除了，OSPF路由協(xié)議仍舊會(huì)使用這個(gè)物理接口的IP地址作為RouterID來(lái)使用。因此，Loopback接口的ip地址作為RouterID所帶來(lái)的穩(wěn)定性只是一個(gè)附屬的優(yōu)點(diǎn)，使用Loopback接口地址的最大好處是可以掌握RouterID。

OSPF路由器通過(guò)在Hello數(shù)據(jù)包中廣播自己的RouterID，來(lái)啟動(dòng)鄰居關(guān)系的建立。

Hello協(xié)議

Hello協(xié)議主要是為了實(shí)現(xiàn)以下的目的：

Hello協(xié)議是OSPF路由協(xié)議用來(lái)發(fā)覺(jué)鄰居路由器的手段和方法。

Hello數(shù)據(jù)包重愛(ài)護(hù)了一些參數(shù)，兩臺(tái)路由器假如要形成鄰居關(guān)系，這些參數(shù)必需能夠協(xié)商勝利。

在具有鄰居關(guān)系的路由器之間傳輸Hello數(shù)據(jù)包，可以起到傳遞Keepalives信號(hào)的作用。

通過(guò)Hello數(shù)據(jù)包的交換，可以用來(lái)確認(rèn)鄰居之間雙向通訊的狀況是否正常沒(méi)有故障。

在廣播網(wǎng)絡(luò)和非廣播多點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中，利用Hello數(shù)據(jù)包進(jìn)行DesignatedRouter和BackupDesignatedRouter的選舉操作。

OSPF路由器從啟動(dòng)了OSPF協(xié)議的接口上周期性的發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，這個(gè)時(shí)鐘周期稱為“HelloInterval”?！癏elloInterval”是基于接口進(jìn)行配置的，兩個(gè)接口的“HelloInterval”參數(shù)可以不同。

Cisco路由器缺省的HelloInterval值被設(shè)置為10秒，可以通過(guò)執(zhí)行ipospfhello-interval指令來(lái)修改這個(gè)缺省的參數(shù)值。假如一個(gè)路由器在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有從它的一個(gè)鄰居路由器處接收到Hello數(shù)據(jù)包，它就會(huì)認(rèn)為這個(gè)鄰居路由器已經(jīng)失效。這個(gè)時(shí)間段稱為RouterDeadInterval。Cisco路由器缺省的RouterDeadInterval值被設(shè)置為HelloInterval值的四倍，也就是缺省值為40秒。這個(gè)值也可以通過(guò)執(zhí)行ipospfdead-interval指令來(lái)轉(zhuǎn)變。

OSPF路由協(xié)議的Hello數(shù)據(jù)包包含以下信息：

生成這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的OSPF路由器的RouterID;

生成并發(fā)送出這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的OSPF路由器的接口的AreaID、地址掩碼、認(rèn)證類型、認(rèn)證信息、HelloInterval、RouterDeadInterval;

路由器的優(yōu)先級(jí)

DR和BDR

五個(gè)標(biāo)識(shí)重要功能的標(biāo)志位

生成這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的OSPF路由器的全部鄰居的RouterID。這個(gè)RouterID的列表中只包括從發(fā)出這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的路由器接口在RouterDeadInterval時(shí)鐘到時(shí)之前通過(guò)Hello數(shù)據(jù)包中監(jiān)聽到的鄰居的RouterID。這一步是鄰居路由器建立鄰接關(guān)系的.手段。

路由器在接收到從一個(gè)鄰居路由器發(fā)送過(guò)來(lái)的Hello數(shù)據(jù)包后，會(huì)查看Hello數(shù)據(jù)包中承載的一部分信息，包括：AreaID、認(rèn)證的相關(guān)信息、網(wǎng)絡(luò)掩碼、HelloInterval、RouterDeadInterval和選項(xiàng)值。并且會(huì)將這些信息與配置在接收到這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的接口上的參數(shù)進(jìn)行比較，假如兩者不全都，就會(huì)將接收到的Hello數(shù)據(jù)包丟棄，鄰接關(guān)系也就不會(huì)被建立。假如兩者全都，那么這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包就是有效的。同時(shí)，假如發(fā)送這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的鄰居路由器的RouterID也已經(jīng)在這個(gè)鄰居列表中，并且鄰居列表中記錄的接口和接收這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的接口相同，那么這個(gè)接口的RouterDeadInterval時(shí)鐘就會(huì)被重置，假如鄰居列表中沒(méi)有這個(gè)鄰居路由器的RouterID，就會(huì)增加這個(gè)鄰居路由器的RouterID記錄。

無(wú)論何時(shí)，路由器在發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包時(shí)都會(huì)將傳輸這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包的鏈路上的全部的鄰居路由器的RouterID的信息包含在這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包里。假如一個(gè)鄰居路由器接收到這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包后發(fā)覺(jué)自己的RouterID信息也包含在這個(gè)Hello數(shù)據(jù)包中，那么這個(gè)路由器就可以確定一條雙向通信鏈路已經(jīng)被建立了。一旦雙向通信被建立，鄰接關(guān)系也就可以被建立了。當(dāng)然并不是全部的鄰居路由器之間都可以形成鄰接關(guān)系。鄰居路由器之間是否能夠形成鄰接關(guān)系，也要依據(jù)連接這兩個(gè)鄰居路由器的網(wǎng)絡(luò)的類型來(lái)確定。網(wǎng)絡(luò)類型也會(huì)影響OSPF數(shù)據(jù)包的傳輸方式。

NetworkTypes

OSPF定義了五種網(wǎng)絡(luò)類型，分別是：

1、點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(Point-to-pointnetworks)

2、廣播網(wǎng)絡(luò)(Broadcastnetworks)

3、非廣播多點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)(Non-broadcastMulti-accessnetworksNBMA)

4、點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(Point-to-multipointnetworks)

5、虛擬鏈路(Virtuallinks)

點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接一對(duì)路由器。在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上，有效的OSPF鄰居路由器之間總會(huì)形成鄰接關(guān)系。在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上，OSPF數(shù)據(jù)包的目的地址始終是224.0.0.5。這個(gè)地址稱為AllSPFRouters，是一個(gè)預(yù)留的D類IP地址。

廣播網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多點(diǎn)訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)，在廣播網(wǎng)絡(luò)中可以連接兩臺(tái)以上的設(shè)備。并且在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上可以傳輸廣播數(shù)據(jù)包。一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包被發(fā)送到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)后，全部設(shè)備都可以接收到。連接到廣播網(wǎng)絡(luò)上的OSPF路由器會(huì)推選出一個(gè)路由器作為DR和一個(gè)路由器作為BDR。由DR和BDR以組播方式發(fā)送目的地址為224.0.0.5的Hello數(shù)據(jù)包到廣播網(wǎng)絡(luò)上，承載這個(gè)數(shù)據(jù)包的幀的目的MAC地址為0100.5E00.0005。廣播網(wǎng)絡(luò)上的其它OSPF路由器會(huì)以組播方式發(fā)送鏈路狀態(tài)更新(LSU：LinkStateUpdate)和鏈路狀態(tài)回執(zhí)(LSA：LinkStateAcknowledgment)數(shù)據(jù)包，組播數(shù)據(jù)