OSPF路由協(xié)議.ppt

1、課程內(nèi)容,第一章 OSPF協(xié)議原理 第二章 部署OSPF 第三章 配置OSPF,OSPF路由協(xié)議,OSPF路由協(xié)議簡(jiǎn)介,開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(Open Shortest Path First )，使用最多的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)型動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議。 OSPF路由協(xié)議由IETF(Internet Engineering Task Force) IGP工作小組提出的，基于SPF算法的路由協(xié)議。 OSPF路由協(xié)議是一個(gè)鏈路狀態(tài)協(xié)議，其使用最短路徑優(yōu)先算法（SPF）計(jì)算路由。,OSPF路由協(xié)議：,OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介,無路由自環(huán) 適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò) 路由變化收斂速度快 支持VLSM（可變長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼） 安全性好，可靠性好

2、 可擴(kuò)展性良好,OSPF協(xié)議顯著特點(diǎn),OSPF是一種典型的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議IGP(Internet Gateway Protocol),一般用于同一個(gè)路由域內(nèi)。路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)(Autonomous System,AS)內(nèi)決策路由。 自治系統(tǒng)是一組通過統(tǒng)一的路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)。,OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介 IGP,內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議IGP,OSPF是一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議： 鏈路狀態(tài)指的一個(gè)路由器的局部信息狀態(tài)（路由器接口信息，鄰居信息）、路由器相連的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、外部狀態(tài)信息（該自治系統(tǒng)的外部路由信息）等，這個(gè)鏈路狀態(tài)由通告(LSA)被擴(kuò)散到每個(gè)路由器并用來建立一個(gè)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫。每個(gè)路由器

3、根據(jù)此庫通過一定算法，構(gòu)造出以它自己為根節(jié)點(diǎn)的最短路徑樹。 這種協(xié)議使用鏈路狀態(tài)算法，進(jìn)行路由維護(hù)、學(xué)習(xí)、更新。,Link-State 鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議,OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介 Link-State 鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議,所有OSPF路由器并行執(zhí)行SPF算法，根據(jù)該路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫構(gòu)造出以它自己為根結(jié)點(diǎn)的最短路徑樹，這個(gè)最短路徑樹就生成了路由表。,OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介 SPF算法,SPF算法：Dijkstra算法,OSPF路由協(xié)議簡(jiǎn)介OSPF協(xié)議報(bào)文封裝,OSPF通過在運(yùn)行OSPF的路由器之間交互OSPF報(bào)文進(jìn)行溝通、發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)和維護(hù)路由。 OSPF使用IP協(xié)議進(jìn)行封裝，使用協(xié)議號(hào)89。 OS

4、PF報(bào)文永遠(yuǎn)不會(huì)跨路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在IP報(bào)頭中的TTL為1。,OSPF區(qū)域劃分原因 隨著鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的增大，計(jì)算SPF所需要的時(shí)間增加，將網(wǎng)絡(luò)分成較小區(qū)域，并要求路由器與同一區(qū)域的路由器交換鏈路狀態(tài)（TTL1）。傳播信息可以減小。 劃分域是為了： 1降低CPU負(fù)擔(dān) 2減小LSDB的內(nèi)存開銷 3LSA相關(guān)計(jì)算和更新報(bào)文的Flooding負(fù)擔(dān)均降低。,OSPF基本概念 OSPF區(qū)域,OSPF區(qū)域,OSPF區(qū)域劃分的要求 1將自治系統(tǒng)AS劃分成域來管理。即骨干域area0 ，邊緣域area 1,2 2 原則上要求每個(gè)邊緣域要和骨干域直接相連，骨干域要求帶寬高連通性強(qiáng)。 3當(dāng)一臺(tái)路由器配置兩個(gè)以上域

5、時(shí)，必須有一個(gè)骨干域。,OSPF基本概念 OSPF區(qū)域,IR（內(nèi)部路由器）：所有接口都在一個(gè)區(qū)域。 ABR（邊界路由器）：連接于同一AS但其接口不在同一區(qū)域內(nèi)的路由器。 ASBR（自治系統(tǒng)邊界路由器）：充當(dāng)網(wǎng)關(guān)，從一個(gè)AS到另一個(gè)AS重分配路由信息。,如： 此AS中運(yùn)行了OSPF，劃為3個(gè)區(qū)域，area0為骨干域，按要求area1、area2分別和area0有直接的連接，2與0有ABR，1與0同樣有ABR。有AS邊界有ASBR。,1骨干域(Back Bone)：用Area 0標(biāo)識(shí)；其它區(qū)域必須和它相連接；各個(gè)跨域的通信都由骨干域來轉(zhuǎn)發(fā)； 2標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域： 3stub域：可以降低LSDB容量。不包括

6、ASBR,骨干區(qū)域不能是stub域。 4NSSA域(not so stubby area)：可以包括ASBR.,OSPF基本概念 OSPF區(qū)域類型,OSPF區(qū)域分類,運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器在其端口上都會(huì)發(fā)出Hello報(bào)文，在廣播環(huán)境中，Hello是使用224.0.0.5(組播地址)發(fā)送出去的！ 用途是發(fā)現(xiàn)周邊運(yùn)行OSPF協(xié)議的同伴路由器。,路由器標(biāo)識(shí)(router ID),Hello:基本報(bào)文,運(yùn)行OSPF的路由器產(chǎn)生的對(duì)于該路由器自身的局部信息狀態(tài)，連接網(wǎng)絡(luò)信息狀態(tài)、外部路由信息狀態(tài)等的匯總。,LSA鏈路狀態(tài)通告(Link State Advertisement),是在路由器狀態(tài)、拓?fù)浒l(fā)生

7、變化后，OSPF路由器產(chǎn)生的通告信息。,LSU鏈路狀態(tài)更新,LSAck鏈路狀態(tài)更新確認(rèn)：,收到LSU報(bào)文后，對(duì)LSU報(bào)文的確認(rèn)。,LSDB鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫,OSPF路由器收到LSA后，組成LSDB。互相交換LSA的路由器之間，它們的LSDB是相同的。區(qū)域劃分可以減小這種LSDB規(guī)模。,兩個(gè)運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器互相接到對(duì)方Hello包，形成鄰居關(guān)系。 兩個(gè)路由器間交換LSA，并通過各自得到對(duì)方的LSA建立了自己的LSDB之后，才形成了鄰接的關(guān)系。,鄰居和鄰接,DR：在一個(gè)廣播性的、多接入的網(wǎng)絡(luò)中，存在一個(gè)指定路由器(Designated Router)。 DR作用：與所有其他鄰居同步產(chǎn)生LSA

8、用以描述網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)。 BDR作用：DR的備份，在DR失效時(shí)接管它。,DR和BDR：,對(duì)于多址網(wǎng)絡(luò)（如廣播型網(wǎng)絡(luò)）上LSA的泛洪，會(huì)出現(xiàn)如下問題：N個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)上,產(chǎn)生N*N個(gè)LSA通告。泛洪過程很混亂，有很多LSA浪費(fèi)路由器資源,為了避免以上缺點(diǎn)，選舉一個(gè)指定路由器，充當(dāng)管理者，控制泛洪過程。每個(gè)路由器與它交流LSA。所有路由器與DR和BDR形成鄰接關(guān)系。,OSPF網(wǎng)絡(luò)連接類型,OSPF廣播型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境： 一種具有多個(gè)訪問設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可連多于兩個(gè)設(shè)備。 如：1ethernet以太網(wǎng)2Token Ring 3 FDDI 此種環(huán)境下：1 要DR/BDR的選舉 2 非DR/BDR成完全鄰接關(guān)系

9、3 DROTHER通過DR/BDR交換信息,OSPF點(diǎn)到點(diǎn)型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境： 連接單獨(dú)一對(duì)路由器的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)鄰居總可以形成鄰接。 OSPF在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中： 1 適用于部分互連或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2 不需DR，只使用單獨(dú)的一個(gè)子網(wǎng) 3 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居 4 LSU包被發(fā)送到每個(gè)鄰居路由器的接口。,OSPF NBMA 非廣播多路訪問型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境： 連接多個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，但沒有廣播能力。 一個(gè)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文不會(huì)被多個(gè)設(shè)備收到。 1 OSPF路由器要選擇DR和BDR 2 鄰居關(guān)系需要手工配置，使用單播交互LSDB。所有的OSPF報(bào)文為單播 OSPF NBMA點(diǎn)到多點(diǎn)訪問型 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：: 可看作是點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路集合。包含了

10、多個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路 ，OSPF路由器不需選擇DR和BDR。,基本原理OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?OSPF動(dòng)作 OSPF協(xié)議工作流程,A)與鄰居形成完全鄰接關(guān)系 -發(fā)現(xiàn)鄰居 -雙向通信 -數(shù)據(jù)庫同步： B) 將鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫更新擴(kuò)散給其他路由器。通過泛洪可以讓所有路由器同步完整相同的數(shù)據(jù)庫。 C)路由器計(jì)算機(jī)最短路徑樹，生成路由表 根據(jù)完整的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，使用SPF算法計(jì)算路由形成路由表,OSPF協(xié)議工作流程,鄰接關(guān)系形成,鄰接關(guān)系形成,OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程,(4)每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹,鏈路狀態(tài)發(fā)生變化如何通知其它路由器,OSPF報(bào)文類型,泛洪手段,組播泛洪： ALLSPFRout

11、ers（224.0.0.5） ALLDRouters（224.0.0.6）,DR,224.0.0.6,224.0.0.5,DR other,DR other,DR other,DR other,課程內(nèi)容,第一章 OSPF協(xié)議原理 第二章 部署OSPF 第三章 配置OSPF,區(qū)域通信,區(qū)域通信規(guī)則： 區(qū)域0保留作骨干區(qū)域的area ID（單個(gè)區(qū)域無此限制）。 所有域間通信量必須經(jīng)過骨干區(qū)域。 非骨干區(qū)域不能直接通信,區(qū)域部署圖,Area 0/0.0.0.0,Area 1/0.0.0.1,Area 2/0.0.0.2,Area 3/0.0.0.3,Area 4/0.0.0.4,區(qū)域部署圖,BR,A

12、rea 1,Area 2,RIP,Area4,ABR,ASBR,ABR,ABR,ABR,Area 0,Area 3,OSPF自治系統(tǒng),末梢（STUB）區(qū)域,Area 1,Area 0,ASBR,ABR,IR,末梢區(qū)域只存在域內(nèi)和域間路由，以及一條缺省路由。 末梢區(qū)域可以減小路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，節(jié)省資源,完全末梢區(qū)域,Area 1,Area 0,ASBR,ABR,IR,完全末梢區(qū)域只存在域內(nèi)路由，以及一條缺省路由。 完全末梢區(qū)域可以進(jìn)一步減小路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，節(jié)省資源,非純末梢區(qū)域,Area 1,Area 0,ASBR,ABR,IR,RIP,ASBR,NSSA LSA,虛鏈接,Area

13、 1,Area 0,ASBR,ABR,Area 2,虛鏈路,課程內(nèi)容,第一章 OSPF協(xié)議原理 第二章 部署OSPF 第三章 配置OSPF,OSPF常用基本配置,啟動(dòng)OSPF進(jìn)程和配置加入OSPF協(xié)議進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)段 router ospf process-id 啟動(dòng)OSPF路由協(xié)議，process-id 為進(jìn)程號(hào) network address mask area area-id 配置OSPF運(yùn)行的接口及接口的區(qū)域ID。 即，在路由選擇模式下，加入?yún)⒓勇酚蛇x擇的網(wǎng)段，及該網(wǎng)段所在的區(qū)域號(hào)。,OSPF最基本配置,OSPF配置的驗(yàn)證、查看命令 Router#show ip ospf ? border

14、-routers -顯示邊界路由信息 database -顯示數(shù)據(jù)庫 interface -顯示接口信息 neighbor -顯示鄰接路由器 -顯示當(dāng)前OSPF配置,OSPF常用基本配置,OSPF常用基本配置 配置單區(qū)域路由,RA,RB,192.168.1.0/24,192.168.2.0/24,192.168.3.0/24,Area 0,RA: Router ospf 64 Network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0 Network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0,RB: Router ospf 64 Network 192.168.1

15、.0 0.0.0.255 area 0 Network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0,Loopback 11.1.1.1/24,Loopback 10.1.1.1/24,Loopback 155.1.1.1/24,Loopback 152.1.1.1/24,兩個(gè)R進(jìn)程號(hào)一致,OSPF常用基本配置 多區(qū)域配置,配置多區(qū)域路由,RA,RB,192.168.1.0/24,192.168.2.0/24,192.168.3.0/24,Area 0,Area 1,Area 2,RA: Router ospf Network 192.168.3.0 0.0.0.255 area

16、2 Network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0,RB: Router ospf Network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 1 Network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0,配置STUB區(qū)域路由,RA,RB,192.168.1.0/24,192.168.2.0/24,192.168.3.0/24,Area 0,Area 1,Area 2,RC,STUB,RC: Router ospf area 2 stub Network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 2 Network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 2,192.168.4.0/24,RA: Router ospf area 2 stub Network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 2 Network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0,配置完全STUB區(qū)域路由,RA,RB,192.168.1.0/24,192.168.2.0/24,192.168.3.0/24,Area 0,Ar