高職大賽培訓(xùn)05-OSPF技術(shù).ppt

開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）,本章內(nèi)容,OSPF工作原理 OSPF的報(bào)文類型 OSPF的鄰居狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫同步 OSPF的區(qū)域概念 OSPF網(wǎng)絡(luò)類型 OSPF基本配置 OSPF路由器類型 LSA類型 OSPF路由匯總與配置,OSPF特殊區(qū)域類型 OSPF虛鏈路與配置,課程議題,鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的特點(diǎn),鏈路狀態(tài)路由協(xié)議特征,對網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的變化能夠快速響應(yīng)。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化的時(shí)候發(fā)送觸發(fā)式更新（triggered update）。 發(fā)送周期性更新（鏈路狀態(tài)刷新），間隔時(shí)間為30分鐘。,鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),鄰居表（neighbor table）： 也叫adjacency database。存儲了鄰居路由器的信息，如果一個(gè)OSPF路由器和它的鄰居路由器失去聯(lián)系，在幾秒中的時(shí)間內(nèi)，它會標(biāo)記所有到達(dá)那條路由均為無效并且重新計(jì)算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑。 拓?fù)浔恚╰opology table）： 一般叫做LSDB，OSPF路由器通過LSA學(xué)習(xí)到其他的路由器和網(wǎng)絡(luò)狀況,LSA存儲在LSDB中。 路由表（routing table）： 也就是我們所說的路由表了，也叫forwarding database，包含了到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑的信息。,課程議題,OSPF的工作機(jī)制概述,OSPF與RIP,OSPF不再采用跳數(shù)的概念，而是根據(jù)接口的吞吐率、擁塞狀況、往返時(shí)間、可靠性等實(shí)際鏈路的負(fù)載能力定出路由的代價(jià)，同時(shí)選擇最短、最優(yōu)路由并允許保持到達(dá)同一目標(biāo)地址的多條路由，從而平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷； OSPF支持不同服務(wù)類型的不同代價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)不同QoS的路由服務(wù)； OSPF路由器不再交換路由表，而是同步各路由器對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的認(rèn)識，,OSPF鄰居關(guān)系,路由器和別的路由器交換hello包,目標(biāo)地址采用多播地址 hello包交換完畢，鄰接關(guān)系形成。 接下來通過交換LSA和對接收方的確認(rèn)進(jìn)行同步LSDB。對于OSPF路由器而言，進(jìn)入完全鄰接狀態(tài)。 如果需要的話，路由器轉(zhuǎn)發(fā)新的LSA給其他的鄰居，來保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)LSDB的完全同步。,OSPF泛洪機(jī)制,OSPF路由器類型,內(nèi)部路由器 區(qū)域邊界路由器 骨干路由器 自治系統(tǒng)邊界路由器,LSDB,LSA：描述本地路由器或網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)單元，對路由器來說，它描述了路由器的接口狀態(tài)和鄰接狀態(tài)。,SPF算法,SPF算法是OSPF路由協(xié)議的基礎(chǔ)。SPF算法有時(shí)也被稱為Dijkstra算法，這是因?yàn)樽疃搪窂絻?yōu)先算法SPF是Dijkstra發(fā)明的。,課程議題,OSPF報(bào)文類型,OSPF報(bào)文,OSPF報(bào)文是由多重封裝構(gòu)成的，封裝在IP頭部內(nèi)的是5種OSPF報(bào)文類型中的一種，每一種報(bào)文類型都是由一個(gè)OSPF報(bào)文頭部開始，這個(gè)OSPF報(bào)文頭部對于所有的報(bào)文類型都是相同的。,OSPF報(bào)文（續(xù)）,OSPF有5種分組類型 Hello 數(shù)據(jù)庫描述（DBD） 鏈路狀態(tài)請求（LSR） LSU LSAck,Hello報(bào)文,Hello協(xié)議用來建立和保持OSPF鄰居關(guān)系，采用多播地址224.0.0.5。,Hello報(bào)文（續(xù)）,Hello/Dead intervals：Hello間隔和失效間隔，定義了發(fā)送hello包頻率（默認(rèn)在一個(gè)多路訪問網(wǎng)絡(luò)中間隔為10秒）；dead間隔是4倍于hello包間隔。鄰居路由器之間的這些計(jì)時(shí)器必須設(shè)置成一樣，否則將不會建立鄰接關(guān)系。,數(shù)據(jù)庫描述報(bào)文,此報(bào)文類型用于描述，而非實(shí)際地傳送鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。 DBD交換過程按詢問/應(yīng)答方式進(jìn)行。,鏈路狀態(tài)請求報(bào)文,報(bào)文用于請求相鄰路由器鏈路-狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)。,鏈路狀態(tài)更新報(bào)文,鏈路狀態(tài)更新報(bào)文用于把LSA發(fā)送給它的相鄰節(jié)點(diǎn)。這些更新報(bào)文是用于對LSA請求的應(yīng)答。有5種不同的LSA報(bào)文類型。這些報(bào)文類型用從1到5的類型號標(biāo)識。,LSA報(bào)頭格式,LSA使用一個(gè)通用的頭格式。 頭20字節(jié)長并附加于標(biāo)準(zhǔn)的24字節(jié)OSPF頭后面。 LSA頭惟一地標(biāo)識了每種LSA,鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文,OSPF的特點(diǎn)是可靠地分布LSA報(bào)文，可靠性意味著通告的接收方必須應(yīng)答。,課程議題,OSPF的鄰居狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫同步,建立雙向通訊,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由和添加鏈路條目,完全鄰接狀態(tài),OSPF狀態(tài),維護(hù)路由選擇信息,OSPF鏈路狀態(tài)序列號,LSDB中的每個(gè)LSA記錄都有個(gè)序列號，序列號是32位長，以0x80000001開頭，0x7FFFFFFF結(jié)尾。OSPF路由器默認(rèn)每30分鐘洪泛一次LSA來保證LSDB的同步，每洪泛1次，序列號就加1。,課程議題,OSPF區(qū)域概念,OSPF區(qū)域,太過頻繁的SPF計(jì)算，造成路由器CPU負(fù)載過重。 路由表過大。 LSDB過大。,解決方案,將網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)OSPF區(qū)域，這種能力稱為分層區(qū)域路由選擇。 SPF的計(jì)算頻率更低 路由選擇表更小 降低了鏈路狀態(tài)更新（LSU）的開銷,區(qū)域概念,OSPF的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求是雙層層次化（2-layer hierarchy），包括如下2層： 中轉(zhuǎn)區(qū)域 常規(guī)區(qū)域,區(qū)域標(biāo)識,區(qū)域ID可以表示成一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)字，也可以表示成一個(gè)點(diǎn)分十進(jìn)制的數(shù)字。,OSPF區(qū)域特征,減少了路由選擇表?xiàng)l目。 將區(qū)域內(nèi)拓?fù)渥兓挠绊懴拗圃诒镜亍?將LSA擴(kuò)散限制在區(qū)域內(nèi)。 要求采取層次網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。,課程議題,OSPF網(wǎng)絡(luò)類型,OSPF的網(wǎng)絡(luò)類型,OSPF有4種網(wǎng)絡(luò)類型 廣播式 非廣播式 點(diǎn)到點(diǎn) 點(diǎn)到多點(diǎn),廣播式網(wǎng)絡(luò),多路訪問（Multiaccess）廣播型網(wǎng)絡(luò)中（比如以太網(wǎng)和Token Ring），需要進(jìn)行DR/BDR的選舉，所有的非DR/BDR（即DROTHER）路由器和DR/BDR形成完全鄰接關(guān)系，即DROTHER通過DR/BDR交換信息,DR和BDR的選舉,優(yōu)勢： 減少路由更新數(shù)據(jù)流 管理鏈路狀態(tài)同步,DR和BD的選舉（續(xù)）,當(dāng)選舉DR/BDR的時(shí)候要比較Hello包中的優(yōu)先級（priority），優(yōu)先級高的為DR，次高的為BDR，.默認(rèn)優(yōu)先級都為1。在優(yōu)先級相同的情況下就比較RID，RID等級最高的為DR，次高的為BDR。當(dāng)你把優(yōu)先級設(shè)置為0以后，OSPF路由器就不能成為DR/BDR，只能成為DROTHER。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中新加入一個(gè)優(yōu)先級更高的的路由器，不會影響現(xiàn)有的 DR/BDR，除非DR出故障，BDR隨即升級為DR，并重新選舉BDR，如果是BDR出故障了就重新選舉BDR。,非廣播式網(wǎng)絡(luò),NBMA網(wǎng)絡(luò)比如幀中繼,ATM和X.25，沒有廣播的能力。 有了非廣播式模型， DR和BDR被選出，并且所有路由器與它們形成鄰接，這個(gè)聯(lián)盟實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化擴(kuò)散，因?yàn)樗蠰SA被送到DR，同時(shí)DR將它們擴(kuò)散到網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)單獨(dú)的路由器上。 因?yàn)閺V播式性能的缺陷，必須定義鄰居來使用鄰居命令。 所有路由器在同一個(gè)子網(wǎng)。 與廣播式模型相同，也要選出DR，必須注意確認(rèn)DR與所有的路由器有邏輯連接。 Hello記時(shí)器是30秒，終結(jié)間隔是120秒，等待間隔是120秒。,點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò),在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路中一般采用PPP或者HDLC的封裝格式，OSPF自動檢測接口類型，并且不需要進(jìn)行DR/BDR的選舉。 在點(diǎn)到點(diǎn)模型中，既沒有DR也沒有BDR，直接相連的路由器形成鄰接。 每個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路要求一個(gè)分開的子網(wǎng)。 Hello記時(shí)器為10秒，dead間隔為40秒，等待間隔為40秒。,點(diǎn)到多點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò),沒有DR 不需要定義鄰居，因?yàn)轭~外的LSA被用來傳播鄰居路由器連接。 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用一個(gè)子網(wǎng) Hello記時(shí)器為30秒，終結(jié)間隔為120秒，等待時(shí)間為120秒。,幀中繼拓?fù)?星型（Star/hub-and-spoke）：最常見的幀中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，代價(jià)最小。 全互連（Full-mesh）：冗余，但是代價(jià)大。在這樣的環(huán)境中計(jì)算VC的數(shù)量。使用n(n-1)/2的公式，n為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)。 部分互連（Partial-mesh）：前兩種的折中方案。,幀中繼拓?fù)洌ɡm(xù)）,OSPF運(yùn)行的模式,NBMA：一般和部分互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用，需要選舉DR/BDR和人工指定鄰居。優(yōu)點(diǎn)是相對point-to-multipoint模式它的負(fù)載較低。 point-to-multipoint：把非廣播的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作點(diǎn)到點(diǎn)連接的集合，自動發(fā)現(xiàn)鄰居，不指定DR/BDR，一般和部分互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用。優(yōu)點(diǎn)是配置較為簡便 point-to-multipoint nonbroadcast broadcast point-to-point,OSPF運(yùn)行的模式,Broadcast:：使得WAN接口看上去像LAN接口，一個(gè)IP子網(wǎng)，多播hello包自動發(fā)現(xiàn)鄰居，選舉DR/BDR，要求網(wǎng)絡(luò)全互連。 Nonbroadcast（NBMA）：一個(gè)IP子網(wǎng)，鄰居手工指定，選舉DR/BDR，DR/BDR要求和DROTHER完全互連，一般用在部分互連的網(wǎng)絡(luò)中 。 Point-to-multipoint：一個(gè)IP子網(wǎng)，多播Hello包自動發(fā)現(xiàn)鄰居，不要求DR/BDR的選舉，一般用在部分互連的網(wǎng)絡(luò)中。,OSPF運(yùn)行的模式,Point-to-multipoint nonbroadcast：如果VC中多播和廣播能力沒有啟用的話就不能使用point-to-multipoint模式，也路由器沒辦法多播Hello包，鄰居必須人工指定，不需選舉DR/BDR。 Point-to-point：一個(gè)子網(wǎng)，不選舉DR/BDR，當(dāng)只有2個(gè)路由器的接口要形成鄰接關(guān)系的時(shí)候才使用，接口可以為LAN或WAN接口。,NBMA配置,point-to-multipoint模式,multipoint subinterface,NBMA拓?fù)渖系腛SPF小結(jié),路由選擇表：路由類型,E1和E2的區(qū)別,E1：成本為外部成本加上分組經(jīng)過的每條鏈路的內(nèi)部成本，當(dāng)多臺ASBR將同一條外部路由通告到同一個(gè)AS中時(shí)，應(yīng)使用這類型避免次優(yōu)路由選擇。 E2：成本總是只包含其外部成本。只有一臺ASBR將外部路由通告到AS中時(shí)，全用這種類型,Show ip router,課程議題,OSPF的基本配置,OSPF基本配置,router ospf process-id,Router(config)#,創(chuàng)建OSPF路由進(jìn)程,network network wildcard area area-id,Router(config-router)#,定義接口所屬區(qū)域,配置OSPF接口參數(shù),ip ospf cost cost,Router(config-if)#,指定該接口的花費(fèi),ip ospf retransmit-interval seconds,Router(config-if)#,定義OSPF鏈路狀態(tài)通告重傳時(shí)間間隔,ip ospf transmit-delay seconds,Router(config-if)#,設(shè)置OSPF發(fā)送一個(gè)更新報(bào)文的時(shí)間,配置OSPF接口參數(shù)（續(xù)）,ip ospf priority priority,Router(config-if)#,設(shè)置OSPF優(yōu)先值，用于確定指定路由器,ip ospf hello-interval seconds,Router(config-if)#,設(shè)置發(fā)送hello報(bào)文時(shí)間間隔,ip ospf dead-interval seconds,Router(config-if)#,設(shè)置無效時(shí)間間隔，在該時(shí)間內(nèi)如果沒接收到鄰居的hello報(bào)文，則宣告鄰居無效,配置OSPF網(wǎng)絡(luò)類型,ip ospf network broadcast | non-broadcast | point-to-multipoint ,Router(con