OSPF協(xié)議原理

1、華為版權(quán)所有，未經(jīng)許可不得擴(kuò)散華為版權(quán)所有，未經(jīng)許可不得擴(kuò)散ISSUE 1.0內(nèi)部資料，注意保密1本課程由淺入深的講解OSPF協(xié)議基本概念，OSPF路由計(jì)算過程，各種類型的LSA，以及如何合理規(guī)劃設(shè)計(jì)OSPF網(wǎng)絡(luò)。學(xué)完本課程，無論您是新手，還是資深專家，都能從中獲益匪淺。內(nèi)部資料，注意保密2q本課程全套資料包括培訓(xùn)膠片、配套原理教材、多媒體課件、試題、演練案例和教師教學(xué)指導(dǎo)書，合理有效利用上述資料您將會取得良好的學(xué)習(xí)效果。內(nèi)部資料，注意保密3qVRP 3.30 操作手冊、命令手冊qRFC1583, RFC1587, RFC2178, RFC2328, RFC2370qTCP/IP協(xié)議卷內(nèi)部資料

2、，注意保密4q學(xué)習(xí)完此課程，您將會：掌握OSPF協(xié)議的基本概念掌握OSPF協(xié)議的基本原理設(shè)計(jì)規(guī)劃OSPF網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資料，注意保密5第第2章章 OSPF網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型第第3章章 OSPF路由計(jì)算過程路由計(jì)算過程第第4章章 LSA鏈路狀態(tài)通告鏈路狀態(tài)通告第第5章章 設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃OSPF網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資料，注意保密6qOSPF（Open Shortest Path First)q屬于IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）q基于鏈路狀態(tài)算法的路由協(xié)議q由IETF開發(fā)q目前為版本2q相關(guān)協(xié)議：RFC1583, RFC2178, RFC2328內(nèi)部資料，注意保密7q無路由自環(huán)q可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)q路由變化收斂速度快q支持

3、區(qū)域劃分q支持等值路由q支持驗(yàn)證q支持路由分級管理q支持以組播地址發(fā)送協(xié)議報(bào)文內(nèi)部資料，注意保密8qRouter ID OSPF域中路由器的唯一標(biāo)識qArea 區(qū)域qCost 花費(fèi)值qABR、ASBR 區(qū)域邊界路由器、自治系統(tǒng)邊界路由器qLSA 鏈路狀態(tài)通告qLink Type 鏈路類型，包括廣播，非廣播，點(diǎn)到點(diǎn)，點(diǎn)到多點(diǎn)qDR和BDR 指定路由器和備份指定路由器q區(qū)域類型 骨干區(qū)域，STUB區(qū)域，TRANSIT區(qū)域qVirtual-Link 虛連接內(nèi)部資料，注意保密9qRouter ID一個(gè)32-bit的無符號整數(shù)，是一臺路由器的唯一標(biāo)識，在整個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)唯一qRouter IDOSPF 是

4、基于IP的，其協(xié)議號是89OSPF HeaderProtocol #89OSPF Packet內(nèi)部資料，注意保密10qOSPF使用Area實(shí)現(xiàn)了分層-兩層模式q區(qū)域號是一個(gè)32bit的整數(shù) 定義為IP address格式也可以用一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)表示(ie. Area 0.0.0.0, or Area 0)q區(qū)域0.0.0.0保留為骨干區(qū)q非骨干區(qū)一定要連接到骨干區(qū)內(nèi)部資料，注意保密11qCost應(yīng)用于每一個(gè)啟動(dòng)了OSPF的鏈路q16-bit正數(shù)，范圍165,535qCost值越小鏈路越優(yōu)q該值表示的是出接口Cost值q路由選取是依靠整個(gè)鏈路Cost值的總和內(nèi)部資料，注意保密12q計(jì)算方法108

5、/bandwidth56-kbps serial link = 1785Ethernet = 10 64-kbps serial link = 1562T1 (1.544-Mbps serial link) = 64 q用戶調(diào)節(jié)鏈路Cost的方法：ospf cost value內(nèi)部資料，注意保密13InternalInternalInternalArea 10Area 11Area 12RIP/RIPV2 WorldABRABRABRABRASBRArea 0BackboneLANLANPing向外部路由的報(bào)文軌跡外部路由信息傳播軌跡內(nèi)部資料，注意保密14q什么是Router ID ？有什么作

6、用？修改Router ID之后是否會立即生效?q為什么要?jiǎng)澐謪^(qū)域？怎樣合理劃分區(qū)域？為什么其他區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連?qCost值有什么作用？內(nèi)部資料，注意保密15第第1章章 OSPF協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念第第3章章 OSPF路由計(jì)算過程路由計(jì)算過程第第4章章 LSA鏈路狀態(tài)通告鏈路狀態(tài)通告第第5章章 設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃OSPF網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資料，注意保密16q鏈路類型：廣播，非廣播，點(diǎn)到點(diǎn)，點(diǎn)到多點(diǎn)PTPBROADCASTNBMAFR/X.25HUBPTMPFR/X.25內(nèi)部資料，注意保密17q對于多點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)，即NBMA和broadcast，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有上百臺路由器，那將形成多少鄰接關(guān)系：兩

7、兩互相形成，即100*（100-1），這些鄰接關(guān)系要定期的交換LSDB,這樣耗費(fèi)的系統(tǒng)資源更是不計(jì)其數(shù)。BROADCASTNBMAHUBFR/X.25內(nèi)部資料，注意保密18M= n(n-1)/2 = 28M= (n-2)2+1 = 13DRBDR內(nèi)部資料，注意保密19qLSA描述的網(wǎng)絡(luò)類型主要有哪些？q為什么要選舉DR和BDR？它們有什么作用？內(nèi)部資料，注意保密20第第1章章 OSPF協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念第第2章章 OSPF網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型第第4章章 LSA鏈路狀態(tài)通告鏈路狀態(tài)通告第第5章章 設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃OSPF網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資料，注意保密21Version #TypePacket le

8、ngthRouter IDArea IDChecksumAuTypeAuthenticationAuthenticationOSPF報(bào)文頭格式：內(nèi)部資料，注意保密22qHello報(bào)文發(fā)現(xiàn)及維持鄰居關(guān)系，選舉DR，BDRqDD報(bào)文本地LSDB的摘要qLSR報(bào)文向?qū)Χ苏埱蟊径藳]有或?qū)Χ说母碌腖SAqLSU報(bào)文向?qū)Ψ桨l(fā)送其需要的LSAqLSAck報(bào)文收到LSU之后，進(jìn)行確認(rèn)內(nèi)部資料，注意保密23q通過HELLO報(bào)文形成鄰居關(guān)系q鄰居建立后，還需要通過HELLO報(bào)文進(jìn)行鄰居關(guān)系的維持，有兩個(gè)定時(shí)器來進(jìn)行這項(xiàng)工作：HELLO TIME：缺省為10秒（對于NBMA網(wǎng)絡(luò)為30秒）DEAD TIME：缺省為

9、4倍的HELLO TIME內(nèi)部資料，注意保密24DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull內(nèi)部資料，注意保密25q數(shù)據(jù)庫交換過程主從協(xié)商DD交換LSA請求LSA傳播LSA應(yīng)答內(nèi)部資料，注意保密26RT1RT2DownDownHello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0)Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1)DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 0, M

10、= 1, MS = 0)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0)LS RequestLS UpdateLS AckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull內(nèi)部資料，注意保密27LSDBLSA of RTALSA of RTBLSA of RTCLSA of RTD(2)每臺路由器的LSDB(3)由鏈路

11、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫生成 帶權(quán)有向圖CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123(1)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(4)每臺路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹RTARTBRTCRTD3215內(nèi)部資料，注意保密28qOSPF協(xié)議報(bào)文有哪些？qOSPF協(xié)議路由計(jì)算的過程是怎樣的？qOSPF域中有兩個(gè)相同的ID，會造成什么問題?qOSPF查找路由表的順序是怎樣的?qOSPF中有哪些表?生成這些表的順序是怎樣的?內(nèi)部資料，注意保密29第第1章章 OSPF協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念第第2章章 OSPF網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型第第3章章 OSPF路由計(jì)算過程路由計(jì)算過程第第5章章 設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃OSPF網(wǎng)

12、絡(luò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資料，注意保密30LS ageOptionsLS TypeLink State IDAdvertising RouterLS sequence numberLS checksumlengthq所有LSA頭部都有20個(gè)字節(jié)，它包含了足夠的信息來唯一標(biāo)識一條LSA內(nèi)部資料，注意保密31TypeLSA1Router-LSAs2Network-LSAs3Summary-LSAs4ASBR-summary-LSA 5AS-external-LSAs 6Multicast OSPF LSA 7Not-So-Stubby area(NSSA) 8External-attributes-LSA 9-

13、11Opaque LSA內(nèi)部資料，注意保密32q以下圖為例，介紹各種LSAArea 0Area 2Area 3Area 4AS100AS200ASBRRT2RT3RT4RT5RT6RT8RT9OSPFRIPv210.1.1.0/2420.1.1.0/2430.1.1.0/2440.1.1.0/2450.1.1.0/2460.1.1.0/2470.1.1.0/2480.1.1.0/24BGPASBRNSSA內(nèi)部資料，注意保密33V | E | B# linksLink IDLink DataType# TOSMetircTOS0TOS MetricLink IDLink DataRouter L

14、SA（不包括LSA頭部）Router LSA 報(bào)文格式：內(nèi)部資料，注意保密34RT4disp ospf lsdb router 4.4.4.4OSPF Process 1 with Router ID 4.4.4.4 Link State Database Area: 0.0.0.0Type : Router Type 1 LSALs id : 4.4.4.4 OSPF的Router IDAdv rtr : 4.4.4.4 LSA的始發(fā)者Ls age : 1195Len : 36Seq# : 80000008Chksum : 0 x5d57Options : (DC) ABRLink coun

15、t : 1 Link ID : 3.3.3.3 連接對象 Data : 40.1.1.1 取決于鏈路類型 Type : Virtual 連接類型 Metric : 1562內(nèi)部資料，注意保密35Network MaskAttached RouterNetwork LSA（不包括LSA頭部）Network LSA 報(bào)文格式：內(nèi)部資料，注意保密36disp ospf lsdb network OSPF Process 1 with Router ID 6.6.6.6 Link State Database Area: 0.0.0.4Type : Net LSA類型Ls id : 60.1.1.2

16、DR在該網(wǎng)段的接口地址Adv rtr : 6.6.6.6 LSA的始發(fā)者Ls age : 166Len : 32Seq# : 80000003Chksum : 0 xfbc5Options : (DC)Net mask : 255.255.255.0 Attached Router 6.6.6.6 連接到該網(wǎng)絡(luò)的路由器 Attached Router 2.2.2.2內(nèi)部資料，注意保密37Network Mask0MetricTOSTOS metricSummary LSA（不包括LSA頭部）Summary LSA 報(bào)文格式：內(nèi)部資料，注意保密38display ospf lsdb summar

17、yOSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2Link State DatabaseArea: 0.0.0.0Type : SumNet LSA類型Ls id : 40.1.1.0 被通告的網(wǎng)絡(luò)地址 Adv rtr : 4.4.4.4 始發(fā)此LSA的RouterLs age : 1382Len : 28Seq# : 80000004Chksum : 0 x439eOptions : (DC) (Non DN)Net mask : 255.255.255.0 網(wǎng)絡(luò)掩碼Tos 0 metric: 1562 花費(fèi)內(nèi)部資料，注意保密39disp ospf lsdb asb

18、r OSPF Process 1 with Router ID 5.5.5.5 Link State Database Area: 0.0.0.3Type : SumASB LSA類型Ls id : 1.1.1.1 ASBR Router IDAdv rtr : 4.4.4.4 通告路由器Ls age : 1498Len : 28Seq# : 80000002Chksum : 0 x7176Options : (DC)Tos 0 metric: 3125內(nèi)部資料，注意保密40External LSA（不包括LSA頭部）Network MaskE0MetricForwarding address

19、External Route TagETOSTOS metricForwarding addressExternal Route TagAS-external-LSAs 報(bào)文格式：內(nèi)部資料，注意保密41R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Network Metric Next Hop N1 11 R1 N1 10 R2Selected Route內(nèi)部資料，注意保密42R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Net

20、work Metric Next Hop N1 1 R1 N1 2 R2Selected Route內(nèi)部資料，注意保密43disp ospf lsdb ase OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2 Link State Database Area: 0.0.0.0Type : ASE LSA類型Ls id : 80.0.0.0 Link State IDAdv rtr : 1.1.1.1 通告路由器Ls age : 789Len : 36Seq# : 80000002Chksum : 0 x756Options : (DC)Net mask : 255.0

21、.0.0 掩碼 Tos 0 metric: 1 E type : 2 Forwarding Address :0.0.0.0 轉(zhuǎn)發(fā)地址 Tag: 1內(nèi)部資料，注意保密44qNSSA區(qū)域可以有選擇的引入外部路由qNSSA中的引入操作產(chǎn)生Type 7 LSAqType 7 LSA是由NSSA ASBR產(chǎn)生的qType 7 LSA只存在于NSSA 區(qū)域qType 7 LSA在傳出NSSA區(qū)后，被轉(zhuǎn)換成TYPE 5 LSA，這是由NSSA ABR完成的qNSSA ABR會告訴OSPF域：我是一個(gè)ASBR內(nèi)部資料，注意保密45disp ospf lsdb nssa OSPF Process 1 with

22、 Router ID 2.2.2.2 Link State Database Area: 0.0.0.4Type : NSSA LSA類型Ls id : 0.0.0.0Adv rtr : 2.2.2.2Ls age : 1330Len : 36Seq# : 80000004Chksum : 0 xdcc8Options : (DC)Net mask : 0.0.0.0 Tos 0 metric: 1 E type : 2 Forwarding Address :0.0.0.0 Tag: 1內(nèi)部資料，注意保密46q隨著鄰居關(guān)系向鄰接關(guān)系的過渡,這些ROUTER LSA會根據(jù)從對方學(xué)到的LSA信息

23、，發(fā)生一些變化，比如生成NETWORK LSA或其他類型的 LSA.q當(dāng)一個(gè)路由器的接口上啟動(dòng)了OSPF，那么就會生成一個(gè)且只生成一個(gè)LSA-Router LSA內(nèi)部資料，注意保密47q廣播和NBMA網(wǎng)絡(luò)中，DR產(chǎn)生NETWORK LSA，同時(shí)ROUTER LSA也發(fā)生了一些變化qPTP和PTMP網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了POINT-TO-POINT類型的ROUTER LSAq這些變化穩(wěn)定之后,鄰接關(guān)系形成q鄰接關(guān)系形成之后,開始進(jìn)行路由計(jì)算,具體的計(jì)算過程參見我們將要介紹的第四部分內(nèi)部資料，注意保密48qLSA主要包括哪些類型？qNetwork-LSA 、Net-Summary-LSA、Asbr-Summ

24、ary-LSA和AS-External-LSA主要區(qū)別是什么？內(nèi)部資料，注意保密49第第1章章 OSPF協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念第第2章章 OSPF網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型第第3章章 OSPF路由計(jì)算過程路由計(jì)算過程第第4章章 LSA鏈路狀態(tài)通告鏈路狀態(tài)通告內(nèi)部資料，注意保密50qOSPF的分層工具q一個(gè)區(qū)域生成一棵最小生成樹，相關(guān)信息只在這個(gè)區(qū)域內(nèi)傳播。q不同類型的區(qū)域其路由信息的傳播方式不一樣Backbone 骨干區(qū)域Transit 區(qū)域Stub 區(qū)域完全Stub區(qū)域NSSA區(qū)域內(nèi)部資料，注意保密51q接收如下類型的LSA：Summary LSAExternal LSA內(nèi)部資料，注意保密52ABR

25、s forward all LSAs from backbone內(nèi)部資料，注意保密53q允許學(xué)習(xí)Summary LSAsq拒絕type 5 LSAqDefault LSA作為summary LSA注入到該區(qū)域，用以彌補(bǔ)學(xué)不到type 5 LSA的信息q需要在該區(qū)域的每一個(gè)路由器上都配置stub屬性q外部路由的振蕩不會波及stub區(qū)內(nèi)部資料，注意保密54內(nèi)部資料，注意保密55q拒絕具體的summary LSAq拒絕所有的external LSAqDefault LSA注入到本區(qū)域，用來代表他所拒絕的路由信息qLSDB更小，路由信息更穩(wěn)定，路由數(shù)量更少內(nèi)部資料，注意保密56內(nèi)部資料，注意保密57q

26、有stub區(qū)的優(yōu)點(diǎn)，但是允許路由引入q引入了新的LSA類型：external LSA (type 7)Type 7 LSAs 泛洪到NSSA的整個(gè)區(qū)域該區(qū)域沒有 Type 5 LSAType 7 LSAs 被轉(zhuǎn)換成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干區(qū)域q可以在ABR處進(jìn)行路由過濾或者聚合內(nèi)部資料，注意保密58內(nèi)部資料，注意保密59q首先：不推薦使用！即使用，一般也只用在冗余備份的情況下。q但是可以說說他是做什么用的為ABR通向骨干區(qū)建立的一個(gè)隧道變相的允許非骨干區(qū)不用物理連接到骨干區(qū)當(dāng)然她還有另外一個(gè)重要的用途：修復(fù)不連續(xù)的骨干區(qū)具體的看后面的例子. .q需要在每一個(gè)ABR的區(qū)域視圖下進(jìn)行如下配置：vlink-peer router-id 內(nèi)部資料，注意保密60Ar