OSPF培訓膠片_V3.0

1、Presented By3Com CSOPaul XieOSPFOSPF協(xié)議培訓協(xié)議培訓培訓提綱 協(xié)議概述 協(xié)議介紹 配置方法 友商技術(shù)比較 發(fā)展前景 參考資料概述 OSPFOpen Shortest Path First。開放式最短路徑優(yōu)先 IETF開發(fā)的動態(tài)路由協(xié)議。 OSPF屬于鏈路狀態(tài)協(xié)議。 RFC2328描述了OSPF版本2 OSPF已經(jīng)成為目前網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的IGP培訓提綱 協(xié)議概述 協(xié)議介紹 配置案例 友商技術(shù)比較 發(fā)展前景 參考資料協(xié)議介紹OSPF在協(xié)議棧中的位置OSPF協(xié)議屬于應(yīng)用層協(xié)議，以IP報文封裝，協(xié)議號為89 IPIP層層物理層物理層鏈路層鏈路層OSPFOSPF協(xié)議

2、介紹OSPF協(xié)議的一些基礎(chǔ)知識Router ID一個32bit的無符號整數(shù)，是一臺路由器的唯一標識，在整個自治系統(tǒng)內(nèi)唯一。協(xié)議自身的報文是不轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議報文用ip報文封裝后，TTL=1，只有一跳。不會被轉(zhuǎn)發(fā)。若想通過OSPF協(xié)議發(fā)現(xiàn)路由，必須在相應(yīng)的路由器及相應(yīng)的接口上配置該協(xié)議OSPF使用的組播地址為224.0.0.5（224.0.0.6） 協(xié)議介紹 OSPF中的5種網(wǎng)絡(luò)類型 點到點網(wǎng)絡(luò)（Point-to-Point , P2P） 廣播網(wǎng)絡(luò)（Broadcast) 非廣播網(wǎng)絡(luò)（NBMA） 點到多點（Point-to-multipoint , P2MP) 虛鏈路（Virtual Link)協(xié)議介紹

3、 OSPF的鏈路描述OSPF用LSA(Link State Advertisement)來描述自己的鏈路狀態(tài)。我們用一個簡單的例子來看看OSPF是如何描述自己鏈路狀態(tài)的RouterARouterBE1ints0:0 = 10.16.3.5/24ints0:0 = 10.16.3.1/24int loop1 = 10.16.10.5/32Router IDint loop1 = 10.16.10.1/32Router ID協(xié)議介紹 LSA（Router B的鏈路狀態(tài)描述）Type:RouterLsid:10.16.10.5Advrtr:10.16.10.5Lsage:260Len:60Seq#:

4、80000013Chksum:0 xcbf3Options:(DC)Linkcount:3LinkID:10.16.10.5Data:255.255.255.255Type:StubNetMetric:1LinkID:10.16.10.1Data:10.16.3.5Type:Point-to-PointMetric:50LinkID:10.16.3.0Data:255.255.255.0Type:StubNetMetric:50協(xié)議介紹 根據(jù)LSA計算路由（總是以自己為根）Type:RouterLsid:10.16.10.1Advrtr:10.16.10.1Lsage:260Len:60Seq

5、#:8000000dChksum:0 xcbf3Options:(DC)Linkcount:3LinkID:10.16.10.1Data:255.255.255.255Type:StubNetMetric:1LinkID:10.16.10.5Data:10.16.3.1Type:Point-to-PointMetric:50LinkID:10.16.3.0Data:255.255.255.0Type:StubNetMetric:50協(xié)議介紹LSDBRTA的LSARTB的LSARTD的LSARTC的LSARouterRouterRouterRouter1253RTARTBRTCRTDADCB12

6、53DCB123DCB123ADCB123ADCB123AA(一)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(二)每臺路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(三)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫得到的帶權(quán)有向圖(四)每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹協(xié)議介紹鏈路狀態(tài)協(xié)議的特點之一是無環(huán)的協(xié)議鏈路狀態(tài)協(xié)議的特點之一是無環(huán)的協(xié)議每一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播）都是標記了生成者（用生成該LSA的路由器的Router ID標記），其它路由器只負責傳輸。這樣不會在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生對該信息的改變或錯誤理解路由計算的算法是SPF算法計算的結(jié)果是一棵樹，路由是樹上的葉子節(jié)點。從根節(jié)點到葉子節(jié)點是單向不可回復的路徑。協(xié)議介紹 LSA頭部Type:RouterLsid

7、:10.16.10.5Advrtr:10.16.10.5Lsage:260Len:60Seq#:80000013Chksum:0 xcbf3Options:(DC)Linkcount:3LinkID:10.16.10.5Data:255.255.255.255Type:StubNetMetric:1LinkID:10.16.10.1Data:10.16.3.5Type:Point-to-PointMetric:50LinkID:10.16.3.0Data:255.255.255.0Type:StubNetMetric:50協(xié)議介紹 LSA database中的LSA列表R5disospflsO

8、SPFProcess33withRouterID10.16.10.5LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0TypeLinkStateIDAdvRouterAgeLenSequenceMetricWhereStub10.16.10.510.16.10.51612400SpfTreeStub10.16.3.010.16.10.51582400SpfTreeRtr10.16.10.510.16.10.516160800000130SpfTreeRtr10.16.10.110.16.10.1159488000000d0SpfTree協(xié)議介紹 LSDB的同步 互相發(fā)送hello進行鄰

9、居的發(fā)現(xiàn) DR和BDR的選舉（P2P、Vlink不需要） BDR是DR的備份 DR和BDR產(chǎn)生后就不會失效，除非他們脫離開OSPF區(qū)域 協(xié)商LSA同步中的主從關(guān)系 發(fā)送LSA泛洪請求 同步LSA協(xié)議介紹 出現(xiàn)DR后的SPF計算DR會產(chǎn)生一個特殊的LSA（Network)。同時在路由器本身的鏈路狀態(tài)描述中出現(xiàn)了另一種Link Type的描述-TransNet。RouterARouterBint loop1 = 10.16.10.3/32Router IDint loop1 = 10.16.10.2/32Router IDRouterBint loop1 = 10.16.10.4/32Router

10、 IDDRint e0:10.16.2.4int e0:10.16.2.4協(xié)議介紹 路由器LSA中的鏈路描述Type:RouterLsid:10.16.10.3Advrtr:10.16.10.3Lsage:1667Len:48Seq#:800000e4Chksum:0 xa4beOptions:(DC)Linkcount:2LinkID:10.16.10.3Data:255.255.255.255Type:StubNetMetric:1562LinkID:10.16.2.4Data:10.16.2.3Type:TransNetMetric:10Type:NetLsid:10.16.2.4Adv

11、rtr:10.16.10.4Lsage:228Len:36Seq#:80000038Chksum:0 x2c17Options:(DC)Netmask:255.255.255.0AttachedRouter10.16.10.4AttachedRouter10.16.10.2AttachedRouter10.16.10.3DR產(chǎn)生的產(chǎn)生的2類類LSA協(xié)議介紹 OSPF的狀態(tài)機協(xié)議介紹 OSPF的狀態(tài)機（一）QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFProcess1QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENT10.16.2.4(Ethernet1/0)-224.0.0.5HelloVer

12、s:2Len:44QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENTRouterID:10.16.10.4Area:0.0.0.2Checksum:0 xe888QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENTAuth:Type:0Key:00000000.00000000QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENTNetmask:255.255.255.0HelloInt:10Options:QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENTPri:1DeadInt:40DR:0.0.0.0BDR:0.0.0.0QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFProcess1Qu

13、idwayRM/7/RTDBG:OSPFRECV10.16.2.3(Ethernet1/0)-224.0.0.5HelloVers:2Len:48QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVRouterID:10.16.10.3Area:0.0.0.2Checksum:0 xc85eQuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVAuth:Type:0Key:00000000.00000000QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVNetmask:255.255.255.0HelloInt:10Options:QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVPri:

14、1DeadInt:40DR:10.16.2.3BDR:0.0.0.0QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVAttachedrouters:10.16.10.4協(xié)議介紹 OSPF的狀態(tài)機downinit2-wayexstartexchangeloadingfullattempt協(xié)議介紹協(xié)議介紹OSPF的狀態(tài)變化的狀態(tài)變化(waiting)協(xié)議介紹 OSPF的狀態(tài)機OSPFSENT10.16.2.3(Ethernet0)-10.16.2.2DatabaseDescriptionVers:2Len:32OSPFSENTRouterID:10.16.10.3Area:0.0.0.2Che

15、cksum:0 xe373OSPFSENTAuth:Type:0Key:00000000.00000000OSPFSENTFlagsOptions:seq:4044aOSPFRECV10.16.2.2(Ethernet0)-10.16.2.3DatabaseDescriptionVers:2Len:192OSPFRECVRouterID:10.16.10.2Area:0.0.0.2Checksum:0 xc817OSPFRECVAuth:Type:0Key:00000000.00000000OSPFRECVFlagsOptions:seq:4044aOSPFRECVRouterId:10.16

16、.10.1AdvRtr:10.16.10.1Age:1:50OSPFRECVLen:36Seq#:80000006Checksum:0 x782fOSPFRECVOptions:()OSPFRECVRouterId:10.16.10.2AdvRtr:10.16.10.2Age:9OSPFRECVLen:36Seq#:8000000cChecksum:0 x7044OSPFRECVOptions:()OSPFRECVRouterId:10.16.10.3AdvRtr:10.16.10.3Age:5:24OSPFRECVLen:48Seq#:800000c1Checksum:0 xea9bOSPF

17、RECVOptions:()協(xié)議介紹 為什么OSPF要劃分區(qū)域 所需要維護的LSDB太大 進行SPF運算的過程太復雜 路由振蕩對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響 路由聚合及減少路由規(guī)模 通過區(qū)域的劃分增強可管理性協(xié)議介紹 OSPF區(qū)域的基本概念 區(qū)域內(nèi)、區(qū)域間、系統(tǒng)外 （intra、inter、external) 1類和2類LSA只在區(qū)域內(nèi)泛洪 SPF計算只在區(qū)域內(nèi)進行 區(qū)域和區(qū)域以路由器為邊界 ABR區(qū)域邊界路由器 在區(qū)域邊界（ABR）將LSA匯總協(xié)議介紹 區(qū)域間LSA的泛洪和SPF計算Type : SumNetLs id : 10.16.3.0Adv rtr : 10.16.10.1Ls age : 80

18、6Len : 28Seq# : 80000002Chksum : 0 x10b9Options : (DC) (Non DN)Net mask : 255.255.255.0 Tos 0 metric: 50匯總LSA就是3類LSA準確的講3類LSA包含的是路由信息每條3類LSA只含一條路由信息。3類LSA是ABR對1&2類匯總的結(jié)果。Metric為ABR到達該路由的開銷。區(qū)域內(nèi)的路由器將區(qū)域外的網(wǎng)絡(luò)理解為連接在ABR上的直連網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議介紹 劃分區(qū)域產(chǎn)生的環(huán)路問題ABRrCABRBABRAArea 0Area 2Area 1當存在多個區(qū)域時非骨當存在多個區(qū)域時非骨干區(qū)域必須和骨干區(qū)域干

19、區(qū)域必須和骨干區(qū)域鄰接！鄰接！協(xié)議介紹 OSPF的虛鏈路ABRrAArea 0ABRrBArea 1Area 2Vlink協(xié)議介紹 OSPF對外部路由的處理 OSPF與外部的邊界也是路由器ASBR ASBR同時也必然是多角色的。 OSPF將外部路由看做ASBR的直連網(wǎng)絡(luò) ASBR不一定是ABR，可以是區(qū)域內(nèi)的任何一臺路由器 外部LSA就是5類LSA 為了讓不同區(qū)域路由器知道ASBR的情況，引入了4類LSA，該LSA描述了ASBR的狀況。協(xié)議介紹 4類和5類LSAType : SumASBLs id : 10.16.10.5Adv rtr : 10.16.10.1Ls age : 147Len

20、: 28Seq# : 80000001Chksum : 0 x8439Options : (DC) Tos 0 metric: 50Type : ASELs id : 2.2.2.2Adv rtr : 10.16.10.5Ls age : 163Len : 36Seq# : 80000001Chksum : 0 x9fe1Options : (DC)Net mask : 255.255.255.255 Tos 0 metric: 1 E type : 2 Forwarding Address :0.0.0.0 Tag: 1協(xié)議介紹 E2導致的次優(yōu)路徑選擇E2類型類型E1類型類型A-B-D202

21、5A-C-D1040RouterAOSPFABRCABRBRouterD5203010協(xié)議介紹 進一步減少LSA泛洪，增加網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性 Stub區(qū)域和Total stub區(qū)域ABRAArea 0R-CArea 1R-B協(xié)議介紹 進一步減少LSA泛洪，增加網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性 NSSA區(qū)域和Total NSSA區(qū)域ABR+ASBRAArea 0ABRCArea 1NSSAASBRBRIPIS-IS協(xié)議介紹 7類LSAType : NSSALs id : 1.1.1.0Adv rtr : 10.16.10.3Ls age : 2Len : 36Seq# : 80000001Cksum : 0 xc29cOpt

22、ions :Net mask : 255.255.255.0Tos0metric: 1E type : 2Forwarding address 10.16.2.3 Tag: 1 協(xié)議介紹 NSSA區(qū)域的LSA泛洪RIPABRASBRArea 1Area 0Area 2NSSARouterARouterBRouterCRouterDOSPF 100OSPF 200External RouteInformationType-7 LSAType-5 LSAType-5 LSAExternal RouteInformationType-5 LSAType-5 LSA協(xié)議介紹 OSPF區(qū)域的LSA泛洪對

23、比區(qū)域類型區(qū)域類型1&234&57普通區(qū)域普通區(qū)域okokoknoStubokoknonoT stubokonly 1nonoNSSAokoknookT NSSAokonly 1nook協(xié)議介紹 OSPF的路由優(yōu)先級1.1.1.0/24 O_NSSA 150 1 10.16.2.3 Ethernet1/010.16.0.0/24 OSPF 10 11 10.16.2.2 Ethernet1/010.16.2.0/24 DIRECT 0 0 10.16.2.4 Ethernet1/0 外部路由優(yōu)先級別低，因而優(yōu)先選擇本地路由外部路由優(yōu)先級別低，因而優(yōu)先選擇本地路由協(xié)議介紹 OSP

24、F的定時器 Hello: NBMA=30s，其它=10s Dead: 4倍hello間隔 Pool: 至少3倍hello,缺省為4倍。 Retransmit：默認5秒，LSA重傳間隔 Transmit Delay：默認1秒。協(xié)議介紹 LSA的老化和刷新 LSA在數(shù)據(jù)庫中會自動老化，每秒age+1 最大age=3600，如沒被刷新就自動刪除 LSA重傳的時間間隔是半小時。 LSA只能被它的始發(fā)路由器提前老化。協(xié)議介紹 OSPF的按需鏈路(Demand-circuit ) DC鏈路中OSPF會對hello進行抑制。 對半小時一次的LSA重傳進行抑制。 LSA被標志為DNA（DoNotAge） DC

25、特性必須在所有的路由器上支持 DC只需要在一端進行配置。 任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化都會觸發(fā)撥號。協(xié)議介紹 OSPF的認證 支持明文和MD5兩種認證。 可支持區(qū)域認證和VLINK認證。協(xié)議介紹 OSPF報文頭部協(xié)議介紹 OSPF報文類型 Hello報文 數(shù)據(jù)庫描述報文（DD） 鏈路狀態(tài)請求報文 鏈路狀態(tài)更新報文 鏈路狀態(tài)確認報文協(xié)議介紹 hello報文協(xié)議介紹 數(shù)據(jù)庫描述報文協(xié)議介紹 鏈路狀態(tài)請求報文協(xié)議介紹 鏈路狀態(tài)更新報文協(xié)議介紹 鏈路狀態(tài)確認報文協(xié)議介紹 LSA報文頭部協(xié)議介紹 1類LSA報文-Router協(xié)議介紹 2類LSA報文-network協(xié)議介紹3類LSA報文SumNet & 4

26、類LSA報文-SumASB協(xié)議介紹 5類LSA報文-ASE協(xié)議介紹 7類LSA報文-NSSA協(xié)議介紹 可選字段（hello、DD、所有LSA中）DCDC：如果支持：如果支持DCDC，則為，則為1 1EAEA：不使用。：不使用。N N：支持：支持NSSANSSA時為時為1 1，并且這時候，并且這時候E E必然為必然為0 0P P：只用在：只用在7 7類類LSALSA的頭部中，告訴的頭部中，告訴ABRABR將將7 7類轉(zhuǎn)換為類轉(zhuǎn)換為5 5類類MCMC：為：為1 1時可轉(zhuǎn)發(fā)組播。時可轉(zhuǎn)發(fā)組播。MOSPFMOSPF協(xié)議中。協(xié)議中。E E：非：非NSSANSSA都是為都是為1 1，如果，如果E E位不匹

27、配無法建立鄰接。位不匹配無法建立鄰接。T T：支持：支持TOSTOS時才為時才為1 1。培訓提綱 協(xié)議概述 協(xié)議介紹 配置方法 友商技術(shù)比較 發(fā)展前景 參考資料配置方法 VRP1.X的配置 router id 10.16.10.3指定RID 在接口下配置interface Ethernet0 ip address 10.16.2.3 255.255.255.0 ospf enable area 0.0.0.2 指出區(qū)域 ospf peer 10.16.2.5 在NBMA中指定鄰居 ospf network-type nbma 指定網(wǎng)絡(luò)類型 在全局下ospf enable stub cost 1

28、 area 0.0.0.2 指出區(qū)域2為stub import-route direct route-policy im 按im策略引入直連路由 vlink peer-id 2.2.2.2 transit-area 0.0.0.1 跨越區(qū)域1建立Vlink配置方法 VRP3.X的配置 router id 10.16.10.3指定RID 在接口下配置interface Ethernet0 ip address 10.16.2.3 255.255.255.0 ospf network-type nbma 指定網(wǎng)絡(luò)類型 在全局下ospf enable peer 10.16.2.5 在NBMA中指定鄰

29、居 import-route direct route-policy im 按im策略引入直連路由 area 0.0.0.2 stub 指出區(qū)域2為stub network 10.16.2.0 0.0.0.255 vlink peer-id 2.2.2.2 跨越本區(qū)域建立Vlink配置方法 IOS的配置 接口下interface Ethernet1 ip address 10.16.0.2 255.255.255.0ip ospf network non-broadcast 指定網(wǎng)絡(luò)類型 全局下router ospf 33 router-id 10.16.10.2指定RID area 1 vi

30、rtual-link 10.16.10.3虛鏈路neighbor 10.16.0.3NBMA下的鄰居 redistribute connected subnets route-map im-dir 按策略引入直連路由 network 10.16.0.0 0.0.0.255 area 0 將接口在不同區(qū)域宣告 network 10.16.1.0 0.0.0.255 area 1培訓提綱 協(xié)議概述 協(xié)議介紹 配置方法 友商技術(shù)比較 發(fā)展前景 參考資料友商技術(shù)比較 Cisco VS Quidway接口開銷（Cost)的標準= 108/帶寬auto-cost reference-bandwidth（I

31、OS）Bandwidth(IOS)VRP的帶寬計算基準是不可調(diào)的。VRP中Cost也不會根據(jù)帶寬的變化而變化。如果存在多個Quidway設(shè)備使用了不同的VRP版本，建議關(guān)注同類接口的缺省cost是否相同。友商技術(shù)比較 Cisco VS Quidway3類LSA過濾（ABR Type 3 LSA filtering ）area 3 filter-list prefix prefix-list-name in | out （IOS）VRP未實現(xiàn)。相關(guān)的問題可以參見劉宇的OSPF FAQ其中“OSPF如何過濾接收的路由”的部分。友商技術(shù)比較 Cisco VS QuidwayAppendix E(cisco) sh ip rout C 10.33.0.0/28 is directly connected, Loopback110S 10.33.0.0/24 1/0 via 10.16.2.8 sh ip os data Typ