OSPF路由協(xié)議理論及配置(共23張PPT)

OSPF協(xié)議基礎(chǔ)知識(shí)

馮理明第1頁(yè)，共23頁(yè)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，RIP路由協(xié)議已經(jīng)不能完全滿足需求，且RIP路由協(xié)議存在很多致命的缺陷OSPF路由協(xié)議解決了很多RIP路由協(xié)議無(wú)法解決的問(wèn)題，因而得到了廣泛應(yīng)用引入第2頁(yè)，共23頁(yè)。什么是OSPFOSPF（OpenShortestPathFirst，開(kāi)放最短路徑優(yōu)先）是IETF開(kāi)發(fā)的基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議OSPF僅傳播對(duì)端設(shè)備不具備的路由信息，網(wǎng)絡(luò)收斂迅速，并有效避免了網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)OSPF直接工作于IP層之上，IP協(xié)議號(hào)為89OSPF以組播地址發(fā)送協(xié)議包第3頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF路由協(xié)議的特點(diǎn)解決RIP路由協(xié)議的缺陷，設(shè)計(jì)一個(gè)更優(yōu)化的協(xié)議適用于大型網(wǎng)絡(luò)，收斂更快，效率更高度量值采用帶寬而不是跳數(shù)，使選路更優(yōu)化。采用hello包來(lái)維持鄰接關(guān)系，減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。交換鏈接狀態(tài)信息來(lái)傳遞路由信息，不采用直接交換路由表的方式，每個(gè)路由器自行計(jì)算路由表，避免了路由環(huán)路采取觸發(fā)更新的方式，使拓?fù)涞母淖兡芨斓厥諗?。?頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF的數(shù)據(jù)包Hello包，非常小，用于建立鄰居關(guān)系和維持鄰接關(guān)系。通常也稱為“心跳”信息。LSA（鏈路狀態(tài)通告）：用于在鄰居間交換鏈路狀態(tài)通告。

鏈路狀態(tài)：接口狀態(tài)的信息，包括我自己的RID，鄰居的RID，我接口的帶寬，鄰居接口的帶寬，有幾條路由條目，接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼等信息。LSA有七種類型，每種類型有不同的應(yīng)用，特別復(fù)雜，后面再說(shuō)啦主要有兩種：第5頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議工作過(guò)程馮理明第6頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議工作過(guò)程概述OSPF協(xié)議工作過(guò)程主要有四個(gè)階段：尋找鄰居、建立鄰接關(guān)系、鏈路狀態(tài)信息傳遞、計(jì)算路由第7頁(yè)，共23頁(yè)。尋找鄰居HelloHelloHelloHello鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)2.2.2.210.1.0.22-way鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)1.1.1.110.1.0.12-way鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)2.2.2.210.1.0.2init鄰居ID鄰居地址鄰居狀態(tài)1.1.1.110.1.0.1init廣播Hello包，嘗試尋找可交換路由信息的周邊設(shè)備接收到Hello包，找到周邊設(shè)備Hello包中攜帶的參數(shù)協(xié)商成功鄰居表鄰居表鄰居狀態(tài)達(dá)到2-way狀態(tài)后，RTA與RTB之間開(kāi)始建立鄰接關(guān)系RTARTB第8頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF的網(wǎng)絡(luò)類型點(diǎn)對(duì)點(diǎn)：路由器通過(guò)串行口鏈接廣播型多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)：路由器間通過(guò)以太網(wǎng)口連接，或者多個(gè)路由器通過(guò)交換機(jī)連接NMBA：非廣播多路訪問(wèn)。我們重點(diǎn)了解“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”和“廣播型多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)”即可，這兩種網(wǎng)絡(luò)建立鄰接關(guān)系的方法有所差異。第9頁(yè)，共23頁(yè)。建立鄰接關(guān)系（廣播多路訪問(wèn)）RTDRTBRTCRTARTE鄰接關(guān)系數(shù)R=n(n-1)2鄰接關(guān)系數(shù)R=2(n-2)+1RTARTBRTCRTDRTERTA(DR)RTB(BDR)RTCRTDRTE建立鄰接關(guān)系采用DR/BDR方式建立鄰接關(guān)系HelloHelloHelloHelloHello第10頁(yè)，共23頁(yè)。DR和BDR選舉RTDRTBRTCRTARTEHello:Pri=2DRBDRDRothersDRothers不具備選舉資格Hello:Pri=1Hello:Pri=0Hello:Pri=5Hello:Pri=3DR選舉規(guī)則:(1)Hello包攜帶路由器優(yōu)先級(jí)成為DR，優(yōu)先級(jí)為0的路由器不具備選舉資格。(2)優(yōu)先級(jí)一樣時(shí)，當(dāng)有環(huán)回口時(shí)（手動(dòng)設(shè)置RID效果是一樣的），環(huán)回口大的成為DR。（3）無(wú)手動(dòng)設(shè)置RID，也無(wú)設(shè)置環(huán)回口，IP地址大的成為DR。先選舉BDR，再選舉DRDR和BDR一旦選定，即使OSPF區(qū)域內(nèi)新增優(yōu)先級(jí)更高的路由器，DR和BDR也不重新選舉，只有當(dāng)DR和BDR都失效后，才參與選舉。（非搶占的）第11頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF路由器的不同工作狀態(tài)1.Down：此狀態(tài)還沒(méi)有與其他路由器交換信息。首先從其ospf接口向外發(fā)送hello分組，還并不知道DR（若為廣播網(wǎng)絡(luò)）和任何其他路由器。發(fā)送hello分組使用組播地址。2.Init:表明在DeadInterval里收到了Hello包，但是2-Way通信仍然沒(méi)有建立起來(lái).3.two-way:雙向會(huì)話建立，而RID彼此出現(xiàn)在對(duì)方的鄰居列表中。（若為廣播網(wǎng)絡(luò)：例如：以太網(wǎng)。在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該選舉DR,BDR。）4.ExStart:信息交換初始狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下，本地路由器和鄰居將建立Master/Slave關(guān)系，并確定DDSequenceNumber，路由器ID大的的成為Master.5.Exchange:信息交換狀態(tài)，本地路由器和鄰居交換一個(gè)或多個(gè)DBD分組（也叫DDP）。DBD包含有關(guān)LSDB中LSA條目的摘要信息）。6.Loading:信息加載狀態(tài)：收到DBD后，將收到的信息同LSDB中的信息進(jìn)行比較。如果DBD中有更新的鏈路狀態(tài)條目，則向?qū)Ψ桨l(fā)送一個(gè)LSR，用于請(qǐng)求新的LSA。7.Full:完全鄰接狀態(tài)，鄰接間的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)同步完成，通過(guò)鄰居鏈路狀態(tài)請(qǐng)求列表為空且鄰居狀態(tài)為L(zhǎng)oading判斷。第12頁(yè)，共23頁(yè)。Hello:Pri=5two-way:雙向會(huì)話建立，而RID彼此出現(xiàn)在對(duì)方的鄰居列表中。適用于大型網(wǎng)絡(luò)，收斂更快，效率更高在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該選舉DR,BDR。Showipprotocols查路由器啟動(dòng)了什么路由協(xié)議OSPF協(xié)議分區(qū)域(area)管理(繼續(xù))通常也稱為“心跳”信息。網(wǎng)絡(luò)動(dòng)蕩，不能正常工作Full:完全鄰接狀態(tài)，鄰接間的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)同步完成，通過(guò)鄰居鏈路狀態(tài)請(qǐng)求列表為空且鄰居狀態(tài)為L(zhǎng)oading判斷。區(qū)域間直接交換路由表。Hello:Pri=1區(qū)域過(guò)大，LSDB太大，計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。LSA（鏈路狀態(tài)通告）：用于在鄰居間交換鏈路狀態(tài)通告。第13頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議的路由計(jì)算馮理明第14頁(yè)，共23頁(yè)。路由計(jì)算1253ADCBDCB123DC123ADB123ACB123AA(一)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(二)每臺(tái)路由器的LSDB(三)由LSDB得到的帶權(quán)有向圖(四)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(shù)RTARTBRTCRTD1253BCDRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSALSDB互傳LSA形成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)形成帶權(quán)有向圖“權(quán)”即度量值：10∧8/帶寬（byte）第15頁(yè)，共23頁(yè)。鏈路狀態(tài)：接口狀態(tài)的信息，包括我自己的RID，鄰居的RID，我接口的帶寬，鄰居接口的帶寬，有幾條路由條目，接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼等信息。(2)優(yōu)先級(jí)一樣時(shí)，當(dāng)有環(huán)回口時(shí)（手動(dòng)設(shè)置RID效果是一樣的），環(huán)回口大的成為DR。Router(config-router-ospf)#router-idID2(n-2)+1定義OSPF運(yùn)行的接口，并定義該接口區(qū)域IDExchange:信息交換狀態(tài)，本地路由器和鄰居交換一個(gè)或多個(gè)DBD分組（也叫DDP）。Hello:Pri=0隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，RIP路由協(xié)議已經(jīng)不能完全滿足需求，且RIP路由協(xié)議存在很多致命的缺陷采用Loopback接口的配置可以更好地控制OSPF協(xié)議的運(yùn)行Down：此狀態(tài)還沒(méi)有與其他路由器交換信息。度量值采用帶寬而不是跳數(shù)，使選路更優(yōu)化。routerospf100LSA（鏈路狀態(tài)通告）：用于在鄰居間交換鏈路狀態(tài)通告。Router(config-router-ospf)#networkareaarea-id如果DBD中有更新的鏈路狀態(tài)條目，則向?qū)Ψ桨l(fā)送一個(gè)LSR，用于請(qǐng)求新的LSA。OSPF的三張表鄰居表(Showipospfneighbor)拓?fù)浔?Showipospfdatabase)路由表(Showiprouteospf)第16頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議的區(qū)域劃分馮理明第17頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議分區(qū)域(area)管理區(qū)域0區(qū)域1區(qū)域區(qū)域邊界路由器自治系統(tǒng)邊界路由器骨干路由器區(qū)域內(nèi)部路由器區(qū)域內(nèi)部路由器自治系統(tǒng)10000其他自治系統(tǒng)第18頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議分區(qū)域(area)管理(繼續(xù))劃分區(qū)域原因：1.區(qū)域過(guò)大，LSDB太大，計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)動(dòng)蕩，不能正常工作2.分隔多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)部獨(dú)立運(yùn)算，提高計(jì)算速度，減少存儲(chǔ)量3.區(qū)域間直接交換路由表。為避免環(huán)路，所有區(qū)域都要與區(qū)域0相接。第19頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF協(xié)議的配置馮理明第20頁(yè)，共23頁(yè)。常用配置指令Router(config)#routerospf

ID啟動(dòng)OSPF進(jìn)程，進(jìn)入OSPF協(xié)議配置模式Router(config-router-ospf)#networkareaarea-id定義OSPF運(yùn)行的接口，并定義該接口區(qū)域IDRouter(config-router-ospf)#router-idID定義路由器在ospf進(jìn)程中的路由器ID第21頁(yè)，共23頁(yè)。OSPF配置案例interfaceloopback

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