(6.1.16)--5-15_开放的最短路径优先计算机网络课件.pdf

开放的最短路开放的最短路径优先径优先第五章第五章 网络层网络层L-S路由协议的实例OSPF开放的路径优先（Open Shortest Path First）使用图（graph）来表述真实的网络计算最短路径 每个路由器/Lan都是一个节点 测量代价/量度（metric）链路层物理层OSPF在参考模型中的地位OSPF概述 OSPF是一种基于开放标准的链路状态路由协议，是目前IGP中应用最广、性能最优的一个协议 OSPF可以在大型网络中使用 无路由自环 OSPF支持VLSM、CIDR等 使用带宽作为度量值（108/BW）收敛速度快 通过分区实现高效的网络管理单域OSPF的基本概念 必须划分区域 Area 0（区域0），骨干区域（Backbone area）所有子区域必须连接到区域 0上OSPF的发展历程1987198919911993199519971999OSPF Group formedOSPFv1 published RFC 1131OSPFv2 published RFC 1247Becomes recommendedCryptographic authenticationPoint-to-multipoint interfacesMOSPFOSPFv2 update RFC 1583CIDROSPFv2 update RFC 2178OSPFv2 update RFC 2328OSPFv3 RFC 2740单区域OSPFRouterID一个32位的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一协议号IP头中代表OSPF报文的协议号是89IP Header（Protocol#89）OSPF PacketTTL=1通常OSPF报文不转发，只被传递一条，即在IP报头的TTL值被设为1，但虚联接除外OSPF的网络类型OSPF术语OSPF分组(packet)类型OSPF数据包类型描述Type 1Hello与邻居建立和维护毗邻关系。Type 2数据库描述包（DD）描述一个OSPF路由器的链路状态数据库内容。Type 3链路状态请求（LSR）请求相邻路由器发送其链路状态数据库中的具体条目Type 4链路状态更新（LSU）向邻居路由器发送链路状态通告Type 5链路状态确认（LSA）确认收到了邻居路由器的LSUOSPF的运行步骤1建立路由器毗邻关系2选举DR和BDR3发现路由4选择最佳路由5维护路由信息（一）网络的拓扑结构（二）每台路由器的链路状态数据库（三）由链路状态数据库得到的带权有向图（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树建立路由器毗邻关系Full adjacencyOSPF 状态DownInit（初始）Two-way（双向）ExStart（准启动）Exchange（交换）Loading（加载）Full adjacency（全毗邻）运行OSPF的路由器状态图DownAttemptInitExStartExchangeLoading2-WayFull为什么要选举DR和BDR？图一 网络的拓扑结构图二 没有选举DR时的邻接关系图三 选举DR后时的邻接关系DR（村长）选举过程登记选民本网段内的OSPF路由器本村内的18岁以上公民登记候选人本网段内的priority0的OSPF路由器本村内的30岁以上公民，且在本村居住3年以上竞选演说所有的priority0的OSPF路由器都认为自己是DR所有的候选人都自认为应该当村长投票选priority值最大的，若priority值相等，选Router ID最大的选年纪最大的，若年龄相等，按姓氏笔划排序DR选举中的指导思想选举制世袭制终身制DR一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换DR是路由器选出来的，而非人工指定DR选出的同时，也选出BDR，DR故障后，由BDR接替DR成为新的DRDR可能带来的问题 非全连通网络（full mesh），如PTMP网络 由管理员配置成PTMP，不选举DRNBMA任意两点都直接可达PTMP不满足任意两点都直接可达，AD，BC不能直接可达DR带来的变化同步的次数减少了（O（n），减少了带宽的利用路由器的角色：DR、BDR、DROther路由器间的关系：Unknown、Neighbor、Adjacent选择最佳路由 SPF算法 负载均衡（一）网络的拓扑结构（二）每台路由器的链路状态数据库（三）由链路状态数据库得到的带权有向图（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树维护路由信息 触发更新，LSU Hello分组发送的时间间隔：缺省10秒 Hello分组的失效间隔：缺省40秒 即使没有拓扑变化，LSA在条目过期（缺省30分钟）后，发送LSU，通告链路存活为什么说OSPF克服了路由自环？每一条LSA都标记了生成者（用生成该LSA的路由器的RouterID标记），其他路由器只负责传输，这样不会在传输的过程中发生对该信息的改变和错误理解。路由计算的算法是SPF，计算的结果是一棵树，路由是树上的叶子节点，从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。区域之间通过规定骨干区域避免 OSPF是内部网关协议（IGP）中性能最优、应用最广的一个协议 建立全毗邻关系的目的是：同步链路状态数据库（拓扑数据库）OSPF路由器启动之后，随着报文的交互，状态发生了变化（初始、双向、准启动）选举DR来减少同步次数小结小结 OSPF的量度（代价、开销）采用了什么？一个100M的快速以太网链路，其量度是多少？OSPF克服了路由环吗？为什么？怎样建立全毗邻关系？为什么要选举DR？思考题思考题谢谢观看谢谢观看