OSPF动态路由协议.ppt
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1、Version2.0OSPFOSPF基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置本章目标本章目标v掌握掌握OSPF单区域的配置单区域的配置理解理解OSPF的工作原理的工作原理v掌握掌握OSPF单区域的故障排除单区域的故障排除理解理解OSPF的邻接关系建立的过程的邻接关系建立的过程理解理解OSPF接口的类型与接口的类型与DR/BDR的选举的选举理解理解OSPF保存的保存的3张表的内容张表的内容Page 2/43本章结构本章结构OSPFOSPF保存的保存的3张表张表OSPF协议概述协议概述OSPF协议的应用环境协议的应用环境邻接关系建立的过程邻接关系建立的过程O
2、SPF的的Cost值值OSPF单域的配置单域的配置路由表路由表状态状态接口类型接口类型邻居列表邻居列表链路状态数据库链路状态数据库报文类型报文类型Page 3/43192.168.2.0/24Page 4/43v启动启动OSPF路由进程路由进程Router(config)#routerospf进程号进程号v指定指定OSPF协议运行的接口和所在的区域协议运行的接口和所在的区域Router(config-router)#network网络号网络号 反向掩码反向掩码 area 区域号区域号指明网络所属区域,指明网络所属区域,此处是此处是0-骨干区域骨干区域Page 5/43v查看邻居列表查看邻居列表
3、Router#showipospfneighborv查看链路状态数据库查看链路状态数据库Router#showipospfdatabasev查看路由表查看路由表Router#showiproutev 查看查看OSPF的配置的配置Router#showipospfv查看查看OSPF接口数据结构接口数据结构Router#showipospfinterface接口接口 Page 6/43v查看邻居列表查看邻居列表RA#showipospfneighborNeighborIDPriStateDeadTimeAddressInterface192.168.2.21FULL/-00:00:36192.16
4、8.2.2Serial2/0Page 7/43v查看路由表查看路由表Router#showiprouteCodes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaN1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,ia-IS-ISin
5、terarea*-candidatedefault,U-per-userstaticroute,o-ODRP-periodicdownloadedstaticrouteGatewayoflastresortisnotset10.0.0.0/24issubnetted,3subnetsC10.1.1.0isdirectlyconnected,FastEthernet0/0O10.2.1.0110/782via192.168.2.2,00:03:42,Serial2/0O10.3.1.0110/1563via192.168.2.2,00:02:11,Serial2/0O192.168.1.0/24
6、110/1562via192.168.2.2,00:04:18,Serial2/0C192.168.2.0/24isdirectlyconnected,Serial2/0通过通过OSPF学习到学习到的路由的路由OSPF的管理距离的管理距离是是110Page 8/43OSPF协议概述内部网关路由协议协议概述内部网关路由协议AS1AS1AS2AS2vOSPF内部网关路由协议内部网关路由协议用于在单一自治系统用于在单一自治系统(AutonomousSystem-AS)内决策路由内决策路由v自制系统(自制系统(AS)执行统一路由策略的一组网络设备的组合执行统一路由策略的一组网络设备的组合例如:例如:R
7、IPOSPF等等例如:例如:BGP外部网关路由协议(外部网关路由协议(EGP)用来连接不同的用来连接不同的AS内部网关路由协议(内部网关路由协议(IGP)Page 9/43v为了适应大型的网络,为了适应大型的网络,OSPF在在AS内划分多个区域内划分多个区域v每个每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息OSPF协议概述区域协议概述区域ASArea0Area1Area2骨干区域骨干区域边界路由器了解边界路由器了解area0和和Area2的的链路信息链路信息Page 10/43OSPF协议概述链路状态路由协议协议概述链路状态路由协议RA10302
8、0vOSPF是链路状态路由协议,链路状态路由协议中的路由是链路状态路由协议,链路状态路由协议中的路由器了解器了解OSPF网络内的链路状态信息网络内的链路状态信息最初,最初,RA只知道直连的只知道直连的3个网段个网段10、20、30,RB、RC、RD也一样也一样RARBRCRD1050302060804070Page 11/43v链路状态路由协议中,直连的路由器之间建立邻接关系,链路状态路由协议中,直连的路由器之间建立邻接关系,互相互相“交流交流”链路信息,来链路信息,来“画画”出完整的网络结构出完整的网络结构OSPF协议概述链路状态路由协议协议概述链路状态路由协议RA10302050RB40R
9、D8070RC60为了标识链路信息是由为了标识链路信息是由谁发出的,用谁发出的,用RouterID标识路由器标识路由器路由器学习到的链路路由器学习到的链路信息,保存在信息,保存在链路状链路状态数据库态数据库中中相邻路由器之间建立相邻路由器之间建立邻接关系邻接关系,保存在,保存在邻邻居列表居列表中中Page 12/43RouterIDvRouterID是在是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的区域内唯一标识一台路由器的IP地址地址vRouterID选取规则选取规则首先,路由器选取它所有首先,路由器选取它所有loopback接口上数值最高的接口上数值最高的IP地址地址如果没有如果没有loopbac
10、k接口,就在所有物理端口中选取一接口,就在所有物理端口中选取一个数值最高的个数值最高的IP地址地址Page 13/43Loopback地址介绍地址介绍v本地本地环回接口环回接口(或地址或地址),亦称,亦称回送地址回送地址(loopbackloopback address)address)。此此类接口是接口是应用最用最为广泛的一种虚接口,几广泛的一种虚接口,几乎在每台路由器上都会使用。常乎在每台路由器上都会使用。常见于如下用途:于如下用途:v作作为一台路由器的管理地址一台路由器的管理地址系统管理员完成网络规划之后,为了方便管理,会为每一台路由器创建一个loopback 接口,并在该接口上单独指定
11、一个IP 地址作为管理地址,管理员会使用该地址对路由器远程登录(telnet),该地址实际上起到了类似设备名称一类的功能。Page 14/43通常每台路由器上存在众多接口和地址,通常每台路由器上存在众多接口和地址,为何不从当中随便挑何不从当中随便挑选一个呢?一个呢?v由于telnet 命令使用TCP 报文,会存在如下情况:路由器的某一个接口由于故障down 掉了,但是其他的接口却仍旧可以telnet,也就是说,到达这台路由器的TCP 连接依旧存在。所以选择的telnet 地址必须是永远也不会down 掉的,而虚接口恰好满足此类要求。由于此类接口没有与对端互联互通的需求,所以为了节约地址资源,l
12、oopback 接口的地址通常指定为32 位掩码。interface loopback 0 ip address 10.1.1.1 255.255.255.255 Page 15/43实验实验S2/0:192.168.2.1/24S2/0:192.168.2.2/24F0/0:192.168.1.2/24F1/0:192.168.1.3/24F0/0:192.168.3.1/24192.168.1.1/24192.168.3.2/24Loopback0:10.1.1.1/24Page 16/43v使用该接口地址作为动态路由协议OSPF、BGP 的router id 动态路由协议OSPF、BGP
13、 在运行过程中需要为该协议指定一个Router id,作为此路由器的唯一标识,并要求在整个自治系统内唯一。由于router id 是一个32 位的无符号整数,这一点与IP 地址十分相像。而且IP 地址是不会出现重复现象的,所以通常将路由器的router id 指定为与该设备上的某个接口的地址相同。由于loopback 接口的IP 地址通常被视为路由器的标识,所以也就成了router id 的最佳选择。Page 17/43链路状态路由协议中的数据库类型链路状态路由协议中的数据库类型v邻居列表邻居列表列出每台路由器全部已列出每台路由器全部已经经建立建立邻邻接关系的接关系的邻邻居路由器居路由器v链路
14、状态数据库(链路状态数据库(LSDB)列出网络中其他路由器的信息,列出网络中其他路由器的信息,由此显示了全网的网络拓扑由此显示了全网的网络拓扑v路由表路由表列出通过列出通过SPF算法计算出的到达算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径每个相连网络的最佳路径AABBCCDDEEFF以以A为例,为例,A的的链路链路状态数据库状态数据库中保存中保存着着OSPF网络的所网络的所有链路信息有链路信息A以自己为中心,以自己为中心,计算到达每个路由计算到达每个路由器最近的链路器最近的链路1111111.51.5生成一个最短路径生成一个最短路径树树根据最短路径树,根据最短路径树,生成生成路由表路由表链路状态数据
15、库链路状态数据库最短路径树最短路径树Djkstra算法算法建立邻接关系建立邻接关系路由表路由表学习链路状态学习链路状态信息信息Page 18/43建立邻接关系的过程建立邻接关系的过程RARBDownDownDownDownInitInit2-way2-way2-way2-wayFullFullHello(neighbor=“”)Hello(neighbor=“RA”)Hello(neighbor=“RB”)Hello(neighbor=“”)InitInitDBD(Seq)接收到对方的接收到对方的HELLO报文,转报文,转换为初始状态换为初始状态在对方发来的在对方发来的HELLO报文中看到报文
16、中看到自己的自己的RouterID,转换为双向状态转换为双向状态确定数据库描述报确定数据库描述报文的序列号,转换文的序列号,转换为信息交换初始状为信息交换初始状态态DBD(Seq)ExStartExStartExStartExStartDBDDBDExChangeExChangeExChangeExChange发送数据库描述报发送数据库描述报文,转换为信息交文,转换为信息交换状态换状态LSRLoadingLoadingLSULSRLSULoadingLoadingFullFull发送链路状态信息请求发送链路状态信息请求报文,获取未知的链路报文,获取未知的链路状态信息状态信息发送链路状态信息更新
17、发送链路状态信息更新报文,同步链路状态数报文,同步链路状态数据库据库直到两台路由器的链直到两台路由器的链路状态数据库完全一路状态数据库完全一致,形成邻接关系致,形成邻接关系发送发送Hello消息消息就像双方互相就像双方互相打个招呼打个招呼DBD类似于类似于一个目录一个目录互相发送对互相发送对方未知的链方未知的链路信息路信息Page 19/43OSPF的邻接关系需满足的条件的邻接关系需满足的条件v邻居邻居两个路由器之间如果不满足下列条件,则他们就不能两个路由器之间如果不满足下列条件,则他们就不能成为邻居:成为邻居:Area-id:两个路由器必须在共同的网段上,它们的端口必须:两个路由器必须在共同
18、的网段上,它们的端口必须属于该网段上的同一个区,且属于同一个子网属于该网段上的同一个区,且属于同一个子网验证(验证(AuthenticationOSPF):同一区域路由器必须交换相):同一区域路由器必须交换相同的验证密码,才能成为邻居同的验证密码,才能成为邻居HelloInterval和和DeadInterval:OSPF协议需要两个邻居路协议需要两个邻居路由器的这些时间间隔相同,否则就不能成为邻居路由器。由器的这些时间间隔相同,否则就不能成为邻居路由器。stub区域标记:两个路由器可以在区域标记:两个路由器可以在Hello报文中通过协商报文中通过协商Stub区域的标记来成为邻居区域的标记来成
19、为邻居Page 20/43OSPF的网络类型的网络类型网网络类络类型型举举例例广播广播以太网以太网非广播多路非广播多路访问访问NBMA帧中继、帧中继、X.25点到点点到点PPP,HDLC点到多点点到多点多个点到点链路的集合多个点到点链路的集合v路由器接口类型不同,在建立邻接关系的时候,路由器接口类型不同,在建立邻接关系的时候,OSPF路由器执行的操作也略有不同路由器执行的操作也略有不同Page 21/43OSPF的的DR与与BDRACBDEABCED广播网络中广播网络中 建立邻接关系建立邻接关系 构成构成n(n一一1)2个个 邻接关系邻接关系 如果直连的路由如果直连的路由器互相都建立邻器互相都
20、建立邻接关系接关系这种方法非常烦这种方法非常烦琐!不可取!琐!不可取!Page 22/43OSPF的的DR与与BDRACBDE(DR)DR)ABCED(DR)DR)v指指定定路路由由器器(DR)一一个个网网段段上上的的其其他他路路由由器器都都和和指指定定路路 由由 器器(DR)构构成成邻邻接接关关系系,而而不不是是它它们们互互相相之之间间构构成邻接关系成邻接关系Page 23/43OSPF的的DR与与BDRDRBDRv通过通过Hello报文选择报文选择DR和和BDR来代表来代表OSPF网段网段v其他的路由器其他的路由器(DRothers)只和只和DR及及BDR路由器之间形成路由器之间形成邻接关
21、系邻接关系Page 24/43OSPF的的DR与与BDRP=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDRv通过组播发送通过组播发送Hello报文报文v具有最高具有最高OSPF优先级的路由器会被选为优先级的路由器会被选为DRv如果如果OSPF优先级相同,则具有最高优先级相同,则具有最高RouterID的路由器会的路由器会被选为被选为DRPage 25/43建立邻接关系过程总结建立邻接关系过程总结发送发送Hello消息消息接口类型为点到点接口类型为点到点接口类型为点到多点接口类型为点到多点接口类型为广播接口类型为广播接口类型为接口类型为NBMA选择选择DR和和BDR发送发送DBD请求请求/发送发
22、送LSU生成完整的生成完整的LSDB形成邻接关系形成邻接关系Page 26/43OSPF的包类型总结的包类型总结包包类类型型描述描述Hello用于用于邻邻居路由器之居路由器之间间建立和建立和维护邻维护邻接关系接关系数据数据库库描述包描述包DBD描述每台描述每台OSPF路由器的链路状态数据库的内容路由器的链路状态数据库的内容链链路状路状态请态请求包求包LSR请求链路状态数据库的部分内容请求链路状态数据库的部分内容链链路状路状态态更新包更新包LSU传送链路状态数据通告传送链路状态数据通告LSA给邻居路由器给邻居路由器链链路状路状态态确确认认包包LSAck确确认邻认邻居居发过发过来的来的LSA已已经
23、经收到收到Page 27/43OSPF的的Hello协议协议v当路由器上启动当路由器上启动OSPF进程时,每台路由器都会间隔一定进程时,每台路由器都会间隔一定的时间发送的时间发送Hello包包vHello包通过组播地址包通过组播地址224.0.0.5发送发送vOSPF路由器使用路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失系的存在和消失v在广播网或者点对点网上,在广播网或者点对点网上,Hello的发送间隔是的发送间隔是10秒;在秒;在NBMA网络上,网络上,Hello的发送间隔是的发送间隔是30秒秒Page 28/43OSPF的度量方法的度量方法
24、vCOST=108/BWvOSPF协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代价(代价(cost)来的)来的v一条路由的代价:是指沿着到达目的网络的路由路径上一条路由的代价:是指沿着到达目的网络的路由路径上所所有出站接口的代价之和有出站接口的代价之和!100M128KABCC学习到的学习到的10网段的网段的Cost是多少?是多少?108/100M1108/128K781Cost值为值为1178178310100MPage 29/43何时需要何时需要OSPF路由协议路由协议v网络的规模网络的规模网络中的路由器在网络中的路由器在10台以上;中等或大规模
25、的网络台以上;中等或大规模的网络v网络的拓扑结构网络的拓扑结构网络的拓扑结构为网状,并且任意两台路由器之间都有互通的需网络的拓扑结构为网状,并且任意两台路由器之间都有互通的需求求v其它特殊的需求其它特殊的需求要求路由变化时能够快速收敛,要求路由协议自身的网络开销尽要求路由变化时能够快速收敛,要求路由协议自身的网络开销尽量降低量降低v对路由器自身的要求对路由器自身的要求运行运行OSPF协议时,对路由器的协议时,对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都的处理能力及内存的大小都有一定的要求,性能很低的路由器不推荐使用有一定的要求,性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议协议Page 30/43OSPF
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