OSPF路由协议-20140327.ppt

OSPF路由协议,Page2,前 言,本课程介绍开放式最短路径优先（OSPF）协议的基本概念与基础配置。 OSPF是内部网关协议的一种，基于链路状态算法。,Page3,培训目标,学完本课程后，您应该能： 了解OSPF协议基本特点 掌握OSPF基本概念 理解链路状态算法的路由计算过程 掌握OSPF协议的基础配置,Page4,OSPF协议介绍,OSPF（开放最短路径优先）属于IGP内部网关路由协议，协议基于链路状态算法。 OSPF直接运行于IP协议之上，使用IP协议号89。,OSPF Packet Types,OSPF Protocol Header,Page5,OSPF基本特点,支持无类域间路由（CIDR） 支持区域划分 无路由自环 路由变化收敛速度快 使用IP组播收发协议数据 支持多条等值路由 支持协议报文的认证,Page6,与RIP比较,Page7,与RIP比较,Page8,链路状态算法的路由计算过程,泛洪LSA,RTA,RTB,RTC,RTD,SPF算法,计算路由,最短路径树,IP路由表,原理关键字,五种报文 Hello、DBD、LSR、LSU、LSACK 通过Hello形成邻居，邻接路由器交换LSU通告路由 三个阶段 邻居发现、路由通告、路由计算 三张表 邻居表、链路状态数据库、路由表,五种报文,IP协议号为89,Page11,OSPF报文类型,Hello报文 携带参数，建立和维持邻居关系 在多路访问网络中选举DR、BDR DD（Database Description）报文 携带LSA头部信息，向邻居描述LSDB LSR（LSA Request）报文 向邻居请求特定的LSA LSU（LSA Update）报文 携带LSA，向邻居通告拓扑信息 LSAck（Link State Acknowledgment）报文 对LSU中的LSA进行确认,OSPF的工作过程：三个阶段,邻居发现 通过Hello报文发现并形成邻居关系 形成邻居表 路由通告 邻接路由器之间通过LSU洪泛LSA，通告拓扑信息，最终同一个区域内所有路由器LSDB完全相同-同步 通过DBD、LSR、LSACK辅助LSA的同步 形成LSDB 路由选择阶段 LSDB同步后，每台路由器独立进行SPF运算，把最佳路由信息放进路由表。 形成路由表,OSPF的工作过程：三张表,邻居表（neighbor table） 用邻居机制来维持路由 通过Hello包形成邻居，邻居表存储双向通信的OSPF路由器列表信息 拓扑表（LSDB） 描述拓扑信息的LSA存储在LSDB中 OSPF路由表 对LSA进行SPF计算，而得出的OSPF路由表 全局路由表 路由器的全局路由表，用于数据包转发； OSPF把计算出来的路由，安装到全局路由表。,Page14,邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency）,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,RTA,我有三个邻居,影响邻居形成的原因,Hello/Dead Time Area-ID 认证,stub存根标记 接口子网掩码 接口网络类型,Page16,OSPF定义的网络类型点到点和广播型,PPP,10.1.1.1,20.1.1.1,点到点网络,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,广播型网络,Page17,OSPF定义的网络类型NBMA网络,ATM,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,VPI/VCI=0/102,VPI/VCI=0/103,VPI/VCI=0/201,VPI/VCI=0/301,0/203,0/302,非广播网络非广播多路访问（NBMA）,全连接ATM网络,Page18,OSPF定义的网络类型点到多点类型,FR,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,DLCI = 102,DLCI = 103,DLCI = 201,DLCI = 301,非广播网络点到多点（Point-to-MultiPoint）,不完全连接的帧中继网络,知识点网络类型,根据接口的二层协议类型，分为四种网络类型： 点到点(P2P) PPP、HDLC 广播(Broadcast) 以太网 NBMA ATM、Frame、X.25 点到多点（P2MP），人为配置 网络类型影响协议包的发送、邻居、邻接关系的形成，路由的计算 NBMA需要静态指定邻居 广播和NBMA需要进行DR/BDR的选举。 网络类型影响邻居关系、毗邻关系的形成及路由计算。,Page20,DR和BDR,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,RTA,BDR,DR,我有三个邻居，但是只有两个邻接,知识点DR,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.4,10.1.1.5,RTA,BDR,DR,DR other,DR other,DR(Designated Router,指定路由器),多路访问网络的核心路由器，DR控制LSA的洪泛和数据库同步，BDR只是监听,DR的作用,DR的作用：多路访问中为了减少邻接关系 BDR提供了备份 DR选举比较顺序： DR的选举是基于接口的 先比较接口优先级，越大越优先（优先级为0不能参与DR的选举） 优先级相等，则router ID越大越好 稳定压倒一切（非抢占）,链路状态更新（Flooding）,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DR（224.0.0.6）,BDR（224.0.0.6）,Update,Update,DR Other将更新的LSA只发送到DR和BDR,链路状态更新（Flooding）续,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DR（224.0.0.6）,BDR（224.0.0.6）,Update,Update,Update,DR负责将更新的LSA转送到所有已建立相邻关系的邻居,链路状态更新（Flooding）续,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DROther（224.0.0.5）,DR（224.0.0.6）,BDR（224.0.0.6）,Update,Update,Update,Update,Update,所有的路由器负责将更新的LSA转发到其它的接口,OSPF的工作过程：状态机,Down,Attempt,Init,2-way,ExStart,Exchange,Loading,Full,尚未收到邻居的Hello, 开始发送Hello给邻居,尝试发送Hello信息给邻居，但还没有收到任何信息（仅仅在NBMA模式有效）,收到了来自邻居的hello，但邻居的Hello信息中没有本路由器的ID(这个状态表明邻居还没有收到来自本地发送的Hello),双向邻居关系建立（互相看到对方的Hello包中有自己的RID)，如果是多点访问网络，本阶段同时完成DR/BDR选举,DD报文交互的准备阶段（协商Master/Slave关系和DD报文的初始序列号）,DD报文交互阶段,通过LSR和LSU报文的交互获取尚未发现的详细的链路状态信息,路由器之间完成了数据库的同步,工作过程邻居发现,工作过程路由通告,工作过程路由通告,LSDB,RTA的LSA,RTB的LSA,RTC的LSA,RTD的LSA,(2)每台路由器的LSDB,(3)由链路状态数据库生成 带权有向图,C,A,B,D,1,2,3,5,RTA,RTB,(1)网络的拓扑结构,(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,RTC,RTD,3,2,1,5,OSPF的工作过程：路由计算,路由表的生成,网络 Cost 出口 10.1.1.0 11 S2 10.1.5.0 11 S1 10.1.5.0 25 S0 10.1.6.0 12 S1 10.1.6.0 21 S0,A,C,B,10.1.1.1,10.1.2.1,10.1.3.1,10.1.5.1,10.1.4.1,10.1.6.1,Cost=5,S0,S1,S2,Cost=6,Cost=20,Cost=10,10. 1. 1. 0 S2 10 10. 1. 5. 0 S1 11 10. 1. 6. 0 S1 12,NETWORK,interface,metric,D,终端E,Cost=1,Cost=1,工作过程总结,(1) 启动进程，从接口发送Hello包 (2) 收到Hello包，检查参数，匹配，则把hello包中的router-id放入邻居表，标识为Init状态；并将该Router ID，添加到Hello包（自己将要从该接口发送出去的Hello包）的邻居列表中。 (3) 收到的hello包的邻居列表中含有自己的Router ID，则标识为Two-way状态。 (4)点对点链路形成邻接关系，广播、NBMA网络类型的链路，进行DR选举。 (5) 形成邻接关系，进入exstart（准启动）状态。通过DBD报文选举主从路由器。 (6) 主从路由器选举完成，进入Exchange（交换）状态，通过DBD报文描述LSDB。 (7) 进入Loading状态，对链路状态数据库和收到的DBD的LSA头部进行比较，发现自己数据库中没有的LSA就发送LSR，向邻居请求该LSA；邻居收到LSR后，回应LSU；收到邻居发来的LSU，存储这些LSA到自己的链路状态数据库，并发送LSAck确认。 (8) 进入FULL状态，LSDB同步，同一个区域的OSPF路由器都拥有相同链路状态数据库 (9) 定期发送Hello包，维护邻居关系。 (10）每台路由器独立进行SPF计算，选择最佳路径，放入路由表。,Page33,单区域OSPF,OSPF,Router id 1.1.1.1,Router id 2.2.2.2,Router id 3.3.3.3,AS100,Page34,单区域OSPF配置,Area 0,RTA,Loopback0,2.2.2.2/32,Loopback0,1.1.1.1/32,RTB,E0/0,10.1.1.0/24,E0/0,.1,.2,RTArouter id 1.1.1.1 RTAospf RTA-ospf-1area 0 RTA-ospf-1-area-0.0.0.0network 1.1.1.1 0.0.0.0 RTA-ospf-1-area-0.0.0.0network 10.1.1.0 0.0.0.255 RTA-ospf-1-area-0.0.0.0return ,Page35,单区域OSPF配置,Area 0,RTA,Loopback0,2.2.2.2/32,Loopback0,1.1.1.1/32,RTB,E0/0,10.1.1.0/24,E0/0,.1,.2,RTAdisplay ospf routing OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Routing Tables Routing for Network Destination Cost Type NextHop AdvRouter Area 1.1.1.1/32 0 Stub 1.1.1.1 1.1.1.4 0.0.0.0 10.1.1.0/24 1562 Stub 10.1.1.1 1.1.1.4 0.0.0.0 2.2.2.2/32 1562 Stub 10.1.1.2 2.2.2.2 0.0.0.0,Page36,OSPF多区域,Area 0为骨干区域，所有ABR都至少有一个接口属于Area 0,Page37,Page38,路由器分类,IR,ABR,BR,ASBR,Area 0,Area 1,Area 2,AS100,AS200,OSPF,多区域OSPF配置,Page 39,Area 0,Area 1,Area 2,RTA,Loopback0,RTC,RTD,2.2.2.2/32,Loopback0,1.1.1.1/32,RTB,E0/0,10.1.1.0/24,E0/0,.2,.1,Loopback0,3.3.3.3/32,Loopback0,4.4.4.4/32,E0/1,10.1.2.0/24,.1,.2,E0/0,E0/1,E0/0,10.1.3.0/24,.1,.2,RTArouter id 1.1.1.1 RTAospf RTA-ospf-1area 1 RTA-ospf-1-area-0.0.0.1network 1.1.1.1 0.0.0.0 RTA-ospf-1-area-0.0.0.1network 10.1.1.0 0.0.0.255 RTA-ospf-1-area-0.0.0.1return ,Page40,多区域OSPF配置,RTBrouter id 2.2.2.2 RTBospf RTB-ospf-1area 1 RTB-ospf-1-area-0.0.0.1network 2.2.2.2 0.0.0.0 RTB-ospf-1-area-0.0.0.1network 10.1.1.0 0.0.0.255 RTB-ospf-1-area-0.0.0.1quit RTB-ospf-1area 0 RTB-ospf-1-area-0.0.0.0network 10.1.2.0 0.0.0.255 RTB-ospf-1-area-0.0.0.0return ,Page41,多区域OSPF配置,Area 0,Area 1,Area 2,RTA,Loopback0,RTC,RTD,2.2.2.2/32,Loopback0,1.1.1.1/32,RTB,S0/0,10.1.1.0/24,S0/0,.2,.1,Loopback0,3.3.3.3/32,Loopback0,4.4.4.4/32,S0/1,10.1.2.0/24,.1,.2,S0/0,S0/1,S0/0,10.1.3.0/24,.1,.2,RTCrouter id 3.3.3.3 RTCospf RTC-ospf-1area 0 RTC-ospf-1-area-0.0.0.0network 10.1.2.0 0.0.0.255 RTC-ospf-1-area-0.0.0.0quit RTC-ospf-1area 2 RTC-ospf-1-area-0.0.0.2network 3.3.3.3 0.0.0.0 RTC-ospf-1-area-0.0.0.2network 10.1.3.0 0.0.0.255 RTC-ospf-1-area-0.0.0.2return ,Page42,多区域OSPF配置,Area 0,Area 1,Area 2,RTA,Loopback0,RTC,RTD,2.2.2.2/32,Loopback0,1.1.1.1/32,RTB,S0/0,10.1.1.0/24,S0/0,.2,.1,Loopback0,3.3.3.3/32,Loopback0,4.4.4.4/32,S0/1,10.1.2.0/24,.1,.2,S0/0,S0/1,S0/0,10.1.3.0/24,.1,.2,RTDrouter id 4.4.4.4 RTDospf RTD-ospf-1area 2 RTD-ospf-1-area-0.0.0.2network 4.4.4.4 0.0.0.0 RTD-ospf-1-area-0.0.0.2network 10.1.3.0 0.0.0.255 RTD-ospf-1-area-0.0.0.2return ,Page43,查看邻居关系,RTBdisplay ospf peer OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2 Neighbors Area 0.0.0.0 interface 10.1.2.1(Serial0/1)s neighbors Router ID: 3.3.3.3 Address: 10.1.2.2 GR State: Normal State: Full Mode:Nbr is Master Priority: 1 DR: None BDR: None MTU: 0 Dead timer due in 33 sec Retrans timer interval: 5 Neighbor is up for 00:00:17 Authentication Sequence: 0 Neighbors Area 0.0.0.1 interface 10.1.1.2(Serial0/0)s neighbors Router ID: 1.1.1.1 Address: 10.1.1.1 GR State: Normal State: Full Mode:Nbr is Slave Priority: 1 DR: None BDR: None MTU: 0 Dead timer due in 35 sec Retrans timer interval: 5 Neighbor is up for 00:00:07 Authentication Sequence: 0 ,路由器Router ID,区域0的邻居信息,区域1的邻居信息,Page44,验证路由表,RTDdisplay ip routing-table protocol ospf Route Flags: R - relay, D - download to fib - Public routing table : OSPF Destinations : 5 Routes : 5 OSPF routing table status : Destinations : 5 Routes : 5 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 1.1.1.1/32 OSPF 10 4686 D 10.1.3.1 Ethernet0/0 2.2.2.2/32 OSPF 10 3124 D 10.1.3.1 Ethernet0/0 3.3.3.3/32 OSPF 10 1562 D 10.1.3.1 Ethernet0/0 10.1.1.0/24 OSPF 10 4686 D 10.1.3.1 Et