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PresentedBy3ComCSOPaulXie,OSPF协议培训,培训提纲,协议概述协议介绍配置方法友商技术比较发展前景参考资料,概述,OSPFOpenShortestPathFirst。开放式最短路径优先IETF开发的动态路由协议。OSPF属于链路状态协议。RFC2328描述了OSPF版本2OSPF已经成为目前网络中使用最广泛的IGP,培训提纲,协议概述协议介绍配置案例友商技术比较发展前景参考资料,协议介绍,OSPF在协议栈中的位置OSPF协议属于应用层协议，以IP报文封装，协议号为89,IP层,物理层,链路层,OSPF,协议介绍,OSPF协议的一些基础知识RouterID一个32bit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。协议自身的报文是不转发的协议报文用ip报文封装后，TTL=1，只有一跳。不会被转发。若想通过OSPF协议发现路由，必须在相应的路由器及相应的接口上配置该协议OSPF使用的组播地址为224.0.0.5（224.0.0.6）,协议介绍,OSPF中的5种网络类型点到点网络（Point-to-Point,P2P）广播网络（Broadcast)非广播网络（NBMA）点到多点（Point-to-multipoint,P2MP)虚链路（VirtualLink),协议介绍,OSPF的链路描述OSPF用LSA(LinkStateAdvertisement)来描述自己的链路状态。我们用一个简单的例子来看看OSPF是如何描述自己链路状态的,RouterA,RouterB,E1,ints0:0=10.16.3.5/24,ints0:0=10.16.3.1/24,intloop1=10.16.10.5/32RouterID,intloop1=10.16.10.1/32RouterID,协议介绍,LSA（RouterB的链路状态描述）,Type:RouterLsid: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,协议介绍,根据LSA计算路由（总是以自己为根）,Type:RouterLsid:10.16.10.1Advrtr:10.16.10.1Lsage:260Len:60Seq#: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,协议介绍,协议介绍,链路状态协议的特点之一是无环的协议每一条LSA（链路状态广播）都是标记了生成者（用生成该LSA的路由器的RouterID标记），其它路由器只负责传输。这样不会在传输的过程中发生对该信息的改变或错误理解路由计算的算法是SPF算法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。,协议介绍,LSA头部,Type:RouterLsid: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,协议介绍,LSAdatabase中的LSA列表,R5disospflsOSPFProcess33withRouterID10.16.10.5LinkStateDatabaseArea: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,协议介绍,LSDB的同步互相发送hello进行邻居的发现DR和BDR的选举（P2P、Vlink不需要）BDR是DR的备份DR和BDR产生后就不会失效，除非他们脱离开OSPF区域协商LSA同步中的主从关系发送LSA泛洪请求同步LSA,协议介绍,出现DR后的SPF计算DR会产生一个特殊的LSA（Network)。同时在路由器本身的链路状态描述中出现了另一种LinkType的描述-TransNet。,RouterA,RouterB,intloop1=10.16.10.3/32RouterID,intloop1=10.16.10.2/32RouterID,RouterB,intloop1=10.16.10.4/32RouterID,DR,inte0:10.16.2.4,协议介绍,路由器LSA中的链路描述,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:10,Type:NetLsid:10.16.2.4Advrtr:10.16.10.4Lsage:228Len:36Seq#:80000038Chksum:0 x2c17Options:(DC)Netmask:255.255.255.0AttachedRouter10.16.10.4AttachedRouter10.16.10.2AttachedRouter10.16.10.3,DR产生的2类LSA,协议介绍,OSPF的状态机,协议介绍,OSPF的状态机（一）,QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFProcess1QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFSENT10.16.2.4(Ethernet1/0)-224.0.0.5HelloVers: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:0.0.0.0,QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFProcess1QuidwayRM/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:1DeadInt:40DR:10.16.2.3BDR:0.0.0.0QuidwayRM/7/RTDBG:OSPFRECVAttachedrouters:10.16.10.4,协议介绍,OSPF的状态机,down,init,2-way,exstart,exchange,loading,full,attempt,协议介绍,OSPF的状态变化,(waiting),协议介绍,OSPF的状态机,OSPFSENT10.16.2.3(Ethernet0)-10.16.2.2DatabaseDescriptionVers:2Len:32OSPFSENTRouterID:10.16.10.3Area:0.0.0.2Checksum: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:10.16.10.1AdvRtr: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 xea9bOSPFRECVOptions:(),协议介绍,为什么OSPF要划分区域所需要维护的LSDB太大进行SPF运算的过程太复杂路由振荡对网络稳定性的影响路由聚合及减少路由规模通过区域的划分增强可管理性,协议介绍,OSPF区域的基本概念区域内、区域间、系统外（intra、inter、external)1类和2类LSA只在区域内泛洪SPF计算只在区域内进行区域和区域以路由器为边界ABR区域边界路由器在区域边界（ABR）将LSA汇总,协议介绍,区域间LSA的泛洪和SPF计算,Type:SumNetLsid:10.16.3.0Advrtr:10.16.10.1Lsage:806Len:28Seq#:80000002Chksum:0 x10b9Options:(DC)(NonDN)Netmask:255.255.255.0Tos0metric:50,汇总LSA就是3类LSA准确的讲3类LSA包含的是路由信息每条3类LSA只含一条路由信息。3类LSA是ABR对1&2类汇总的结果。Metric为ABR到达该路由的开销。,区域内的路由器将区域外的网络理解为连接在ABR上的直连网络。,协议介绍,划分区域产生的环路问题,ABRrC,ABRB,ABRA,Area0,Area2,Area1,当存在多个区域时非骨干区域必须和骨干区域邻接！,协议介绍,OSPF的虚链路,ABRrA,Area0,ABRrB,Area1,Area2,Vlink,协议介绍,OSPF对外部路由的处理OSPF与外部的边界也是路由器ASBRASBR同时也必然是多角色的。OSPF将外部路由看做ASBR的直连网络ASBR不一定是ABR，可以是区域内的任何一台路由器外部LSA就是5类LSA为了让不同区域路由器知道ASBR的情况，引入了4类LSA，该LSA描述了ASBR的状况。,协议介绍,4类和5类LSA,Type:SumASBLsid:10.16.10.5Advrtr:10.16.10.1Lsage:147Len:28Seq#:80000001Chksum:0 x8439Options:(DC)Tos0metric:50,Type:ASELsid:2.2.2.2Advrtr:10.16.10.5Lsage:163Len:36Seq#:80000001Chksum:0 x9fe1Options:(DC)Netmask:255.255.255.255Tos0metric:1Etype:2ForwardingAddress:0.0.0.0Tag:1,协议介绍,E2导致的次优路径选择,RouterA,OSPF,ABRC,ABRB,RouterD,5,20,30,10,协议介绍,进一步减少LSA泛洪，增加网络稳定性Stub区域和Totalstub区域,ABRA,Area0,R-C,Area1,R-B,协议介绍,进一步减少LSA泛洪，增加网络稳定性NSSA区域和TotalNSSA区域,ABR+ASBRA,Area0,ABRC,Area1NSSA,ASBRB,RIP,IS-IS,协议介绍,7类LSA,Type:NSSALsid:1.1.1.0Advrtr:10.16.10.3Lsage:2Len:36Seq#:80000001Cksum:0 xc29cOptions:Netmask:255.255.255.0Tos0metric:1Etype:2Forwardingaddress10.16.2.3Tag:1,协议介绍,NSSA区域的LSA泛洪,协议介绍,OSPF区域的LSA泛洪对比,协议介绍,OSPF的路由优先级,1.1.1.0/24O_NSSA150110.16.2.3Ethernet1/010.16.0.0/24OSPF101110.16.2.2Ethernet1/010.16.2.0/24DIRECT0010.16.2.4Ethernet1/0,外部路由优先级别低，因而优先选择本地路由,协议介绍,OSPF的定时器Hello:NBMA=30s，其它=10sDead:4倍hello间隔Pool:至少3倍hello,缺省为4倍。Retransmit：默认5秒，LSA重传间隔TransmitDelay：默认1秒。,协议介绍,LSA的老化和刷新LSA在数据库中会自动老化，每秒age+1最大age=3600，如没被刷新就自动删除LSA重传的时间间隔是半小时。LSA只能被它的始发路由器提前老化。,协议介绍,OSPF的按需链路(Demand-circuit)DC链路中OSPF会对hello进行抑制。对半小时一次的LSA重传进行抑制。LSA被标志为DNA（DoNotAge）DC特性必须在所有的路由器上支持DC只需要在一端进行配置。任何网络结构的变化都会触发拨号。,协议介绍,OSPF的认证支持明文和MD5两种认证。可支持区域认证和VLINK认证。,协议介绍,OSPF报文头部,协议介绍,OSPF报文类型Hello报文数据库描述报文（DD）链路状态请求报文链路状态更新报文链路状态确认报文,协议介绍,hello报文,协议介绍,数据库描述报文,协议介绍,链路状态请求报文,协议介绍,链路状态更新报文,协议介绍,链路状态确认报文,协议介绍,LSA报文头部,协议介绍,1类LSA报文-Router,协议介绍,2类LSA报文-network,协议介绍,3类LSA报文SumNet&4类LSA报文-SumASB,协议介绍,5类LSA报文-ASE,协议介绍,7类LSA报文-NSSA,协议介绍,可选字段（hello、DD、所有LSA中）,DC：如果支持DC，则为1EA：不使用。N：支持NSSA时为1，并且这时候E必然为0P：只用在7类LSA的头部中，告诉ABR将7类转换为5类MC：为1时可转发组播。MOSPF协议中。E：非NSSA都是为1，如果E位不匹配无法建立邻接。T：支持TOS时才为1。,培训提纲,协议概述协议介绍配置方法友商技术比较发展前景参考资料,配置方法,VRP1.X的配置routerid10.16.10.3指定RID在接口下配置interfaceEthernet0ipaddress10.16.2.3255.255.255.0ospfenablearea0.0.0.2指出区域ospfpeer10.16.2.5在NBMA中指定邻居ospfnetwork-typenbma指定网络类型在全局下ospfenablestubcost1area0.0.0.2指出区域2为stubimport-routedirectroute-policyim按im策略引入直连路由vlinkpeer-id2.2.2.2transit-area0.0.0.1跨越区域1建立Vlink,配置方法,VRP3.X的配置routerid10.16.10.3指定RID在接口下配置interfaceEthernet0ipaddress10.16.2.3255.255.255.0ospfnetwork-typenbma指定网络类型在全局下ospfenablepeer10.16.2.5在NBMA中指定邻居import-routedirectroute-policyim按im策略引入直连路由area0.0.0.2stub指出区域2为stubnetwork10.16.2.00.0.0.255vlinkpeer-id2.2.2.2跨越本区域建立Vlink,配置方法,IOS的配置接口下interfaceEthernet1ipaddress10.16.0.2255.255.255.0ipospfnetworknon-broadcast指定网络类型全局下routerospf33router-id10.16.10.2指定RIDarea1virtual-link10.16.10.3虚链路neighbor10.16.0.3NBMA下的邻居redistributeconnectedsubnetsroute-mapim-dir按策略引入直连路由network10.16.0.00.0.0.255area0将接口在不同区域宣告network10.16.1.00.0.0.255area1,培训提纲,协议概述协议介绍配置方法友商技术比较发展前景参考资料,友商技术比较,CiscoVSQuidway接口开销（Cost)的标准=108/带宽auto-costreference-bandwidth（IOS）Bandwidth(IOS)VRP的带宽计算基准是不可调的。VRP中Cost也不会根据带宽的变化而变化。如果存在多个Quidway设备使用了不同的VRP版本，建议关注同类接口的缺省cost是否相同。,友商技术比较,CiscoVSQuidway3类LSA过滤（ABRType3LSAfiltering）area3filter-listprefixprefix-list-namein|out（IOS）VRP未实现。相关的问题可以参见刘宇的OSPFFAQ其中“OSPF如何过滤接收的路由”的部分。,友商技术比较,CiscoVSQuidwayAppendixE(cisco)shiproutC10.33.0.0/28isdirectlyconnected,Loopback110S10.33.0.0/241/0via10.16.2.8shiposdataType-5ASExter