第1章 OSPF路由协议.ppt

第1章OSPF路由协议 ISSUE1 0 华为3Com网络学院第五学期 2 引入 随着Internet技术在全球范围的飞速发展 OSPF已成为目前企业网采用最多 应用最广泛的路由协议之一 OSPF是OpenShortestPathFirst 开放最短路由优先协议 的缩写 它是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议 目前针对IPv4协议使用的是OSPFVersion2 RFC2328 3 学习目标 叙述OSPF路由协议的原理配置OSPF协议调试和维护OSPF协议执行简单的OSPF故障排除 学习完本课程 您应该能够 4 课程内容 OSPF协议基本原理OSPFMulti Area原理OSPFLSA讲解举例OSPF规划设计和故障排除OSPFVersion3概述 5 相关概念回顾 路由表距离矢量算法链路状态算法两种算法的比较 6 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 7 OSPF协议概述 OSPF是OpenShortestPathFirst 即 开放最短路径优先协议 的缩写 是一个基于链路状态的动态路由协议 OSPF是特别为TCP IP网络而设计 包括明确的支持CIDR和标记来源于外部的路由信息 OSPF可以快速地探知AS中拓扑的改变 例如路由器接口的失效 并在一段时间的收敛后计算出无环路的新路径 收敛的时间很短且只使用很小的路由流量 在OSPF中 可以通过划分区域来分割整个自治系统 每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图 相关RFC RFC1583 RFC2178 RFC2328 8 OSPF OpenShortestPathFirst 目前IGP中应用最广 性能最优的一个路由协议 最新版本是Version2 具有如下特点 无路由自环可适应大规模网络路由变化收敛速度快支持区域划分支持等值路由支持验证支持路由分级管理支持以组播方式发送协议报文 OSPF协议基本特点 9 RouterID和协议号 RouterID一个32 bit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OSPF是基于IP的 其协议号是89 OSPF协议报文不转发通常OSPF的协议报文是不被转发的 只能传递一跳 即在IP报文头中TTL值被设为1 虚连接除外 如果一台路由器的RouterID在运行中改变 则必须重启OSPF协议或重启路由器才能使新的RouterID生效 10 OSPF报文格式和报文头 OSPF的报文头 OSPF的报文格式 11 OSPF的五种报文类型 Hello报文发现及维持邻居关系 选举DR BDRDD报文本地LSDB的摘要LSR报文向对端请求本端没有或对端的更新的LSALSU报文向对方发送其需要的LSALSAck报文收到LSU之后 进行确认 12 Hello报文 HelloPacket 报文头后面的networkmask是指发送报文的接口的网络掩码 如果和接收接口的掩码不匹配 那么报文将被丢弃 13 DD报文 DatabaseDescriptionPacket 数据库描述报文 14 LSR报文 LinkStateRequestPacket 链路状态请求报文 15 LSU报文 LinkStateUpdatePacket 链路状态更新报文 16 LSAck报文 LinkStateAcknowledgmentPacket 链路状态确认报文 17 LSA头部 所有LSA头部都有20个字节 它包含了足够的信息来唯一标识一条LSA 18 LSA的类型 Router LSA Type1 由每个路由器生成 描述了路由器的链路状态和花费 传递到整个区域 Network LSA Type2 由DR生成 描述了本网段的链路状态 传递到整个区域 Net Summary LSA Type3 由ABR生成 描述了到区域内某一网段的路由 传递到相关区域 Asbr Summary LSA Type4 由ABR生成 描述了到ASBR的路由 传递到相关区域 AS External LSA Type5 由ASBR生成 描述了到AS外部的路由 传递到整个AS STUB区域除外 Not So StubbyArea LSA Type7 由ASBR生成 解决了自治系统外部路由在NSSA区域中的单向传递问题 19 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 20 邻居和邻接 OSPF路由器启动后 便会通过OSPF接口向外发送Hello报文 收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的一些参数 如果双方一致就会形成邻居 Neighbors 关系 形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系 这要根据网络类型而定 只有当双方成功交换DD报文 并能交换LSA之后 才能形成真正意义上的邻接 Adjacencies 关系 为了交换路由信息 邻居路由器之间首先要建立邻接关系 并不是每两个邻居路由器之间都能建立邻接关系 21 OSPF的邻居状态机 22 链路状态数据库的同步过程 23 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 24 OSPF的网络类型 Broadcast NBMA PTP PTMP 25 广播及NBMA网段中的N2连接关系 一个广播的网段中 存在N 8台路由器 则需要建立M n n 1 2 28个邻接关系 26 DR概念的提出 M n n 1 2 28 M n 2 2 1 13 为了解决同一个网段内过多的邻接关系数量 OSPF协议提出了DR DesignatedRouter 的概念 27 DR的选举过程 DR是从整个网段所有运行OSPF的路由器中选举出来的 选举过程如下 登记本网段内运行OSPF的路由器 登记具有DR候选资格的路由器 即本网段内的Priority 0的OSPF路由器 Priority可以手工配置 缺省值是1 所有的Priority 0的OSPF路由器都认为自己是DR Priority值最大 若Priority值相等则RouterID最大的路由器将成为DR 每台路由器通过互相发送Hello报文 同时将自己选出的DR写入Hello报文中 本网段中所有路由器共同选举出DR 28 DR选举中的指导思想 选举制DR是各路由器选出来的 而非人工指定的 虽然管理员可以通过配置Priority干预选举过程 终身制DR一旦当选 除非路由器故障 否则不会更换 即使后来的路由器Priority更高 世袭制DR选出的同时也选出BDR来 DR故障后 由BDR接替DR成为新的DR 稳定压倒一切 如果DR频繁的更迭 则每次都要重新引起本网段内的所有路由器与新的DR建立邻接关系 29 为什么提出BDR 为了能够进行快速响应 OSPF提出了BDR的概念 BDR与DR同时被选举出来 BDR也与本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息 DR失效后 BDR立即成为DR 30 选举DR和BDR的注意事项 选举DR和BDR的注意事项 只有在广播和NBMA类型的接口上才会选举DR 在Point to Point和Point to Multipoint类型的接口上不需要选举 路由器接口的优先级Priority将影响接口在选举DR时所具有的资格 Priority为0的路由器不会被选举为DR或BDR 网段中的DR并不一定是Priority最大的路由器 同理 BDR也并不一定就是Priority第二大的路由器 两台DROther路由器之间不进行路由信息的交换 但仍旧互相发送Hello报文 他们之间的邻居状态机停留在2 Way状态 DR是指某个网段中的概念 是针对路由器的接口而言的 在广播的网络上必须存在DR才能够正常工作 但BDR不是必需的 31 由于DR的出现带来协议的变化 为了减少在广播和NBMA网段内带宽的占用 提出了DR的概念 为协议本身带来如下变化 将广播和NBMA网段内LSDB同步的次数由N2减少为N 在广播和NBMA网段中 路由器的角色划分为DR BDR DROther 路由器之间的关系分为Unknown Neighbor Adjacency 增加了一种接口类型 Point to Multipoint 增加了一种新的LSA类型 Network LSA 由DR生成 描述了本网段的链路状态信息 32 为什么PTMP的网络中不能选举DR A B C B D C A E F 由上述分析可知 错误产生的原因是因为在非全连通的网络中选举DR后 部分路由器之间无法交换路由信息 导致路由计算不正确 33 NBMA网络的配置原则 NBMA网络必须是全连通的 即网络中任意两台路由器之间都必须直接可达 对于接口类型为NBMA的网络 如果无法通过广播Hello报文的形式发现相邻路由器 必须手工为该接口指定相邻路由器的IP地址 以及保证该相邻路由器必须有选举权 如果部分路由器之间没有直接可达的链路时 应将接口配置成PTMP方式 如果路由器在NBMA网络中只有一个对端 也可将接口类型改为PTP方式 34 NBMA与PTMP之间的区别 NBMA 全连接 点到多点 PTMP 部分连接 在NBMA上需要选举DR与BDR 而在点到多点网络中没有DR与BDR NBMA是一种缺省的网络类型 点到多点不是缺省的网络类型 必须是由其它的网络类型强制更改的 NBMA用单播发送协议报文 需要手工配置邻居 点到多点是可选的 即可以用单播发送 又可以用多播发送报文 35 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 36 LSA的Link Links 即连接数 在Router LSA中描述的路由器连接 Link 的数量 是该区域路由器连接 接口 的总和 路由器接口的Link信息 主要通过以下几个字段来描述 LinkID 即连接标识 表示路由器Link所接入的目标 其值取决于连接的类型 LinkData 即标识路由器连接对象 这个值取决于链路状态类型 LinkType 即链路类型 Router LSA依据所接入的网络类型的不同 而采用相应的LinkType Metric 即花费值 路由器连接的花费 开销值 37 LinkType LinkType有四种类型 需要注意的是 如果Point to Point为unnumbered 则LinkData同Type4 Point to Point PTMP均为LinkType1 NBMA Broadcast在同时多个Router运行OSPF时是Type2 如果只有一个在运行则是Type3 38 OSPF通过LSA描述网络拓扑 OSPF协议将周边的网络拓扑结构抽象为4种典型的网络模型 39 OSPF网络拓扑模型 一 连接一个空的网段 StubNet 该网段中没有其他运行OSPF协议的网络设备 使用如下字段 Link 来描述该网络类型 linkid 10 0 0 0 网段 data 255 0 0 0 掩码 type StubNet 3 类型 metric 50 花费 40 OSPF网络拓扑模型 二 通过一条点到点的链路连接另外一台运行OSPF的路由器 使用如下两段字段 Link 来描述该网络类型 描述该接口网段的路由信息 linkid 20 0 0 0 网段 data 255 0 0 0 掩码 type StubNet 3 类型 metric 5 花费 描述与路由器RTB相连的情况 linkid 2 2 2 2 RTB的routerid data 20 0 0 2 RTB的接口地址 type Router 1 类型 metric 5 花费 41 OSPF网络拓扑模型 三 通过一个点对多点的网络连接另外多台运行OSPF的路由器 这些路由器彼此之间并不是全连通的 使用如下三段字段 Link 来描述该网络类型 linkid 40 0 0 1 网段 data 255 255 255 255 掩码 type StubNet 3 类型 metric 5 花费 linkid 3 3 3 3 RTF的routerid data 40 0 0 1 与RTF相连的接口地址 type router 1 类型 metric 5 花费 linkid 4 4 4 4 RTE的routerid data 40 0 0 1 与RTE相连的接口地址 type Router 1 类型 metric 5 花费 42 OSPF网络拓扑模型 四 连接一个广播 或者是NBMA 的网段 该网段中所有运行OSPF协议的网络设备之间都直接可达 使用如下字段 Link 来描述该网络类型 简化的描述信息 linkid 30 0 0 3 网段中DR的接口地址 data 30 0 0 1 本接口的地址 type TransNet 2 类型 metric 50 花费 Netmask 255 0 0 0 本网段的掩码 Attached30 0 0 1router 本网段内所有的路由器的routerid Attached30 0 0 2routerAttached30 0 0 3router 由DR另外生成的描述信息 统一描述了本网段的情况 43 LSA LinkStateAdvertisement 数据结构 将上述多个Link组合在一起 加上一个head 组成了路由器RTA的LSA 该LSA准确的描述了RTA周边的网络拓扑 type router LSA的类型 lsid 1 1 1 1 LSA的标识 advrtr 1 1 1 1 生成该LSA的路由器 lsage 4 本条LSA的老化时间 len 108 LSA的长度 seq 80000001 LSA的序列号 cksum 0 x3543 较验和 linkcount 7 本LSA中包含的连接个数 linkid 10 0 0 0 网段 data 255 0 0 0 掩码 type StubNet 3 类型 metric 50 花费 44 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型和DR BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 45 SPF算法和COST值 SPF算法也被称为Dijkstra算法 是OSPF路由协议的基础 SPF算法将每一个路由器作为根 Root 来计算到每一个目的地路由器之间的距离 每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图 该结构图类似于一棵树 在SPF算法中 被称为最短路径树 在OSPF路由协议中 最短路径树的树干长度 即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离 称为OSPF的Cost值 Cost值应用于每一个启动了OSPF的链路 它是一个16bit的整数 范围是1 65535 46 Cost值的计算方法 计算方法108 bandwidth56 kbpsseriallink 178510MEthernet 1064 kbpsseriallink 1562T1 1 544 Mbpsseriallink 64用户可以手动调节链路Cost 缺省情况下 接口按照当前的波特率自动计算开销 47 如何改变接口花费值 改变接口的花费值 Quidway interfacename ospfcostcostOSPF就是通过每段链路的Cost值累加来判断路径优劣的 某个链路的出口花费值是如下计算的 缺省花费为 100000000 100M 接口的波特率 但在实际组网中 由于现在很多接口的链路带宽已经远远高于100M Cost值通常是人为统一规划的 此时需要使用上述命令来人工指定花费值 48 OSPF协议计算路由过程 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 49 SPF算法的计算步骤 每台路由器按照如下步骤从本机的LSDB计算出路由 从LSDB中选取自己生成的LSA为SPF计算的起点 遇到类型为StubNet的Link 其中包含的就是路由信息 填加到路由表中 但由于这些路由信息都是本机的直连路由 所以不会生效 遇到类型为Router的Link 则计算暂停 跳转到该Link中Linkid 是某台路由器的RouterID信息 所指的路由器生成的LSA 打开该条LSA 遇到类型为StubNet的Link 其中包含的就是路由信息 添加到路由表中 下一跳为步骤2中Link的data字段 Cost值为本Link的Metric和步骤2中Link的Metric相加 如果遇到类型为Router的Link 则继续跳转 直至某条LSA的全部信息都被计算完毕 此时再跳回到上一条的LSA 重复步骤1 4 最终会回到自己生成的LSA 待该LSA计算完毕后 则SPF计算完成 50 运行SPF算法计算路由 每个路由器根据搜集到的LSDB 使用SPF算法来计算路由 51 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 52 OSPF协议的基本配置命令 配置路由器的RouterID Quidway routeridA B C D启动OSPF协议 Quidway ospf process id router idrouter id vpn instancevpn instance name 配置OSPF区域 Quidway ospf 1 areaarea id在指定网段使能OSPF Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 networkip addresswildcard mask 53 显示OSPF的运行状态 displayospfbriefdisplayospferrordisplayospfinterfacedisplayospfpeerdisplayospfrouting 54 displayospfbrief displayospfbriefOSPFProcess1withRouterID10 110 95 189OSPFProtocolInformationRouterID 10 110 95 189BorderRouter AreaASspf schedule interval 5Routingpreference Inter Intra 10External 150DefaultASEparameters Metric 1Tag 0 0 0 1Type 2SPFcomputationcount 16AreaCount 1NssaAreaCount 0Area0 0 0 0 Authtype noneFlags SPFscheduled Interface 201 1 1 4 Vlan interface1 Cost 1State DRType BroadcastPriority 1DesignatedRouter 201 1 1 4BackupDesignatedRouter 201 1 1 3Timers Hello10 Dead40 Poll0 Retransmit5 TransmitDelay1 55 displayospferror displayospferrorOSPFProcess1withRouterID1 1 1 1OSPFpacketerrorstatistics 0 IP receivedmyownpacket0 OSPF wrongpackettype0 OSPF wrongversion0 OSPF wrongchecksum0 OSPF wrongareaid0 OSPF areamismatch0 OSPF wrongvirtuallink0 OSPF wrongauthenticationtype0 OSPF wrongauthenticationkey0 OSPF toosmallpacket0 OSPF packetsize iplength0 OSPF transmiterror0 OSPF interfacedown0 OSPF unknownneighbor0 HELLO netmaskmismatch0 HELLO hellotimermismatch0 HELLO deadtimermismatch0 HELLO externoptionmismatch0 HELLO routeridconfusion0 HELLO virtualneighborunknown0 HELLO NBMAneighborunknown0 DD neighborstatelow0 DD routeridconfusion0 DD externoptionmismatch0 DD unknownLSAtype0 LSACK neighborstatelow0 LSACK wrongack0 LSACK duplicateack0 LSACK unknownLSAtype0 LSREQ neighborstatelow0 LSREQ emptyrequest0 LSREQ wrongrequest0 LSUPD neighborstatelow0 LSUPD newerself generateLSA0 LSUPD LSAchecksumwrong0 LSUPD receivedlessrecentLSA0 LSUPD unknownLSAtype0 OSPFrouting nexthopnotexist0 DD MTUoptionmismatch0 ROUTETYPE wrongtypevalue 56 displayospfinterface displayospfinterfaceethernet2 0OSPFProcess1withRouterID1 1 1 1InterfacesInterface 10 110 10 2 Ethernet2 0 Cost 1State BackupDRType BroadcastPriority 1DesignatedRouter 10 110 10 1BackupDesignatedRouter 10 110 10 2Timers Hello10 Dead40 Poll40 Retransmit5 TransmitDelay1 57 displayospfpeer displayospfpeerOSPFProcess1withRouterID1 1 1 1NeighborsArea0 0 0 0interface10 153 17 88 Vlan interface1 sneighbor s RouterID 2 2 2 2Address 10 153 17 89State FullMode NbrisMasterPriority 1DR 10 153 17 89BDR 10 153 17 88Deadtimerexpiresin31sNeighborhasbeenupfor01 14 14 58 displayospfrouting displayospfroutingOSPFProcess1withRouterID1 1 1 1RoutingTablesRoutingforNetworkDestinationCostTypeNextHopAdvRouterArea10 110 0 0 161Net10 110 10 11 1 1 1010 10 0 0 161Stub10 10 0 13 3 3 30TotalNets 2IntraArea 2InterArea 0ASE 0NSSA 0 59 显示OSPF的调试信息 debuggingospfeventdebuggingospflsadebuggingospfpacketdebuggingospfspf 60 OSPF协议基本原理 OSPF协议的基本原理OSPF的基本概念OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程OSPF的网络类型 DR和BDROSPF通过LSA描述网络拓扑举例SPF算法和OSPF协议路由计算过程OSPF的基本配置 singlearea基本的OSPF配置命令OSPF的基本配置举例OSPF在NBMA网络中运行举例 61 OSPF的基本配置 Serial0 0 20 1 1 2 30 Serial 0 0 20 1 1 1 30 RTA RTB 10 1 1 1 24 Ethernet0 0 30 1 1 1 24 Ethernet0 0 RTA Quidway routerid1 1 1 1 Quidway ospf Quidway ospf 1 area0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network1 1 1 10 0 0 0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network20 1 1 00 0 0 3 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network10 1 1 00 0 0 255RTB的配置同RTA 62 在NBMA网络中运行OSPF 当该接口的链路层协议是X 25 FrameRelay ATM IPOA 时 网络类型为NBMA 则必须手工配置邻居 一个非全连通的NBMA网络 应将网络的类型改为Point to Multipoint Quidway Serial1 0 ospfnetwork typep2mp 63 课程内容 OSPF协议基本概念OSPFMulti Area原理OSPFLSA讲解举例OSPF规划设计和故障排除OSPFVersion3概述 64 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 65 自治系统 区域和区域ID RIP OSPF100 IS IS200 OSPF200 Area1 Area2 AS1000 AS500 Internet BGP Area0 Area0 Area1 Area2 66 为什么需要划分区域 减少LSA的数量 以及屏蔽网络变化波及的范围 67 区域间的路由计算 172 18 141 0 24 192 178 14 0 28 Type 3 192 178 14 0 Mask 255 255 255 240 Metric 120 Type 3 172 18 141 0 Mask 255 255 255 0 Metric 91 Area0 Area3 每个区域有自己的LSDB SPF运算独立运行 ABR先将区域内的路由计算完毕 然后将每一条区域内的路由转变成一条Type3的LSA 无拓扑信息 只包含路由信息 发布到骨干区域 骨干区域的ABR再发送到其他区域 ABR的工作方式决定OSPF在区域内是L S算法 在区域间是D V算法 68 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 69 为何需要骨干区域 骨干区域概念的提出由于在区域间的路由计算使用了D V算法 不可避免的会遇到路由环路的问题 OSPF实际是通过要求所有的区域必须与骨干区域互联 所有的跨区域路由必须通过骨干区域来防止路由环路 如果要划分多个区域 必须要有骨干区域Backbone Area0 骨干区域负责区域之间的路由 非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发 对此 OSPF有两个规定 所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通 骨干区域自身也必须保持连通 70 虚连接 virtual link 由于骨干区域的规划需求 会导致OSPF的网络规模受到限制 最大直径为3个Area 所以OSPF提出了虚连接的概念 虚连接 virtual link 是指在两台ABR之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道 主要用于没有在物理上和骨干区域相连接的区域 或者可以加固骨干区域 保证其连续性 即连接被分割的骨干区域 需要手工显式配置 两端的ABR及需要穿越的非骨干区域 71 非骨干区域与Area0之间没有直连链路时 虚连接在RTA和RTB两台ABR之间 穿过一个非骨干区域Area12 转换区域 TransitArea 建立的一条逻辑上的连接通道 可以理解为两台ABR之间存在一个点对点的连接 72 当骨干区域不连续时 虚连接的在实际应用中主要是提供冗余的备份链路 当骨干区域因链路故障将被分割时 通过虚连接仍然可以保证骨干区域在逻辑上的连通性 73 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 74 路由器的分类 路由器根据在自治系统中的不同角色划分为 IAR InternalAreaRouter 区域内路由器 是指该路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域 ABR AreaBorderRouter 区域边界路由器 该路由器同时属于两个以上的区域 其中必须有一个是骨干区域 也就是区域0 BBR BackBoneRouter 骨干路由器 该类路由器至少有一个接口属于骨干区域 也就是0区域 因此 所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器 ASBR ASBoundaryRouter 自治系统边界路由器 是指该路由器引入了其他路由协议 也包括静态路由和接口的直接路由 发现的路由 75 与自治系统外部通信 对于AS外部的路由信息 OSPF使用Type5类的LSA来描述 只包含路由信息 没有拓扑信息 SPF计算时 下一跳指向生成该LSA的ASBR 但由于划分区域 区域内的Type1类的LSA信息被ABR屏蔽了 导致在其他区域的路由器无法正确计算外部路由 为了解决该问题 由ASBR所在区域的ABR负责生成一条Type4的LSA 不描述任何路由及拓扑信息 只是挟带本区域的ASBR的RouterID Metric为该ABR到达区域内的ASBR的Metric 76 OSPF路由的类型和优选顺序 OSPF协议按照如下顺序选择路由 区域内的路由同为区域内的路由则比较Cost值 小的优先 区域间的路由同为区域间的路由则优选通过骨干区域的 然后比较Cost值 小的优先 Type1类的AS外部路由同为Type1类的路由 则比较 Type1类路由的Cost 到发布该路由的ASBR的自治系统内部的Cost 之和 小的优先 Type2类的AS外部路由同为Type2类的路由 则比较Type2类路由的Cost值 小的优先 如果相等 则比较到发布该路由的ASBR的自治系统内部路由的Cost值 小的优先 若都相等 则添加等值路由 77 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 78 Stub区域 Stub区域位于自治系统的边界 该区域的ABR不传播它们接收到的Type5类型的自治系统外部路由 在这些区域中路由表的规模以及路由信息传递的数量都会大大减少 允许学习SummaryLSAs 同时发布DefaultLSA的SummaryLSA注入到该区域 用以弥补学不到Type5LSA的信息 需要在该区域的每一个路由器上都配置Stub属性 同时外部路由的振荡不会波及到Stub区域 Area0 Area12 Area19 VirtualLink Area8 19 1 3 0 24 19 1 2 0 24 RTB RTA 19 1 1 0 24 79 完全Stub区域 拒绝区域间的SummaryLSA type3 拒绝所有的ExternalLSADefaultLSA注入到本区域 用来代表ABR所拒绝的路由信息LSDB更小 路由信息更稳定 路由数量更少 80 NSSA区域 有Stub区的优点 但是允许路由引入引入了新的LSA类型 ExternalLSA type7 Type7LSAs泛洪到NSSA的整个区域该区域没有Type5LSAType7LSAs被转换成Type5LSAs之后泛洪到骨干区域可以在ABR处进行路由过滤或者聚合 81 完全NSSA区域 完全NSSA区域和NSSA区域区别是 完全NSSA区域不允许携带区域间路由两个区域ABR上缺省路由产生的方式不同在NSSA区域上ABR的缺省路由是可选的 并不是一定要产生缺省路由完全NSSA区域ABR上配置好之后 会自动产生Type3类的缺省LSA在完全NSSA区域产生的缺省路由是必须的 它起着指导本区域内路由器区域间路由的作用 82 83 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 84 OSPF缺省路由的产生 普通的OSPF区域 骨干区域和非骨干区域 中是没有缺省路由的 import route命令也无法向OSPF路由域中引入缺省路由 普通的OSPF区域的路由器通过使用default route advertise always 命令 在整个OSPF域中发布缺省路由 配置了STUB和完全NSSA区域之后 该区域的ABR自动会发布一条LinkID为0 0 0 0 网络掩码为0 0 0 0的SUMMARYLSA 3类 的缺省路由 85 default route advertise的注意事项 注意事项如下 在普通OSPF区域的ASBR或ABR上执行default route advertise命令 将生成一条Type 5LSA向OSPF路由域内发布缺省路由 在NSSA区域的ASBR或ABR上执行此命令 将生成一条Type 7LSA向NSSA区域内发布缺省路由 对于ASBR 只有当路由表中已经存在一条缺省路由时 OSPF才会生成相应的Type 5LSA或Type 7LSA 对于ABR 不论路由表中是否已经存在缺省路由 都会生成Type 5LSA或Type 7LSA 发布缺省路由的Type 5LSA或Type 7LSA的扩散范围与普通的Type 5LSA或Type 7LSA相同 如果在生成缺省路由时使用了参数always 则不论路由表中是否存在缺省路由 OSPF都将生成一条Type 5或Type 7LSA 这个参数只对ASBR有效 应谨慎使用 86 路由聚合 OSPF的两类聚合 ABR聚合ASBR聚合路由聚合是指 具有相同前缀的路由信息 ABR可以将它们聚合在一起 只发布一条路由到其它区域 AS被划分成不同的区域后 区域间可以通过路由聚合来减少路由信息 减小路由表的规模 提高路由器的运算速度 87 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 88 D V算法和路由自环 D V算法又称为 距离 矢量 算法 其核心思想是网络中的每台路由器都将自己已知的路由表发送给相邻的路由器 每台路由器都会根据收到的所有路由确定最优路径的下一跳 相比较链路状态算法 D V算法存在如下缺点 每台路由器对接收到的路由的可信度完全依赖于相邻的路由器 每一条路由信息中没有标明生成者的信息 该路由信息经过网络中多次传递之后 可能被传回给最初的生成者 而生成者无法知道该信息是否由自己所发布 这就为自环的产生埋下了隐患 89 链路状态算法的缺点 相比较D V算法 链路状态存在如下缺点 链路状态算法除了需要携带路由信息之外 还要挟带网络拓扑信息 这样会占用路由器大量的存储空间并且使路由同步时间加长 链路状态算法计算的复杂度大大高于D V算法 对CPU消耗很大 链路状态算法对网络拓扑变化十分敏感 网络中任何拓扑变化都会导致全网中所有运行OSPF的路由器重新启动路由计算 由于链路状态算法计算路由完全依赖LSA LSA在网络中传播时不可以被改变 所以导致链路状态算法几乎不支持任何路由策略 上述缺点在网络规模小的时候并不突出 但在网络规模较大时 会给网络带来很严重的后果 甚至导致网络不可用 90 OSPF为什么是无自环的 每一条LSA 链路状态广播 都标记了生成者 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 91 OSPF协议与RIP路由协议的比较 归纳为如下几点 RIP路由协议中用于表示目的网络远近的唯一参数为跳数 HOP 也即到达目的网络所要经过的路由器个数 RIPv1路由协议不支持变长子网掩码 VLSM OSPF路由协议不仅支持VLSM 而且支持无类域间路由 CIDR RIP路由协议路由收敛较慢 OSPF路由协议即使是在大型网络中也能够较快地收敛 在RIP协议中 网络是一个平面的概念 OSPF路由协议可以划分多个区域 在区域间可以通过路由汇总来减少路由信息 OSPF占用的实际链路带宽比RIP少 OSPF达到平衡后 使用的CUP时间比RIP少 但OSPF使用的内存比RIP大 92 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 93 OSPF的多区域配置举例 RTA Quidway routerid1 1 1 1 Quidway interfaceloopback0 Quidway LoopBack0 ipaddress1 1 1 132 Quidway ospf Quidway ospf 1 area0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network1 1 1 10 0 0 0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network20 1 1 00 0 0 3 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network10 1 1 10 0 0 255 94 OSPF的多区域配置 RTB Quidway routerid1 1 1 2 Quidway interfaceloopback0 Quidway LoopBack0 ipaddress1 1 1 232 Quidway ospf Quidway ospf 1 area0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network1 1 1 20 0 0 0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 0 network20 1 1 00 0 0 3 Quidway ospf 1 area1 Quidway ospf 1 area 0 0 0 1 network30 1 1 00 0 0 3RTC Quidway routerid1 1 1 3 Quidway interfaceloopback0 Quidway LoopBack0 ipaddress1 1 1 332 Quidway ospf Quidway ospf 1 area1 Quidway ospf 1 area 0 0 0 1 network1 1 1 30 0 0 0 Quidway ospf 1 area 0 0 0 1 network30 1 1 00 0 0 3 Quidway ospf 1 area 0 0 0 1 network40 1 1 10 0 0 255 95 OSPFMulti Area原理 OSPFMulti Area原理OSPF的区域划分OSPF的骨干区域与虚连接OSPF与自治系统外部通讯OSPF的Stub和NSSA区域OSPF缺省路由的产生和路由聚合OSPF与路由自环OSPFMulti Area的配置OSPF多普通区域配置举例OSPF路由聚合和引入配置举例OSPFStub和NSSA区域配置举例 96 OSPF的区域路由聚合命令 配置路由聚合 Quidway ospf 1 area 0 0 0 1 abr summaryaddressmaskadvertise注意事项 此命令只在ABR上有效 此命令用于将区域内的路由聚合之后再发送到其它区域 常用于将非骨干区域路由聚合到骨干区域 被聚合的地址应尽