OSPF路由协议各种类型详解.docx

OSPF各种类型详解一、OSPF数据包类型1.Hello包：用于建立和维护相邻的两个OSPF路由器的邻接关系，该数据包是周期性地发送的。 2.Database Description（数据库描述包DBD）：用于描述整个数据库，该数据包仅在OSPF初始化时发送。 3.Link state request（链路状态请求包LSQ）：用于向相邻的OSPF路由器请求部分或全部的数据，这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。 4.Link state update（链路状态更新包LSU）：这是对link state请求数据包的响应，即通常所说的LSA数据包。 5.Link state acknowledgment（链路状态确认包LSAck）：是对LSA数据包的确认，以确保可靠地传输和信息交换。二、OSPF网络类型OSPF链路类型有3种：点到点，广播型，NBMA。在3种链路类型上扩展出5种网络类型：点到点，广播，NBMA，点到多点，虚链路。其中虚链路较为特殊，不针对具体链路，而NBMA链路对应NBMA和点到多点两种网络类型。以上是RFC的定义，在Cisco路由器的实现上，我们应记为3种链路类型扩展出8种网络类型，其中NBMA链路就对应5种，即在RFC的定义基础上又增加了3种类型。首先分析一下3种链路类型的特点：1. 点到点：一个网络里仅有2个接口，使用HDLC或PPP封装，不需寻址，地址字段固定为FF；2. 广播型：广播型多路访问，目前而言指的就是以太网链路，涉及IP 和Mac，用ARP实现二层和三层映射；3. NBMA：网络中允许存在多台Router，物理上链路共享，通过二层虚链路（VC）建立逻辑上的连接。NBMA网络不是没有广播的能力，而是广播针对每一条VC发送，这样就使得一台路由器在不是Full-Mesh的NBMA拓扑中，发送的广播或组播分组可能无法到达其他所有路由器。在点到点链路上运行OSPF没有必要选举DR，因为就是两点一线，简单得很；而在NBMA网络中运行OSPF由于是多路访问，DR可以存在，通过调整成手动发现邻居可以防止过多的Hello 开销。下面具体分析一下RFC中定义的5种网络类型：1. 点到点：串行封装HDLC或PPP，OSPF会自动检测接口类型（发现封装模式为PPP或HDLC，就认为是点到点），OSPF数据包使用224.0.0.5发送，不知道DR是什么东西，就知道对端是谁，OSPF hello间隔为10s，失效为40s。2. 广播型：选举DR/BDR，自动发现邻居。Hello间隔为10s，失效为40s （这里比较一下，NBMA类型的 Hello和Dead 隔分别为30s 和120s。）3-4. NBMA： 思科路由器在NBMA网络上实现的链路类型有5个，2 RFC + 3 Cisco，区分较为复杂。这5种类型形式上的差异在于：1）是否选举DR 2）是否自动发现邻居 3）更新时间这5种NBMA类型应用上的差异在于：1）NBMA拓扑是否是Full-Mesh 2）NBMA接口是否在同一IP子网3）Frame-Relay 在定义Map时是否支持广播，即是否加了关键字broadcast。默认情况下OSPF 不能通过NBMA接口自动与邻居建立邻接关系，RFC 2328为OSPF在NBMA拓扑中的运行定义了两种模式：NBMA和点到多点，分别对应的接口模式为:ip ospf network non-broadcast / point-to-multipoint在Non-Broadcast 模式下是模仿OSPF在广播型链路中的运行，通常在Full-Mesh 者Partial-Mesh 使用，如果不是Full-Mesh必须手动选举DR/BDR。路由器接口处于同一IP子网，手动指定邻居，选举DR/BDR且必须与DRother在VC上直连。在 Point-to-Multipoint 模式下是将NBMA视为一系列点到点的集合，通常用于Hub-and-Spoke 者Partial-Mesh，接口处于同一IP子网，使用OSPF组播自动发现邻居，不选举DR/BDR。Cisco为NBMA多设计了三种模式，分别为广播，点到多点非广播和点到点。ip ospf network broadcast ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast ip ospf network point-to-pioint1. 如果说non-broadcast是在模仿广播型链路，那么broadcast就是将NBMA完全当成广播型链路，使用OSPF组播Hello来自动发现邻居，而不是像non-broadcast为每个PVC提供一个LSA拷贝。应用这种模式的前提是NMBA拓扑为Full-Mesh，且在FR Map中使用了关键字broadcast。2. 如果在VC上没有启用组播和广播功能，即定义Map时没有使用关键字broadcast，那么就要应用point-to-multipoint non-broadcast 相应的取消组播hello功能，代以手动配置邻居。3. 如果链路中涉及多个子网，那么一定要用到Point-to-Point类型，也一定会用到子接口。子接口分为两种模式，点到点和点到多点，其中点到多点子接口和主接口配置方式一致，而点到点子接口则有些变化：interface Serial0/0 interface Serial0/0.2 multipoint encapsulation frame-relay ip address 20.1.1.1 255.255.255.0frame-relay lmi-type ansi ip ospf network point-to-pointinterface Serial0/0.1 point-to-point frame-relay map ip 20.1.1.2 105 broadcastip address 10.1.1.1 255.255.255.0 frame-relay map ip 20.1.1.3 106 broadcastframe-relay interface-dlci 101 frame-relay map ip 20.1.1.4 107 broadcast若子接口使用point-to-point模式，则意味着这个子接口对应的子网里只有一台路由器，即这个IP子网只有两个节点；而使用multipoint模式时，意味着这个子接口对应多条VC，IP子网内有多于两台的路由器。通过配置就可以理解为什么说点到多点是点到点链路的集合。PS：最初创建子接口的目的在于解决在NBMA上运行距离矢量协议引起的水平分割问题，即从一接口收到的路由信息不会再从这个接口发出去。而这个接口本身可能连着多个邻居，这样就阻碍了网络中路由信息的传递，子接口是物理接口在逻辑上的划分，能很好的解决水平分割带来的问题。5.虚链路：可以认为是点到点的一种特殊配置，在虚链路上OSPF数据包是以单播形式发送，并不在意物理链路是什么类型，关键是虚链路两端可以实现互通。三、OSPF LSA类型1类LSA（路由器LSA）：每台路由器都通告1类LSA，描述了与路由器直连的所有链路（接口）状态，只能在本区域内扩散；2类LSA（网络LSA）：只有DR才有资格产生，只能在本区域内扩散，描述了多路访问网络的所有路由器（Router ID）和链路的子网掩码；3类LSA（汇总LSA）：只有ABR可以产生，能在整个OSPF自治系统扩散，描述了目的网路的路由（还可能包含汇总路由）；4类LSA（汇总LSA）：仅当区域中有ASBR时，ABR才会产生，该LSA标识了ASBR，提供一条前往该ASBR的路由；5类LSA（外部LSA）：只能由ASBR产生，描述了前往OSPF自治系统外的网络的路由，被扩散到整个AS（除各种末节区域外）；7类LSA（用于NSSA的LSA）：只能由NSSA ASBR产生，只能出现在NSSA，而NSSA ABR将其转换为5类LSA并扩散到整个OSPF自治系统。四、OSPF区域类型标准区域：默认的区域类型，它接收链路更新、汇总路由和外部路由；骨干区域：骨干区域为Area 0，其他区域都与之相连以交换路由信息，该区域具有标准区域的所有特征；末节区域：它不接收4类汇总LSA和5类外部LSA，但接收3类汇总LSA，使用默认路由到到AS外部网络（自动生成），该区域不包含ABR（除非ABR也是ASBR）；绝对末节区域：这个是Cisco专用。它不接收3类、4类汇总LSA和5类外部LSA，使用默认路由到AS外部网络（自动生成），该区域不包含ABR（除非ABR也是ASBR）；NSSA：它不接收4类汇总LSA和5类外部LSA，但接收3类汇总LSA且可以有ASBR，使用默认路由前往外部网络，默认路由是由与之相连的ABR生成的，但默认情况下不会生成，要让ABR生成默认路由，可使用命令area area-id nssa default-information-originate； 绝对末节NSSA：这个是Cisco专用。它不接收3类、4类汇总LSA和5类外部LSA且可以有ASBR，使用默认路由到AS外部网络，默认路由是自动生成的。五、OSPF路由类型1区域内路由：所有路由器都计算前往其所有在区域中每个目的地的最佳路径，并将他们加入到路由表中。这些是1类LSA和2类LSA，在路由表中用路由指示符O(OSPF)表示。 2区域间路由：所有路由器都计算前往互联网络中其他