OSPF在帧中继网络中的应用.doc

论文题目： OSPF在帧中继网络中的应用学 院： 专业年级： 学 号： 姓名： 指导教师、职称： 2011年 5月15日The application of OSPF in frame relayCollege： Specialty and Grade： Number： Name： Advisor： Submitted time: 目 录摘要IAbstractII1 引言12 帧中继网络简介22.1 帧中继的基本概念22.2 帧中继拓扑类型32.3 帧中继网络承载业务32.4 帧中继的基本功能42.5 帧中继的带宽管理52.6 帧中继的应用53 OSPF简介73.1 OSPF概述73.2 OSPF的基本工作原理73.2.1 OSPF的基本概念和术语73.2.2 邻居的建立过程93.2.3 交换过程和OSPF邻接关系状态103.2.4 SPF树的计算123.2.5 维护路由选择信息134 帧中继网络承载OSPF的仿真实现154.1 帧中继网络中OSPF的NBMA模式154.1.1 拓扑图154.1.2 路由器配置命令154.1.3 实验调试及结果分析174.2 帧中继网络中OSPF的point-to-multipoint模式234.2.1 拓扑图234.2.2 路由器配置命令234.2.3 实验调试及结果分析25总结27参考文献28致谢29摘要本文主要是对帧中继网络如何承载OSPF进行探讨，首先是对帧中继技术做了简要介绍，接着重点分析了OSPF协议的工作原理，结合实际例子加以说明。最后针对RFC定义下的两种OSPF模式，通过模拟器实现帧中继网络承载OSPF的仿真实现。关键词：帧中继；OSPF；迪杰斯特拉算法；网络类型；路由器IIAbstractThis paper is mainly how to frame relay network are discussed, bearing OSPF to frame relay technology first, then the paper briefly introduces emphatically analyzes the OSPF protocols that work, and combining with actual examples to illustrate. Finally, according to the definition of RFC two OSPF pattern, through the simulator realize frame relay network bearing OSPF simulation.Key words：Frame relay; OSPF; dijkstra algorithm; Network type; router1 引言帧中继技术是在分组技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。作为一种新的承载业务，帧中继具有很大的潜力，主要应用在广域网(WAN)中，支持多种数据型业务，如局域网(LAN)互连、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)、文件传送、图象查询业务、图象监视等。如今，帧中继标准已渐成熟，业务需求不断增加，目前已进入高速发展时期。帧中继可通过X.25更新软件实现，可在DDN网上配置端口实现，在以ATM为主干的网络中，帧中继仍然可以作为良好的用户接入方式。目前大多数业务都集中在2Mbps之内，是FR业务的最经济有效的范畴，未来的FR业务将有很大的市场发展潜力，有较好的投资保护。OSPF(开放最短路径优先)协议在RFC2328中定义为一种采用Dijkstra最短路径优先(SPF)算法来计算到达目标的链路状态路由选择协议。作为当前最流行的IGP(内部网关路由协议)协议，OSPF有以下主要特性 ：(1)收敛快速.OSPF采用触发更新机制，使得链路状态变动得到及时的响应。(2)区域概念.OSPF采用划分区域的方式来减少单个路由器CPU的负担，并且使得网路结构清晰分明。(3)支持无类路由（CIDR）和可变长子网（VLSM）等。(4)支持多链路负载均衡。(5)拥有不受限的跳计数。(6)允许可缩放性。随着多媒体业务的发展，随着IP技术的发展，作为数据通信基础网络技术的帧中继技术将越来越多的被应用，其发展前景无限。而OSPF是目前internet领域采用最多、应用最广泛的路由协议，在帧中继网络中承载OSPF，实现网络的通信互联，具有很强的实用价值与现实意义。本课题在研究帧中继网络及OSPF的工作原理的基础上，利用模拟器对帧中继网络中承载OSPF进行仿真演示，实现理论到实践的应用过程。292 帧中继网络简介2.1 帧中继的基本概念帧中继(Frame Relay,FR)技术是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。我们可以将帧中继技术归纳为以下几点：1) 帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式(简称帧中继协议)有效地进行传送。它是广域网通信的一种方式。2) 帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。 3) 帧中继协议是对X.25协议的简化，因此处理效率很高，网络吞吐量高，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。 4) 帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元，;适合传送突发业务(如压缩视频业务、WWW业务等)。帧中继通信如图2-1所示：图2-1 帧中继通信2.2 帧中继拓扑类型图2-2 阵中的三种拓扑类型星形拓扑(Star Topology)：星形拓扑也被称为中央-分支拓扑(hub-and-spoke)，是最常用的帧中继网络拓扑。在这种拓扑下，远程长点与中央场点相连，后者通常提供服务或应用。星形拓扑的价格最为低廉，因为它所需的PVC最少。中央路由器提供多点连接，因为通常使用单个接口连接多条PVC。全互联拓扑（Full-Mesh Topology）：在全互联拓扑中，任何两台路由器之间都有一个虚电路（VC）。这种拓扑的价格昂贵，但任何两个场点之间都有直接连接，并提供了冗余。随着节点数的增加，全互联拓扑的价格将急剧增加。实现全互联拓扑所需的VC数为n(n-1)/2，其中n为网络中的节点数。部分互联拓扑(Partial-Mesh Topology)：部分互联拓扑中，并非所有场点都直接与中央场点相连。与全互联拓扑相比， 这种拓扑的成本更低。2.3 帧中继网络承载业务帧中继业务帧中继业务是在用户-网络接口(UNI)之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户-网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务，对交换虚电路及有关用户可选业务的研究正在进行之中。帧交换业务帧交换承载业务的基本特征与帧中继业务相同，其全部控制平面的程序在逻辑上是与用户面相分离的，而且物理层用户面程序使用I.430/I.431建议，链路层用户平面程序使用I.441建议的核心功能，能够对用户信息流量进行统计复用，可以保证在两个S或T参考点之间双向传送的业务数据单元的顺序。帧交换承载业务主要完成下列功能：1、提供帧的证实传送；2、对传输差错、格式差错和操作差错进行检测；3、对丢失的帧或重复的帧进行检测和恢复；4、提供流量控制。2.4 帧中继的基本功能帧中继在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在LAPD帧结构中，实施以帧为单位的信息传送。网络不进行纠错、重发、流量控制等。帧不需要确认，就能够在每个交换机中直接通过，若网络检查出错误帧，直接将其丢弃；一些第二、三层的处理，如纠错、流量控制等，留给智能终端去处理，从而简化了节点机之间的处理过程。帧中继承载业务有下列特点：1、全部控制平面的程序在逻辑上是分离的；2、第一层(物理层)的用户平面程序使用I.430/I.431建议，第二层(链路层)的用户平面程序使用Q.922建议的核心功能，能够对用户信息流量进行统计复用，并且可以保证在两个S或T参考点之间双向传送的业务数据单元的顺序。图2-3 帧中继的协议结构2.5 帧中继的带宽管理帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。虚电路带宽控制帧中继网络为每个用户分配三个带宽控制参数：Bc、Be和CIR。同时，每隔Tc时间间隔对虚电路上的数据流量进行监视和控制。Tc值是通过计算得到的，Tc=Bc/CIR。CIR是网络与用户约定的用户信息传送速率。如果用户以小于等于CIR的速率传送信息，正常情况下，应保证这部分信息的传送。Bc是网络允许用户在Tc时间间隔传送的数据量，Bc是网络允许拥护在Tc时间间隔内传送的超过Bc的数据量。网络容量配置在网络运行初期，网络运营部门为保证CIR范围内用户数据信息的传送，在提供可靠服务的基础上积累网管经验，使中继线容量等于经过该中继线的所有PVC的CIR之和，为用户提供充裕的数据带宽，以防止拥塞的发生。同时，还可以多提供一些CIR=0的虚电路业务，充分利用帧中继动态分配带宽资源的特点，降低拥护通信费用，以吸引更多用户。随着用户数量的增加，在运营过程中，随着经验的积累，可逐步增加PVC数量，以保证网络资源的充分利用。同时，CIR=0的业务应尽量提供给那些利用空闲时间 (例如夜间)进行通信的用户，对要求较高的用户应尽量提供有一定CIR值的业务，以防止因发生阻塞而造成用户信息的丢失。2.6 帧中继的应用帧中继技术首先在美国和欧洲得到应用。1991年末，美国第一个帧中继网Wilpac网投入运行，它覆盖全美91个城市。在北欧，芬兰、丹麦、瑞典、挪威等在90年代初联合建立了北欧帧中继网WORDFRAME，&127;以后英国等许多欧洲国家也开始了帧中继网的建设和运行。在我国，中国国家帧中继骨干网于九七年初初步建成，目前能覆盖大部分省会城市。至98年各省帧中继网也相继建成。上海目前已能提供国内、国际的帧中继业务。原邮电部在1997年12月颁布了国家帧中继骨干网试运行期间的指导性的收费标准。建议的收费标准是按CIR值收取费用，&127;其费用是相同DDN专线带宽收费的40%。例如如果用户原来租用一条64Kbit/s的DDN电路，每月需付3000元，现在如果租用一条CIR=64Kbit/s的帧中继电路，只要付1200元，而且还能以高于64Kbit/s的速率发送信息，真是获得了高质廉价的服务。目前许多公司已经或正在考虑申请帧中继电路，其市场前景是广阔的。目前的路由器都支持帧中继协议，帧中继上可承载流行的IP业务，IP加帧中继已经成了广域网应用的绝佳选择。近年来，帧中继上的话音传输技术（VOFR）也不断发展，可以预见在不久的将来，“帧中继电话”将被越来越多的企业所采用。随着多媒体业务的发展，随着IP技术的发展，作为数据通信基础网络技术的帧中继技术将越来越多的被应用，其发展前景无限。3 OSPF简介3.1 OSPF概述IETF为了满足建造越来越大基于IP网络的需要，形成了一个工作组，专门用于开发开放式的、链路状态路由协议，以便用在大型、异构的I P网络中。新的路由协议以已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先(SPF )路由协议为基础， 在市场上广泛使用。包括OSPF在内，所有的S P F路由协议基于一个数学算法Dijkstra算法。这个算法能使路由选择基于链路-状态，而不是距离向量。OSPF由IETF在20世纪80年代末期开发，OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本。最初的OSPF规范体现在RFC1131中。这个第1版( OSPF版本1 )很快被进行了重大改进的版本所代替，这个新版本体现在RFC1247文档中。RFC 1247 OSPF称为OSPF版本2是为了明确指出其在稳定性和功能性方面的实质性改进。这个OSPF版本有许多更新文档，每一个更新都是对开放标准的精心改进。接下来的一些规范出现在RFC 1583、2178和2328中。OSPF版本2的最新版体现在RFC 2328中。最新版只会和由RFC 2138、1583和1247所规范的版本进行互操作。 链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。 OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。 作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。3.2 OSPF的基本工作原理3.2.1 OSPF的基本概念和术语 OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。OSPF中主要应用的术语包括如下：hello包和链路状态通告（LSA）OSPF的hello协议可以动态发现邻居，并维护邻居关系。而链路状态通告（LSA）是一个OPSF的数据包，它包含有在OSPF路由器中共享的链路状态和路由信息。hello数据包和LSA建立并维护着拓扑数据库，OSPF路由器将只与建立了邻接关系的路由器交换LSA数据包。OSPF三张表邻居表：亦称为邻居关系数据库(adjacency database)，邻居关系数据库是一个OSPF路由器的列表，这些路由器的Hello数据包是可以被相互看见的。每台路由器上的邻居关系数据库管理着各种详细资料，如路由器ID和状态。拓扑表：通常称为拓扑数据库（LSDB），拓扑数据库中包含来自所有从某个地区接收到的链路状态通告数据包中的信息。路由器使用这些来自拓扑数据库中的信息作为Dijkstra算法的输入，并为每个网络计算出最短路径。包含本区域或本网络中的所有路由器及其链路信息。LSA数据包用于更新并维护拓扑数据库，同一区域中所有路由器的LSDB是相同的路由表：通常称为转发数据库(forwarding database)，路由表中列出到达每个目标网络的最优路径。链路状态 OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。区域 OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”(Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。 OSPF网络类型 如RFC2328所描述的那样，在NBMA拓扑中，OSPF以下列两种模式之一运行：NBMA（non-broadcast）：模仿OSPF在广播网络中的运行方式，即必须手工配置邻居，并选举DR和BDR。这种配置通常用于全互联网络中。点到多点（point-to-multipoint）：将非广播网络视为一系列点到点链路。在这种环境下，路由自动识别邻接路由器，但不选举DR和BDR。这种配置通常用于部分互联网络中。选择NBMA模式还是点到点模式决定了非广播网络中Hello协议和扩散的运行方式。点到点模式的主要优点是，需要进行的手工配置较少；而NBMA的主要优点是，相比于点到多点模式，其开销数据流较少。另外，cisco还支持如下模式：点到点非广播；广播；点到点。指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR） 在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF要求在区域中选举一个DR。每个路由器都与之建立完全相邻关系。DR负责收集所有的链路状态信息，并发布给其他路由器。选举DR的同时也选举出一个BDR，在DR失效的时候，BDR担负起DR的职责。点对点型网络不需要DR，因为只存在两个节点，彼此间完全相邻。 协议组成OSPF协议由Hello协议、交换协议、扩散协议组成。本文仅介绍Hello协议，其他两个协议可参考RFC2328中的具体描述。当路由器开启一个端口的OSPF路由时，将会从这个端口发出一个Hello报文，以后它也将以一定的间隔周期性地发送Hello报文。OSPF路由器用Hello报文来初始化新的相邻关系以及确认相邻的路由器邻居之间的通信状态。对广播型网络和非广播型多路访问网络，路由器使用Hello协议选举出一个DR。在广播型网络里，Hello报文使用多播地址周期性广播，并通过这个过程自动发现路由器邻居。在NBMA网络中，DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。3.2.2 邻居的建立过程运行链路状态路由选择协议的路由器必须首先与选定的邻接路由器建立邻接关系，这是通过与邻接路由器交换hello分组来实现的，如图3-1所示。大体而言，路由器建立邻接关系的步骤如下：图3-1 在广播网络中交换hello分组a. 路由器将hello分组发送给邻接路由器，并接收来自邻接路由器的hello分组。hello分组的目标地址通常是组播地址。b. 路由器通过交换hello分组来获悉协议特定的参数，如检查邻居是否位于同一个区域中，hello间隔是否相同等。交换完hello分组后，路由器宣称邻居处于正常运行状态。c. 两台路由器使用hello分组建立邻接关系后，它们通过交换LSA来同步LSDB，并确认已收到邻接路由器的LSA。至此，两台邻接路由器知道它们的LSDB已经同步。对OSPF而言，这意味着两台路由器已处于完全邻接状态。d. 必要时，路由器将新的LSA转发给其他邻接路由器，确保在整个区域内链路状态信息是完全同步的。通过以上步骤，路由器之间建立起邻接关系，并以可靠的方式扩散链路状态信息，才能确保区域内每台路由器对网络的认识都是最新、最准确的。这样路由器才能做出可靠的路由选择决策，并与网络中其他路由器的决策一致。 3.2.3 交换过程和OSPF邻接关系状态 运行OSPF的路由器初始化时，首先使用hello协议来完成如下交换过程（如下图）：a. LAN上的路由器A启动后处于down状态，因为它还没有与其他路由器交换信息。它首先从其OSPF接口向外发送hello分组，虽然它并不知道DR和任何其他路由器。发送hello分组时，使用组播地址。b. 所有运行OSPF的直连路由器都将收到路由器A的hello分组，并将路由器A加入到邻居列表中。这是“init”状态。c. 所有收到hello分组的路由器都向路由器A发送一个单播应答分组，其中包含它们自己的相应信息。hello分组的邻居字段中包含所有其他邻接路由器，包括路由器A。d. 路由器A收到这些hello分组后，将其中的路由器ID对应的路由器都加入到邻居关系数据库中。这样，这些路由器将进入双向（two-way）状态。至此，所有这样的路由器之间都建立了双向通信关系，即路由器ID彼此出现在对方的邻居列表中。e. 如果链路类型为广播网络，则接下来必须选举DR和BDR。DR同LAN链路上的其他路由器都建立双向邻接关系，然后路由器之间才能交换链路状态信息。f. 网络中的路由器定期地（默认为每隔10秒）交换hello分组，以确保通信不中断。hello分组中包括DR、BDR和一个路由器列表，该列表中包含已收到其hello分组的路由器。“收到”的意思是，接收方路由器在收到的hello分组中看到了自己的路由器ID。图3-2 建立双向通信选举出DR和BDR后，路由器是处于预启动（exstart）状态的，为发现有关互连网络的链路状态信息并创建了LSDB做好了准备。用于发现网络路由的是交换协议，它让路由器进入完全（full）邻接状态。首先是让DR和BDR与其他路由器建立邻接关系。相邻的路由器处于完全邻接状态后，它们不再执行交换协议，知道完全邻接状态发生变化。如图3-3所示，交换协议的运行步骤如下：图3-3 发现网络路由a. 在预启动状态下，在路由器与DR和BDR之间建立主从关系。在交换过程中，路由器ID大的路由器为主路由器。b. 主路由器和从路由器之间交换一个或多个DBD分组。这是路由器处于交换状态。DBD包含有关LSDB中LSA条目的摘要信息。LSA条目是关于链路或网络的。摘要信息包括链路状态类型、通告LSA的路由器的地址、链路的成本和序列号。路由器根据序列号来判断收到的链路状态信息的新旧程度。c. 路由器收到DBD后，它采取如下措施，如图3-4所示：图3-4 添加链路状态条目d. 路由器将新的链路状态条目加入到LSDB中。彼此给对方提供所需的全部LSA后， 相邻的路由器便处于同步和完全邻接状态。3.2.4 SPF树的计算Edsger Dijkstra 设计了一种用于计算复杂网络中最佳路径的数学算法。当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后，它将采用Dijkstra算法计算并创建路由表。链路状态路由选择协议使用这种算法来计算最佳路径。通过给网络中的每条链路指定成本，将特定的节点作为树根，并将前往特定目的地的成本相加，便可以对树中的分支进行计算。最佳路径被加入到转发数据库（路由选择表）中。OSPF利用开销的量度（Cost）计算目的路径，Cost最小者即为最短路径。在配置OSPF路由器时可根据实际情况，如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。Cost越小，则该链路被选为路由的可能性越大。Cost与每个包含在SPF树种的输出接口相关联。完整路径的cost是沿这条路径所有输出接口cost的总和。由于cost是按RFC2338所定义的一个任意值，所以cisco不得不为每一个应用OSPF的接口执行它自己计算cost的方法。Cisco使用简单的“108/带宽”等式来进行计算。这里的这个“带宽”是为接口配置的带宽。利用这个规则，100Mb/s快速以太网接口将有一个默认为1的OSPF cost，而10Mb/s以太网接口将有一个取值为10的cost。下图所示是一个Dijkstra计算示例，计算步骤如下：a. 路由器H向路由器E发送通告，以表明自己的存在。路由器E将路由器H和自己的通告传递给邻居（路由器C和G）。路由器G将这些通告及自己的通告传递给路由器D。依此类推。b. 这些LSA遵守水平分割规则，即路由器不应将LSA通告给提供该LSA的路由器。在这个例子中，路由器E不会将路由器H的LSA再通告给路由器H。c. 路由器X有4台邻接路由器：A、B、C和D。它从这些路由器那里收到了网络中所有其他路由器的LSA。根据这些LSA，它能够推断出路由器之间的所有链路，并绘制出所下图所示的路由器连接情况。d. 下图中每条快速以太网链路的OSPF成本都被设置为1.通过将前往每个目的地的成本相加，路由器可以推断出最佳路径。e. 下图中的右边的是通过计算得到最佳路径（SPF树）。根据这些最佳路径（用实线表示），将前往每台路由器连接的目标网络的路由加入到路由选择表中，并将相应邻接路由器（A、B、C或D）指定为下一跳地址。图3-5 SPF计算3.2.5 维护路由选择信息在链路状态路由选择环境中，所有路由器的链路状态拓扑数据库必须保持同步，这一点很重要。当链路状态发生变化时，路由器通过扩散来将这种信息通知给网络中其他的路由器，如下图所示。LSU提供了LSA扩散机制。在多路访问网络中，扩散过程如下：a. 路由器发现链路的状态发生变化后，使用组播地址将一个LSU分组发送给所有OSPF DR和BDR，该LSU中包含更新后的LSA条目。LSU分组可以包含多个不同的LSA。b. DR收到LSU后进行确认，并使用OSPF组播地址将该LSU扩散到网络中的其他路由器。收到LSU后，每台路由器用LSAck来响应DR。为确保扩散过程是可靠的，必须分别确认每个LSA。c. 连接到其他网络的路由器将LSU扩散到该网络。为此，如果该网络是多路访问网络，则将LSU转发给DR；如果该网络是点到点网络，则将LSU转发给邻接路由器。随后，DR以组播方式将LSU发送给该网络中的其他路由器。d. 路由器收到包含变化后的LSA的LSU后， 据此更新其LSDB。过一段时间（SPF延迟）后，对更新后的数据库执行SPF算法，必要时更新路由选择表。图3-6 维护路由选择信息4 帧中继网络承载OSPF的仿真实现帧中继是典型的NBMA（NonBroadcast Multiple Access）网络，其拓扑结构前面章节已有概述，本课题实验以Hub-and-Spoke（中心分支）的拓扑图为例。由于Hub-and-Spoke 结构具有节约费用、简化配置等优点，在实际网络工程中有着广泛的应用。实验重点讨论Hub-and-Spoke 结构上，网络类型为NBMA模式、point-to-multipoint模式的OSPF 配置。4.1 帧中继网络中OSPF的NBMA模式4.1.1 拓扑图图4-1 案例拓扑图4.1.2 路由器配置命令R1:RouterenableRouter#configure terminalRouter(config)#hostname R1R1(config)#line 0R1(config-line)#exec-timeout 0 0R1(config-line)#logging synchronousR1(config-if)#int loopback 0R1(config-if)#ip address R1(config-if)#ip ospf network point-to-pointR1(config-if)#interface serial1/1R1(config-if)#ip address R1(config-if)#encapsulation frame-relayR1(config-if)#frame-relay map ip 102 broadcast /帧中继静态映射R1(config-if)#frame-relay map ip 103 broadcastR1(config-if)#frame-relay map ip 102 /使得可以PING 通自己R1(config-if)#no frame-relay inverse-arp /关闭帧中继动态ARP 解析R1(config-if)#no shutdownR1(config)#router ospf 1R1(config-router)#router-id R1(config-router)#network 55 area 0R1(config-router)#network 55 area 0R1(config-router)#neighbor /手工指OSPF 邻居R1(config-router)#neighbor R2:RouterenableRouter#configure terminalRouter(config)#hostname R2R2(config)#line 0R2(config-line)#exec-timeout 0 0R2(config-line)#logging synchronousR2(config)#int loopback 0R2(config-if)#ip address R2(config-if)#ip ospf network point-to-pointR2(config-if)#interface serial1/1R2(config-if)#ip address R2(config-if)#encapsulation frame-relayR2(config-if)#ip ospf priority 0R2(config-if)#frame-relay map ip 201 broadcastR2(config-if)#frame-relay map ip 201 broadcastR2(config-if)#frame-relay map ip 201R2(config-if)#no frame-relay inverse-arpR2(config-if)#no shutdownR2(config)#router ospf 1R2(config-router)#router-id R2(config-router)#network 55 area 0R2(config-router)#network 55 area 0R3:RouterenableRouter#configure terminalRouter(config)#hostname R3R3(config)#line 0R3(config-line)#exec-timeout 0 0R3(config-line)#logging synchronousR3(config)#int loopback 0R3(config-if)#ip address R3(config-if)#ip ospf network point-to-pointR3(config-if)#interface serial1/1R3(config-if)#ip address R3(config-if)#encapsulation frame-relayR3(config-if)#ip ospf priority 0R3(config-if)#frame-relay map ip 301 broadcastR3(config-if)#frame-relay map ip 301 broadcastR3(config-if)#frame-relay map ip 301R3(config-if)#no frame-relay inverse-arpR3(config-if)#no shutdownR3(config)#router ospf 1R3(config-router)#router-id R3(config-router)#network 55 area 0R3(config-router)#network 55 area 04.1.3 实验调试及结果分析R1#debug ip ospf adj*May 16 16:17:31.451: OSPF: Interface Serial1/1 going Up*May 16 16:17:31.451: OSPF: Starting address on Serial1/1*May 16 16:17:31.455: OSPF: Starting address on Serial1/1*May 16 16:17:31.455: OSPF: Interface Loopback0 going Up*May 16 16:17:31.459: OSPF: Starting address on Serial1/1*May 16 16:17:31.459: OSPF: Starting address on Serial1/1*May 16 16:17:31.911: OSPF: Build router LSA for area 0, router ID , seq 0x80000001*May 16 16:17:31.915: OSPF: We are not DR to build Net Lsa for interface Serial1/1 /以上是init状态，即互相添加到邻居列表中*May 16 16:17:40.279: OSPF: 2 Way Communication to on Serial1/1, state 2WAY*May 16 16:17:52.307: OSPF: 2 Way Communication to on Serial1/1, state 2WAY*May 16 16:19:31.455: OSPF: end of Wait on interface Serial1/1*May 16 16:19:31.455: OSPF: DR/BDR election on Serial1/1 *May 16 16:19:31.459: OSPF: Elect BDR /根据优先级选举出R1为DR*May 16 16:19:31.459: OSPF: Elect DR *May 16 16:19:31.459: OSPF: Elect BDR *May 16 16:19:31.463: OSPF: Elect DR *May 16 16:19:31.463: DR: (Id) BDR: none *May 16 16:19:31.467: OSPF: NBR state transition error: 3*May 16 16:19:31.467: OSPF: NBR state transition error: 3*May 16 16:19:31.471: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x1991 opt 0x52 flag 0x7 len 32*May 16 16:19:31.475: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x230F opt 0x52 flag 0x7 len 32*May 16 16:19:31.547: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x1D61 opt 0x52 flag 0x7 len 32 mtu 1500 state EXSTART*May 16 16:19:31.551: OSPF: NBR Negotiation Done. We are the SLAVE*May 16 16:19:31.551: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x1D61 opt 0x52 flag 0x2 len 52*May 16 16:19:31.567: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x107A opt 0x52 flag 0x7 len 32 mtu 1500 state EXSTART*May 16 16:19:31.571: OSPF: NBR Negotiation Done. We are the SLAVE*May 16 16:19:31.571: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x107A opt 0x52 flag 0x2 len 52*May 16 16:19:31.627: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x1D62 opt 0x52 flag 0x3 len 72 mtu 1500 state EXCHANGE*May 16 16:19:31.631: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x1D62 opt 0x52 flag 0x0 len 32*May 16 16:19:31.635: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x107B opt 0x52 flag 0x3 len 72 mtu 1500 state EXCHANGE*May 16 16:19:31.635: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x107B opt 0x52 flag 0x0 len 32*May 16 16:19:31.735: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x107C opt 0x52 flag 0x1 len 32 mtu 1500 state EXCHANGE*May 16 16:19:31.735: OSPF: Exchange Done with on Serial1/1*May 16 16:19:31.739: OSPF: Send LS REQ to length 24 LSA count 2*May 16 16:19:31.743: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x107C opt 0x52 flag 0x0 len 32*May 16 16:19:31.743: OSPF: Rcv LS REQ from on Serial1/1 length 36 LSA count 1*May 16 16:19:31.743: OSPF: Send UPD to on Serial1/1 length 52 LSA count 1*May 16 16:19:31.751: OSPF: Rcv DBD from on Serial1/1 seq 0x1D63 opt 0x52 flag 0x1 len 32 mtu 1500 state EXCHANGE*May 16 16:19:31.755: OSPF: Exchange Done with on Serial1/1*May 16 16:19:31.759: OSPF: Send LS REQ to length 24 LSA count 2*May 16 16:19:31.759: OSPF: Send DBD to on Serial1/1 seq 0x1D63 opt 0x52 flag 0x0 len 32*May 16 16:19:31.763: OSPF: Rcv