《OSPF路由协议》PPT课件.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 OSPFPacketTypes OSPFProtocolHeader 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 BDRDD DatabaseDescription 报文携带LSA头部信息 向邻居描述LSDBLSR LSARequest 报文向邻居请求特定的LSALSU LSAUpdate 报文携带LSA 向邻居通告拓扑信息LSAck LinkStateAcknowledgment 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 neighbortable 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 DeadTimeArea 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 DRother DRother DR DesignatedRouter 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routerID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 DROther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 011S210 1 5 011S110 1 5 025S010 1 6 012S110 1 6 021S0 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 0S21010 1 5 0S11110 1 6 0S112 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RouterID 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RouterID 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 Routerid1 1 1 1 Routerid2 2 2 2 Routerid3 3 3 3 AS100 Page34 单区域OSPF配置 Area0 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 RTA routerid1 1 1 1 RTA ospf RTA ospf 1 area0 RTA ospf 1 area 0 0 0 0 network1 1 1 10 0 0 0 RTA ospf 1 area 0 0 0 0 network10 1 1 00 0 0 255 RTA ospf 1 area 0 0 0 0 return Page35 单区域OSPF配置 Area0 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 RTA displayospfroutingOSPFProcess1withRouterID1 1 1 1RoutingTablesRoutingforNetworkDestinationCostTypeNextHopAdvRouterArea1 1 1 1 320Stub1 1 1 11 1 1 40 0 0 010 1 1 0 241562Stub10 1 1 11 1 1 40 0 0 02 2 2 2 321562Stub10 1 1 22 2 2 20 0 0 0 Page36 OSPF多区域 Area0为骨干区域 所有ABR都至少有一个接口属于Area0 Page37 Page38 路由器分类 IR ABR BR ASBR Area0 Area1 Area2 AS100 AS200 OSPF 多区域OSPF配置 Page39 Area0 Area1 Area2 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 RTA routerid1 1 1 1 RTA ospf RTA ospf 1 area1 RTA ospf 1 area 0 0 0 1 network1 1 1 10 0 0 0 RTA ospf 1 area 0 0 0 1 network10 1 1 00 0 0 255 RTA ospf 1 area 0 0 0 1 return Page40 多区域OSPF配置 RTB routerid2 2 2 2 RTB ospf RTB ospf 1 area1 RTB ospf 1 area 0 0 0 1 network2 2 2 20 0 0 0 RTB ospf 1 area 0 0 0 1 network10 1 1 00 0 0 255 RTB ospf 1 area 0 0 0 1 quit RTB ospf 1 area0 RTB ospf 1 area 0 0 0 0 network10 1 2 00 0 0 255 RTB ospf 1 area 0 0 0 0 return Page41 多区域OSPF配置 Area0 Area1 Area2 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 RTC routerid3 3 3 3 RTC ospf RTC ospf 1 area0 RTC ospf 1 area 0 0 0 0 network10 1 2 00 0 0 255 RTC ospf 1 area 0 0 0 0 quit RTC ospf 1 area2 RTC ospf 1 area 0 0 0 2 network3 3 3 30 0 0 0 RTC ospf 1 area 0 0 0 2 network10 1 3 00 0 0 255 RTC ospf 1 area 0 0 0 2 return Page42 多区域OSPF配置 Area0 Area1 Area2 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 RTD routerid4 4 4 4 RTD ospf RTD ospf 1 area2 RTD ospf 1 area 0 0 0 2 network4 4 4 40 0 0 0 RTD ospf 1 area 0 0 0 2 network10 1 3 00 0 0 255 RTD ospf 1 area 0 0 0 2 return Page43 查看邻居关系 RTB displayospfpeerOSPFProcess1withRouterID2 2 2 2NeighborsArea0 0 0 0interface10 1 2 1 Serial0 1 sneighborsRouterID 3 3 3 3Address 10 1 2 2GRState NormalState FullMode NbrisMasterPriority 1DR NoneBDR NoneMTU 0Deadtimerduein33secRetranstimerinterval 5Neighborisupfor00 00 17AuthenticationSequence 0 NeighborsArea0 0 0 1interface10 1 1 2 Serial0 0 sneighborsRouterID 1 1 1 1Address 10 1 1 1GRState NormalState FullMode NbrisSlavePriority 1DR NoneBDR NoneMTU 0Deadtimerduein35secRetranstimerinterval 5Neighborisupfor00 00 07AuthenticationSequence 0 路由器RouterID 区域0的邻居信息 区域1的邻居信息 Page44 验证路由表 RTD displayiprouting tableprotocolospfRouteFlags R relay