OSPF的基本工作原理.ppt

A,1,1、掌握OSPF基本工作原理2、开放最短路径优先协议OSPF,A,2,开放最短路径优先,目前IGP中应用最广，性能最优的一个路由协议。开放最短路径优先（0SPF）是一个开放标准的路由选择协议，它被各种网络开发商所广泛使用，其中包括Cisco。如果你的网络拥有多种路由器，而并不是全部都是Cisco，那么你将不能使用EIGRP，那你可以用什么呢？基本上你剩下的选择只有RIPl、RIP2或者是OSPF。如果你的网络是一个大型网络，那么，你正确的选择只能是OSPF。OSPF要构建一个最短路径树，然后使用最佳路径的计算结果来组建路由表。OSPF会聚很快，虽然它可能没有EIGRP快，并且它也支持到达相同目标的多个等开销路由。它只支持IP路由选择。OSPF支持下列功能：由地区和自治系统组成最小化路由更新流量.允许可量测性.支持VLSM和CIDR拥有不受限跳计数允许多销售商设备集成（开放的标准）,A,3,OSPF与RIP比较,A,4,OSPF立体、分层结构,要想使OSPF支持大型网络，需要采用分层结构。即将大型网络分割成若干小的地区（area）。采用分层结构可以带来以下好处：减少路由选择开销加速汇聚单一网络地区缩小网络的不稳定性,OSPF的运行步骤,OSPF路由器的运行分为下列5个不同步骤：建立路由器比邻关系选举一个DR和BDR发现路由选举最佳路由维护路由信息,A,6,OSPF分层结构模型,OSPF在同一个自治系统AS内划分地区（area）。在若干地区中，必须有一个地区0（主干地区）。其它地区必须连接到主干地区。连接主干地区与其它地区的路由器称之为地区边界路由器（ABR）。多个自治系统之间也可以连接。连接多个自治系统的路由器称之为自治系统边界路由器（ASBR）。,A,7,OSPF邻居,链路：链路是被指定给任一给定网络的一个网络或路由器。当一个接口被加入到该OSPF的处理中时，它就被OSPF认为是一个链路。这个链路或接口，将有一个指定给它的状态信息（up或down即激活或失效），以及一个或多个IP地址。邻居：邻居可以是两个或更多的路由器，这些路由器都有某个接口连接到一个公共的网络上，如两个连接在一个点到点串行链路上的路由器。,A,8,OSPF邻接与Hello,邻接(adjacency)：邻接是两个OSPF路由器之间的关系，这两个路由器允许直接交换路由更新数据。OSPF对于共享的路由选择信息是非常讲究的，不像EIGRP那样直接地与自己所有的邻居共享路由信息。不同的是，OSPF只与建立了邻接关系的邻居直接共享路由信息。并且并不是所有的邻居都可以成为邻接，这将取决于网络的类型和路由器上的配置Hello协议：OSPF使用Hello协议动态地发现邻居，并维护邻居关系。Hello数据包的组播地址是224.0.0.5。,A,9,OSPFHello协议,当路由器的一个端口启动OSPF路由协议后，它将开始定时发送Hello报文。管理Hello报文交换的规则称为Hello协议。在第三层，Hello报文使用224.0.0.5地址进行传送，该地址代表所有的OSPF路由器。OSPF路由器使用hello报文初始新的“邻居”。在广播和点对点拓扑中Hellos协议每10秒传送一次。而在NBMA网络，每30秒传送一次。HELLO定时器：呼叫间隔10s、30s;路由器死亡间隔4倍呼叫间隔；轮询间隔60s(NBMA)。要想建立邻居关系，路由器间Hello定时器必须保持一致。为了使DR和BDR能够看到网段上所有其他路由器发送来的链路状态信息，所有DR和BDR路由器使用224.0.0.6地址。,A,10,172.16.5.1/24E0,172.16.5.2/24E1,A,B,DownState,建立路由器比邻关系初始状态,A,11,172.16.5.1/24E0,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone,DownState,InitState,A,B,建立路由器比邻关系初始状态,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,12,172.16.5.1/24E0,IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.,DownState,InitState,A,B,建立路由器比邻关系初始状态,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,13,172.16.5.1/24E0,IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1.,RouterANeighborsList172.16.5.2/24,intE0,172.16.5.2/24E1,RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1,IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.,DownState,InitState,Two-WayState,A,B,建立路由器比邻关系双向状态,双方都在对方的Hello报中看到了自己的ID,双方进入two-way状态,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,A,14,E0172.16.5.1,DR,E0172.16.5.3,No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.,IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExstartState,发现路由-ExStart准启动,准启动状态的目的是要在两台路由器之间建立主/从关系。ID较高的路由器成为主路由器,A,15,Hereisasummaryofmylink-statedatabase.,DBD,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExchangeState,Hereisasummaryofmylink-statedatabase.,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.,IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru39547439070713,ExstartState,DR,DBD：数据库描述数据包,发现路由-Exchange交换,A,16,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,发现路由-Exchange交换,路由器发送LSAck确认收到DBD。路由器将收到的DBD信息与已有信息比较，如DBD通告了一个新的或更新的链路，将发送一个LSR进入Loading加载状态,A,17,Ineedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.,Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.,Thanksfortheinformation!,LSR,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru39547439070713,LoadingState,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,发现路由-Loading加载,A,18,FullState,Ineedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.,Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.,Thanksfortheinformation!,LSR,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru39547439070713,LoadingState,E0172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanksfortheinformation!,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru39547439070713,DR,发现路由-Fulladjacency全比邻,至此路由器建立了完整的链路状态数据库可以开始创建路由表了,A,19,OSPF中的数据库,A,20,OSPF中的数据库,邻居关系数据库：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。每个路由器上的邻居关系数据库中管理着各种详细资料。如路由器ID和状态。拓扑数据库：拓扑数据库中包含有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的路径。路由表：存放到达各个目的网络的最有路径。,OSPF的运行步骤,OSPF路由器的运行分为下列5个不同步骤：建立路由器比邻关系选举一个DR和BDR发现路由选举最佳路由维护路由信息,A,22,OSPF路由器ID,路由器ID：路由器ID（RID）是一个用来标识此路由器的IP地址。Cisco通过使用所有被配置的环回接口中最高的IP地址，来指定此路由器ID。如果没有环回地址被配置，OSPF将选择所有激活的物理接口中最高的IP地址为设置为RID。在多路访问型网络中连接许多路由器，如果每个路由器都要与其他所有路由器建立邻居关系，那么n个路由器，就会有n*(n-1)/2个邻居关系，每个这样的邻居关系都会交换链路状态信息，这对网络是很大的负担。解决办法：在网段内选举一个DR指定路由器，DR与整个广播网段内所有路由器建立邻居关系，交换链路信息。DR路由器将作为整个广播网段的“发言人”与其他网段交换链路状态信息。同时在网段内选举一个BDR作为指定路由器备份。所有DR和BDR路由器使用224.0.0.6地址。,A,23,OSPF支持的网络类型,Point-to-PointPoint-to-multi-Point,NBMASuchasFrame-Relay,BroadcastMultiaccessSuchasEthernet,广播（多路访问）网络就像以大网，它允许多个设备连接到同一个网络，它是通过投递单一数抿包到网络中所有的结点来提供广播能力的。在OSPF中，每个广播多路访问网络都必须选出一个DR和一个BDR。,非广播的多路访问，非广播的多路访问（NBMA）网络是那些如帧中继、x.25欢异步传输模式（ATM）类型的网络。必须选出一个DR和一个BDR。,点到点被定义为一种包含两个路由器间直接连接的网络拓扑类型，点到点连接可能是物理的，它也可以是逻辑的。,A,24,网络类型和DR和BDR路由器选举,选举DR和BDR,“选票”：Hellopacket。其中的重要参数：先比较端口优先级，然后比较RouterID。优先级：0255。缺省是1，0优先级的路由器不竞争DR/BDR。具有最高端口优先级的路由器当选。优先级相同，最高路由器ID。DR和BDR一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换。,A,26,DR、BDR？,A,27,ShortestPathFirst算法,每个路由器都将自己看作一棵树的根，依据到达目的地的累积成本计算路径，选择成本最低的路径即最短路径为路由：A路由器到达222.211.10.0网络可以选择红色路径成本开销为101020黄色路径成本开销为10+5+318A路由器会选择黄色最佳路径。OSPF的成本开销是Cost=108/bandwidth(bps),3,A,28,链路成本Cost数值,Cost在CiscoIOS默认情况下使用下面的公式：Cost=108/带宽各种传输介质的缺省链路成本：命令：Router(config-if)#ipospfcostcost-number1number65536,A,29,TopologyTableNetCostOutInterface10.2.2.07To010.3.3.017To010.3.3.020E0,Cost=10,Cost=6,Cost=1,A,B,C,Th