OSPF协议原理

OSPF协议原理,ISSUE1.0,2,本课程由浅入深的讲解OSPF协议基本概念，OSPF路由计算过程，各种类型的LSA，以及如何合理规划设计OSPF网络。学完本课程，无论您是新手，还是资深专家，都能从中获益匪浅。,3,学习指南,本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。,4,参考资料,VRP3.30操作手册、命令手册RFC1583,RFC1587,RFC2178,RFC2328,RFC2370TCP/IP协议卷,5,目标,学习完此课程，您将会：掌握OSPF协议的基本概念掌握OSPF协议的基本原理设计规划OSPF网络,6,第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络,7,OSPF协议概述,OSPF（OpenShortestPathFirst)属于IGP（内部网关协议）基于链路状态算法的路由协议由IETF开发目前为版本2相关协议：RFC1583,RFC2178,RFC2328,8,OSPF协议基本特征,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地址发送协议报文,9,OSPF协议相关术语,RouterIDOSPF域中路由器的唯一标识Area区域Cost花费值ABR、ASBR区域边界路由器、自治系统边界路由器LSA链路状态通告LinkType链路类型，包括广播，非广播，点到点，点到多点DR和BDR指定路由器和备份指定路由器区域类型骨干区域，STUB区域，TRANSIT区域Virtual-Link虚连接,10,OSPFRouterID,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RouterIDOSPF是基于IP的，其协议号是89,11,OSPF协议区域,OSPF使用Area实现了分层-两层模式区域号是一个32bit的整数定义为IPaddress格式也可以用一个十进制整数表示(ie.Area0.0.0.0,orArea0)区域0.0.0.0保留为骨干区非骨干区一定要连接到骨干区,12,OSPF协议Cost值,Cost应用于每一个启动了OSPF的链路16-bit正数，范围165,535Cost值越小链路越优该值表示的是出接口Cost值路由选取是依靠整个链路Cost值的总和,13,OSPF协议Cost值(续),计算方法108/bandwidth56-kbpsseriallink=1785Ethernet=1064-kbpsseriallink=1562T1(1.544-Mbpsseriallink)=64用户调节链路Cost的方法：ospfcostvalue,14,ABR&ASBR,15,问题,什么是RouterID？有什么作用？修改RouterID之后是否会立即生效?为什么要划分区域？怎样合理划分区域？为什么其他区域必须和骨干区域相连?Cost值有什么作用？,16,第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络,17,OSPF协议支持的网络类型,链路类型：广播，非广播，点到点，点到多点,18,OSPF邻居关系太多,对于多点接入网络，即NBMA和broadcast，如果网络内有上百台路由器，那将形成多少邻接关系：两两互相形成，即100*（100-1），这些邻接关系要定期的交换LSDB,这样耗费的系统资源更是不计其数。,19,DR和BDR,20,问题,LSA描述的网络类型主要有哪些？为什么要选举DR和BDR？它们有什么作用？,21,第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络,22,OSPF报文头,OSPF报文头格式：,23,OSPF的五种协议报文,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,24,邻接关系的形成与维持,通过HELLO报文形成邻居关系邻居建立后，还需要通过HELLO报文进行邻居关系的维持，有两个定时器来进行这项工作：HELLOTIME：缺省为10秒（对于NBMA网络为30秒）DEADTIME：缺省为4倍的HELLOTIME,25,OSPF的邻居状态机,26,邻居关系形成后开始相互交流,数据库交换过程主从协商DD交换LSA请求LSA传播LSA应答,27,OSPF协议数据库交换过程,28,OSPF协议路由计算过程,(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,29,问题,OSPF协议报文有哪些？OSPF协议路由计算的过程是怎样的？OSPF域中有两个相同的ID，会造成什么问题?OSPF查找路由表的顺序是怎样的?OSPF中有哪些表?生成这些表的顺序是怎样的?,30,第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络,31,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,32,LSA分类,33,LSA进一步阐述,以下图为例，介绍各种LSA,34,RouterLSA(Type1),RouterLSA（不包括LSA头部）,RouterLSA报文格式：,35,RouterLSAofRT4,RT4dispospflsdbrouter4.4.4.4OSPFProcess1withRouterID4.4.4.4LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0Type:RouterType1LSALsid:4.4.4.4OSPF的RouterIDAdvrtr:4.4.4.4LSA的始发者Lsage:1195Len:36Seq#:80000008Chksum:0 x5d57Options:(DC)ABRLinkcount:1LinkID:3.3.3.3连接对象Data:40.1.1.1取决于链路类型Type:Virtual连接类型Metric:1562,36,NetworkLSA(Type2),生成且只在Broadcast和NBMA网络中生成包含所有连接到该网络上的Router只有DR（designatedrouter）生成NetworkLSA和RouterLSA一样，只在区域内传播，不再向外传播,NetworkLSA（不包括LSA头部）,NetworkLSA报文格式：,37,NetworkLSAfor6.6.6.6,dispospflsdbnetworkOSPFProcess1withRouterID6.6.6.6LinkStateDatabaseArea:0.0.0.4Type:NetLSA类型Lsid:60.1.1.2DR在该网段的接口地址Advrtr:6.6.6.6LSA的始发者Lsage:166Len:32Seq#:80000003Chksum:0 xfbc5Options:(DC)Netmask:255.255.255.0AttachedRouter6.6.6.6连接到该网络的路由器AttachedRouter2.2.2.2,38,SummaryLSA(Type3,4),定义:目的地址在区域外但是仍然在OSPF域内在整个OSPF域内传播，产生该LSA的区域除外由ABR产生Type4LSA传播的是ASBR的信息,SummaryLSA（不包括LSA头部）,SummaryLSA报文格式：,39,Type3Details,displayospflsdbsummaryOSPFProcess1withRouterID2.2.2.2LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0Type:SumNetLSA类型Lsid:40.1.1.0被通告的网络地址Advrtr:4.4.4.4始发此LSA的RouterLsage:1382Len:28Seq#:80000004Chksum:0 x439eOptions:(DC)(NonDN)Netmask:255.255.255.0网络掩码Tos0metric:1562花费,40,Type4Details,dispospflsdbasbrOSPFProcess1withRouterID5.5.5.5LinkStateDatabaseArea:0.0.0.3Type:SumASBLSA类型Lsid:1.1.1.1ASBRRouterIDAdvrtr:4.4.4.4通告路由器Lsage:1498Len:28Seq#:80000002Chksum:0 x7176Options:(DC)Tos0metric:3125,41,ExternalLSA(Type5),ExternalLSA（不包括LSA头部）,AS-external-LSAs报文格式：,42,ExternalType1,43,ExternalType2,44,Type5Details,dispospflsdbaseOSPFProcess1withRouterID2.2.2.2LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0Type:ASELSA类型Lsid:80.0.0.0LinkStateIDAdvrtr:1.1.1.1通告路由器Lsage:789Len:36Seq#:80000002Chksum:0 x756Options:(DC)Netmask:255.0.0.0掩码Tos0metric:1Etype:2ForwardingAddress:0.0.0.0转发地址Tag:1,45,NSSAExternalLSA(Type7),NSSA区域可以有选择的引入外部路由NSSA中的引入操作产生Type7LSAType7LSA是由NSSAASBR产生的Type7LSA只存在于NSSA区域Type7LSA在传出NSSA区后，被转换成TYPE5LSA，这是由NSSAABR完成的NSSAABR会告诉OSPF域：我是一个ASBR,46,Type7Details,dispospflsdbnssaOSPFProcess1withRouterID2.2.2.2LinkStateDatabaseArea:0.0.0.4Type:NSSALSA类型Lsid:0.0.0.0Advrtr:2.2.2.2Lsage:1330Len:36Seq#:80000004Chksum:0 xdcc8Options:(DC)Netmask:0.0.0.0Tos0metric:1Etype:2ForwardingAddress:0.0.0.0Tag:1,47,初始状态的LSA,随着邻居关系向邻接关系的过渡,这些ROUTERLSA会根据从对方学到的LSA信息，发生一些变化，比如生成NETWORKLSA或其他类型的LSA.,当一个路由器的接口上启动了OSPF，那么就会生成一个且只生成一个LSA-RouterLSA,48,LSA交换之后接下来是？,广播和NBMA网络中，DR产生NETWORKLSA，同时ROUTERLSA也发生了一些变化PTP和PTMP网络中产生了POINT-TO-POINT类型的ROUTERLSA这些变化稳定之后,邻接关系形成邻接关系形成之后,开始进行路由计算,具体的计算过程参见我们将要介绍的第四部分,49,问题,LSA主要包括哪些类型？Network-LSA、Net-Summary-LSA、Asbr-Summary-LSA和AS-External-LSA主要区别是什么？,50,第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络,51,OSPF区域,OSPF的分层工具一个区域生成一棵最小生成树，相关信息只在这个区域内传播。不同类型的区域其路由信息的传播方式不一样Backbone骨干区域Transit区域Stub区域完全Stub区域NSSA区域,52,Transit区域,接收如下类型的LSA：SummaryLSAExternalLSA,53,Transit区域,54,Stub区域,允许学习SummaryLSAs拒绝type5LSADefaultLSA作为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属性外部路由的振荡不会波及stub区,55,Stub区域,56,完全Stubby区域,拒绝具体的summaryLSA拒绝所有的externalLSADefaultLSA注入到本区域，用来代表他所拒绝的路由信息LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少,57,完全Stubby区域,58,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Typ