单区域OSPF路由协议

1、第八章：单区域第八章：单区域OSPF 2OSPF 概述概述开放最短路径优先协议（开放最短路径优先协议（OSPF） Open Shortest Path First 链路状态路由选择协议链路状态路由选择协议 支持大型网络支持大型网络 划分划分区域区域（area）网络，方便扩展）网络，方便扩展 快速响应网络变化、触发更新快速响应网络变化、触发更新 网络带宽占用少、路由收敛速度快网络带宽占用少、路由收敛速度快 支持可变长子网掩码支持可变长子网掩码 3链路状态路由协议链路状态路由协议从邻居路由器获取信息，建立一张完整的网络图链路状从邻居路由器获取信息，建立一张完整的网络图链路状态数据库态数据库R1R3

2、R2R4 4链路状态路由协议（二）链路状态路由协议（二）根据链路状态数据库，用根据链路状态数据库，用SPF（最短路径树）算法计算出（最短路径树）算法计算出一个以自己为根的树型结构，再生成路由表一个以自己为根的树型结构，再生成路由表R1R3R2R4SPF算法算法路由表路由表 5OSPF 工作原理工作原理OSPF 工作原理工作原理所有路由器形成相同的所有路由器形成相同的 LSDB并发送一份并发送一份 LSA 备份给其他邻居备份给其他邻居包括该路由器接口和链路信息包括该路由器接口和链路信息 6OSPF 术语术语OSPF 术语术语DR链路链路链路状态链路状态area 1成本成本=10成本成本=6成本成

3、本=125邻居数据库邻居数据库拓扑数据库拓扑数据库路由选择表路由选择表 7OSPF 术语术语 路由器路由器IDOSPF 路由器利用路由器利用 Hello 报文通告它的路由器报文通告它的路由器ID 来建立邻来建立邻接关系接关系运行运行 OSPF 的路由器需要一个能够唯一标识自己的路由器的路由器需要一个能够唯一标识自己的路由器ID 号（号（RouterID） 8OSPF 术语术语 路由器路由器ID（二）（二）路由器路由器ID 号的确定号的确定 回环接口（回环接口（loopback）上最高的）上最高的 IP 地址地址 物理接口上数值最高的物理接口上数值最高的IP 地址地址loopback 10.0.

4、0.1/32197.88.5.63/28 S0 S1197.88.5.1/24E0 153.26.7.4/27E0 124.1.3.5/26 9OSPF 术语术语 计时器计时器Hello 报文报文LSA 报文报文 时间间隔时间间隔30分钟分钟 在一个稳定的网络中，在一个稳定的网络中，OSPF 是一个是一个“安静安静”的协议的协议 在网络发生变化时发送触发更新在网络发生变化时发送触发更新hello时间间隔 down失效时间广播型OSPF网络10 秒40 秒非广播型OSPF网络30 秒120 秒 10OSPF 术语术语 LSDB 与度量值与度量值OSPF 路由器收集其所在网络上各路由器的连接状态信

5、息，路由器收集其所在网络上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（即链路状态信息（Link-State），生成），生成链路状态数据库链路状态数据库（ ink- tate ata ase）OSPF 使用基于接口带宽的度量使用基于接口带宽的度量 成本成本成本（成本（cost） = 100,000,000接口的带宽接口的带宽 11OSPF 基本配置基本配置OSPF单区域配置单区域配置1.0.0.1/24路由器Af 0/1f 0/1f 0/0f 0/010.0.0.1/24172.16.0.1/1610.0.0.2/24路由器B路由器C172.16.0.2/16f 0/1f 0/0192.168.0.

6、1/24 12通配符掩码通配符掩码是是 1 和和 0 反转的子网掩码反转的子网掩码0位位 表示必须匹配，表示必须匹配，1位表示不必匹配位表示不必匹配 Router(config)# network 2.3.6.0 area 0 表示可以是表示可以是 2.3.6.0 这个网段的任意主机这个网段的任意主机 Router(config)# network 2.2.2.2 area 0 表示唯一地址为表示唯一地址为 2.2.2.2 （常用于设定接口地址）（常用于设定接口地址） Router(config)# network 0.0.0.0 area 0 表示可以是任意网段的任意主机表示可以是任意网段的

7、任意主机 13查看查看OSPF 的配置的配置show ip protocols 显示定时器、度量值，网络和其他协议信息显示定时器、度量值，网络和其他协议信息show ip route 显示学习来的路由条目，确定本地与网络之间的连接显示学习来的路由条目，确定本地与网络之间的连接show ip ospf interface 检验配置的接口在哪个区域，邻接关系检验配置的接口在哪个区域，邻接关系clear ip ospf process 刷新路由协议的进程，如重新选举刷新路由协议的进程，如重新选举DR、BDR 14OSPF 网络类型网络类型点到点型（点到点型（Point-to-Point）广播多路访问

8、型（广播多路访问型（Broadcast Multi-Access）非广播多路访问型非广播多路访问型 （None Broadcast Multi-Access，NBMA）点到多点型（点到多点型（Point-to-Multipoint） 15点到点型（点到点型（Point-to-Point）连接单独的一对路由器连接单独的一对路由器网络上的报文传输目标地址为网络上的报文传输目标地址为 224.0.0.5例如：例如：PPP 和和 HDLC 16广播多路访问型（广播多路访问型（Broadcast Multi-Access）连接两台以上的路由器且它们之间可以相互通信连接两台以上的路由器且它们之间可以相互通

9、信网络上的路由器会选举一个指定路由器（网络上的路由器会选举一个指定路由器（DR）和一个备）和一个备份指定路由器（份指定路由器（BDR）网络上的报文传输目标地址为网络上的报文传输目标地址为 224.0.0.6例如：以太网、令牌环网和例如：以太网、令牌环网和 FDDI 17非广播多路访问型（非广播多路访问型（NBMA）连接两台以上的路由器连接两台以上的路由器NBMA接口不会自动与相邻路由器建立邻接关系接口不会自动与相邻路由器建立邻接关系网络上的路由器需要选举网络上的路由器需要选举 DR 和和 BDR网络上的报文传输为单播网络上的报文传输为单播例如：帧中继、例如：帧中继、ATMX.25Frame R

10、elay 18点到多点型（点到多点型（Point-to-Multipoint）点到多点网络是点到多点网络是 NBMA 网络的特殊配置网络的特殊配置看作是一点到群点链路的集合看作是一点到群点链路的集合网络上的网络上的 OSPF 路由器不需要选举路由器不需要选举 DR 和和 BDR网络上的报文传输为组播网络上的报文传输为组播 19OSPF 的的 DR 与与 BDR路由器向邻居发出路由器向邻居发出 LSA，而这些邻居又向它们的邻居发出，而这些邻居又向它们的邻居发出这个这个 LSA，这样将会在同一个网络上创建很多相同，这样将会在同一个网络上创建很多相同 LSA 的拷贝的拷贝ABCED 5 台路由器10

11、 个邻接关系大量相同 LSA 通告ACBED 20OSPF 的的 DR 与与 BDR（二）（二）选举选举DRACBEDABCED 21OSPF 的的 DR 与与 BDR（三）（三）通过通过 Hello 报文选举报文选举 DR 和和 BDR 其他的路由器只和其他的路由器只和 DR 及及 BDR 路由器之间形成邻接关系路由器之间形成邻接关系DRBDR 22OSPF 的的 DR 与与 BDR（四）（四）通过组播发送通过组播发送 Hello 报文报文具有最高具有最高 OSPF 优先级优先级的路由器会被选为的路由器会被选为 DR 范围是范围是 0255（缺省为（缺省为1） 具有具有 0优先级的路由器将优

12、先级的路由器将不能不能成为成为 DR 或者或者 BDR如果如果 OSPF 优先级相同具有最高优先级相同具有最高路由器路由器ID 的路由器会被的路由器会被选为选为 DRP=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDR 23配置配置OSPF路由器优先级路由器优先级设置设置s0接口的优先级接口的优先级 Router(config)# interface s0 Router(config-if)# ip ospf priority 100显示接口的优先级信息显示接口的优先级信息 Router# show ip ospf interface s0 24在不同网络类型中的在不同网络类型中的 DR在在广播

13、型广播型网络里，路由器使用网络里，路由器使用 Hello 协议选举出一个协议选举出一个 DR，Hello 报文使用多播地址报文使用多播地址 224.0.0.5 周期性发送，并通周期性发送，并通过这个过程自动发现路由器邻居过这个过程自动发现路由器邻居 25在不同网络类型中的在不同网络类型中的 DR（二）（二）在在点对点型点对点型网络中，只存在两个路由器节点，彼此间完全网络中，只存在两个路由器节点，彼此间完全相邻不需要相邻不需要 DR在在 NBMA 网络中，路由器使用网络中，路由器使用 Hello 协议选举出一个协议选举出一个 DR，DR 负责向其他路由器逐一发送负责向其他路由器逐一发送 Hell

14、o 报文（单播发送）报文（单播发送）RTB帧中继帧中继RTC虚电路虚电路虚电路虚电路RTADLCI 100|DLCI 200DLCI 101DLCI 201 26网络类型的配置网络类型的配置配置配置OSPF的网络类型的网络类型 Router (config-if) # ip ospf network broadcast | point-to-point | point-to-multicast配置优先级配置优先级 Router (config-if) # ip ospf priority 27OSPF 报文类型报文类型Hello 报文报文 建立邻居关系建立邻居关系数据库描述报文（数据库描述报文

15、（DBD） 描述描述OSPF 路由器链路状态数据库的内容路由器链路状态数据库的内容链路状态请求（链路状态请求（LSR） 请求相邻路由器发送其链路状态数据库中的特定项请求相邻路由器发送其链路状态数据库中的特定项链路状态更新（链路状态更新（LSU） 向邻居路由器发送链路状态通告向邻居路由器发送链路状态通告链路状态确认（链路状态确认（LSACK） 确认收到了邻居路由器的确认收到了邻居路由器的LSA 28OSPF 的接口状态的接口状态Down（停止）（停止）Init（初始）（初始）Two-Way（双向）（双向）ExStart（准启动）（准启动）Exchange（交换）（交换）Loading（加载）（加

16、载）Full Adjacency（全邻接）（全邻接） 29Down（停止）（停止）OSPF 路由器没有与任何邻居交换信息路由器没有与任何邻居交换信息等待进入等待进入“Init”状态状态 30Init（初始）（初始）Hello 报文通常每隔报文通常每隔10秒发送秒发送当一个接口收到第一个当一个接口收到第一个 Hello 报文时，路由器进入报文时，路由器进入 Init 状状态态路由器知道网络有另一个路由器，在等待与它发展它们相路由器知道网络有另一个路由器，在等待与它发展它们相互之间关系互之间关系 31Two-Way（双向）（双向）每台每台 OSPF 路由器都使用路由器都使用 Hello 报文向相邻

17、的路由器发送报文向相邻的路由器发送自己的信息自己的信息当路由器看到它自己出现在一台邻居路由器的当路由器看到它自己出现在一台邻居路由器的 Hello 报文报文中，它就进入中，它就进入 Two-Way 状态状态路由器路由器A路由器路由器B你好！路由器你好！路由器B是是我的邻居路由器我的邻居路由器路由器路由器A看到我了。看到我了。在我们之间存在一个在我们之间存在一个双向状态双向状态 32OSPF 路由发现路由发现OSPF 路由发现路由发现路由器路由器A10.0.0.1路由器路由器B10.0.0.3我将发起交换过程，因为我的路由器ID是10.0.0.1Hello 报文报文ExStart（准启动）（准启

18、动）Exchange（交换）（交换）Loading（加载）（加载）Full Adjacency（全邻接）（全邻接）不！我应该发起交换过程，因为我有更高的路由器IDHello 报文报文这是我（路由器A）的链路状态数据库的汇总这是我（路由器B）的链路状态数据库的汇总DBD 报文报文DBD 报文报文LSACKLSACK我已经收到你提供的信息，并向你表示感谢我需要网络172.16.6.0/24的完整条目172.68.6.0/24这是关于172.16.6.0/24的详细条目谢谢你所提供的信息LSRLSULSACK OSPF的纯文本验证的纯文本验证简单的纯文本验证允许一个区只配置一个密码简单的纯文本验证允

19、许一个区只配置一个密码(Password)同同一个区中的路由器要想参与路由，他们必须配置相同的密一个区中的路由器要想参与路由，他们必须配置相同的密码。这种方法的缺点是易受攻击。码。这种方法的缺点是易受攻击。使用下面的命令启动密码验证：使用下面的命令启动密码验证：Router(config-if)#ip ospf authentication-key Router(config-router)# area authentication 33 OSPF的的MD5认证认证MD5（Message Digest Authentication）是采用加密验证，）是采用加密验证，每个路由器上都必须配置密码和密码每个路由器上都必须配置密码和密码ID。路由器使用一种算。路由器使用一种算法，基于法，基于OSPF报文、密码和密码报文、密码和密码ID产生一个产生一个