OSPF协议原理PPT课件VIP

1、1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。第1页/共69页2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。第2页/共69页3参考资料 VRP 3.30 操作手册、命令手册 RFC1583, RFC1587, RFC2178, RFC2328, RFC2370 TCP/IP协议卷第3页/共69页4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

2、的基本原理 设计规划OSPF网络第4页/共69页5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网络第5页/共69页6OSPF协议概述 OSPF（Open Shortest Path First) 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第6页/共69页7OSPF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第7页/共69页8OSPF协

3、议相关术语 Router ID OSPF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 Link Type 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 虚连接第8页/共69页9OSPF Router ID Router ID 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 Router ID OSPF 是基于IP的，其协议号是89OSPF HeaderProto

4、col #89OSPF Packet第9页/共69页10OSPF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IP address格式 也可以用一个十进制整数表示 区域保留为骨干区 非骨干区一定要连接到骨干区第10页/共69页11OSPF协议Cost值 Cost应用于每一个启动了OSPF的链路 16-bit正数，范围165,535 Cost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值的总和第11页/共69页12OSPF协议Cost值(续) 计算方法 108 /bandwidth 56-kbps serial link

5、= 1785 Ethernet = 10 64-kbps serial link = 1562 T1 (1.544-Mbps serial link) = 64 用户调节链路Cost的方法： ospf cost value第12页/共69页13ABR & ASBRInternalInternalInternalArea 10Area 11Area 12RIP/RIPV2 WorldABRABRABRABRASBRArea 0BackboneLANLANPing向外部路由的报文轨迹外部路由信息传播轨迹第13页/共69页14问题 什么是Router ID ？有什么作用？修改Router I

6、D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？第14页/共69页15第1章 OSPF协议基本概念第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网络第15页/共69页16OSPF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PTPBROADCASTNBMAFR/X.25HUBPTMPFR/X.25第16页/共69页17OSPF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

7、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。BROADCASTNBMAHUBFR/X.25第17页/共69页18DR和BDRM= n(n-1)/2 = 28M= (n-2)2+1 = 13DRBDR第18页/共69页19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？第19页/共69页20第1章 OSPF协议基本概念第2章 OSPF网络类型第4章 LSA链路状态通告第5章 设计规划OSPF网络第20页/共69页21OSPF报文头Version #TypePacket lengthRouter IDArea IDChecksumAuTypeAu

8、thenticationAuthenticationOSPF报文头格式：第21页/共69页22OSPF的五种协议报文 Hello报文 发现及维持邻居关系，选举DR，BDR DD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LSA LSU报文 向对方发送其需要的LSA LSAck报文 收到LSU之后，进行确认第22页/共69页23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： HELLO TIME：缺省为10秒（对于NBMA网络为30秒） DEAD TIME：缺省为4倍的HELLO

9、 TIME第23页/共69页24OSPF的邻居状态机DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull第24页/共69页25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应答第25页/共69页26OSPF协议数据库交换过程 RT1RT2DownDownHello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0)Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1)DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 1, M

10、 = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0)LS RequestLS UpdateLS AckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull第26页/共69页27OSPF协议路由计算过程LSDBLSA of RTALSA

11、 of RTBLSA of RTCLSA of RTD(2)每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成 带权有向图CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123(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RTARTBRTCRTD3215第27页/共69页28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?第28页/共69页29第1章 OSPF协议基本概念第2章 OSPF网络类型第3章 OSP

12、F路由计算过程第5章 设计规划OSPF网络第29页/共69页30LSA头部LS ageOptionsLS TypeLink State IDAdvertising RouterLS sequence numberLS checksumlengthq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第30页/共69页31LSA分类TypeLSA1Router-LSAs2Network-LSAs3Summary-LSAs4ASBR-summary-LSA 5AS-external-LSAs 6Multicast OSPF LSA 7Not-So-Stubby area(NSSA)

13、 8External-attributes-LSA 9-11Opaque LSA第31页/共69页32LSA进一步阐述 以下图为例，介绍各种LSAArea 0Area 2Area 3Area 4AS100AS200ASBRRT2RT3RT4RT5RT6RT8RT9OSPFRIPv210.1.1.0/2420.1.1.0/2430.1.1.0/2440.1.1.0/2450.1.1.0/2460.1.1.0/2470.1.1.0/2480.1.1.0/24BGPASBRNSSA第32页/共69页33Router LSA (Type 1)V | E | B# linksLink IDLink Da

14、taType# TOSMetircTOS0TOS MetricLink IDLink DataRouter LSA（不包括LSA头部）Router LSA 报文格式：第33页/共69页34Router LSA of RT4 Link State DatabaseType : Router Type 1 LSA的Router ID的始发者Ls age : 1195Len : 36Seq# : 80000008Chksum : 0 x5d57Options : (DC) ABRLink count : 1 连接对象 取决于链路类型 Type : Virtual 连接类型 Metric : 1562

15、第34页/共69页35Network LSA (Type 2)Network MaskAttached RouterNetwork LSA（不包括LSA头部）Network LSA 报文格式：第35页/共69页36disp ospf lsdb network Link State DatabaseType : Net LSA类型在该网段的接口地址的始发者Ls age : 166Len : 32Seq# : 80000003Chksum : 0 xfbc5Options : (DC) 连接到该网络的路由器 第36页/共69页37Summary LSA (Type 3,4)Network Mask

16、0MetricTOSTOS metricSummary LSA（不包括LSA头部）Summary LSA 报文格式：第37页/共69页38Type 3 Detailsdisplay ospf lsdb summaryLink State DatabaseType : SumNet LSA类型被通告的网络地址 始发此LSA的RouterLs age : 1382Len : 28Seq# : 80000004Chksum : 0 x439eOptions : (DC) (Non DN)网络掩码Tos 0 metric: 1562 花费第38页/共69页39Type 4 Detailsdisp os

17、pf lsdb asbr Link State DatabaseType : SumASB LSA类型通告路由器Ls age : 1498Len : 28Seq# : 80000002Chksum : 0 x7176Options : (DC)Tos 0 metric: 3125第39页/共69页40External LSA (Type 5)External LSA（不包括LSA头部）Network MaskE0MetricForwarding addressExternal Route TagETOSTOS metricForwarding addressExternal Route Tag

18、AS-external-LSAs 报文格式：第40页/共69页41External Type 1R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Network Metric Next Hop N1 11 R1 N1 10 R2Selected Route第41页/共69页42External Type 2R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Network Metric Next Hop N1 1 R1 N1 2 R2Se

19、lected Route第42页/共69页43Type 5 Detailsdisp ospf lsdb ase Link State Database Type : ASE LSA类型通告路由器Ls age : 789Len : 36Seq# : 80000002Chksum : 0 x756Options : (DC)掩码 Tos 0 metric: 1 E type : 2 转发地址 Tag: 1第43页/共69页44NSSA External LSA (Type 7) NSSA区域可以有选择的引入外部路由 NSSA中的引入操作产生Type 7 LSA Type 7 LSA是由NSSA A

20、SBR产生的 Type 7 LSA只存在于NSSA 区域 Type 7 LSA在传出NSSA区后，被转换成TYPE 5 LSA，这是由NSSA ABR完成的 NSSA ABR会告诉OSPF域：我是一个ASBR第44页/共69页45Type 7 Detailsdisp ospf lsdb nssa Link State DatabaseType : NSSA LSA类型Ls age : 1330Len : 36Seq# : 80000004Chksum : 0 xdcc8Options : (DC) Tos 0 metric: 1 E type : 2 Tag: 1第45页/共69页46初始状态

21、的LSAq随着邻居关系向邻接关系的过渡,这些ROUTER LSA会根据从对方学到的LSA信息，发生一些变化，比如生成NETWORK LSA或其他类型的 LSA.q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-Router LSA第46页/共69页47LSA交换之后接下来是？ 广播和NBMA网络中，DR产生NETWORK LSA，同时ROUTER LSA也发生了一些变化 PTP和PTMP网络中产生了POINT-TO-POINT类型的ROUTER LSA 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第47页/

22、共69页48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？第48页/共69页49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49页/共69页50OSPF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区域第50页/共69页51Transit

23、区域 接收如下类型的LSA： Summary LSA External LSA第51页/共69页52Transit 区域ABRs forward all LSAs from backbone第52页/共69页53Stub 区域 允许学习Summary LSAs 拒绝type 5 LSA Default LSA作为summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到type 5 LSA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区第53页/共69页54Stub 区域第54页/共69页55完全Stubby区域 拒绝具体的summary LSA 拒绝所有的ex

24、ternal LSA Default LSA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，路由数量更少第55页/共69页56完全Stubby区域第56页/共69页57NSSA区域 有stub区的优点，但是允许路由引入 引入了新的LSA类型：external LSA (type 7) Type 7 LSAs 泛洪到NSSA的整个区域 该区域没有 Type 5 LSA Type 7 LSAs 被转换成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干区域 可以在ABR处进行路由过滤或者聚合第57页/共69页58NSSA区域第58页/共69页59虚链接 Virtual Link 首先：不推荐使用！即使用，一般也只用在冗余备份的情况下。 但是可以说说他是做什么用的 为ABR通向骨干区建立的一个隧道 变相的允许非骨干区不用物理连接到骨干区 当然她还有另外一个重要的用途：修复不连续的骨干区 具体的看后面的例子. . 需要在每一个ABR的区域视图下进行如下配置： vlink-peer router-id 第59页/共69页60虚链接举例Area 0Area 1Area 2Area 3物理链路失效虚链接RT1RT2RT3RT4RT5RT6RT7RT8RT9RT10RT11第60页/共69页61没有聚合的情况 所有的LSA都传播出去了