第5讲高级路由ospfv2v3

高级路由专题二—OSPFv2&v3袁华hyuan@张凌ling@华南理工大学计算机科学与技术学院广东省计算机网络重点实验室本讲目的了解链路状态路由选择协议的基本工作原理典型实例：OSPF掌握OSPF的毗邻关系建立机制掌握OSPF的5种报文掌握DR、BDR的选举了解OSPFv3的变动和特点OSPFv3的配置链路状态路由选择基于收到的LSA形成的对网络的认识，将实际网络画成有向图Dijkstra算法计算最短路径更新路由表站得高、看得远！最短路由选择Dijkstra算法（1959）：通过用边的权值作为距离的度量来计算最短路径，注意：最少边数的路径不一定是最短路径艾兹格·W·迪科斯彻(Edsger

Wybe

Dijkstra1930-2002，数学家，计算机科学家1972年，获图灵奖成就提出“goto有害论”;最短路径算法(SPF)和银行家算法的创造者;第一个Algol

60编译器的设计者和实现者;THE操作系统的设计者和开发者;…….Dijkstra算法步骤（1/2）1)

初始化设节点i为源节点令N={i}，对所有不在N中的节点v，写出比任何通路长度大得多的数值代替，Dijkstra算法步骤（2/2）2)

寻找一个不在N中的节点w，其D(w)值为最小，把w加入到N中，然后对所有不在N中的节点用[D(v)，D(w)+l(w,v)]中的较小的值去更新原有的D(v)值，即3)重复步骤(2)，直到所有的网络节点都在N中为止。根据下面网路拓扑图，画出以A为根的SPT树（汇集树、沉落树），练习AEDCB212113F3552F2B1D计算

B

C

D

E

F计算

B

C

D

E

F0 2

,A 5

,A

1,A

¥

,-

¥

,-计算

B

C

D

E

F0 2

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,-1 2

,A 4

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2,D

¥

,-计算

B

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,-2

2,A

4,D 4

,E计算

B

C

D

E

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¥

,-

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,A 4

,D

2,D

¥

,-2

2,A

4,D 4

,E33,E4,E参考答案AEDCB212113计算

BCDEF0 2

,A 5

,A

1,A¥

,-

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,-1 2

,A 4

,D2,D¥

,-2

2,A

4,D4

,E33,E4,E44,EF3552AL-S

TopologySPT1E

21C课堂练习绘制R1的SPF树，据此填写路由表项参考答案路由选择协议内部网关协议（IGP）距离矢量路由选择协议：RIP链路状态路由选择协议：OSPF边界网关协议BGPOSPF（open

shortest

path

first）的位置OSPF的发展历程199519971999OSPF

GroupformedOSPFv1

publishedRFC

1131OSPFv2publishedRFC

1247BecomesrecommendedCryptographicauthenticationPoint-to-multipointinterfacesMOSPFOSPFv2

updateRFC

1583CIDR1987

1989

1991

1993OSPFv2

updateRFC

2178OSPFv2

updateRFC

2328OSPFv3RFC

2740OSPF概述OSPF是一种基于开放标准的链路状态路由协议，是目前IGP中应用最广、性能最优的一个协议OSPF可以在大型网络中使用无路由自环OSPF支持VLSM使用带宽作为度量值（108/BW）收敛速度快通过分区实现高效的网络管理。。。。。单区域OSPF的一些基本情况RouterID：一个32位的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一协议号：IP头中代表OSPF报文的协议号是89TTL=1：通常OSPF报文不转发，只被传递一条，即在IP报头的TTL值被设为1，但虚联接除外OSPF的网络类型OSPF术语开销：OSPF分组(packet)类型OSPF数据包类型描述Type

1－Hello与邻居建立和维护毗邻关系。Type

2－数据库描述包（DD）描述一个OSPF路由器的链路状态数据库内容。Type

3－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具体条目Type

4－链路状态更新（LSU）向邻居路由器发送链路状态通告Type

5－链路状态确认（LSA）确认收到了邻居路由器的LSUOSPF报文封装格式直接封装在IP分组（Packet）中Protocol：89OSPF报文头部Type：对应5种Hello报文DD报文LSR报文LSU报文LSA报文OSPF报文的目的地址OSPF的运行步骤建立路由器毗邻关系选举DR和BDR发现路由选择最佳路由维护路由信息建立路由器毗邻关系OSPF状态DownInit（初始）Two-way（双向）ExStart（准启动）Exchange（交换）Loading（加载）Full

adjacency（全毗邻）运行OSPF的路由器状态图为什么要选举DR和BDR？DR（村长）选举过程DR选举中的指导思想选举制DR是路由器选出来的，而非人工指定的终身制DR一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换世袭制DR选出的同时，也选出BDR，DR故障后，由

BDR接替DR成为新的DRDR可能带来的问题非全连通网络（fullmesh），如PTMP网络由管理员配置成PTMP，不选举DRDR带来的变化同步的次数减少了（O（n）），减少了带宽的利用路由器的角色：DR、BDR、DROther路由器间的关系：Unknown、Neighbor、Adjacent发现路由在exstart状态下交换DD报文比较自己的数据库与收到的摘要是否相同不相同，则请求完整LSA信息选择最佳路由SPF算法负载均衡维护路由信息触发更新，LSUHello分组发送的时间间隔：缺省10秒Hello分组的失效间隔：缺省40秒即使没有拓扑变化，LSA在条目过期（缺省30分钟）后，发送LSU，通告链路存活小结：为什么说OSPF克服了了路由自环？每一条LSA都标记了生成者（用生成该LSA的路由器的RouterID标记），其他路由器只负责传输，这样不会在传输的过程中发生对该信息的改变和错误理解。路由计算的算法是SPF，计算的结果是一棵树，路由是树上的叶子节点，从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。区域之间通过规定骨干区域避免OSPF在大型网络中可能遇到的问题LSDB非常庞大，占用大量存储空间计算最小生成树耗时增加，CPU负担很重一点变化都会引发从头重新计算网络拓扑结构经常发生变化，网络经常处于“动荡”之中接口updown路由器的增加删除好比湖水，一个小小的石子都会引发阵阵涟漪分而治之，OSPF划分区域划分区域怎样克服上述的问题？ABR只转发主要路由信息更改，不需要重新计算，只需相应增删ABR采用聚合路由策略，弱化拓扑变化带来的影响，如：。。。。。。聚合为/8如何避免路由环路？虚连接OSPF

路由器类型（1/2）OSPF

路由器类型（2/2）内部路由器---路由器所有接口都在一个区主干路由器

---

所有接口都在主干区域的路由器区域边界路由器(ABR)---路由器接口分属不同区域自治域边界路由器(ASBR)---路由器至少有一个接口不属于本自治域/OSPF.区域类型Stub区域：不接收外部路由信息外部路由的计算单区域OSPF配置配置Routert-ID手动配置使用环回地址作为router

ID如果没有，选择路由器的最高逻辑地址作为routerID注意：IOS

的某些早期版本无法识别router-id

命令；因此，为这些路由器设置路由器ID的最佳方法是使用环回接口。配置OSPF路由器优先级Cisco路由器缺省优先级为1取值0~255优先级为0的路由器不能被选举为DR修改链路成本配置OSPF计时器广播型OSPF网络，缺省hello包间隔为10秒，down机判断间隔为40秒非广播型OSPF网络，缺省hello包间隔为30秒，down机判断间隔为120秒例子：Router（config-if）＃ip

ospf

hello-interval

5Router（config-if）＃ip

ospf

dead-interval

10OSPF传播缺省路由配置在边界路由器上配置缺省路由

Router(config)#ip

route

[interface

|

next-hop

address]使区域内的路由器传播缺省路由Router(config-router)#default-informationoriginateABR的配置常见的OSPF配置问题验证OSPF的配置OSPFv3保留了OSPFv2的基本机制网络类型和接口类型邻居发现和邻接（毗邻）建立机制接口状态机和邻居状态机基于LSDB计算路由LSA老化更新机制泛洪机制(Flooding

mechanism)共五种协议报文:Hello,DD,LSR,LSU,LSAckOSPFv3做出的变化基于链路运行在OSPFv2中，协议的运行是基于子网的，邻居之间形 成邻接关系的条件之一就是两端的IP地址属于同一网段 而且掩码相同。而在OSPFv3中，协议基于链路运行，与具体的IPv6地 址、前缀分离开来，即使同一链路上的不同节点具有不 同的IPv6地址时，协议也可以正常运行。OSPFv3做出的变化取消了编址语义在OSPFv2中，协议分组和LSA中的许多字段都是来自于网络上的某个IP地址，或掩码，或某个IP子网号。严重依赖IPv4。在OSPFv3中，取消了上述编址性语义，而只保留协议运行必须的核心内容。ID依然保留32位，但只是一个编号，不再包含地址信息。OSPFv3做出的变化链路本地地址的使用在OSPFv2中，每一个运行OSPF的接口都必须有一个全局的IPv4地址，协议的运行和路由的计算都依赖于它。在IPv6中，每个接口都会分配本地链路地址（link-localaddress），OSPFv3使用了这个本地链路地址作为协议分组

发送的源地址（虚连接除外），而且使用它作为路由的下一跳。可以节省大量的全局地址，同时可以说协议的运行独立于IPv6，可以方便的扩展用于多种协议的路由。OSPFv3做出的变化使用专门的LSA来发布路由前缀信息新增加了Intra-Area-Prefix-LSA，用于传递区域内路由前缀；新增加了Link-LSA，用于传递链路范围内的IPv6前缀。LSA类型取值OSPFv3具有的特点结构更加清晰取消了协议报文的验证字段明确的LSA泛滥范围本地链路范围