OSPF协议原理与配置详解.ppt

1、a，1，OSPF协议的原理和配置，a，2，概念，OSPF :开放短路径优先，开放最短路径优先是IETF (internetengineeringtaskforce ) 组织开发OSPF是采用链路状态协议SPF算法的OSPF是内部网关协议(IGP )协议，它在自主系统中在IP网络上检测和计算路由，以收集自主系统的链路状态动态发现和传播与路由相关的rfc:rfc2328的RFC1583、RFC2178、a，3、链路状态路由协议-OSPF，基本思想每个路由器都有责任和邻居的机会，并且知道它的名称。 每个路由器都建立了一个名为“链路广播(LSA )”的包，该包包含邻居的名称和到达费用。 LSA转发到所

2、有其他路由器，每个路由器都存储来自其他路由器的最新LSA。 每个路由器都有一个完整的拓扑映射，并计算到每个目的地的路由。a、4、a、5、OSPF协议的概述(1)，OSPF是开放短路径首先的缩写。 是IETF组织开发的基于链路状态的自主系统内部路由协议。 范围： OSPF支持所有规模的网络，最多可以支持数百台路由器。 快速收敛：当网络拓扑发生变化时，OSPF立即发送更新消息，并在自主系统中同步该变化。 这是衡量路由协议好坏的重要指标。 无自循环： OSPF通过收集的链路状态以最短路径树算法来计算路由，保证了算法本身不会产生自循环的原因。 但是，在导入外部路由时不能保证没有路由组。a、6、OSPF

3、协议概要(2)、子网掩码： OSPF不受自然掩码限制，因为OSPF在描述路由时具有网络段的掩码信息，所以OSPF协议支持VLSM。 区域划分：使用OSPF协议，可以将自主系统的网络划分为区域进行管理，通过进一步抽象区域之间传输的路由信息，可以减少网络带宽。 等价路由： OSPF支持到同一目标地址的多个等价路由。 RIP也有。a、7、OSPF协议概要(3)、路由层： OSPF使用4种不同的路由，优先顺序分别为：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。 支持验证：支持基于接口的消息验证，保证路由计算的安全性。 多播传输： OSPF在具有多播传输能力的链路层通过多播地址发送协议消息，

4、充当广播，将对其他网络段设备的干扰降至最小。 (224.0.0.5 )、a、8、OSPF和RIP的比较(1)，向自主系统中的所有路由器发送消息。 这里使用的方法是洪泛法(flooding )，最终所有地区的路由器都获得了这个信息的副本。 RIP协议仅向它相邻的一些路由器发送消息。 所发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，它是路由器已知的信息的一部分。 链路状态表示该路由器与哪个路由器相邻，以及该链路的“度量”。 OSPF使用此“测量”来表示费用、距离、延迟、带宽等。 RIP协议发送的消息是“到所有网络的距离和下一跳路由器”。a、9、OSPF和RIP的比较(2)，只在链路的状态发生了

5、变化的情况下，路由器才使用洪通用方法将该信息发送给所有路由器。 RIP不管网络拓扑有无变化，都在路由器之间定期地交换路由表的信息。 其中，a，10，基本OSPF协议，路由器id:32位的无符号整数是路由器的唯一标识符，且在自主系统中是唯一的。 通常是手动配置的。 有些供应商路由器支持从所有当前接口的IP地址自动将IP地址封装并转发到IP消息中作为路由器id.OSPF消息。 IP报头的协议编号是89。 的双曲馀弦值。、a、11、指定路由器DR (Designated Router )备份指定路由器BDR (Backup Designated Router )广播型多址环境的路由器， 必须选择DR

6、和BDR来表示此网络的角色：减少局域网上的OSPF的通信量的选举： DB/BDR的选择基于路由器的优先级，其中优先级较高的是DR，其次是BDR。 若优先级值相同，则Router-id值大会导致DR、DR/BDR、a、12、DR和BDR选举，在广播和NBMA类型的网络中，在任意两个路由器之间传递路由信息(flood ) 无论哪个路由器路径发生变化，网络段都需要N*(N-1)/2次传输。 这没有必要，浪费了宝贵的带宽资源。 为了解决这个问题，OSPF协议指定了传递信息的路由器指定路由器(dr )。 所有路由器仅将路径信息发送到DR，DR将路径信息发送到此网络段上的其他路由器。 除了DR以外的两个路

7、由器之间没有建立相邻关系并且也不交换路由信息。 只要这样在同一网络段内的路由器之间建立n个相邻关系，就只要在每次路由变化时进行2N次传送就可以。 a、13、在问候分组中引入优先级的剩馀DRother与DR和BDR建立相邻关系，在DRother之间建立相邻关系，P=1、P=0、P=1、DR/BDR选择、P=3、P=2、BDR、DR、BDR、DRother、DRother、a、14、 DR的选举过程如下：注册选民执行本网段内OSPF的路由器注册候选人本网段内的Priority0的OSPF路由器Priority是接口上的参数，可以设定， 默认值为1。选举演讲-一些优先级0的OSPF路由器认为自己是D

8、R的投票- -在所有自称为DR的路由器中，优先级值最大的路由器被选择，在两个路由器的优先级值相等的情况下，路由器id最大的路由器被选择选票是HELLO消息，每个路由器将自己所选的DR写入HELLO，然后发送给网络上的每个路由器，a，15，说明：网络段中的每个路由器只与DR建立了相邻关系。 每次DR频繁交换时，此网络段上的所有路由器都与新的DR建立相邻关系。 这导致大量OSPF协议消息在短时间内被转发至网络段并减少了网络可用带宽。 所以协议中规定应该尽量减少PS的变化。 具体应对措施并不是急于让新参加的路由器参加选举，而是考察本网络段是否存在DR。 如果当前网络段上已经存在DR，则即使该路由器的

9、优先级高于现有DR，也不会声称自己是DR。 承认现有的灾难恢复。a、16、BDR、快速反应：如果DR因任何故障而故障，必须重新选举DR并与其同步。 这需要很长时间，在此期间，路由计算不正确。 为了缩短这个过程，OSPF提出了备用设计路由器(BDR )的概念。 BDR实际上是到DR的备份，在选择DR的同时还选择BDR，BDR也与此网络段内的所有路由器建立相邻关系来交换根信息。 此过程非常短，因为一旦禁用DR，BDR就立即变为DR，不需要重新进行选举，相邻关系已经建立。 当然，此时需要重新选出新的BDR，同样需要很长时间，但对路由计算没有影响。 注意：网络段的DR不一定是优先级第二大的路由器，同样

10、BDR不一定是优先级第二大的路由器。 DR是指一个网段的概念，指路由器的接口。 路由器在一个接口中可以是DR、在另一个接口中可以是BDR或DROther。 DR仅在广播和NBMA类型的接口上被选择，而在点对点和点对点类型的接口上被选择。的话。 两台DROther路由器之间尚未进行路由信息交换，但问候消息仍在互相发送。此外，a、18、OSPF网络类型和OSPF区域是用不同类型的网络链接构成的，理解这一点很重要。 相邻行为因网络类型而异，为了使OSPF在一种类型的网络中正确地工作，需要适当地进行配置。 OSPF根据物理链路类型定义不同的网络类型。 OSPF因网络而异，例如建立相邻关系的方法和必要的

11、配置等。a、19、网络类型和OSPF协议计算路由是基于该路由器外围网络的拓扑的。 每个路由器描述自己周围的网络拓扑，并传递给所有其他路由器。 OSPF将不同的网络拓扑抽象化为连接了以下四种接口类型的网段中的仅此路由器。 (stub networks )此接口通过点对点网络连接到路由器。 (点对点)此接口通过广播或NBMA网络连接到多个路由器。 (broadcast or NBMA networks )此接口通过点到点网络连接到多个路由器。 (点对点)、a、20、网络类型和OSPF协议根据链路层封装协议分为四种网络类型：点到点(Point-to-Point )。 如果链路层协议是PPP、HDLC

12、和LAPB，则默认情况下，OSPF将网络类型视为点对点。 在这种网络中，不需要在多播地址(224.0.0.5 )上发送协议消息并对DR和BDR进行选择。 Broadcast :广播网络。 如果链路层协议为以太网，则OSPF默认将网络类型视为Broadcast。 在这种类型的网络中，需要在多播地址(224.0.0.5，224.0.0.6 )上发送协议消息以选择DR、BDR。 a、21、NBMA :非广播多播网络(非广播多址)。 如果链路层协议是Frame Relay，X.25，则默认情况下，OSPF将网络类型视为NBMA。 在这种类型的网络中，必须通过单播地址传输协议消息并且手动配置邻居的IP地

13、址。 点到点多点网络。点对点多点网络。 缺省情况下，没有被视为点到多点类型的链路层协议。 通常，NBMA类型会手动更改。 如果NBMA类型的网络没有完全连接，可以手动更改为点对点网络。 在这种类型的网络中，不需要在多播地址(224.0.0.5 )上发送协议消息并手动放置邻居。 a，22，点对点网络(点到点)广播网络(broadcast )，网络类型，链路层封装PPP/HDLC协议，链路层封装以太网从NBMA网络(Non-Broadcast Multi-Access )到多点网络(point-to-multipoint )，网络类型：FR/ATM/X.25，FR/ATM/X.25 24邻接关系：

14、邻接关系广播或在NBMA网络的DR和非指定路由器之间形成邻接关系的邻接关系：好朋友的邻接需要交换信息，同步信息DRother之间必须是邻接关系，数据库的邻居/邻居、a、25、术语(1)自主系统自动系统AS (Autonomous System )是指由于共享相同路由策略的路由器组聚集在因特网上，因而一个自主系统在该系统中使用哪个路由协议此网络单元可以是简单的网络，也可以是一个或多个普通的网络管理员管理的网络组，也可以是大学、企业、公司等各个可管理的网络单元。 路由器id由32位组成，在AS中是唯一的。 此路由器id通常需要手动配置，通常被配置为路由器接口的IP地址。 由于IP地址是唯一的，所以

15、容易保证路由器id的唯一性。 如果未手动配置路由器id，则某些供应商的路由器支持从所有当前接口的IP地址中自动选择IP地址作为路由器id。a、26、区域识别符(Area ID )由32比特数构成，在AS内唯一地识别区域。例如，Area 0或Area 0.0.0.0的区域是路由器的集合，具有相同的拓扑数据库，OSPF的区域将AS划分成多个链路状态的区域。 一个区域的拓扑看不到另一个区域，所以一个区域不扩散。 这一特点大大减少了PS路由交通量，区域包括链路状态的更新，使管理员可以建立分层网络。 另外，a、27、链路通告(lsa ) LSA用于描述路由器的本地状态，LSA包含路由器的接口状态和所形成

16、的相邻状态的链路状态表(拓扑表、链路状态数据库表示整个网络的拓扑结构。 同一Area内的所有路由器的路由表是相同的路由表，并且使用SPF算法基于路由表计算出的术语(2)、a、28、OSPF协议消息(1)、OSPF 协议号： 89，a，29 OSPF单区问题在于，一个巨大网络中的路由器正在执行OSPF路由协议，1 .随着路由器的数量增加，LSDB变得非常大，从而承载OSPF信息2.LSDB的庞大性增加了执行SPF算法的复杂度，路由器的CPU负担很重。 3 .由于lsdb很大，在两台路由器之间达到lsdb同步需要一段时间。 4 .网络规模变大后，拓扑变化的概率也变大，网络总是处于“动摇”之中。 为了同步该变化，在网络中流动大量OSPF协议消息，并且降低了网络的带宽利用率。 更糟糕的是，每次更改时，网络上