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1、第1章 OSPF路由协议,ISSUE 1.0,华为3Com网络学院第五学期,2,引入,随着Internet技术在全球范围的飞速发展，OSPF已成为目前企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。 OSPF是Open Shortest Path First（开放最短路由优先协议）的缩写。它是IETF组织于1988年开发的一个基于链路状态的内部网关协议。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）。,3,引入,OSPF特点： 特别为TCP/IP网络而设计； 支持CIDR和标记来源于外部的路由信息； 提供了对路由更新的验证； 使用IP组播； 能快速探知路由域中拓扑变化，并

2、快速收敛； 收敛时间短并使用很小的路由流量,4,学习目标,叙述OSPF路由协议的原理 配置OSPF协议 调试和维护OSPF协议 执行简单的OSPF故障排除,学习完本课程，您应该能够：,5,课程内容,OSPF协议基本原理 OSPF Multi-Area 原理 OSPF LSA讲解举例 OSPF 规划设计和故障排除 OSPF Version 3 概述,6,相关概念回顾,路由和路由表 距离矢量算法 链路状态算法 两种算法的比较,有无环路 收敛速度 对路由器硬件要求 网络流量 典型协议,7,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSP

3、F的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,8,OSPF协议概述,OSPF 是 Open Shortest Path First（即“开放最短路径优先协议”）的缩写，是一个基于链路状态的动态路由协议。 OSPF是特别为TCP/IP网络而设计，包括明确的支持无类别域间路由 CIDR和标记来源于外部的路由信息。 OSPF可以快速地探知AS中拓扑的改变（例如路由器接口的失效），并在一段时间的收敛后计算出无环路的新路径。收

4、敛的时间很短且只使用很小的路由流量。 在OSPF中，可以通过划分区域来分割整个自治系统，每一个区域都有着该区域独立的网络拓扑数据库LSDB及网络拓扑图。 相关RFC：RFC1583, RFC2178, RFC2328。,9,OSPF（Open Shortest Path First），目前IGP中应用最广、性能最优的一个路由协议（最新版本是Version 2），具有如下特点： 无路由自环：SPF算法本身保证，不同于DV算法 可适应大规模网络:本身无限制，但受IP包的TTL限制 路由变化收敛速度快 支持区域划分：适应当前企业行政划分，收敛更快更稳定 支持等值路由：流量负载均衡和备份，缺省支持4条

5、 支持验证：明文或MD5 支持路由分级管理：区域内、区域间、第一和第二类外部路由 支持以组播方式发送协议报文：224.0.0.5，224.0.0.6 支持VLSM：区别于距离矢量的FLSM(定长子网掩码),OSPF协议基本特点,10,Router ID和协议号,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。优先选择lookback地址最大的一个，处于up的端口ip的最大(?)值 协议号 OSPF 是基于IP的，其协议号是89。,OSPF协议报文不转发 通常OSPF的协议报文是不被转发的，只能传递一跳，即在IP报文头中TTL值被设为1 (虚连接除

6、外)。,如果一台路由器的 Router ID 在运行中改变，则必须重启OSPF协议或重启路由器才能使新的 Router ID 生效。,11,OSPF报文格式和报文头,OSPF 的报文头,OSPF 的报文格式（LSU报文为例）,包括头在内,起源路由器的ID,5类,3类：0不，1明文；2密文,12,OSPF的五种报文类型,Hello报文 发现及维持邻居关系，选举DR，BDR 周期发送，在广播型网络中缺省10秒 DD报文(Database Description) 本地LSDB的摘要，包括每条LSA的Header 还有一种空DD报文，用来确定Master/Slave关系，避免DD报文的无序发送 LS

7、R报文(Link State Request) 向对端请求本端没有或对端的更新的LSA LSU报文(Link State Update) 向对方发送其需要的LSA LSAck报文 收到LSU之后，进行确认。也对DD和LSR报文确认,13,Hello报文（Hello Packet）,报文头后面的network mask是指发送报文的接口的网络掩码。如果和接收接口的掩码不匹配，那么报文将被丢弃。,掩码和接收端口一致,和邻居一致,DR优先级,和邻居一致，失效时间后邻居失效,指定路由器的ip,所有邻居router id的序列,14,DD报文（Database Description Packet）,数

8、据库描述报文（LSA的Head）,空DD，确定Master/Slave 有路由信息的DD,P12,Master方规定起始序号,I：若是第一个DD报文则置1 M：若是最后一个DD报文则置0 MS：值为1时表发方为Master,15,LSR报文（Link State Request Packet）,链路状态请求报文,根据LSA的类型而定,标识是哪类LSA，共11种，常用6种,产生此条LSA的路由器的ID,16,LSU报文（Link State Update Packet）,链路状态更新报文,17,LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）,链路状态确认报文,

9、18,LSA头部,所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息（LS老化时间+LS序列号+LS较验和）来唯一标识一条LSA。,P31,19,LSA 的类型,Router-LSA（Type1），由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和花费，传递到本区域，不会到其他Area。 Network-LSA （Type2），由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递到本区域。 Net-Summary-LSA （Type3） ，由ABR生成，描述了到区域内某一网段的路由（无拓扑信息了），传递到ABR所属其他区域（本区域除外）。 Asbr-Summary-LSA （Type4），由ABR生成，描述了到本区

10、域内的ASBR的路由，传递到相关区域。 AS-External-LSA （Type5），唯一一种与区域无关的LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，传递到整个AS（STUB区域除外）。 Not-So-Stubby Area-LSA （Type7），由ASBR生成，解决了自治系统外部路由在NSSA区域中的单向传递问题。,P29,Type8:针对OSPF宣告BGP属性时用 Type911：保留使用，如MPLS、VPN等,20,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络

11、拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,21,邻居和邻接,OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文。收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的一些参数，如果双方一致就会形成邻居（Neighbors）关系。 形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，这要根据网络类型而定。只有当双方成功交换DD报文，并能交换LSA之后，才能形成真正意义上的邻接（Adjacencies）关系。 为了交换路由信息，邻居路由器之间首先要建立邻接关系，并不

12、是每两个邻居路由器之间都能建立邻接关系。,P20,P17,22,OSPF的邻居状态机,P20,初始状态，如接口刚起动，dead-Interval中没有收到HELLO,NBMA类型接口，或两端参数不匹配时,收到邻居的hello，但是列出邻居中没有我的id,双发Hello，建立邻居,已选出DR和BDR，空DD决定M/S,发送DD，含LSDB,发送LSR，请求LSU,获得所有LSA。建立邻接关系,23,链路状态数据库的同步过程,RT1,RT2,Down,Down,Hello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0),Hello( DR = RT2,Neighbors See

13、n = RT1),DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1),DD (Seq = y,I = 1, M = 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 Request,LS Update,LS Ack,ExStart,ExStart,I

14、nit,Exchange,Exchange,Loading,Full,Full,表示rt1中的路由rt2都有了，直接为full,将rt1邻居状态改为ExStart,24,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,25,OSPF的网络类型,Broadcast,NBMA,PTP,P2MP,P15,26,广播

15、及NBMA网段中的N2连接关系,一个广播的网段中，存在N8台路由器，则需要建立M=n(n-1)/2 = 28个邻接关系。路由变化需要传递28次,27,DR概念的提出,M= n(n-1)/2 = 28,M= (n-2)2+1 = 13,为了解决同一个网段内过多的邻接关系数量，OSPF协议提出了DR（Designated Router）的概念。,P17,28,DR的选举过程,DR是从整个区域所有运行OSPF的路由器中选举出来的，选举过程如下： 登记本区域内运行OSPF的路由器； 登记具有DR候选资格的路由器，即本网段内的Priority0的OSPF路由器（Priority可以手工配置，缺省值是1）

16、； 所有的Priority0的OSPF路由器都认为自己是DR； Priority值最大者，若Priority值相等则Router ID最大的路由器将成为DR。 每台路由器通过互相发送Hello报文，同时将自己选出的DR（IP地址）写入Hello报文中，本网段中所有路由器共同选举出DR。,29,DR选举中的指导思想,选举制 DR是各路由器选出来的，而非人工指定，虽然管理员可以通过配置Priority干预选举过程。ospf dr-priority priority取值范围为0255 终身制 DR一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换，即使后来的路由器Priority更高。 世袭制 DR选出的同时也

17、选出BDR来，DR故障后，由BDR接替DR成为新的DR，同时选出新的BDR。,稳定压倒一切：如果DR频繁的更迭，则每次都要重新引起本网段内的所有路由器与新的DR建立邻接关系。,P18,30,为什么提出BDR,为了能够进行快速响应，OSPF提出了BDR的概念。 BDR与DR同时被选举出来。BDR也与本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。DR失效后，BDR立即成为DR。,P18,31,选举DR和BDR的注意事项,选举DR和BDR的注意事项: 只有在广播和NBMA类型的接口上才会选举DR，在Point-to-Point和Point-to-Multipoint类型的接口上不需要选举。 路由器

18、接口的优先级Priority将影响接口在选举DR时所具有的资格。Priority为0的路由器不会被选举为DR或BDR。 网段中的DR并不一定是Priority最大的路由器；同理，BDR也并不一定就是Priority第二大的路由器。 两台DROther路由器之间不进行路由信息的交换，但仍旧互相发送Hello报文。他们之间的邻居状态机停留在2-Way状态。 DR是指某个网段中的概念，是针对路由器的接口而言的。 在广播的网络上必须存在DR才能够正常工作，但BDR不是必需的。,P19,32,由于DR的出现带来协议的变化,为了减少在广播和NBMA网段内带宽的占用，提出了DR的概念。为协议本身带来如下变化

19、： 将广播和NBMA网段内LSDB同步的次数由N2 减少为N。 在广播和NBMA网段中，路由器的角色划分为DR、BDR、DROther。 路由器之间的关系分为Unknown、Neighbor、Adjacency。 增加了一种接口类型：Point-to-Multipoint。 增加了一种新的LSA类型：Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态信息。,33,为什么P2MP的网络中不能选举DR,A,B,C,B,D,C,A,E,F,由上述分析可知：错误产生的原因是因为在非全连通的网络中选举DR后，部分路由器之间无法交换路由信息，导致路由计算不正确。,D/E不连通，DR选举算法无法正确

20、运行，都宣称自己是DR,34,NBMA网络的配置原则,NBMA网络必须是全连通的，即网络中任意两台路由器之间都必须直接可达。 对于接口类型为NBMA的网络，是无法通过广播（单播形式）Hello报文的形式发现相邻路由器，必须手工为该接口指定相邻路由器的IP地址，以及保证该相邻路由器必须有选举权。 # 指定相邻接口的IP 地址为1.1.1.1。 system-view Sysname ospf 100 Sysname-ospf-100 peer 1.1.1.1 如果部分路由器之间没有直接可达的链路时，应将接口配置成P2MP方式。如果路由器在NBMA网络中只有一个对端，也可将接口类型改为P2P方式（

21、 P2MP 可认为是多个P2P的集合 ）。 端口视图下：ospf network-type broadcast | nbma | p2mp | p2p ,35,NBMA与P2MP之间的区别：,NBMA: 全连接,点到多点（P2MP）: 部分连接,在NBMA上需选举DR与BDR，而在P2MP网络中没有DR与BDR。 NBMA是一种缺省的网络类型，P2MP不是缺省，必须是由其它的网络类型强制更改的。 NBMA 用单播发送协议报文，需要手工配置邻居。点到多点是可选的，即可以用单播发送，又可以用多播发送报文。,上页,36,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居

22、状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,37,LSA的Link,Links，即连接数，在Router-LSA中描述的路由器连接（Link）的数量，是该区域路由器连接（接口）的总和。 路由器接口的Link信息，主要通过以下几个字段来描述。 Link ID，即连接标识，表示路由器Link所接入的目标，其值取决于连接的类型。 Link Data，即标识路由器连接对象，这个值取决于链路状

23、态类型。 Link Type，即链路类型，Router-LSA依据所接入的网络类型的不同，而采用相应的Link Type。 Metric，即花费值，路由器连接的花费，开销值。,P33,38,Router LSA (Type 1),Router LSA（不包括LSA头部）,Router LSA 报文格式：,39,Link Type,Link Type有四种类型，需要注意的是： 如果Point-to-Point为unnumbered， 则Link Data同Type4。 Point-to-Point、 P2MP均为Link Type1， NBMA、 Broadcast在同时多个Router运行OS

24、PF时是Type2， 如果只有一个在运行则是Type3。,40,OSPF通过LSA描述网络拓扑,OSPF协议将周边的网络拓扑结构抽象为4种典型的网络模型,41,OSPF网络拓扑模型（一）,连接一个空的网段（Stub Net），该网段中没有其他运行OSPF协议的网络设备。 使用如下字段（Link）来描述该网络类型。,link id: 10.0.0.0 /*网段*/ data : 255.0.0.0 /*掩码*/ type : StubNet (3) /*类型*/ metric : 50 /*花费*/,42,OSPF网络拓扑模型（二）,通过一条点到点的链路连接另外一台运行OSPF的路由器。 使用如

25、下两段字段（Link）来描述该网络类型。 描述该接口网段的路由信息。,link id: 20.0.0.0 /*网段*/ data: 255.0.0.0 /*掩码*/ type: StubNet (3) /*类型*/ metric: 5/*花费*/,描述与路由器RTB相连的情况。,link id: 2.2.2.2 /*RTB的router id*/ data : 20.0.0.2 /*RTB的接口地址*/ type : Router (1) /*类型*/ metric : 5 /*花费*/,43,OSPF网络拓扑模型（三）,通过一个点对多点的网络连接另外多台运行OSPF的路由器（这些路由器彼此之

26、间并不是全连通的）。 使用如下三段字段（Link）来描述该网络类型。,link id: 40.0.0.1 /*网段*/ data : 255.255.255.255 /* 掩码*/ type : StubNet （ 3） /*类型*/ metric : 5 /*花费*/ link id: 3.3.3.3 /*RTF 的router id*/ data : 40.0.0.1/* 与RTF相连的接口地址*/ type : router （ 1） /*类型*/ metric : 5 /*花费*/ . link id: 4.4.4.4 /*RTE 的router id*/ data : 40.0.0.

27、1 /* 与RTE相连的接口地址*/ type : Router （ 1） /*类型*/ metric : 5 /*花费*/,44,OSPF网络拓扑模型（四）,连接一个广播（或者是NBMA）的网段，该网段中所有运行OSPF协议的网络设备之间都直接可达。 使用如下字段（Link）来描述该网络类型。 简化的描述信息。,link id: 30.0.0.3 /*网段中DR的接口地址*/ data : 30.0.0.1 /*本接口的地址*/ type : TransNet (2) /*类型*/ metric : 50 /*花费*/,Net mask : 255.0.0.0/*本网段的掩码*/ Attac

28、hed 30.0.0.1 router/*本网段内所有的路由器的router id*/ Attached 30.0.0.2 router Attached 30.0.0.3 router,由DR另外生成的描述信息，统一描述了本网段的情况。,45,LSA (Link State Advertisement) 数据结构,将上述多个Link组合在一起，加上一个head，组成了路由器RTA的LSA。该LSA准确的描述了RTA周边的网络拓扑。,type : router /*LSA的类型*/ ls id : 1.1.1.1 /*LSA的标识*/ adv rtr : 1.1.1.1 /*生成该LSA的路由

29、器*/ ls age : 4 /*本条LSA的老化时间*/ len : 108 /*LSA的长度*/ seq# : 80000001 /*LSA的序列号*/ cksum : 0 x3543 /*较验和*/ link count: 7 /*本LSA中包含的连接个数*/ link id: 10.0.0.0 /*网段*/ data : 255.0.0.0 /*掩码*/ type : StubNet (3) /*类型*/ metric : 50 /*花费*/ ,46,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型和DR、BD

30、R OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,47,SPF算法和COST值,SPF算法也被称为Dijkstra算法， 是OSPF路由协议的基础。 SPF算法将每一个路由器作为根（Root）来计算到每一个目的地路由器之间的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图，该结构图类似于一棵树，在SPF算法中，被称为最短路径树。 在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF

31、的Cost值。 Cost值应用于每一个启动了OSPF的链路，它是一个16 bit的整数，范围是165535。,48,Cost值的计算方法,计算方法 108/bandwidth 56-kbps serial link = 1785 10M Ethernet = 10 64-kbps serial link = 1562 T1 (1.544-Mbps serial link) = 64 用户可以手动调节链路Cost，缺省情况下，接口按照当前的波特率自动计算开销,49,如何改变接口花费值,改变接口的花费值 Quidway-interfacename ospf cost cost OSPF就是通过每段

32、链路的Cost值累加来判断路径优劣的。某个链路的出口花费值是如下计算的： 缺省花费为：100000000（100M）/接口的波特率。 但在实际组网中，由于现在很多接口的链路带宽已经远远高于100M，Cost值通常是人为统一规划的，此时需要使用上述命令来人工指定花费值。,50,OSPF协议计算路由过程,RTA,RTB,(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,P7,51,SPF算法的计算步骤,每台路由器按照如下步骤从本机的LSDB计算出路由： 从LSDB中选取自己生成的LSA为SPF计算的起点。遇到类型为StubNet的Link，其中包含的就是路由信息，填加到路由表

33、中（但由于这些路由信息都是本机的直连路由，所以不会生效）。 遇到类型为Router的Link，则计算暂停，跳转到该Link中Link id（是某台路由器的Router ID信息）所指的路由器生成的LSA。 打开该条LSA，遇到类型为StubNet的Link，其中包含的就是路由信息，添加到路由表中，下一跳为步骤2中Link的data字段(Router的IP地址)，Cost值为本Link的Metric和步骤2中Link的Metric相加。 如果遇到类型为Router的Link，则继续跳转，直至某条LSA的全部信息都被计算完毕，此时再跳回到上一条的LSA。 重复步骤14,最终会回到自己生成的LSA，

34、待该LSA计算完毕后，则SPF计算完成。,P7看 结合P33,52,运行SPF算法计算路由,每个路由器根据搜集到的LSDB，使用SPF算法来计算路由。,53,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举例,54,OSPF协议的基本配置命令,配置路由器的Router ID Quidway router id A

35、.B.C.D 启动OSPF协议 Quidway ospf process-id router-id router-id vpn-instance vpn-instance-name 配置OSPF区域 Quidway-ospf-1 area area_id 在指定网段使能OSPF Quidway-ospf-1-area-0.0.0.0 network ip-address wildcard-mask,P46,55,显示OSPF的运行状态,display ospf process-id brief (显示OSPF概要信息，所有视图) display ospf process-id error(显示

36、OSPF错误信息) display ospf interface(显示OSPF相关接口信息) display ospf peer(显示OSPF邻居信息) display ospf routing(显示OSPF路由表信息),P51,56,display ospf brief, display ospf brief OSPF Process 1 with Router ID 10.110.95.189 OSPF Protocol Information RouterID: 10.110.95.189 Border Router: Area AS spf-schedule-interval: 5 R

37、outing preference: Inter/Intra: 10 External: 150 Default ASE parameters: Metric: 1 Tag: 0.0.0.1 Type: 2 SPF computation count: 16 Area Count: 1 Nssa Area Count: 0 Area 0.0.0.0: Authtype: none Flags: SPF scheduled: Interface: 201.1.1.4 (Vlan-interface1) Cost: 1 State: DR Type: Broadcast Priority: 1 D

38、esignated Router: 201.1.1.4 Backup Designated Router: 201.1.1.3 Timers: Hello 10, Dead 40, Poll 0, Retransmit 5, Transmit Delay 1,57,display ospf error, display ospf error OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 OSPF packet error statistics: 0: IP: received my own packet 0: OSPF: wrong packet type 0:

39、OSPF: wrong version 0: OSPF: wrong checksum 0: OSPF: wrong area id 0: OSPF: area mismatch 0: OSPF: wrong virtual link 0: OSPF: wrong authentication type 0: OSPF: wrong authentication key 0: OSPF: too small packet 0: OSPF: packet size ip length 0: OSPF: transmit error 0: OSPF: interface down 0: OSPF:

40、 unknown neighbor 0: HELLO: netmask mismatch 0: HELLO: hello timer mismatch 0: HELLO: dead timer mismatch 0: HELLO: extern option mismatch 0: HELLO: router id confusion 0: HELLO: virtual neighbor unknown 0: HELLO: NBMA neighbor unknown 0: DD: neighbor state low 0: DD: router id confusion 0: DD: exte

41、rn option mismatch 0: DD: unknown LSA type 0: LS ACK: neighbor state low 0: LS ACK: wrong ack 0: LS ACK: duplicate ack 0: LS ACK: unknown LSA type 0: LS REQ: neighbor state low 0: LS REQ: empty request 0: LS REQ: wrong request 0: LS UPD: neighbor state low 0: LS UPD: newer self-generate LSA 0: LS UP

42、D: LSA checksum wrong 0: LS UPD: received less recent LSA 0: LS UPD: unknown LSA type 0: OSPF routing: next hop not exist 0: DD: MTU option mismatch 0: ROUTETYPE: wrong type value,58,display ospf interface, display ospf interface ethernet2/0 OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Interfaces Interface

43、: 10.110.10.2 (Ethernet2/0) Cost: 1 State: BackupDR Type: Broadcast Priority: 1 Designated Router: 10.110.10.1 Backup Designated Router: 10.110.10.2 Timers: Hello 10, Dead 40, Poll 40, Retransmit 5, Transmit Delay 1,59,display ospf peer, display ospf peer OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Neighb

44、ors Area 0.0.0.0 interface 10.153.17.88(Vlan-interface1)s neighbor(s) RouterID: 2.2.2.2 Address: 10.153.17.89 State: Full Mode: Nbr is Master Priority: 1 DR: 10.153.17.89 BDR: 10.153.17.88 Dead timer expires in 31s Neighbor has been up for 01:14:14,60,display ospf routing, display ospf routing OSPF

45、Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Routing Tables Routing for Network Destination Cost Type NextHop AdvRouter Area 10.110.0.0/16 1 Net 10.110.10.1 1.1.1.1 0 10.10.0.0/16 1 Stub 10.10.0.1 3.3.3.3 0 Total Nets: 2 Intra Area: 2 Inter Area: 0 ASE: 0 NSSA: 0,61,显示OSPF的调试信息,debugging ospf event (显示协议运行过程中发生

46、的所有的事情) debugging ospf lsa (显示协议运行过程中LSA的情况) debugging ospf packet (显示协议运行过程中收发报文的情况) debugging ospf spf (显示协议运行过程中用SPF算法计算路由的情况),62,OSPF协议基本原理,OSPF协议的基本原理 OSPF的基本概念 OSPF的邻居状态机和LSDB同步过程 OSPF的网络类型，DR和BDR OSPF通过LSA描述网络拓扑举例 SPF算法和OSPF协议路由计算过程 OSPF的基本配置single area 基本的OSPF配置命令 OSPF的基本配置举例 OSPF在NBMA网络中运行举

47、例,63,OSPF的基本配置,Serial 0/0,20.1.1.2/30,Serial,0/0,20.1.1.1/30,RTA,RTB,10.1.1.1/24,Ethernet0/0,30.1.1.1/24,Ethernet0/0,RTA Quidway router id 1.1.1.1 Quidway ospf Quidway-ospf-1 area 0 Quidway-ospf-1-area-0.0.0.0 network 1.1.1.1 0.0.0.0 Quidway-ospf-1-area-0.0.0.0 network 20.1.1.0 0.0.0.3 Quidway-ospf-

48、1-area-0.0.0.0 network 10.1.1.0 0.0.0.255 RTB的配置同RTA,64,在NBMA网络中运行OSPF,当该接口的链路层协议是X.25、Frame Relay、ATM（IPOA）时，网络类型为NBMA，则必须手工配置邻居。 一个非全连通的NBMA网络，应将网络的类型改为Point-to-Multipoint。 Quidway-Serial1/0 ospf network-type p2mp,65,课程内容,OSPF协议基本概念 OSPF Multi-Area 原理 OSPF LSA讲解举例 OSPF 规划设计和故障排除 OSPF Version 3 概述,

49、66,OSPF Multi-Area 原理,OSPF Multi-Area 原理 OSPF的区域划分 OSPF的骨干区域与虚连接 OSPF与自治系统外部通讯 OSPF的Stub和NSSA区域 OSPF缺省路由的产生和路由聚合 OSPF与路由自环 OSPF Multi-Area 的配置 OSPF多普通区域配置举例 OSPF路由聚合和引入配置举例 OSPF Stub和NSSA区域配置举例,67,自治系统，区域和区域 ID,RIP,OSPF 100,IS-IS 200,OSPF 200,Area 1,Area 2,AS 1000,AS 500,Internet,BGP,Area 0,Area 0,A

50、rea 1,Area 2,P25,68,为什么需要划分区域,问题：LSDB庞大，占用大量存储空间；两台路由器同步需要很长时间；更容易发生网络动荡。 解决问题：减少LSA的数量，以及屏蔽网络变化波及的范围。,69,区域间的路由计算,172.18.141.0/24,192.178.14.0/28,Type = 3,192.178.14.0,Mask = 255.255.255.240,Metric = 120,Type = 3,172.18.141.0,Mask = 255.255.255.0,Metric = 91,Area 0,Area 3,每个区域有自己的LSDB，各区域LSDB保持同步，S

51、PF运算独立运行。 ABR先将区域内的路由计算完毕，然后将每一条区域内的路由转变成一条Type3的LSA（无拓扑信息，只包含路由信息），发布到骨干区域，骨干区域的ABR再发送到其他区域。 ABR的工作方式决定OSPF在区域内是L-S算法，在区域间是D-V算法。,P30,70,OSPF Multi-Area 原理,OSPF Multi-Area 原理 OSPF的区域划分 OSPF的骨干区域与虚连接 OSPF与自治系统外部通讯 OSPF的Stub和NSSA区域 OSPF缺省路由的产生和路由聚合 OSPF与路由自环 OSPF Multi-Area 的配置 OSPF多普通区域配置举例 OSPF路由聚合

52、和引入配置举例 OSPF Stub和NSSA区域配置举例,71,为何需要骨干区域,骨干区域概念的提出 由于在区域间的路由计算使用了D-V算法，不可避免的会遇到路由环路的问题。OSPF实际是通过要求所有的区域必须与骨干区域互联，所有的跨区域路由必须通过骨干区域来防止路由环路。 如果要划分多个区域，必须要有骨干区域Backbone：Area 0。 骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。对此，OSPF有两个规定： 所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通； 骨干区域自身也必须保持连通。,P26,72,虚连接（virtual-link）,由于骨干区域的规划需求，会导致

53、OSPF的网络规模受到限制（最大直径为3个Area），所以OSPF提出了虚连接的概念。 虚连接：virtual-link，是指在两台ABR之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道。 主要用于没有在物理上和骨干区域相连接的区域，或者可以加固骨干区域，保证其连续性，即连接被分割的骨干区域。 需要手工显式配置：两端的ABR及需要穿越的非骨干区域。 h3c-ospf-1-area-0.0.0.1 vlink-peer 3.3.3.3,73,非骨干区域与Area 0之间没有直连链路时,虚连接在RTA和RTB两台ABR之间，穿过一个非骨干区域Area 12（转换区域Transit Area），建

54、立的一条逻辑上的连接通道。 可以理解为两台ABR之间存在一个点对点的连接。,P28,74,当骨干区域不连续时,虚连接的在实际应用中主要是提供冗余的备份链路，当骨干区域因链路故障将被分割时，通过虚连接仍然可以保证骨干区域在逻辑上的连通性。,75,OSPF Multi-Area 原理,OSPF Multi-Area 原理 OSPF的区域划分 OSPF的骨干区域与虚连接 OSPF与自治系统外部通讯 OSPF的Stub和NSSA区域 OSPF缺省路由的产生和路由聚合 OSPF与路由自环 OSPF Multi-Area 的配置 OSPF多普通区域配置举例 OSPF路由聚合和引入配置举例 OSPF Stu

55、b和NSSA区域配置举例,76,路由器的分类,路由器根据在自治系统中的不同角色划分为: IAR（Internal Area Router）： 区域内路由器，是指该路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。 ABR（Area Border Router）： 区域边界路由器，该路由器同时属于两个以上的区域（其中必须有一个是 骨干区域，也就是区域0）。 BBR （BackBone Router）： 骨干路由器，该类路由器至少有一个接口属于骨干区域（也就是0 区域）。因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器。 ASBR（AS Boundary Router）： 自治系统边界路由器，

56、是指该路由器引入了其他路由协议（也包括静态路由和接口的直接路由）发现的路由。,P26,77,与自治系统外部通信,对于AS外部的路由信息，OSPF使用Type5类的LSA来描述，只包含路由信息，没有拓扑信息。SPF计算时，下一跳指向生成该LSA的ASBR。 但由于划分区域，区域内的Type1类的LSA信息被ABR屏蔽了，导致在其他区域的路由器无法正确计算外部路由。 为了解决该问题，由ASBR所在区域的ABR负责生成一条Type4的LSA，不描述任何路由及拓扑信息，只是挟带本区域的ASBR的Router ID，Metric为该ABR到达区域内的ASBR的Metric。,P38,78,OSPF路由的

57、类型和优选顺序,OSPF协议按照如下顺序选择路由： 区域内的路由 同为区域内的路由则比较Cost值，小的优先。 区域间的路由 同为区域间的路由则优选通过骨干区域的，然后比较Cost值，小的优先。 Type1类的AS外部路由 同为Type1类的路由，则比较（Type1类路由的Cost到发布该路由的ASBR的自治系统内部的Cost）之和，小的优先。 Type2类的AS外部路由 同为Type2类的路由，则比较Type2类路由的Cost值，小的优先，如果相等，则比较到发布该路由的ASBR的自治系统内部路由的Cost值，小的优先。 若都相等，则添加等值路由。,P43,79,OSPF Multi-Area

58、 原理,OSPF Multi-Area 原理 OSPF的区域划分 OSPF的骨干区域与虚连接 OSPF与自治系统外部通讯 OSPF的Stub和NSSA区域 OSPF缺省路由的产生和路由聚合 OSPF与路由自环 OSPF Multi-Area 的配置 OSPF多普通区域配置举例 OSPF路由聚合和引入配置举例 OSPF Stub和NSSA区域配置举例,80,Stub 区域,Stub区域位于自治系统的边界，该区域的ABR不传播它们接收到的Type5类型的自治系统外部路由，在这些区域中路由表的规模以及路由信息传递的数量都会大大减少。 允许学习Summary LSAs（Type3），同时发布Defau

59、lt LSA的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，同时外部路由的振荡不会波及到Stub区域。Sysname-ospf-100-area-0.0.0.1 stub,Area 0,Area 12,Area 19,Virtual Link,Area 8,19.1.3.0/24,19.1.2.0/24,RTB,RTA,19.1.1.0/24,P40,81,完全Stub区域,拒绝区域间的Summary LSA （Type3） 拒绝所有的External LSA （Type5） Default LSA注入到本区域，用来代表ABR所拒绝的路由信息 LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少,82,NSSA区域,有Stub区的优点，但是允