08-OSPF路由协议-v1.0

OSPF路由协议RCNA_08学习目标通过本章的学习，希望您能够：掌握OSPF路由协议的工作原理掌握SPF算法掌握单区域OSPF配置方法本章内容OSPF概念SPF算法单区域OSPF配置方法课程议题OSPF概念OSPF概念OSPF优势将OSPF路由协议与距离矢量路由协议RIP作一比较，归纳为如下几点：度量值（15,几百台以上）VLSM支持（RIPv1不支持，RIPv2不支持cidr，ospf支持cidr）收敛速度（快速收敛）区域边界（一个路由可划分多个区域area，支持区域的路由汇总功能）路由自环（rip采用DV算法，会产生自环，ospf采用spf算法，避免自环）验证支持（支持路由验证，只有通过验证路由器之间才能交换路由信息）负载平衡（支持多条cost相同的链路上的负载分担）路由更新方式（以组播地址发送报文，ripv1广播，v2组播224.0.0.9，eigrp组播224.0.0.2，ospf组播224.0.0.5，只有运行ospf协议才会接受报文，其他设备不参与接收。）课程议题SPF算法SPF工作过程SPF算法：是OSPF路由协议的基础。SPF算法有时也被称为Dijkstra算法，SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT）来计算其到每一个目的地路由器的距离，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OSPF协议计算路由过程LSDBRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSA（二）每台路由器的链路状态数据库(一）网络的拓扑结构CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树（三）由链路状态数据库得到的带权有向图CABD1235RTCRTD3215RTBRTA选举DR/BDR每一台路由器和他的邻居之间成为完全网状的OSPF邻接关系，这样5台路由器之间将需要形成10个邻接关系，同时将产生25条LSA。在多址的网络中，存在自己发出的LSA从邻居的邻居发回来，导致网络上产生很多LSA的拷贝，DR和BDR选取规则选举规则：优先级高的为DR，次高的为BDR，.默认优先级都为1。在优先级相同的情况下就比较RID，RID等级最高的为DR，次高的为BDR。路由器的每个多路访问接口都有个路由器优先级，8位长的一个整数，范围是0到255。Hello包里包含了优先级的字段，还包括了可能成为DR/BDR的相关接口地址。当接口在多路访问网络初次启动的时候，它把DR/BDR地址设置为0.0.0.0，同时设置等待计时器的值等于路由器无效时间间隔。DR和BDR选举过程选举过程：在和邻居建立双向通讯之后，检查邻居的Hello包中的优先级，DR和BDR字段。从这个有参与选举DR/BDR的列表中，创建一组没有声明自己就是DR的路由器的子集只要在Hello包中BDR字段就等于自己的接口的地址，优先级最高的就被选举为BDR，如果优先级一样，RID最高的被选举为BDR。如果在Hello包中DR字段等于自己地址，优先级最高的被选举为DR，如果优先级相等，RID最高的选举为DR，如果没有路由器宣称自己是DR，那么选举的BDR就成为DR。邻居和邻接关系在邻居关系中，OSPFHello报文中以下项内容必须相同，Hello/Deadintervals、区域ID、认证相同、stub区域标识相同，对于点到点的WAN串行连接，两个OSPF路由器通常使用HDLC或PPP来形成完全邻接状态。对于LAN连接，所有其他的和DR以及BDR相连的路由器形成完全邻接状态链路状态协议数据单元LSA也被称为链路状态协议数据单元（PDU），LSA具有以下特征LSA是可靠的，有一种用于确认LSA被成功传递的方法。LSA被扩散到整个区域。LSA有序列号和寿命，以确保每台路由器都知道自己有最新的LSA版本。LSA被定期刷新以确保拓扑信息的有效性，直到LSA从LSDB中被删除。只有可靠的方式扩散链路状态信息，才能确保区域中每台路由器对网络的认识都是最新、最准确的。OSPF报文类型OSPF报文是由多重封装构成的，封装在IP头部内的是5种OSPF报文类型中的一种，每一种报文类型都是由一个OSPF报文头部开始，这个OSPF报文头部对于所有的报文类型都是相同的。类型名称描述1Hello发现邻居并在它们之间建立邻接关系2数据库描述（DBD）检查路由器的数据库之间是否同步3链路状态请求（LSR）向另一台路由器请求特定的链路状态记录4LSU发送请求的链路状态记录5LSAck对其他类型的分组进行确认OSPF报头VersionnumberTypePacketlengthRouterIDAreaIDChecksumAuthenticationtypeAuthenticationDataOSPF状态OSPF的接口可以处于下面8种状态之一Dwon停止Attempt尝试Init初始Two-way双向Exstart准启动Exchange交换Loading加载Fulladjacency完全邻接OSPF状态OSPF状态看详细介绍内容课程议题单区域OSPF配置单区域、多区域、虚链路配置命令创建OSPF路由进程process-id只是在本路由器有效（1-65535）address和inverse-mask为网络(或接口)地址和wildcardmask。area-id为区域号(232)Router(config)#routerospf［process-id］Router(config-router)#network[address][inverse-mask]area[area-id]配置示例验证OSPF配置在配置完成后，可以使用show命令来查看其状态：显示路由器通过学习获得的路由和这些路由是如何学习的，这是确定本地路由器和其他网络之间连接的最好方法之一显示邻居路由器的详细信息，包括它们的优级和状态。Router#showiprouteRouter#showipospfneighbordetail验证OSPF配置显示路由器维护的拓扑数据库的内容，这条命令可以显示路由器ID和OSPF进程ID，用这条命令的一些关键字可以显示数据库的类型。用来检验已经配置在目标的区域中的接口，如果没有指定环回地址，接口地址就会被认为是路由器ID，它也显示定时器的时间间隔，包括hello分组的时间间隔，还能显示毗邻关系。Router#showipospfdatabaseRouter#showipospfinterface验证OSPF配置用来显示最短路径优先算法执行次数，它也显示拓扑结构没有发生改变时，链路状态的的更新的时间间隔。Cleariproute*是用来清除整个ip路由选择表Debugipospf是用来测试OSPF但禁止在生产的环境中使用该命令Router#showipospfRouter#cleariproute*Router#debugipospf课程议题总结总结在单区域中使用OSPF路由选择协议适合于小型网络；OSPF协议的配置与其他路由协议相似，不同的是它是一种链路状态协议OSPF需要一个进程ID和一个路由器ID。OSPF链路状态路由协议不同于距离矢量路由协议，OSPF的路由器基于网络拓扑结构的完整信息来决定最佳路径。OSPF决定最佳路径的度量值是成本（cost），它是基于链路的速度，配合分级设计，OSPF适用于大型网络。总结最短路径算法用于决定最佳的无环路径，即到达链路或网络成本最低的路径。因为OSPF路由器需要一个完整网络拓扑，并且SPF算法比较复杂，所以需要内存更多的更强大的路由器。OSPF使路由器之间在交换路由信息前建立邻居关系。OSPF的Hello协议用于在毗邻路由器（adjacencyrouters）间建立邻居关系。实训背景描述学校有新旧两个校区，每个校区是一个独立的局域网，为了使新旧校区能够正常相互通讯，共享资源。每个校区出口利用一台路由器进行连接，两台路由器间学校通过一个ISP路由进行相连，为了简化网管的管理维护工作，学校决定采用ospf协议实现两校区路由互通。