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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Allrightsreserved本课程介绍TCP/IP路由协议之开放式最短路径优先（OSPF）的协议基本特性与基本概念，OSPF是IGP内部网关协议的一种，基于链路状态算法，广泛应用于运营商城域网或大型企业网。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage2学习完此课程，您将会：了解OSPF协议基本特点理解OSPF的路由计算过程掌握OSPF基本概念理解OSPF协议的协议报文与状态变化掌握OSPF路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3第1章OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章OSPF的基本概念第4章OSPF协议报文和状态机第5章OSPF的路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4OSPF基本特点支持无类域内路由（CIDR）无路由自环收敛速度快使用IP组播收发协议数据支持多条等值路由支持协议报文的认证HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5第1章OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章OSPF的基本概念第4章OSPF协议报文和状态机第5章OSPF的路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6路由计算的基本过程RTARTBRTCRTD10M2.048M泛洪LSALSDBRTA生成的LSARTB生成的LSARTC生成的LSARTD生成的LSAHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7路由计算的基本过程CABD104811等同于LSDBRTA生成的LSARTB生成的LSARTC生成的LSARTD生成的LSAHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8路由计算的基本过程CABD104811CABD4811最短路径树算法HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9第1章OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章OSPF的基本概念第4章OSPF协议报文和状态机第5章OSPF的路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10基本概念OSPF路由域：运行了OSPF的一组路由器的集合。RouterID：用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的32位整数，每个运行OSPF的路由器都有一个RouterID。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11OSPF支持的网络类型OSPF支持的网络类型点到点网络广播型网络NBMA网路P2MP网络常见链路层协议对应的默认网络类型网络类型常见链路层协议Point-to-pointPPP链路；Lapb链路；HDLC链路；Broadcast以太网链路；NBMA帧中继链路；ATM链路HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency）邻居关系（Neighbor）：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关系。邻接（Adjacency）：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，并交换LSA之后，才形成真正意义上的邻接关系HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13DRandBDRM=n(n-1)/2=28M=(n-2)×2+1=13DRBDRDROtherHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14DR的选举过程登记选民本网段内的OSPF路由器;本村内的18岁以上公民。登记候选人本网段内的priority0的OSPF路由器;本村内的30岁以上公民，且在本村居住3年以上。竞选演说所有的priority0的OSPF路由器都认为自己是DR。所有的候选人都自认为应该当村长;投票选priority值最大的，若priority值相等，选RouterID最大的;选年纪最大，若年龄相等，按姓氏笔划排序;HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15DR的选举过程选举制DR是各路由器选出来的，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来。DR故障后，由BDR接替DR成为新的DRHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16OSPF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。网络拓扑结构经常发生变化，网络经常处于“动荡”之中。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17OSPF的区域划分Area0Area1Area2Area3Area4Area0为骨干区域，所有ABR都至少有一个接口属于Area0HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18路由器分类Area0Area1Area2IRABRBRASBR使用BGP连接到另外一个ASHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19第1章OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章OSPF的基本概念第4章OSPF协议报文和状态机第5章OSPF的路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20使用IP承载OSPF报文LinkLayerHeaderIPPacketHeaderOSPFProtocolPacketFrameChecksumIP协议号为89OSPFProtocolHeaderOSPFPacketTypesHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21OSPF报文类型Type报文名称报文功能1Hello发现和维护邻居关系2DatabaseDescription发送链路状态数据库摘要3LinkStateRequest请求特定的链路状态信息4LinkStateUpdate发送详细的链路状态信息5LinkStateAck发送确认报文HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22邻接状态变换DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFullHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23邻接状态变换RTARTBDownDownHello(DR=0.0.0.0,NeighborsSeen=0)Hello(DR=RTB,NeighborsSeen=RTA)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)LSRequestLSUpdateLSACKExStartExStartInit(oneway)ExchangeExchangeFullLoadingFull以太网TwoWayTwoWayHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24第1章OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章OSPF的基本概念第4章OSPF协议报文和状态机第5章OSPF的路由计算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25LSA类型－区域内路由计算LSTypeLSA名称LSA描述1Router-LSA每一个路由器都会生成。这种LSA描述某区域内路由器端口链路状态的集合。只在所描述的区域内泛洪。2Network-LSA由DR生成，用于描述广播型网络和NBMA网络。这种LSA包含了该网络上所连接路由器的列表。只在DR所属的区域内泛洪。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26LSA类型－区域间路由计算LSTypeLSA名称LSA描述3Network-Summary-LSA由ABR产生，描述区域内所有网段的路由信息，并通告给其他相关区域。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27LSA类型－AS外部路由计算LSTypeLSA名称LSA描述4ASBR-Summary-LSA由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。5AS-external-LSA由ASBR产生，描述到AS外部的路由，通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28ABR路由聚合20.1.0.0/2420.1.1.0/2420.1.2.0/24…20.1.15.0/24area1ABRarea020.1.0.0/20区域间路由通告时可在ABR上进行路由聚合，可以减少LSA的洪泛并改进网络性能。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29ASBR路由聚合20.1.0.0/2420.1.1.0/2420.1.2.0/24…20.1.15.0/24RIPASBROSPF20.1.0.0/20OSPF在引入外部路由时，ASBR可以进行外部路由聚合，以此减少5类LSA的泛洪并改善网络性能。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage30StubAreaarea0area1StubareaType3LSAType3LSA(defaultroute)√√Type4LSAType5LSA××ABR路由器不允许5类的LSA进入stub区域，所以到stub区域外的流量都使用ABR产生的缺省路由来引导。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage31TotalStubAreaarea0area2(totalstubarea)Type3LSA(defaultroute)√×Type3LSAType4LSAType5LSA××HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage32Not-So-StubbyArea(NSSA)RIPASBRType7LSAarea0NSSAareaHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage33小结OSPF的基本特点OSPF协议的路由计算过程OSPF协议的基本概念（如DR/BDR、邻接及邻