第12章-OSPF原理和基本配置

OSPF原理和基本配置ISSUE1.0日期：杭州华三通信技术有限公司版权所有，未经授权不得使用与传播OSPF是OpenShortestPathFirst（开放最短路径优先）的缩写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议，目前在互联网上大量的使用。本章主要介绍OSPF协议的工作原理，包括它的分层结构、网络类型、报文封装、邻居建立和维护等内容。概述协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录协议存在的问题存在最大15跳的限制，不能适应大规模组网的需求周期性发送全部路由信息，占用大量的带宽资源路由收敛速度慢以跳数作为度量值存在路由环路可能性协议特点没有路由跳数的限制使用组播更新变化的路由和网络信息路由收敛速度较快以开销（Cost）作为度量值采用的SPF算法可以有效的避免环路在互联网上大量使用，是运用最广泛的路由协议邻居关系、LSDB和路由表邻居表路由表LSDB邻居表记录了建立了邻居关系的路由器LSDB中包含了所有的链路状态信息，并需要实时同步经过SPF算法计算出的路由存放在OSPF路由表中(一)网络的拓扑结构(二)每台路由器的LSDB(三)由LSDB得到的带权有向图(四)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树RTARTBRTCRTD1253BCDRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSALSDB协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录骨干区域与非骨干区域骨干区域非骨干区域非骨干区域骨干区域负责转发非骨干区域之间的路由划分区域的优势减少了区域内LSDB中链路状态信息的数量，降低了运行OSPF协议对路由器性能的要求可以将相同功能性或者地理位置的路由器划分在一个区域内，以便于管理。隔离拓扑变化，减少路由震荡对整个自治系统的影响。路由器类型区域内路由器（InternalRouter）区域边界路由器（ABR，AreaBorderRouter）骨干路由器（BackboneRouter）自治系统边界路由器（ASBR，AutonomousSystemBorderRouter）协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录一台路由器如果要运行OSPF协议，则必须存在RouterID（RID）。RID是一个32比特无符号整数，可以在一个自治系统中唯一的标识一台路由器。RID可以手工配置，也可以自动生成。如果没有通过命令指定RID，将按照如下顺序自动生成一个RID：如果当前设备配置了Loopback接口，将选取所有Loopback接口上数值最大的IP地址作为RID；如果当前设备没有配置Loopback接口，将选取它所有已经配置IP地址且链路有效的接口上数值最大的IP地址作为RID。：172.16.1.1/32GE0/0：192.168.1.1/24GE0/1：192.168.2.1/24RouterID:172.16.1.1GE0/0：192.168.1.1/24GE0/1：192.168.2.1/24GE1/0：192.168.3.1/24RouterID:192.168.2.1RTARTB网络类型BroadcastNBMA（Non-BroadcastMulti-Access，非广播多点可达网络）P2MP（Point-to-MultiPoint，点到多点）P2P（Point-to-Point，点到点）NBMA网络是指那些全连通的、非广播、多点可达网络。而P2MP网络，则并不需要一定是全连通的。NBMA是一种缺省的网络类型，而P2MP网络必须是由其它的网络强制更改的。NBMA网络采用单播发送报文，需要手工配置邻居。P2MP网络采用组播方式发送报文。协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录（DD）数据库内容的汇总（仅包含LSA摘要）LinkStateRequest（LSR）请求自己没有的或者比自己更新的链路状态详细信息LinkStateUpdate（LSU)链路状态更新信息LinkStateAcknowledge（LSAck）对LSU的确认OSPF报文直接封装在IP报文中，协议号为89。OSPFPacketIPHeader链路层帧头链路层帧尾协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录邻居邻居之间通过交换Hello报文，确认邻居是否工作正常如果在一定的时间间隔内，收不到邻居发来的Hello报文，就认为邻居已经失效，从邻居表中删除。的选举邻接关系R=n(n-1)邻接关系R=2(n-2)+1RTARTBRTDRTERTARTBRTCRTDRTEDRBDRRTC2采用DR/BDR建立邻接关系，可以降低需要维护的邻接关系数量的选举原则首先比较Hello报文中携带的优先级优先级最高的被选举为DR，优先级次高的被选举为BDR优先级为0的不参与选举优先级一致的情况下，比较RouterIDRouterID越大越优先保持稳定原则当DR/BDR已经选举完毕，就算一台具有更高优先级的路由器变为有效，也不会替换该网段中已经选举的DR/BDR成为新的DR/BDR。的选举示例一RTDRTBRTCRTARID：192.168.4.1RID：192.168.3.1RID：192.168.1.1RID：192.168.2.1BDRDRDRotherRTDRTBRTCRTARID：192.168.4.1RID：192.168.3.1RID：192.168.1.1RID：192.168.2.1DRotherRTERID：192.168.5.1RTE后来加入网络，虽然它的RouterID比原有的DR和BDR都高，但是出于稳定性的考虑，只能成为DRother路由器。BDRDR的选举示例二RTDRTBRTCRTARID：192.168.4.1RID：192.168.3.1RID：192.168.1.1DRDRotherRTEBDRRID：192.168.5.1RTDRTBRTCRTARID：192.168.4.1RID：192.168.3.1RID：192.168.1.1DRotherRTERID：192.168.5.1BDRRID：192.168.2.1RID：192.168.2.1当DR失效时，BDR立刻成为新的DRDRother路由器进行竞争，RouterID高的成为新的BDRDR邻接关系建立过程（1）网络云RouterID1.1.1.1RouterID2.2.2.210.1.0.1/2410.1.0.2/24DOWNDOWNNeighborsseen=0DR=0.0.0.0Hello邻居ID邻居地址邻居状态1.1.1.110.1.0.1Init邻居表Neighborsseen=RTADR=RTBHello邻居ID邻居地址邻居状态2.2.2.210.1.0.22-way邻居表RTARTBNeighborsseen=RTBDR=RTBHello邻居ID邻居地址邻居状态1.1.1.110.1.0.12-way邻接关系建立过程（2）网络云RouterID1.1.1.1RouterID2.2.2.210.1.0.1/2410.1.0.2/242-way2-wayRTARTBMS=1M=1Seq=xI=1邻居ID邻居地址邻居状态2.2.2.210.1.0.2ExStart邻居ID邻居地址邻居状态1.1.1.110.1.0.1ExStartDDMS=1M=1Seq=yI=1DD邻居ID邻居地址邻居状态2.2.2.210.1.0.2ExchangeMS=0M=1Seq=yI=0DD邻居ID邻居地址邻居状态1.1.1.110.1.0.1ExchangeMS=1M=1Seq=y+1I=0DDMS=0M=1Seq=y+1I=0DD邻接关系建立过程（3）网络云RouterID1.1.1.1RouterID2.2.2.210.1.0.1/2410.1.0.2/24ExchangeExchangeRTARTB将收到的LSA摘要和本地的LSDB比较，发现在LSDB里缺少部分LSA邻居ID邻居地址邻居状态2.2.2.210.1.0.2LoadingLSRequestLSUpdate邻居ID邻居地址邻居状态2.2.2.210.1.0.2FullLSAck邻居ID邻居地址邻居状态1.1.1.110.1.0.1Full协议概述分层结构网络类型报文和封装邻居建立和状态迁移LSDB更新目录刷新，同时将序列号更新加入LSDB忽略收到的LSA未查到本地的LSA序列号更大查到LSA收到的LSA序列号更大在广播和NBMA网络中，链路状态发生变化时，主要是通过DR路由器发送更新报文。OSPF协议的特点和分层结构OSPF协议的5类协议报文和4类网络类型OSPF协议的邻居建立过程和DR/BDR的选举OSPF协议的LSDB更新小结掌握OSPF协议的配置在协议的学习过程中是非常重要的，可以巩固对于所学知识的了解程度。本章介绍了OSPF协议的配置步骤，以及OSPF的维护调试命令，阐述了在不同类型的网络中对于OSPF协议参数的修改方法，并且对于默认路由的配置方法也进行了讲解。概述OSPF基本功能配置OSPF基本配置示例OSPF显示与调试优化OSPF网络目录基本功能启动OSPF进程[Router]ospfprocess-id配置OSPF区域[Router-ospf-1]areaarea-id配置区域所包含的网段并在指定网段的接口上使能OSPF[Router-ospf-1-area-0.0.0.0]netw