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1、OSPF工作原理 目录 OSPF工作原理 OSPF单区域路由传播与计算 OSPF工作原理 OSPF多区域路由传播与计算 OSPF路由汇总及特殊区域 OSPF基本概念 OSPF常见问题及解决方法 什么是OSPFOSPF英文全称OpenShortestPathFirst 开放式最短路径优先 OSPF是一种链路状态路由协议 使用基于带宽的度量值 OSPF采用SPF算法计算路由 从算法上保证了无路由环路 OSPF通过邻居关系维护路由 避免了定期更新对带宽的消耗 OSPF路由更新效率高 网络收敛快 适用于大中型网络 OSPF报文封装于IP 协议号89 组播地址224 0 0 5与224 0 0 6 OS
2、PF路由优先级默认为110 可手动修改 OSPF基本概念 OSPF路由域 运行OSPF路由协议的网络 OSPF区域 OSPF是一种支持划分多区域的协议 AreaID 32位 用数字或IP地址表示 OSPF区域分为骨干区域 普通区域和特殊区域 多区域场景中 所有非骨干区域都需挂载于骨干区域上 OSPF路由域 Area0 Area1 Area2 OSPF基本概念 RT1 RT9 RT5 RT6 RT7 RT2 RT3 RT4 RT8 RouterID简称RID 32位 在OSPF路由域唯一标识每一台路由器 运行OSPF的路由器都必须有一个RouterID 并且在网络中唯一 RouterID可以手工
3、配置 也可以自动选择 DP设备除进程1外均需手工配置router id 优选手工配置的RouterID 优选所有Loopback接口中的最大IP地址 优选所有物理接口中的最大IP地址 为了网络稳定 现网一般要求手工配置RouterID Area0 Area1 Area2 OSPF基本概念 RT5 RT6 RT7 RT1 RT2 RT3 RT4 RT8 OSPF邻居与邻居表OSPF路由器之间 通过交互Hello报文 建立邻居关系 OSPF邻居是自动发现的 Hello报文发往组播地址224 0 0 5 启动了OSPF的接口会自动接收224 0 0 5的组播报文 并且都会周期发送Hello报文 用于
4、发现和维护邻居关系 OSPF邻居关系是路由学习的基础 任何其他的OSPF报文都只在建立了邻居的路由器之间交互 路由学习只在邻居之间进行 每个OSPF路由器都有一个邻居表 用于存储OSPF邻居关系 邻居关系 Hello Hello Hello Hello 邻居关系 邻居关系 邻居关系 S0 S1 OSPF基本概念 RT1 RT2 RT3 RT4 链路状态通告 LSA 按一定格式封装后的链路状态信息 LSA1 路由器链路状态通告每台路由器都会发起自己的LSA1LSA2 传送网络链路状态通告 邻居关系 邻居关系 邻居关系 邻居关系 S0 S1 gige0 0 10 0 3 1 24 1000Mbps
5、 2Mbps 1Mbps OSPF基本概念 RT1 RT2 RT3 RT4 Area0 LSDB LSDB LSDB LSDB LSU LSU LSU LSU RT3LSA 链路状态数据库 LSDB 每台OSPF路由器都有一个LSDB 用于存储LSA 同一个区域中的OSPF路由器的LSDB一致 LSA封装在LSU报文中 在区域内洪泛 最终达到区域内LSDB一致 LSA在洪泛过程中内容保持不变 OSPF基本概念 RT1 RT2 RT3 RT4 SPF计算以自己LSA1为根 进行SPF计算 各OSPF路由器单独进行SPF计算 互不影响 100 10 1 50 OSPF基本概念 RTA RTB RT
6、C RTD OSPF报文结构 认证类型 0 不认证 1 不认证 2 MD5认证 OSPF基本概念 DBD LSR LSU LSAck LSA头 Hello OSPF基本概念 目录 OSPF工作原理 OSPF单区域路由传播与计算 OSPF工作原理 OSPF多区域路由传播与计算 OSPF路由汇总及特殊区域 OSPF基本概念 OSPF常见问题及解决方法 OSPF协议工作过程主要有四个阶段 寻找邻居 建立邻接关系 链路状态信息传递 计算路由 接口是否启动OSPF OSPF启动 不做任何处理 没有 定时发送Hello包 寻找邻居 启动 是否接收到邻居的Hello包 没有 继续等待接收 邻居状态达到2 W
7、AY状态 有 DR BDR是否选举 进行DR BDR选举 未选举 与DR BDR交互链路状态 邻居状态达到Full状态 选举完成 计算路由 仅与DR BDR建立邻接关系 已选举 OSPF工作原理 邻居状态达到2 way状态后 RTA与RTB之间开始建立邻接关系 寻找邻居 Hello Hello Hello Hello 广播Hello包 尝试寻找可交换路由信息的周边设备 接收到Hello包 找到周边设备 Hello包中携带的参数协商成功 邻居表 邻居表 RTA RTB RouterID1 1 1 1 RouterID2 2 2 2 10 1 0 1 24 10 1 0 2 24 OSPF工作原理
8、 传递信息 以上是RTB获得RTALSA的过程 RTA也通过相同的过程获得RTB的LSA在RTB与RTA的LSA信息同步后 RTA在RTB邻居表内的状态变迁为Full状态 RTA RTB RouterID1 1 1 1 RouterID2 2 2 2 10 1 0 1 24 10 1 0 2 24 发送RTA具备的LSA概要 分析比较RTA与RTB的链路信息 发送请求 要求获得RTB不具备的LSA 将RTB请求的LSA发给RTB 收到 谢谢 邻居表 邻居表 触发更新 或每隔30min更新 OSPF工作原理 传递信息 OSPF协议包具备超时重传机制OSPF协议包具备序列号 对重复包不做处理LSA
9、更新携带掩码 支持VLSM 发送请求 要求获得RTA不具备的LSA 将RTA请求的LSA发给RTA 收到 谢谢 发送请求 要求获得RTA不具备的LSA 在规定时间内没有收到回应 认为包丢失 重发包 重复包不做处理 将RTA请求的LSA发给RTA 重复包不做处理 在规定时间内没有收到回应 认为包丢失 重发包 RTA RTB RouterID1 1 1 1 RouterID2 2 2 2 10 1 0 1 24 10 1 0 2 24 OSPF工作原理 OSPF邻接关系详细建立过程 Down Down Init 2 way 2 way Full Hello neighbor Hello neigh
10、bor RA Hello neighbor RB Hello neighbor Init DBD Seq x I 1 M 1 MS 1 DBD Seq y I 1 M 1 MS 1 ExStart ExStart DBD Seq y I 0 M 1 MS 0 DBD Seq y 1 I 0 M 1 MS 1 ExChange ExChange DBD Seq y 1 I 0 M 0 MS 0 Loading LSR LSU Loading Full LSAck DBD Seq y n I 0 M 0 MS 1 DBD Seq y n I 0 M 0 MS 0 OSPF工作原理 A B 广播网建
11、立邻接关系 RTD RTB RTC RTA RTE 邻接关系数R n n 1 2 邻接关系数R 2 n 2 1 RTA RTB RTC RTD RTE RTA DR RTB BDR RTC RTD RTE 建立邻接关系 采用DR BDR方式建立邻接关系 Hello Hello Hello Hello Hello OSPF工作原理 DR和BDR选举 Hello包携带路由器优先级 越高越优先 优先级为0的路由器不具备选举资格先选举BDR 再选举DRDR和BDR一旦选定 即使OSPF区域内新增优先级更高的路由器 DR和BDR也不重新选举 只有当DR和BDR都失效后 才参与选举 RTD RTB RTC
12、 RTA RTE Hello Pri 2 DR BDR DRothers DRothers 不具备选举资格 Hello Pri 1 Hello Pri 0 Hello Pri 5 Hello Pri 3 Full 2 way OSPF工作原理 19 POINT TO POINT 接口 Serial PPP HDLC FR sP2PSubif 特点 无DR 组播建邻居 HELLO时间10s 自动发现邻居 三层广播BROADCAST 接口 tengige gige vlan if 三层bond特点 选举DR 组播建邻居 HELLO时间10s 自动发现邻居 三层广播NON BROADCAST NBM
13、A 接口 FR sPhysical FR sMPSubif特点 选举DR 单播更新 手工指邻居 HELLO时间30s 三层不广播POINT TO MULTIPOINT 须手动配置 接口 FR sPhysical FR sMPSubif特点 无DR 组播建邻居 出现 32主机路由 三层广播HELLO时间30s 自动发现邻居 OSPF工作原理 20 OSPF接口网络类型总结 OSPF工作原理 在调整HELLO时间的情况下P P与P M可以建立邻接关系 路由正常 NBMA与BROADCAST可以建立邻接关系 路由正常 其它的网络类型对接 则调整HELLO时间也不可以正常工作 目录 OSPF工作原理
14、OSPF单区域路由传播与计算 OSPF工作原理 OSPF多区域路由传播与计算 OSPF路由汇总及特殊区域 OSPF基本概念 OSPF常见问题及解决方法 OSPF对直连网络的描述末梢网络stub 没有邻居的网络 网段 掩码 开销 点对点anotherroute 点对点网络类型 邻居RouterID 连接接口 接口的IP地址 开销 连接接口的IP网段描述 网段 掩码 开销 转发网络tramsit 广播 非广播类型 DR DR接口IP地址 连接接口 接口的IP地址 开销 DR发起转发网络描述 DR DR接口IP地址 子网掩码 该链路上的OSPF路由器RouterID列表 OSPF单区域路由传播与计算
15、 1类LSA Router 路由器链路状态通告每台路由器都发起1类LSA 通告自己的直连拓扑信息 LSID 本路由器RouterID发起路由器ID 本路由器RouterID末梢网络描述点对点网络描述 点对多点网络描述DR连接描述2类LSA Network 网络链路状态通告每个转发网络链路的DR发起2类LSA 通告该多路访问链路上连接的路由器LSID DR的接口IP地址通告路由器ID DR的RouterID转发网络描述 子网掩码 该链路上的OSPF路由器RouterID列表 OSPF单区域路由传播与计算 路由器LSA Type1 每个路由器都将产生RouterLSA 描述了路由器所有的链路和接口
16、 状态和开销 这些LSA通告只会在始发它们的区域内部进行泛洪 OSPF单区域路由传播与计算 OSPF单区域路由传播与计算 R3 showipospfdatabaserouterOSPFRoutingProcess1RouterwithID 3 3 3 3 RouterLinkStates Area0 0 0 1 LSage 37 发出LSA后所经历的时间Options 0 x2 E LSFlags 0 x1LSType router LSA LSA类型 路由器LSALinkStateID 3 3 3 3 一类LSA链路状态ID为始发路由器IDAdvertisingRouter 3 3 3 3 始发路由器IDLSSeqNumber 8000000B LSA的序列号Checksum 0 x446A 校验和Length 72 长度NumberofLinks 4 链路数量 OSPF单区域路由传播与计算 Linkconnectedto aTransitNetwork 连接一个传送网络 LinkID DesignatedRouteraddress 10 1 37 7 DR路由器的接口IP Link
