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1、 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. OSPF概述概述 OSPF(OPEN SHORTEST PATH FIRST)，即开放最短路径优先。是一种链路状态 协议，采用Dijkstra算法，也叫最短路径算法（SPF)；OPEN代表OSPF是一个标准、 开放的、与产商无关的标准路由协议；它由IETF制订的，用来替代RIP的一个IGP 路由协议。 相对RIP，OSPF具有很多的优点： 1.无路由自环 2.可适应大规模网络 3.路由变化收敛速度快 4.支持区域划分 5.支持等值路由 6.支持验证 7.支持路由分级管理 8.支持以组
2、播地址发送协议报文 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 4 OSPF的运行过程的运行过程 OSPF报文封装在IP包头中，协议号为：89 。 1.每个运行OSPF的路由器发送HELLO报文到所有启用OSPF的接口。如果在共享链路上两个路由器 发送的HELLO报文内容一致，那么这两个路由器将形成邻居关系。 2.从这些邻居关系中，部分路由器形成邻接关系。邻接关系的建立由OSPF路由器交换HELLO报文 和网络类型来决定。 3.形成邻接关系的每个路由器都宣告自己的所有链路状态。 4.每个路由器都接受邻居发送过来的LSA，记录在自
3、己的链路数据库中，并将链路数据库的一份 拷贝发送给其它的邻居。 5.通过在一个区域中泛洪，使得给区域中的所有路由器同步自己数据库。 6.当数据库同步之后，OSPF通过SPF算法，计算到目的地的最短路径，并形成一个以自己为根的 无自环的最短路径树。 7.每个路由器根据这个最短路径树建立自己的路由转发表。 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 5 OSPF管理距离管理距离 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 6 OSPF 度量度量 Cisco IOS 使
4、用从路由器到目的网络沿途的传出接口的累积带宽作为开销值 开销越低，该接口越可能被用于转发数据流量 开销计算公式：108 / 接口带宽 参考带宽 默认为 100Mbps 可使用 OSPF 命令 auto-cost reference-bandwidth 修改 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 7 OSPF 度量度量 COST 累计开销：从路由器到目的网络的累计开销值 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 8 OSPF 度量度量 链路的实际速度很可能不
5、同于默认带宽 带宽值必须反映链路的实际速度，路由表才具有准确的最佳路径信息 可使用 show interface 命令查看接口所用的带宽值 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 9 修改链路开销修改链路开销 bandwidth 命令与 ip ospf cost 命令比较 ip ospf cost 命令直接将链路开销设置为特定值并免除了计算过程 Bandwidth 命令使用开销计算的结果确定链路开销 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 10 OSPF
6、数据包类型数据包类型 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 11 HELLO协议报文协议报文 HELLO协议报文的作用： 1.发现邻居 2.宣告一些参数，这些参数必须相同才能建立邻居关系 3.维护邻居关系 4.在邻居之间建立双向的通信 5.在多路访问网络中选举DR和BDR 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 12 HELLO协议报文协议报文 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
7、13 HELLO协议报文协议报文 HELLO协议报文的作用： 1.发现邻居 2.宣告一些参数，这些参数必须相同才能建立邻居关系 3.维护邻居关系 4.在邻居之间建立双向的通信 5.在多路访问网络中选举DR和BDR 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 14 OSPF 路由器路由器 ID 路由器ID，通过以下顺序确定使用通过 OSPF router-id 命令配置的 IP 地址。: Router(config)#router ospf process-id Router(config-router)#router-id ip
8、-address 优点: 环回端口不会失效 OSPF 更稳定，采用命令 Router(config)#interface loopback number Router(config-if)#ip address ip-address subnet-mask 如果未配置 router-id，则路由器会选择其所有环回接口的最高 IP 地址: R1: 192.168.10.5 R2: 192.168.10.9 R3: 192.168.10.10 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 15 OSPF的网络类型的网络类型 1）LOO
9、PBACK 2）POINT_TO_POINT （无DR） 3）BROADCAST （选举DR） 4）NON_BROADCAST（NBMA) （单播，选举DR） 5）POINT_TO_MULTIPOINT （无DR，出现/32主机路由） 6）POINT_TO_MULTIPOINT NON_BROADCAST （无DR，单播，出现/32主机路由） 2/3 Hello：10S4/5/6 Hello：30S 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 16 多路访问多路访问网络中的挑战网络中的挑战 多路访问网络对 OSPF 的 LSA
10、泛洪过程提出了两项挑战 创建多边相邻关系，其中每对路由器都存在一项相邻关系。 LSA（链路状态通告）的大量泛洪 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 17 多路访问网络中的挑战多路访问网络中的挑战 LSA 的泛洪 链路状态路由器会在 OSPF 初始化以及拓扑更改时泛洪其链路状态数据包 路访问网络中的每台路由器都需要向其它所有路由器泛洪 LSA 并为收到的所有 LSA 发出确认， 网络通信将变得非常混乱 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 18 多路访
11、问网络中的挑战多路访问网络中的挑战 多路访问网络中管理相邻关系数量和 LSA 泛洪的解决方案 指定路由器 (DR)/备用指定路由器 (BDR) 其它所有路由器变为 DROther 多路访问网络中的路由器会选举出一个 DR 和 一个 BDR。DROther 仅与网络中的 DR 和 BDR 建立完全的相邻关系 DROther 只需使用组播地址 224.0.0.6将其 LSA 发送给 DR 和 BDR，DR 使用组播地址 224.0.0.5，将LSA 转发给其它所有路由器 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 19 DR、BDR
12、 DR(Designated Router )的作用： 1：代表多路访问网络和其它的路由器 2：管理泛洪进程BDR（Backup Designated Router )的作用：作为DR的备份，防止DR失效，引起 网络中断。DR的选举：在多路访问网络中，DR的选举由路由器的优先级（8bits)和ROUTER ID来决定。 1:在广播网络中，DR的选举是自动的。优先级越大的，就会成为DR，如果优先级相同，ROUTER ID越大的，就是DR。在NBMA中，DR的选举是手动的。 2：一旦DR和BDR选举之后，即使有其它的路由器的优先级或者是ROUTER ID大于DR和BDR，也不 会代替DR和BDR。
13、 3：DR、BDR是基于接口的。 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 20 OSPF 接口优先级接口优先级 使用 ip ospf priority 命令来控制选举 例：:Router(config-if)#ip ospf priority 0 - 255 优先级值为 0 to 255 0该路由器不具备成为 DR 或 BDR 的资格 1是路由器默认优先级值 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 21 DR/BDR 选举过程选举过程 DR/BDR选举条件
14、 1.DR: 具有最高OSPF接口优先级的路由 器 2.BDR:具有第二高 OSPF 接口优先级的 路由器 如果 OSPF 接口优先级相等，则取 路由器 ID 最高者 DROther 仅与 DR 和 BDR 建立完全的 相邻关系 多路访问网络中的所有 DROther 路由 器仍然会收到其它所有 DROther 路由 器发来的 Hello 数据包，其相邻状态 显示为 2WAY 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 22 DR/BDR 选举过程选举过程 DR/BDR选举的时间安排 当多路访问网络中第一台启用了 OSPF 接口的
15、路由器开始工作时，DR 和 BDR 选举过程随即开 始 DR 一旦选出，将保持 DR 地位，直到出现下列条件之一为止 DR 发生故障。 DR 上的 OSPF 进程发生故障。 DR 上的多路访问接口发生故障 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 23 DR/BDR 选举过程选举过程 怎样确保所需的路由器在 DR 和 BDR 选举中获胜呢 首先启动 DR，再启动 BDR，然后启动其它所有路由器； 关闭所有路由器上的接口，然后在 DR 上执行 no shutdown 命令，再在 BDR 上执行该命令， 随后在其它所有路由器上执行该命令。 更改 OSPF 优先级来控制 DR/BDR 选举 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 24 DR/BDR 选举过程选举过程 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 25 邻居和邻接关系邻居和邻接关系 OSPF的邻接关系的建立一般需要四个步骤： 1：邻居发现。通过互相交换HELLO报文，当同意HELLO报文中的内容一致后，形成邻居。 2：双向通信（TWO-WAY)。当发现邻
