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1、OSPF基本概念及单区域配置第5章本章目标 掌握OSPF单区域的配置 理解OSPF的工作原理 掌握OSPF单区域的故障排除 理解OSPF的邻接关系建立的过程 理解OSPF接口的类型与DR/BDR的选举 理解OSPF保存的3张表的内容本章结构OSPFOSPF保存的3张表OSPF协议概述OSPF协议的应用环境邻接关系建立的过程OSPF的Cost值OSPF单域的配置路由表状态接口类型邻居列表链路状态数据库报文类型OSPF协议概述内部网关路由协议AS 1 AS 2 OSPF内部网关路由协议 用于在单一自制系统(Autonomous System-AS)内决策路由 自制系统（AS） 执行统一路由策略的一
2、组网络设备的组合例如：RIP OSPF等例如：BGP外部网关路由协议（EGP） 用来连接不同的AS内部网关路由协议（IGP） 为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域 每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息OSPF协议概述区域ASArea 0Area 1Area 2骨干区域边界路由器了解 area 0和Area 2的 链路信息OSPF协议概述链路状态路由协议2-1RA103020 OSPF是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由器 了解OSPF网络内的链路状态信息最初，RA只知道直连的 3个网段10、20、30， RB、RC、RD也一样RARBRCRD10503020
3、60804070 链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系， 互相“交流”链路信息，来“画”出完整的网络结构OSPF协议概述链路状态路由协议2-2RA10302050RB40RD 8070RC60为了标识链路信息是由 谁发出的，用Router ID标识路由器路由器学习到的链路 信息，保存在链路状 态数据库中相邻路由器之间建立 邻接关系，保存在邻 居列表中OSPF的包类型总结包类型描述Hello用于邻居路由器之间建立和维护邻接关系数据库描述包DBD描述每台OSPF路由器的链路状态数据库的内容链路状态请求包LSR请求链路状态数据库的部分内容链路状态更新包LSU传送链路状态数据通告LSA给邻
4、居路由器链路状态确认包LSAck确认邻居发过来的LSA已经收到Router ID Router ID 是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址 Router ID选取规则 首先，路由器选取它所有loopback接口上数值最高的 IP地址 如果没有loopback接口，就在所有物理端口中选取一 个数值最高的IP地址OSPF的DR与BDR 4-1 ACBDEABCED广播网络中建立邻接关系 构成n(n一1)2个 邻接关系 如果直连的路由 器互相都建立邻 接关系这种方法非常烦 琐！不可取！OSPF的DR与BDR 4-2ACBDE (DR)(DR)ABCED (DR)(DR) 指定路由器 （DR
5、） 一个网段上 的其他路由 器都和指定 路由器（DR ）构成邻接 关系，而不 是它们互相 之间构成邻 接关系OSPF的DR与BDR 4-3DRBDR 通过Hello报文选择DR和BDR来代表OSPF网段 其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之间形成邻 接关系OSPF的DR与BDR 4-4P=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDR 通过组播发送Hello报文（224.0.0.5） 具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR(优先级为0不参 与选举) 如果OSPF优先级相同，则具有最高Router ID的路由器会 被选为DROSPF的网络类型网络类型举例广播以太网(需要D
6、R和BDR的选举) 非广播多路访问NBMA帧中继、X.25 (需要DR和BDR的选举) 点到点PPP，HDLC 点到多点多个点到点链路的集合 路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候， OSPF路由器执行的操作也略有不同链路状态路由协议中的数据库类型 邻居列表 列出每台路由器全部已经建立邻 接关系的邻居路由器 链路状态数据库（LSDB） 列出网络中其他路由器的信息， 由此显示了全网的网络拓扑 路由表 列出通过SPF算法计算出的到达每 个相连网络的最佳路径ABCDEF以A为例，A的链路 状态数据库中保存 着OSPF网络的所 有链路信息A以自己为中心， 计算到达每个路由 器最近的链路1111111
7、.51.5生成一个最短路径 树根据最短路径树， 生成路由表链路状态数据库最短路径树Djkstra算法建立邻接关系路由表学习链路状态 信息建立邻接关系的过程协商一个序列号， 准备传送报文转换 为预启动状态DD (建立主从关系) seq=x,I=1,M=1,MS=1 Seq是数据库描述序列号 I是第一个报文 M 是more 表示还有后续 报文发送lsdb报文，用于 更新自身链路状态数 据库信息，转换为信 息交换状态路由器需要的路由数据， 则发送lsr报文，请求发送 数据，对端发送lsu报文， 此报文包含所需的全部数 据。收到lsu报文后发送确认 ，完成充满状态。OSPF的邻接关系需满足的条件 邻居
8、 两个路由器之间如果不满足下列条件，则他们就不能 成为邻居： Area-id：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必 须属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网 验证（Authentication OSPF）：同一区域路由器必须交换 相同的验证密码，才能成为邻居 Hello Interval和Dead Interval： OSPF协议需要两个邻居 路由器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器。 stub区域标记：两个路由器可以在Hello报文中通过协商 Stub区域的标记来成为邻居建立邻接关系过程总结发送Hello消息接口类型为点到点接口类型为点到多点接口类型为广播接口类型为NBMA
9、选择DR和 BDR发送DBD请求/发送 LSU生成完整的 LSDB形成邻接关系OSPF的Hello协议 当路由器上启动OSPF进程时，每台路由器都会间隔一定的 时间发送Hello包 Hello包通过组播地址224.0.0.5发送（建立邻居） OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关 系的存在和消失 在广播网或者点对点网上，Hello的发送间隔是10秒；在 NBMA网络上，Hello的发送间隔是30秒OSPF的度量方法 COST= 108/BW(带宽) OSPF协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代 价（cost）来的 一条路由的代价：是指沿着到达目的网络的路由路径上所
10、 有出站接口的代价之和!100M128KABCC学习到的10 网段的Cost 是多少？108/100M1108/128K781Cost值为 11781 78310 100M何时需要OSPF路由协议 网络的规模 网络中的路由器在10台以上；中等或大规模的网络 网络的拓扑结构 网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有互通的需 求 其它特殊的需求 要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网络开销尽 量降低 对路由器自身的要求 运行OSPF协议时，对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都有一 定的要求，性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议 OSPF路由协议的特点 可适应大规模网络 路由
11、变化收敛速度快 无路由环路 支持变长子网掩码VLSM 支持区域划分 支持以组播地址发送协议报 OSPF与RIP的比较OSPFRIP V1RIP V2链路状态路由协议距离矢量路由协议没有跳数的限制RIP的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达支持可变长子网掩码 (VLSM)不支持可变长子网掩码 (VLSM)支持可变长子网掩码 (VLSM)收敛速度快收敛速度慢使用组播发送链路状态 更新，在链路状态变化 时使用触发更新，提高 了带宽的利用率周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中 应用将产生很大问题阶段总结OSPF建立邻接关系包类型 状态转换 接口类型 OSPF路由协议的Cost值OSPF的应用
12、环境与特点OSPF单区域的配置命令4-1 配置loopback接口地址 Router(config)# interface loopback 0 Router(config-if)# ip address IP地址 掩码 启动OSPF路由进程 Router(config)# router ospf 进程号 指定OSPF协议运行的接口和所在的区域 Router(config-router)# network 网络号 反向掩码 area 区 域号本路由器的进程号， 用于标识同一路由器 上的多个OSPF进程可以是网络地址、子 网地址、接口地址指明网络所属区域， 此处是0-骨干区域用于产生路由器的 R
13、outer ID192.168.1.0/24 子网掩码：255.255.255.0反向掩码：0.0.0.255 子网掩码为1的位，在反向掩码中为0； 子网掩码为0的位，在反向掩码中为1。例如：192.168.2.0/28的反向掩码应该是多 少？反向掩码：0.0.0.15OSPF单区域的配置命令4-2 修改接口的Cost值Router(config-if)#ip ospf cost number 例如：Router(config)#interface s0Router(config-if)#ip ospf cost 1000 取值范围165535OSPF路由器在接口上使用 cost值来决定最佳路
14、径OSPF单区域的配置命令4-3配置OSPF计时器Router(config-if)#ip ospf hello-interval 时间(s)Router(config-if)#ip ospf dead-interval 时间(s)例如：Router(config)#interface e0Router(config-if)#ip ospf hello-interval 5Router(config-if)#ip ospf dead-interval 20 为了交换信息，相邻由器 必须有相同的hello和dead 间隔，通常dead时间是 hello时间的4倍OSPF单区域的配置命令4-4查看
15、邻居列表 Router#show ip ospf neighbor 查看链路状态数据库 Router#show ip ospf database 查看路由表 Router#show ip route 查看OSPF的配置 Router#show ip ospf 查看OSPF接口数据结构 Router#show ip ospf interface 接口OSPF单区域配置实例10-1S0/1S0/1ABC192.168.10.1/24192.168.10.2/24192.168.20.1/24192.168.20.2/24f0/0f0/0Loopback 0：10.1.1.1Loopback 0：2
16、0.1.1.1Loopback 0：30.1.1.1OSPF单区域配置实例10-2RA#config terminal RA(config)#interface loopback 0 RA(config-if)#ip address 20.1.1.1 255.0.0.0 RA(config-if)#exitRA(config)#interface f0/0 RA(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 RA(config-if)#no shutRA(config)#interface s0/1 RA(config-if)#clock rate 128000 RA(config-if)#bandwidth 128 RA(config-if)#ip address 192.
