ospf工作原理

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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OSPF OSPF英文全称Open Shortest Path First (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

2、与224.0.0.6。 OSPF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。 Area ID：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,Area 0,Area 1,Area 2,,OSPF基本概念,RT1,RT9,RT5,RT6,RT7,RT2,RT3,RT4,RT8,Router ID 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Ro

3、uter ID，并且在网络中唯一。 Router ID可以手工配置，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Router ID。 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Router ID,Area 0,Area 1,Area 2,,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

4、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。 LSA 1：路由器链路状态通告 每台路由器都会发起自己的LSA 1 LSA 2：传送网络链路状

5、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,2Mbps,1Mbps,,OSPF基本概念,RT1,RT2,RT3,RT4,Area 0,LSDB,LSDB,LSDB,LSDB,LSU,LSU,LSU,LSU,RT3 LSA,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

6、己LSA 1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,RTC,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

7、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-WAY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,H

8、ello包中携带的参数协商成功,邻居表,邻居表,RTA,RTB,Router ID 1.1.1.1,Router ID 2.2.2.2,10.1.0.1/24,10.1.0.2/24,,OSPF工作原理,传递信息,以上是RTB获得RTA LSA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,Router ID 1.1.1.1,Router ID 2.2.2.2,10.1.0.1/24,10.1.0.2/24,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

9、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,Router ID 1.1.1.1,Router I

10、D 2.2.2.2,10.1.0.1/24,10.1.0.2/24,,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(neighbor=“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 ）,E

11、xChange,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

12、,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DR DR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,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,1

13、9,POINT_TO_POINT： 接口：Serial (PPPHDLC)/ FRs P2P Subif / 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（NBMA) 接口： FRs Physical / FRs MP Subif 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： FRs Physi

14、cal / FRs MP Subif 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,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another route：（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Router ID列表）,