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1、1/36OSPF路由协议基本介绍路由协议基本介绍 （1）第十章Version 1.0内容回顾内容回顾内容回顾内容回顾nRIP-V2路由协议路由协议nRIP-V2的工作原理的工作原理nRIPV2与与V1的区别的区别n配置配置RIP-V2协议协议n用用RIP-V2协议的网络进行调优和排错协议的网络进行调优和排错2/36本章目标本章目标本章目标本章目标n理解理解OSPF的工作原理的工作原理n理解理解OSPF的操作的操作n理解理解OSPF协议中邻居和邻接关系协议中邻居和邻接关系3/36OSPFOSPF路由协议概述路由协议概述路由协议概述路由协议概述 n收敛速度快收敛速度快n支持变长子网掩码支持变长子网
2、掩码n路由更新传递效率高路由更新传递效率高n根据链路的带宽进行最优选路根据链路的带宽进行最优选路n支持等代价的多路负载均衡支持等代价的多路负载均衡4/36OSPFOSPF的操作的操作的操作的操作 发送发送发送发送HelloHello报文报文报文报文建立邻接关系建立邻接关系建立邻接关系建立邻接关系形成链路状态数据库形成链路状态数据库形成链路状态数据库形成链路状态数据库SPFSPF算法算法算法算法形成路由表形成路由表形成路由表形成路由表5/36OSPFOSPF路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻n运行运行OSPF的路由器需要一个能够唯一标识的路由器需要一
3、个能够唯一标识自己的自己的RouterID 路由器可以通过下面两种方法确定其路由器可以通过下面两种方法确定其RouterIDuLoopback 接口上数值最高的接口上数值最高的IP地址地址 u没有配置没有配置ip地址的地址的loopback接口，那么路由器将选取它所接口，那么路由器将选取它所有的物理接口上数值最高的有的物理接口上数值最高的IP地址地址 注意注意:用作路由器用作路由器ID的接口不一定运行的接口不一定运行OSPF协议协议 6/36OSPFOSPF路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻( (Cont.)Cont.)n使用使用loopback地
4、址作为路由器地址作为路由器ID的两个好处的两个好处:uloopback接口比任何其他的物理接口都更稳定接口比任何其他的物理接口都更稳定 u可以预先分配和识别作为路由器可以预先分配和识别作为路由器ID的的loopback接口地址接口地址 7/36n在在Cisco路由器上使用路由器上使用show ip ospf neighbor的命令察看的命令察看ospf的邻居的邻居OSPFOSPF路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻路由协议的邻居和毗邻( (Cont.)Cont.) 8/36OSPFOSPF的的的的HELLOHELLO协议协议协议协议nHello协议服务于以下几个目的：协
5、议服务于以下几个目的：u它是发现邻居路由器的方法它是发现邻居路由器的方法 u通过通过Hello协议通告这两台路由器成为邻居之前必须相互协议通告这两台路由器成为邻居之前必须相互认可的几个参数认可的几个参数 uHello报文在邻居路由器之间担当报文在邻居路由器之间担当keepalive的角色的角色 u它确保了邻居路由器之间的双向通信它确保了邻居路由器之间的双向通信 u它用来在一个广播网络或非广播多址的网络上选取指定路它用来在一个广播网络或非广播多址的网络上选取指定路由器和备份指定路由器由器和备份指定路由器 9/36OSPFOSPF的的的的HELLOHELLO协议协议协议协议( (Cont.)Con
6、t.) Helloafadjfjorqpoeru39547439070713路由器路由器ID Hello/无效时间间隔无效时间间隔 邻居路由器列表邻居路由器列表 区域区域ID 路由器的优先级路由器的优先级 指定路由器指定路由器 备份指定路由器备份指定路由器 认证类型和认证信息认证类型和认证信息 * 邻居之间必须匹配的参数邻居之间必须匹配的参数HelloAADDEECCBB * *10/36OSPFOSPF的网络类型的网络类型的网络类型的网络类型 点到点网络点到点网络 非广播多址网络非广播多址网络 点到多点网络点到多点网络 广播型网络广播型网络 X.25Frame Relay11/36OSPFO
7、SPF的的的的DRDR与与与与BDR BDR ACBDEABCED多路寻址网络中多路寻址网络中 建立邻接关系建立邻接关系 构成构成n(n一一1)2个个 邻接关系邻接关系 12/36OSPFOSPF的的的的DRDR与与与与BDR BDR ( (Cont.)Cont.)ACBDE指指定定路路由由器器（DR）描描述述了了一一个个多多路路寻寻址址网网络络。网网络络上上的的其其他他路路由由器器都都和和指指定定路路由由器器（DR）构构成成邻邻接接关关系系，而而不不是是它它们们互互相相之之间构成邻接关系间构成邻接关系( (DR)DR)ABCED( (DR)DR)13/36OSPFOSPF的的的的DRDR与与
8、与与BDR BDR ( (Cont.)Cont.)DRBDRu通过通过Hello报文选择报文选择DR和和BDR来代表来代表OSPF网段网段u其他的路由器其他的路由器(DRothers)只和只和DR及及BDR路由器之间路由器之间形成邻接关系形成邻接关系 14/36OSPFOSPF的的的的DRDR与与与与BDR BDR ( (Cont.)Cont.)P=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDRu通过组播发送通过组播发送Hello报文报文u具有最高具有最高OSPF优先级的路由器会被选为优先级的路由器会被选为DRu如果如果OSPF优先级相同具有最高路由器优先级相同具有最高路由器ID的路由器的路由
9、器会被选为会被选为DR15/36OSPFOSPF的接口的接口的接口的接口 nOSPF接口数据结构接口数据结构 16/36OSPFOSPF的接口的接口的接口的接口( (Cont.)Cont.)nOSPF接口数据结构接口数据结构17/36OSPFOSPF的接口的接口的接口的接口( (Cont.)Cont.)nOSPF接口数据结构接口数据结构18/36OSPFOSPF的接口的接口的接口的接口( (Cont.)Cont.)nOSPF接口数据结构接口数据结构19/36OSPFOSPF的接口状态的接口状态的接口状态的接口状态nOSPF接口状态机接口状态机 20/36OSPFOSPF的邻居的邻居的邻居的邻居
10、 n要成功建立一个邻接关系，通常需要下面要成功建立一个邻接关系，通常需要下面4个阶段：个阶段：u邻居路由器发现阶段邻居路由器发现阶段 u双向通信阶段双向通信阶段(Bidirectional Communication) u数据库同步阶段数据库同步阶段(Database Synchronization) u完全邻接阶段完全邻接阶段(full adjacency) 21/36OSPFOSPF的邻居（的邻居（的邻居（的邻居（Cont.Cont.）n邻居数据结构邻居数据结构 22/36OSPFOSPF的邻居（的邻居（的邻居（的邻居（Cont.Cont.）n邻居状态机邻居状态机 在在OSPF协议的邻居状
11、态机中，一个邻居路由器从失效状态到完全邻接状态所协议的邻居状态机中，一个邻居路由器从失效状态到完全邻接状态所经过的一系列状态转换经过的一系列状态转换 .23/36OSPFOSPF的邻居的邻居的邻居的邻居(Cont.)(Cont.)n邻居状态机邻居状态机 在在OSPF协议的邻居状态机中，一个邻居路由器从失效状态到韧始状态的转换协议的邻居状态机中，一个邻居路由器从失效状态到韧始状态的转换 24/36OSPFOSPF的邻居的邻居的邻居的邻居(Cont.)(Cont.)n邻居状态机邻居状态机 在在OSPF协议的邻居状态机中，一个邻居路由器从初始状态到完全邻接状态的转换协议的邻居状态机中，一个邻居路由器
12、从初始状态到完全邻接状态的转换 25/36OSPFOSPF的邻居（的邻居（的邻居（的邻居（Cont.Cont.）n建立一个邻接关系建立一个邻接关系 ABDownDownDownDownHello(DR 0.0.0.0, Neighbors seen=0)Hello(DR 0.0.0.0, Neighbors seen=0) InitInitHello(DR Hello(DR RouterBRouterB, Neighbors seen=0), Neighbors seen=0) ExStartExStartDD(SeqDD(Seq= =x,Ix,I=1,M=1,MS=1=1,M=1,MS=1)
13、 ) ExStartExStartDD(SeqDD(Seq=y,I=1,M=1,MS=1=y,I=1,M=1,MS=1) ) ExchangeExchangeDD(SeqDD(Seq=y,I=0,M=1,MS=0=y,I=0,M=1,MS=0) ) ExchangeExchangeDD(SeqDD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=1)=y+1,I=0,M=1,MS=1) DD(SeqDD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=0)=y+1,I=0,M=1,MS=0) DD(SeqDD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=1)=y+n,I=0,M=0,MS=1) DD(SeqDD(Seq
14、=y+1,I=0,M=0,MS=0)=y+1,I=0,M=0,MS=0) LoadingLoadingFullFullLS RequestLS RequestLS UpdateLS UpdateLS RequestLS RequestLS UpdateLS UpdateFullFull26/36OSPFOSPF的邻居（的邻居（的邻居（的邻居（Cont.Cont.）n建立一个邻接关系建立一个邻接关系27/36OSPFOSPF的邻居（的邻居（的邻居（的邻居（Cont.Cont.）n建立一个邻接关系建立一个邻接关系28/36OSPFOSPF路由的传播路由的传播路由的传播路由的传播n OSPF协协议议
15、把把一一组组通通过过数数据据链链路路相相连连的的路路由由器器看看作作是是一一组组逻逻辑辑上上通通过过邻邻接接关系相连的节点关系相连的节点29/36OSPFOSPF路由的传播（路由的传播（路由的传播（路由的传播（Cont.Cont.）ABLSA可以在链路状态更新报文里面发送，从而穿过节点之可以在链路状态更新报文里面发送，从而穿过节点之间的邻接间的邻接 30/36OSPFOSPF路由的传播（路由的传播（路由的传播（路由的传播（Cont.Cont.）UpdateUpdateUpdateUpdateDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDRDRB BDRD
16、R(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)UpdateUpdateUpdateUpdateDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDRDRB BDRDR(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)Up
17、dateUpdate(a)(a)(b)(b)在广播型网络上，在广播型网络上，DRothers路由器只向路由器只向DR和和BDR路由器发送路由器发送LSA(a)；而而DR路由器将再把这个路由器将再把这个LSA泛洪到所有的与之有邻接关系的邻居泛洪到所有的与之有邻接关系的邻居路由器路由器(b)： 31/36OSPFOSPF路由的传播（路由的传播（路由的传播（路由的传播（Cont.Cont.）UpdateUpdateUpdateUpdateDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDROtherDRDRB BDRDR(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.
18、0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.6)(224.0.0.5)(224.0.0.5)(c)(c)UpdateUpdateUpdateUpdateUpdateUpdate接着，所有的路由器在它们其他所有的接口上泛洪这个接着，所有的路由器在它们其他所有的接口上泛洪这个LSA(c) 32/36OSPFOSPF路由的传播（路由的传播（路由的传播（路由的传播（Cont.Cont.）n在在链链路路状状态态数数据据库库中中记记录录了了每每一一条条LSA的的老老化化时时间间、序序列列号号和
19、和校校验验和和，老老化化时时间间是是以以秒秒来计算的。来计算的。33/36OSPFOSPF路由的传播（路由的传播（路由的传播（路由的传播（Cont.Cont.）是是转到转到 AA否否发送包含更新信发送包含更新信息的息的LSU给源给源序列号序列号是否更大是否更大? ?否否是是序列号序列号是否相同是否相同? ?是是忽略忽略LSA更新表项是否已在更新表项是否已在链路状态数据库中链路状态数据库中? ? LSA LSU 否否运行运行SPF 算法计算算法计算出新的路由表出新的路由表添加到数据库中添加到数据库中泛洪泛洪LSA发送发送LSAck给给DR结束结束结束结束34/36本章总结本章总结本章总结本章总结
20、nOSPF是一种链路状态协议是一种链路状态协议nOSPF与距离矢量协议相对，它的特点是能与距离矢量协议相对，它的特点是能够快速收敛。够快速收敛。OSPF协议协议在大型的互联网络在大型的互联网络的应用中，优于的应用中，优于RIP协议。协议。nOSPF通过发送通过发送Hello报文的方法来发现邻居报文的方法来发现邻居路由器路由器nOSPF协议定义了协议定义了5种网络的类型，其中典型种网络的类型，其中典型的是点到点网络的是点到点网络(Point-to-Point)、广播型网、广播型网络络(Broadcast)、非广播多址、非广播多址(NBMA)网络类网络类型。型。35/36本章总结（本章总结（本章总结（本章总结（Cont.Cont.）n对对OSPF协议来说，在多址网络上为避免协议来说，在多址网络上为避免LSA泛洪，需要选举一个指定路由器泛洪，需要选举一个指定路由器（DR），以及一个备份指定路由器），以及一个备份指定路由器（BDR）。）。nOSPF协议了解链路信息的手段借助于路由协议了解链路信息的手段借助于路由器的接口信息。器的接口信息。nOSPF中的各个节点都必须拥有一个相同链中的各个节点都必须拥有一个相同链路状态数据库。这个数据库中的信息是由路路状态数据库。这个数据库中的信息是由路由器可以接收到的所有由器可以接收到的所有LSA组成。组成。36/36
