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1、华为版权所有，未经许可不得扩散华为版权所有，未经许可不得扩散OSPFOSPF协议原理协议原理协议原理协议原理ISSUE 1.0内部资料，注意保密本课程由浅入深的讲解OSPF协议基本概念，OSPF路由计算过程，各种类型的LSA，以及如何合理规划设计OSPF网络。学完本课程，无论您是新手，还是资深专家，都能从中获益匪浅。1内部资料，注意保密学习指南学习指南学习指南学习指南q本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。2内部资料，注意保密参考资料参考资料参考资料参考资料qVRP 3.30 操作手册、命令手册qRF
2、C1583, RFC1587, RFC2178, RFC2328, RFC2370qTCP/IP协议卷3内部资料，注意保密目标目标目标目标q学习完此课程，您将会：掌握OSPF协议的基本概念掌握OSPF协议的基本原理设计规划OSPF网络4内部资料，注意保密第第第第1 1章章章章 OSPF OSPF协议基本概念协议基本概念协议基本概念协议基本概念第第2章章 OSPF网络类型网络类型第第3章章 OSPF路由计算过程路由计算过程第第4章章 LSA链路状态通告链路状态通告第第5章章 设计规划设计规划OSPF网络网络5内部资料，注意保密OSPFOSPF协议概述协议概述协议概述协议概述qOSPF（Open
3、Shortest Path First)q属于IGP（内部网关协议）q基于链路状态算法的路由协议q由IETF开发q目前为版本2q相关协议：RFC1583, RFC2178, RFC23286内部资料，注意保密OSPFOSPF协议基本特征协议基本特征协议基本特征协议基本特征q无路由自环q可适应大规模网络q路由变化收敛速度快q支持区域划分q支持等值路由q支持验证q支持路由分级管理q支持以组播地址发送协议报文7内部资料，注意保密OSPFOSPF协议相关术语协议相关术语协议相关术语协议相关术语qRouter ID OSPF域中路由器的唯一标识qArea 区域qCost 花费值qABR、ASBR 区域边
4、界路由器、自治系统边界路由器qLSA 链路状态通告qLink Type 链路类型，包括广播，非广播，点到点，点到多点qDR和BDR 指定路由器和备份指定路由器q区域类型 骨干区域，STUB区域，TRANSIT区域qVirtual-Link 虚连接8内部资料，注意保密OSPF Router IDOSPF Router IDqRouter ID一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一qRouter IDOSPF 是基于IP的，其协议号是89OSPF HeaderProtocol #89OSPF Packet9内部资料，注意保密OSPFOSPF协议区域协议区域协议区
5、域协议区域qOSPF使用Area实现了分层-两层模式q区域号是一个32bit的整数 定义为IP address格式也可以用一个十进制整数表示(ie. Area 0.0.0.0, or Area 0)q区域0.0.0.0保留为骨干区q非骨干区一定要连接到骨干区10内部资料，注意保密OSPFOSPF协议协议协议协议CostCost值值值值qCost应用于每一个启动了OSPF的链路q16-bit正数，范围165,535qCost值越小链路越优q该值表示的是出接口Cost值q路由选取是依靠整个链路Cost值的总和11内部资料，注意保密OSPFOSPF协议协议协议协议CostCost值值值值( (续续续
6、续) )q计算方法108 /bandwidth56-kbps serial link = 1785Ethernet = 10 64-kbps serial link = 1562T1 (1.544-Mbps serial link) = 64 q用户调节链路Cost的方法：ospf cost value12内部资料，注意保密ABR & ASBRABR & ASBRInternalInternalInternalArea 10Area 11Area 12RIP/RIPV2 WorldABRABRABRABRASBRArea 0BackboneLANLANPing向外部路由的报文轨迹外部路由信息传
7、播轨迹13内部资料，注意保密问题问题问题问题q什么是Router ID ？有什么作用？修改Router ID之后是否会立即生效?q为什么要划分区域？怎样合理划分区域？为什么其他区域必须和骨干区域相连?qCost值有什么作用？14内部资料，注意保密第第1章章 OSPF协议基本概念协议基本概念第第第第2 2章章章章 OSPF OSPF网络类型网络类型网络类型网络类型第第3章章 OSPF路由计算过程路由计算过程第第4章章 LSA链路状态通告链路状态通告第第5章章 设计规划设计规划OSPF网络网络15内部资料，注意保密OSPFOSPF协议支持的网络类型协议支持的网络类型协议支持的网络类型协议支持的网络
8、类型q链路类型：广播，非广播，点到点，点到多点PTPBROADCASTNBMAFR/X.25HUBPTMPFR/X.2516内部资料，注意保密OSPFOSPF邻居关系太多邻居关系太多邻居关系太多邻居关系太多q对于多点接入网络，即NBMA和broadcast，如果网络内有上百台路由器，那将形成多少邻接关系：两两互相形成，即100*（100-1），这些邻接关系要定期的交换LSDB,这样耗费的系统资源更是不计其数。BROADCASTNBMAHUBFR/X.2517内部资料，注意保密DRDR和和和和BDRBDRM= n(n-1)/2 = 28M= (n-2)2+1 = 13DRBDR18内部资料，注意
9、保密问题问题问题问题qLSA描述的网络类型主要有哪些？q为什么要选举DR和BDR？它们有什么作用？19内部资料，注意保密第第1章章 OSPF协议基本概念协议基本概念第第2章章 OSPF网络类型网络类型第第第第3 3章章章章 OSPF OSPF路由计算过程路由计算过程路由计算过程路由计算过程第第4章章 LSA链路状态通告链路状态通告第第5章章 设计规划设计规划OSPF网络网络20内部资料，注意保密OSPFOSPF报文头报文头报文头报文头Version #TypePacket lengthRouter IDArea IDChecksumAuTypeAuthenticationAuthenticat
10、ionOSPF报文头格式：21内部资料，注意保密OSPFOSPF的五种协议报文的五种协议报文的五种协议报文的五种协议报文qHello报文发现及维持邻居关系，选举DR，BDRqDD报文本地LSDB的摘要qLSR报文向对端请求本端没有或对端的更新的LSAqLSU报文向对方发送其需要的LSAqLSAck报文收到LSU之后，进行确认22内部资料，注意保密邻接关系的形成与维持邻接关系的形成与维持邻接关系的形成与维持邻接关系的形成与维持q通过HELLO报文形成邻居关系q邻居建立后，还需要通过HELLO报文进行邻居关系的维持，有两个定时器来进行这项工作：HELLO TIME：缺省为10秒（对于NBMA网络为
11、30秒）DEAD TIME：缺省为4倍的HELLO TIME23内部资料，注意保密OSPFOSPF的邻居状态机的邻居状态机的邻居状态机的邻居状态机DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull24内部资料，注意保密邻居关系形成后开始相互交流邻居关系形成后开始相互交流邻居关系形成后开始相互交流邻居关系形成后开始相互交流q数据库交换过程主从协商DD交换LSA请求LSA传播LSA应答25内部资料，注意保密OSPFOSPF协议数据库交换过程协议数据库交换过程协议数据库交换过程协议数据库交换过程 RT1RT2DownDownHello( DR = 0.0.0
12、.0,Neighbors Seen = 0)Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1)DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1)DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1)DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0)LS
13、 RequestLS UpdateLS AckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull26内部资料，注意保密OSPFOSPF协议路由计算过程协议路由计算过程协议路由计算过程协议路由计算过程LSDBLSA of RTALSA of RTBLSA of RTCLSA of RTD(2)每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成 带权有向图CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123(1)网络的拓扑结构(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树RTARTBRTCRTD321527内部资料，注意保密问题问题
14、问题问题qOSPF协议报文有哪些？qOSPF协议路由计算的过程是怎样的？qOSPF域中有两个相同的ID，会造成什么问题?qOSPF查找路由表的顺序是怎样的?qOSPF中有哪些表?生成这些表的顺序是怎样的?28内部资料，注意保密第第1章章 OSPF协议基本概念协议基本概念第第2章章 OSPF网络类型网络类型第第3章章 OSPF路由计算过程路由计算过程第第第第4 4章章章章 LSA LSA链路状态通告链路状态通告链路状态通告链路状态通告第第5章章 设计规划设计规划OSPF网络网络29内部资料，注意保密LSALSA头部头部头部头部LS ageOptionsLS TypeLink State IDAd
15、vertising RouterLS sequence numberLS checksumlengthq所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息来唯一标识一条LSA30内部资料，注意保密LSALSA分类分类分类分类TypeLSA1Router-LSAs2Network-LSAs3Summary-LSAs4ASBR-summary-LSA 5AS-external-LSAs 6Multicast OSPF LSA 7Not-So-Stubby area(NSSA) 8External-attributes-LSA 9-11Opaque LSA31内部资料，注意保密LSALSA进一步阐述进
16、一步阐述进一步阐述进一步阐述q以下图为例，介绍各种LSAArea 0Area 2Area 3Area 4AS100AS200ASBRRT2RT3RT4RT5RT6RT8RT9OSPFRIPv210.1.1.0/2420.1.1.0/2430.1.1.0/2440.1.1.0/2450.1.1.0/2460.1.1.0/2470.1.1.0/2480.1.1.0/24BGPASBRNSSA32内部资料，注意保密Router LSA (Type 1)Router LSA (Type 1)V | E | B# linksLink IDLink DataType# TOSMetircTOS0TOS M
17、etricLink IDLink DataRouter LSA（不包括LSA头部）Router LSA 报文格式：33内部资料，注意保密Router LSA of RT4Router LSA of RT4RT4disp ospf lsdb router 4.4.4.4OSPF Process 1 with Router ID 4.4.4.4 Link State Database Area: 0.0.0.0Type : Router Type 1 LSALs id : 4.4.4.4 OSPF的Router IDAdv rtr : 4.4.4.4 LSA的始发者Ls age : 1195Len
18、 : 36Seq# : 80000008Chksum : 0x5d57Options : (DC) ABRLink count : 1 Link ID : 3.3.3.3 连接对象 Data : 40.1.1.1 取决于链路类型 Type : Virtual 连接类型 Metric : 156234内部资料，注意保密Network LSA (Type 2)Network LSA (Type 2)Network MaskAttached Routerqq生成且只在生成且只在Broadcast Broadcast 和和 NBMA NBMA 网络中生成网络中生成qq包含所有连接到该网络上的包含所有连
19、接到该网络上的RouterRouterqq只有只有DRDR（designated routerdesignated router）生成）生成Network LSANetwork LSAqq和和Router LSARouter LSA一样，只在区域内传播，不再向外传播一样，只在区域内传播，不再向外传播Network LSA（不包括LSA头部）Network LSA 报文格式：35内部资料，注意保密Network LSA for 6.6.6.6Network LSA for 6.6.6.6disp ospf lsdb network OSPF Process 1 with Router ID 6.
20、6.6.6 Link State Database Area: 0.0.0.4Type : Net LSA类型Ls id : 60.1.1.2 DR在该网段的接口地址Adv rtr : 6.6.6.6 LSA的始发者Ls age : 166Len : 32Seq# : 80000003Chksum : 0xfbc5Options : (DC)Net mask : 255.255.255.0 Attached Router 6.6.6.6 连接到该网络的路由器 Attached Router 2.2.2.236内部资料，注意保密Summary LSA (Type 3,4)Summary LSA
21、(Type 3,4)Network Mask0MetricTOSTOS metricqq定义定义: :目的地址在区域外但是仍然在目的地址在区域外但是仍然在OSPFOSPF域内域内qq在整个在整个OSPFOSPF域内传播，产生该域内传播，产生该LSALSA的区域除外的区域除外qq由由ABRABR产生产生qqType 4 LSAType 4 LSA传播的是传播的是ASBRASBR的信息的信息Summary LSA（不包括LSA头部）Summary LSA 报文格式：37内部资料，注意保密Type 3 DetailsType 3 Detailsdisplay ospf lsdb summaryOSP
22、F Process 1 with Router ID 2.2.2.2Link State DatabaseArea: 0.0.0.0Type : SumNet LSA类型Ls id : 40.1.1.0 被通告的网络地址 Adv rtr : 4.4.4.4 始发此LSA的RouterLs age : 1382Len : 28Seq# : 80000004Chksum : 0x439eOptions : (DC) (Non DN)Net mask : 255.255.255.0 网络掩码Tos 0 metric: 1562 花费38内部资料，注意保密Type 4 DetailsType 4 De
23、tailsdisp ospf lsdb asbr OSPF Process 1 with Router ID 5.5.5.5 Link State Database Area: 0.0.0.3Type : SumASB LSA类型Ls id : 1.1.1.1 ASBR Router IDAdv rtr : 4.4.4.4 通告路由器Ls age : 1498Len : 28Seq# : 80000002Chksum : 0x7176Options : (DC)Tos 0 metric: 312539内部资料，注意保密External LSA (Type 5)External LSA (Typ
24、e 5)External LSA（不包括LSA头部）Network MaskE0MetricForwarding addressExternal Route TagETOSTOS metricForwarding addressExternal Route TagAS-external-LSAs 报文格式：40内部资料，注意保密External Type 1External Type 1R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Network Metric Next Hop N1 11 R1 N1 10 R
25、2Selected Route41内部资料，注意保密External Type 2External Type 2R3R1R2Cost =10Cost =8To N1External Cost = 1External Cost = 2To N1Network Metric Next Hop N1 1 R1 N1 2 R2Selected Route42内部资料，注意保密Type 5 DetailsType 5 Detailsdisp ospf lsdb ase OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2 Link State Database Area: 0.0.
26、0.0Type : ASE LSA类型Ls id : 80.0.0.0 Link State IDAdv rtr : 1.1.1.1 通告路由器Ls age : 789Len : 36Seq# : 80000002Chksum : 0x756Options : (DC)Net mask : 255.0.0.0 掩码 Tos 0 metric: 1 E type : 2 Forwarding Address :0.0.0.0 转发地址 Tag: 143内部资料，注意保密NSSA External LSA (Type 7) NSSA External LSA (Type 7) qNSSA区域可以有
27、选择的引入外部路由qNSSA中的引入操作产生Type 7 LSAqType 7 LSA是由NSSA ASBR产生的qType 7 LSA只存在于NSSA 区域qType 7 LSA在传出NSSA区后，被转换成TYPE 5 LSA，这是由NSSA ABR完成的qNSSA ABR会告诉OSPF域：我是一个ASBR44内部资料，注意保密Type 7 DetailsType 7 Detailsdisp ospf lsdb nssa OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2 Link State Database Area: 0.0.0.4Type : NSSA LSA
28、类型Ls id : 0.0.0.0Adv rtr : 2.2.2.2Ls age : 1330Len : 36Seq# : 80000004Chksum : 0xdcc8Options : (DC)Net mask : 0.0.0.0 Tos 0 metric: 1 E type : 2 Forwarding Address :0.0.0.0 Tag: 145内部资料，注意保密初始状态的初始状态的初始状态的初始状态的LSALSAq随着邻居关系向邻接关系的过渡,这些ROUTER LSA会根据从对方学到的LSA信息，发生一些变化，比如生成NETWORK LSA或其他类型的 LSA.q当一个路由器的
29、接口上启动了OSPF，那么就会生成一个且只生成一个LSA-Router LSA46内部资料，注意保密LSALSA交换之后接下来是？交换之后接下来是？交换之后接下来是？交换之后接下来是？q广播和NBMA网络中，DR产生NETWORK LSA，同时ROUTER LSA也发生了一些变化qPTP和PTMP网络中产生了POINT-TO-POINT类型的ROUTER LSAq这些变化稳定之后,邻接关系形成q邻接关系形成之后,开始进行路由计算,具体的计算过程参见我们将要介绍的第四部分47内部资料，注意保密问题问题问题问题qLSA主要包括哪些类型？qNetwork-LSA 、Net-Summary-LSA、A
30、sbr-Summary-LSA和AS-External-LSA主要区别是什么？48内部资料，注意保密第第1章章 OSPF协议基本概念协议基本概念第第2章章 OSPF网络类型网络类型第第3章章 OSPF路由计算过程路由计算过程第第4章章 LSA链路状态通告链路状态通告第第第第5 5章章章章 设计规划设计规划设计规划设计规划OSPFOSPF网络网络网络网络49内部资料，注意保密OSPFOSPF区域区域区域区域qOSPF的分层工具q一个区域生成一棵最小生成树，相关信息只在这个区域内传播。q不同类型的区域其路由信息的传播方式不一样Backbone 骨干区域Transit 区域Stub 区域完全Stub
31、区域NSSA区域50内部资料，注意保密Transit Transit 区域区域区域区域q接收如下类型的LSA：Summary LSAExternal LSA51内部资料，注意保密Transit Transit 区域区域区域区域Backbone Area 0Backbone Area 0Area Border RouterArea Border RouterArea 51Area 51An Area Forwards the FollowingAn Area Forwards the FollowingSummary LSAsSummary LSAsDefault External 0.0.0.
32、0Default External 0.0.0.0 External LSAs External LSAsABRs forward all LSAs from backbone52内部资料，注意保密Stub Stub 区域区域区域区域q允许学习Summary LSAsq拒绝type 5 LSAqDefault LSA作为summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到type 5 LSA的信息q需要在该区域的每一个路由器上都配置stub属性q外部路由的振荡不会波及stub区53内部资料，注意保密Stub Stub 区域区域区域区域Backbone Area 0Backbone Area 0A
33、rea Border RouterArea Border RouterArea 51Area 51A Stub Area ForwardsA Stub Area ForwardsSummary LSAsSummary LSAsSpecific LSAsSpecific LSAsDefault External 0.0.0.0Default External 0.0.0.0Consolidates specific external linksdefault 0.0.0.0Consolidates specific external linksdefault 0.0.0.054内部资料，注意保密
34、完全完全完全完全StubbyStubby区域区域区域区域q拒绝具体的summary LSAq拒绝所有的external LSAqDefault LSA注入到本区域，用来代表他所拒绝的路由信息qLSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少55内部资料，注意保密完全完全完全完全StubbyStubby区域区域区域区域Backbone Area 0Backbone Area 0Area Border RouterArea Border RouterArea 51Area 51A Totally StubbyA Totally StubbyArea ForwardsArea ForwardsDefaul
35、t Link 0.0.0.0Default Link 0.0.0.0Use this for stablescalable internetworksUse this for stablescalable internetworks56内部资料，注意保密NSSANSSA区域区域区域区域q有stub区的优点，但是允许路由引入q引入了新的LSA类型：external LSA (type 7)Type 7 LSAs 泛洪到NSSA的整个区域该区域没有 Type 5 LSAType 7 LSAs 被转换成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干区域q可以在ABR处进行路由过滤或者聚合57内部资料，注意保
36、密NSSANSSA区域区域区域区域Backbone Area 0Backbone Area 0ABRType 7 - Type 5ABRType 7 - Type 5Area 51Area 51An Area ForwardsAn Area Forwardsthe Followingthe FollowingSummary LSAsSummary LSAsSpecific LSAsSpecific LSAsDefault External 0.0.0.0Default External 0.0.0.0ASBR Injects LSA Type 7ASBR Injects LSA Type 7R
37、IPRIP58内部资料，注意保密虚链接虚链接虚链接虚链接 Virtual Link Virtual Linkq首先：不推荐使用！即使用，一般也只用在冗余备份的情况下。q但是可以说说他是做什么用的为ABR通向骨干区建立的一个隧道变相的允许非骨干区不用物理连接到骨干区当然她还有另外一个重要的用途：修复不连续的骨干区具体的看后面的例子. .q需要在每一个ABR的区域视图下进行如下配置：vlink-peer router-id 59内部资料，注意保密虚链接举例虚链接举例虚链接举例虚链接举例Area 0Area 1Area 2Area 3物理链路失效虚链接RT1RT2RT3RT4RT5RT6RT7RT8
38、RT9RT10RT1160内部资料，注意保密没有聚合的情况没有聚合的情况没有聚合的情况没有聚合的情况q所有的LSA都传播出去了q区域内链路状态的变化同时引发其他区域路由信息的变化Area 210.1.1.010.1.2.010.1.3.020.1.1.020.1.2.020.1.3.030.1.1.030.1.2.030.1.3.010.1.1.010.1.2.010.1.3.020.1.1.020.1.2.020.1.3.030.1.1.030.1.2.030.1.3.0BackboneArea 0Area 1Area 3ABRABRABRABRABRABR61内部资料，注意保密聚合后的情况
39、聚合后的情况聚合后的情况聚合后的情况q只有聚合后的LSA传播出去了q链路状态的变化不会影响到区域外的路由信息10.0.0.030.0.0.010.1.1.010.1.2.010.1.3.020.1.1.020.1.2.020.1.3.030.1.1.030.1.2.030.1.3.0BackboneArea 0Area 1Area 2Area 3ABRABRABRABRABRABR20.0.0.062内部资料，注意保密网内流量部署网内流量部署网内流量部署网内流量部署q建立流量分担组q等值负载分担Area 0RTARTBRC-1RC-2RD-163内部资料，注意保密外部路由引入外部路由引入外部路
40、由引入外部路由引入OSPFOSPF-ASEStaticStatic、DirectDirectNetworkNetworkImport-routeImport-route64内部资料，注意保密OSPFOSPF验证功能验证功能验证功能验证功能q很多人都忽略了这一点:Use authentication!q使用验证功能的时候,建议使用MD5验证,方法如下:authentication-mode simple | md5 ospf authentication-mode md5 key_id key 65内部资料，注意保密问题问题问题问题q如何合理规划OSPF区域？q路由聚合有什么好处？是在哪些设备上部署？q在OSPF网络中，如何规划网络流量？q路由引入时，哪些是需要注意的？66内部资料，注意保密小结小结小结小结qOSPF协议常见术语qLSA类型qOSPF网络类型qOSPF路由计算过程q设计OSPF网络小结小结小结小结67华为版权所有，未经许可不得扩散
