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1、培训胶片培训胶片nOSPF（OpenShortestPathFirst，开放最短路径，开放最短路径优先）是先）是IETF组织开开发的一个基于的一个基于链路状路状态的内部网关的内部网关协议。是当前引。是当前引用最用最为广泛的路由广泛的路由协议。n与与OSPF相关的相关的协议规范有：范有：RFC1765：OSPFDatabaseOverflowRFC2328：OSPFVersion2RFC3101：OSPFNot-So-StubbyArea(NSSA)OptionRFC3137：OSPFStubRouterAdvertisementRFC3630：TrafficEngineeringExtensi
2、onstoOSPFVersion2引入引入8OSPF的几个基本概念的几个基本概念-OSPF路由的路由的计算算过程程8LSDBLSAofRTALSAofRTBLSAofRTCLSAofRTD(2)每台路由器的每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成由链路状态数据库生成带权有向图带权有向图CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTBRTCRTD3215(1)网络的拓扑结构网络的拓扑结构(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树9OSPF的几个基本概念的几个基本概念-状状态机机DownAttemptInit
3、2-wayExStartExchangeLoadingF10OSPF的几个基本概念的几个基本概念-连接建立接建立过程程RT1RT2DownDownHello( DR = 0.0.0.0,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 =
4、 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 RequestLS UpdateLS AckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullF11OSPF的几个基本概念的几个基本概念-网网络类型型链链路路类类型：广播，非广播，点到点，点到多点型：广播，非广播，点到点，点到多点PTMPPTPFR/X.25BROADCASTNBMAFR/X.25HUB12OSPF的几个基本概念的几个基本概念-LSA的的类型型LSA的类型的类
5、型OSPF中对链路状态信息的描述都是封装在LSA中发布出去，常用的LSA有以下几种类型：Router LSA（Type1）：由每个路由器产生，描述路由器的链路状态和开销，在其始发的区域内传播。Network LSA（Type2）：由DR产生，描述本网段所有路由器的链路状态，在其始发的区域内传播。Network Summary LSA（Type3）：由ABR（Area Border Router，区域边界路由器）产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域。ASBR Summary LSA（Type4）：由ABR产生，描述到ASBR（Autonomous System Boundary Ro
6、uter，自治系统边界路由器）的路由，通告给相关区域。AS External LSA（Type5）：由ASBR产生，描述到AS（Autonomous System，自治系统）外部的路由，通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。NSSA External LSA（Type7）：由NSSA（Not-So-Stubby Area）区域内的ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内传播。13OSPF的几个基本概念的几个基本概念-区域区域Area 0Area 2Area 1ABRABRASBR静态路由区域ASBR ？IRImport 14OSPF的几个基本概念的几个基本概念-区域
7、区域OSPF划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域号（Area ID）是0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。对此，OSPF有两个规定：所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通；所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通；骨干区域自身也必须保持连通。骨干区域自身也必须保持连通。但在实际应用中，可能会因为各方面条件的限制，无法满足这个要求。这时可以通过配置OSPF虚连接（Virtual Link）予以解决。15OSPF的几个基本概念的几个基本概念-(Totally)Stub区域区域lStub区域是一些特
8、定的区域，Stub区域的ABR不允许注入Type5 LSA，在这些区域中路由器的路由表规模以及路由信息传递的数量都会大大减少。l为了进一步减少Stub区域中路由器的路由表规模以及路由信息传递的数量，可以将该区域配置为Totally Stub（完全Stub）区域，该区域的ABR不会将区域间的路由信息和外部路由信息传递到本区域。l(Totally) Stub区域是一种可选的配置属性，但并不是每个区域都符合配置的条件。通常来说，(Totally) Stub区域位于自治系统的边界。l为保证到本自治系统的其他区域或者自治系统外的路由依旧可达，该区域的ABR将生成一条缺省路由，并发布给本区域中的其他非AB
9、R路由器。l配置(Totally) Stub区域时需要注意下列几点：1.骨干区域不能配置成(Totally) Stub区域。2.如果要将一个区域配置成Stub区域，则该区域中的所有路由器必须都要配置stub命令。3.如果要将一个区域配置成Totally Stub区域，该区域中的所有路由器必须配置stub命令，该区域的ABR路由器需要配置stub no-summary 命令。4. (Totally) Stub区域内不能存在ASBR，即自治系统外部的路由不能在本区域内传播。5.虚连接不能穿过(Totally) Stub区域。16OSPF的几个基本概念的几个基本概念-NSSA（Not-So-Stub
10、byArea）区域）区域NSSA（Not-So-Stubby Area）区域是Stub区域的变形，与Stub区域有许多相似的地方。NSSA区域也不允许Type5 LSA注入，但可以允许Type7 LSA注入。Type7 LSA由NSSA区域的ASBR产生，在NSSA区域内传播。当Type7 LSA到达NSSA的ABR时，由ABR将Type7 LSA转换成Type5 LSA，传播到其他区域。如图，运行OSPF协议的自治系统包括3个区域：区域1、区域2和区域0，另外两个自治系统运行RIP协议。区域1被定义为NSSA区域，区域1接收的RIP路由传播到NSSA ASBR后，由NSSA ASBR产生Ty
11、pe7 LSA在区域1内传播，当Type7 LSA到达NSSA ABR后，转换成Type5 LSA传播到区域0和区域2。另一方面，运行RIP的自治系统的RIP路由通过区域2的ASBR产生Type5 LSA在OSPF自治系统中传播。但由于区域1是NSSA区域，所以Type5 LSA不会到达区域1。与Stub区域一样，虚连接也不能穿过NSSA区域17OSPF的几个基本概念的几个基本概念-DR与与BDRl在广播网和在广播网和NBMA网网络中，任意两台路由器之中，任意两台路由器之间都要交都要交换路由信息。如果网路由信息。如果网络中中有有n台路由器，台路由器，则需要建立需要建立n(n-1)/2个个邻接关
12、系。接关系。这使得任何一台路由器的路由使得任何一台路由器的路由变化都会化都会导致多次致多次传递，浪，浪费了了带宽资源。源。为解决解决这一一问题，OSPF协议定定义了指了指定路由器定路由器DR（DesignatedRouter），所有路由器都只将信息），所有路由器都只将信息发送送给DR，由，由DR将网将网络链路状路状态发送出去。送出去。l如果如果DR由于某种故障而失效，由于某种故障而失效，则网网络中的路由器必中的路由器必须重新重新选举DR，再与新的，再与新的DR同步。同步。这需要需要较长的的时间，在，在这段段时间内，路由的内，路由的计算是不正确的。算是不正确的。为了能了能够缩短短这个个过程，程，
13、OSPF提出了提出了BDR（BackupDesignatedRouter，备份指定路由份指定路由器）的概念。器）的概念。lBDR实际上是上是对DR的一个的一个备份，在份，在选举DR的同的同时也也选举出出BDR，BDR也和本网也和本网段内的所有路由器建立段内的所有路由器建立邻接关系并交接关系并交换路由信息。当路由信息。当DR失效后，失效后，BDR会立即成会立即成为DR。由于不需要重新。由于不需要重新选举，并且，并且邻接关系事先已建立，所以接关系事先已建立，所以这个个过程是非常程是非常短短暂的。当然的。当然这时还需要再重新需要再重新选举出一个新的出一个新的BDR，虽然一然一样需要需要较长的的时间，
14、但并不会影响路由的但并不会影响路由的计算。算。l运行运行OSPF进程的网程的网络中，既不是中，既不是DR也不是也不是BDR的路由器的路由器为DROther。DROther仅与与DR和和BDR之之间建立建立邻接关系，接关系，DROther之之间不交不交换任何路由信息。任何路由信息。这样就减少了广播网和就减少了广播网和NBMA网网络上各路由器之上各路由器之间邻接关系的数量，同接关系的数量，同时减少网减少网络流量，流量，节约了了带宽资源。源。18OSPF的几个基本概念的几个基本概念-DR与与BDR19OSPF的几个基本概念的几个基本概念-路由聚合路由聚合OSPF有两有两类聚合：聚合：l(1)ABR聚
15、合聚合 ABR向其它区域发送路由信息时，以网段为单位生成Type3 LSA。如果该区域中存在一些连续的网段，则可以将这些连续的网段聚合成一个网段。这样ABR只发送一条聚合后的LSA，所有属于聚合网段范围的LSA将不再会被单独发送出去，这样可减少其它区域中LSDB的规模。20OSPF的几个基本概念的几个基本概念-路由聚合路由聚合OSPF有两有两类聚合：聚合：l(2)ASBR聚合聚合 配置引入路由聚合后，如果本地路由器是自治系统边界路由器ASBR，将对引入的聚合地址范围内的Type5 LSA进行聚合。当配置了NSSA区域时，还要对引入的聚合地址范围内的Type7 LSA进行聚合。 如果本地路由器是
16、ABR，则对由Type7 LSA转化成的Type5 LSA进行聚合处理。21lOSPF将路由分将路由分为四四类，按照，按照优先先级从高到低的从高到低的顺序依次序依次为：1.区域内路由（Intra Area）2.区域间路由（Inter Area）3.第一类外部路由（Type1 External）4.第二类外部路由（Type2 External）l区域内和区域区域内和区域间路由描述的是路由描述的是AS内部的网内部的网络结构，外部路由构，外部路由则描述了描述了应该如何如何选择到到AS以外目的地址的路由。以外目的地址的路由。OSPF将引入的将引入的AS外部路由分外部路由分为两两类：Type1和和Typ
17、e2。l第一第一类外部路由是指接收的是外部路由是指接收的是IGP（InteriorGatewayProtocol，内部网关，内部网关协议）路由）路由（例如静（例如静态路由和路由和RIP路由）。由于路由）。由于这类路由的可信程度路由的可信程度较高，并且和高，并且和OSPF自身路由自身路由的开的开销具有可比性，所以到第一具有可比性，所以到第一类外部路由的开外部路由的开销等于本路由器到相等于本路由器到相应的的ASBR的开的开销与与ASBR到到该路由目的地址的开路由目的地址的开销之和。之和。l第二第二类外部路由是指接收的是外部路由是指接收的是EGP（ExteriorGatewayProtocol，外部
18、网关，外部网关协议）路）路由。由于由。由于这类路由的可信度比路由的可信度比较低，所以低，所以OSPF协议认为从从ASBR到自治系到自治系统之外的开之外的开销远远大于在自治系大于在自治系统之内到达之内到达ASBR的开的开销。所以。所以计算路由开算路由开销时将主要考将主要考虑前者，前者，即到第二即到第二类外部路由的开外部路由的开销等于等于ASBR到到该路由目的地址的开路由目的地址的开销。如果。如果计算出开算出开销值相相等的两条路由，再考等的两条路由，再考虑本路由器到相本路由器到相应的的ASBR的开的开销。OSPF的几个基本概念的几个基本概念-路由路由类型型22nOSPF的特点的特点nOSPF的几个
19、基本概念的几个基本概念nOSPF的典型配置的典型配置nOSPF典型故障典型故障处理理nOSPF规划划设计目目录23基本配置基本配置l进入系入系统视图 system-viewl启启动OSPF，进入入OSPF视图RouterA ospf X router-id x.x.x.xl配置配置OSPF核心核心区域，区域，进入入OSPF区域区域视图RouterA-ospf-1 area 0l配置区域所包含的网段并在指定网段的接口配置区域所包含的网段并在指定网段的接口上使能上使能OSPFRouterA-ospf-1-area-0.0.0.0 network 10.1.1.0 24nOSPF的特点的特点nOSP
20、F的几个基本概念的几个基本概念nOSPF的典型配置的典型配置nOSPF典型故障典型故障处理理nOSPF规划划设计目目录25OSPF的故障排除步的故障排除步骤骤l配置故障排除配置故障排除首先检查是否已经启动并且正确配置了OSPF协议l局部故障排除局部故障排除检查两台直接相连的路由器之间协议运行是否正常l全局故障排除全局故障排除从网络拓扑结构角度考虑，区域是否配置正确如果如果OSPF协议不能正常运行，可按如下步骤进行检查协议不能正常运行，可按如下步骤进行检查:26协议协议基本配置是否正确基本配置是否正确l是否已是否已经为本路由器配置了本路由器配置了RouterIDl检查OSPF协议是否已成功被启是
21、否已成功被启动l检查需要运行需要运行OSPF的网段是否已的网段是否已经被使能被使能l检查是否已正确地引入了所需要的外部路由是否已正确地引入了所需要的外部路由27邻邻居路由器之居路由器之间间的故障的故障l首先首先检查两台直接相两台直接相连的路由器之的路由器之间neighbor状状态机是否达机是否达到到Full状状态。l检查物理物理连接及下接及下层协议是否正常运行。可通是否正常运行。可通过ping测试。l检查双方在接口上的配置以及接口的网双方在接口上的配置以及接口的网络类型是否一致。型是否一致。l若网若网络的的类型型为广播网或广播网或NBMA，至少有一个接口的，至少有一个接口的priority应大
22、于零。大于零。l区域的区域的Stub属性必属性必须一致。一致。l在在NBMA类型的网型的网络中是否手工配置了中是否手工配置了邻居居28区域区域规规划的故障划的故障l非骨干区域必非骨干区域必须与骨干区域与骨干区域连通通Area 2Area 1Area 0RTARTBRTCRTDArea 0Area 1Area 0RTARTBRTCRTDl骨干区域必骨干区域必须保保证连通。通。29OSPF的其它疑的其它疑难难故障故障问题问题l其他故障其他故障问题：路由表中丢失部分路由 路由过滤问题路由表不稳定，时通时断物理线路问题Router ID问题拨号情况下的接口类型无法引入自治系统外部路由STUB区域问题3
23、0区域区域间间路由聚合配置路由聚合配置错误错误l故障故障现象：象：配置了聚合之后，在区域中虽然有聚合后的路由，但未聚合前的路由仍旧存在。 l故障故障现象：象：配置了路由聚合之后，路由表显示正常，但却无法PING通某些目的地址。 RTARTB10.1.1.0/2410.1.2.0/24 Area 110.1.1.0/2410.1.2.0/2410.1.0.0/16Area 010.1.1.0/2410.1.2.0/24 Area 151010.1.0.0/16Area 010.1.3.0/2410.1.4.0/24Area 2RTARTBRTC31nOSPF的特点的特点nOSPF的几个基本概念的
24、几个基本概念nOSPF的典型配置的典型配置nOSPF典型故障典型故障处理理nOSPF规划划设计目目录32何何时时需要运行需要运行OSPF协议协议l网网络的的规模模网络中的路由器在10台以上，中等或大规模的网络。l网网络的拓扑的拓扑结构构网络的拓扑结构是网状并且任意两台路由器都有互通的需求，则应该使用OSPF动态路由协议。 l其它特殊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花费尽量降低。l对路由器自身的要求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。33OSPF规规划的基本概念划的基
25、本概念lRouterID的的规划划l区域划分区域划分l路由聚合路由聚合规划划lOSPF的的COST规划划lOSPF路由路由过滤规划划lOSPF路由引入路由引入规划划34RouterID的的规规划划l路由器的路由器的RouterID选择规则如下：如下：如果手工配置了Router ID，那么就选择此Router ID。如果没有手工配置，路由器就选取所有的Loopback接口地址最大的。如果没有配置Loopback接口，那么路由器就选取最大的物理接口地址作为Router ID。l建建议直接使用直接使用该设备的的Loopback地址作地址作为RouterID。35OSPF区域区域规规划划l区域划分的基
26、本原区域划分的基本原则按照网络层次来划按照自然的地区或者行政单位划分按照IP地址的规划来划分l一些制一些制约条件条件区域的规模与骨干区域的连通问题ABR的处理能力36OSPF区域区域规规划中的疑划中的疑难问题难问题lOSPF的骨干区域中的的骨干区域中的设备数量数量lOSPF的非骨干区域中的的非骨干区域中的设备数量数量lOSPF协议只支持只支持2层区域区域结构构 37路由聚合路由聚合规规划划l在在ABR上通常需要上通常需要对非骨干区域的路由聚合后非骨干区域的路由聚合后发布到骨干布到骨干区域。区域。l在在ASBR上可以上可以对所有本地引入的路由聚合后再所有本地引入的路由聚合后再发布。布。l聚合的地
27、址范聚合的地址范围是是链路地址、路地址、业务地址，但通常不地址，但通常不对Loopback地址地址进行聚合。行聚合。l对于于NSSA区域，要充分利用可以聚合两次的宝区域，要充分利用可以聚合两次的宝贵机会。机会。38OSPF的的COST规规划划l为确保路由器确保路由器选择最最优路径，需要路径，需要统一一OSPF路由尺度（路由尺度（Cost）的）的计算。通常算。通常的做法是：取网的做法是：取网络中中带宽的最大的最大值为度量度量值1，其他，其他类型的接口按与最大型的接口按与最大带宽的的比例比例计算。算。接口接口类型型Cost值GE1155M POS7100M FE1010M ETHERNET100N
28、E1500/Nl对于于OSPF的的COST值有一点需要注意，根据我有一点需要注意，根据我们在在OSPF路由路由优选顺序的内容序的内容里所介里所介绍的，的，OSPF首先会首先会选择路由路由类型，如果路由型，如果路由类型相同才比型相同才比较Cost值，小的小的优先。先。39OSPF路由路由过滤规过滤规划划l通常任何一台通常任何一台设备都没有都没有权利更改或利更改或删除非自己生成的除非自己生成的LSA。所以每台。所以每台设备上配置的路由上配置的路由过滤只会影响到自身路只会影响到自身路由表的生成，而不会更改由表的生成，而不会更改LSA。如果要全网或者大部分路。如果要全网或者大部分路由器需要由器需要过滤
29、某条路由，只能逐台配置某条路由，只能逐台配置过滤。l但是但是OSPF在区域在区域边界界处留下了一个后留下了一个后门。聚合的命令后面。聚合的命令后面有一个有一个notadvertise参数，如果需要参数，如果需要过滤某条路由，可以某条路由，可以将将该条路由配置成聚合命令（并非真正聚合，网段与掩条路由配置成聚合命令（并非真正聚合，网段与掩码完全相同即可），后面加上完全相同即可），后面加上notadvertise参数即可做到参数即可做到过滤。对于于type7类的路由，可以在的路由，可以在NSSA的的ABR处用同用同样的的方法方法过滤。但是。但是这种种过滤方法只能用于区域方法只能用于区域间，在区域内，
30、在区域内还只能逐台只能逐台过滤。40OSPF路由引入路由引入规规划划l对于直于直连路由，如果条件允路由，如果条件允许，尽量使用，尽量使用network命令当作区域内路由命令当作区域内路由发布，避免使用布，避免使用import-routedirect。l对于静于静态和其他路由和其他路由协议，引入，引入时可以可以统一一Cost及路由及路由类型。型。l通常通常对于引入的外部路由如果外部路径花于引入的外部路由如果外部路径花费远大于大于OSPF内部路径花内部路径花费，或者希望到达外部路由的出口或者希望到达外部路由的出口为指定的路由器出口，指定的路由器出口，则在引入外部路由在引入外部路由时应指定路由指定路
31、由类型型为2类外部路由。外部路由。l而而对于引入的外部路由，如果外部路径于引入的外部路由，如果外部路径Cost值可以和可以和OSPF内部路径内部路径Cost值相比相比较，或者希望到达外部路由的不同出口能，或者希望到达外部路由的不同出口能够由由OSPF内部路内部路径径Cost来影响，来影响，则在引入外部路由在引入外部路由时应指定路由指定路由类型型为1类外部路由。外部路由。l如果引入如果引入BGP路由，需要考路由，需要考虑路由表的路由表的规模，也可以使用缺省路由来避模，也可以使用缺省路由来避免引入。免引入。41单边单边界路由引入界路由引入l网网络中存在两个路由系中存在两个路由系统l两个路由系两个路
32、由系统之之间通通过一台一台边界路由器互界路由器互连l在在边界路由器上启用路由引入，界路由器上启用路由引入，导通两个路由系通两个路由系统ASBROSPF100OSPF42多多边边界路由引入界路由引入l网网络中存在两个路由系中存在两个路由系统l两个路由系两个路由系统之之间通通过两台两台边界路由器互界路由器互连l在所有在所有边界路由器上启用路由引入，界路由器上启用路由引入，导通两个路由系通两个路由系统ASBR-1OSPF100OSPF200ASBR-43OSPF规规划案例划案例 R1，R2属于Area 0，R5，R6属于Area n，R3和R4为ABR路由器。也就是Area n存在两个ABR，并且在两个ABR上都对Area n内的路由做了聚合操作。1.Loopback0应该规划到哪里？（图中红线暂且忽略）2.图中标注为RED的线应该规划到哪个区域里？Loopback0R4Area0Area nR1R2R3R5R6RED44OSPF多多进进程与多程与多实实例例lOSPF多多进进程程lOSPF多多实实例例杭州华三通信技术有限公司结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！46
