OSPF学习心得

扩散方式
组播 单播 单播 组播
发送源
路由器 路由器 路由器 DR DRother
发送目的地
224.0.0.5 邻接接口地 址 邻接接口地 址 224.0.0.5 224.0.0.6
www.ruijie.com.cn
第 20页 /共 75页
单区域存在的问题
• •
1、同一个区域内所有路由器LSDB完全相同 2、收到的LSA通告太多了
7、每一台路由器都将从SPF算法树中构建自己的路由表 8、路由表创建成功，邻居间交换的hello数据包成为keepalive，每隔30min重 传一次
www.ruijie.com.cn 第 5页 /共 75页
OSPF简介
OSPF术语及概念 OSPF选路过程 OSPF数据包格式 OSPF组网应用 RERP简介及与OSPF的对比
www.ruijie.com.cn 第 16页 /共 75页
Full
建立邻接关系用到3种数据包类型
• •
1、数据库描述数据包 2、链路状态请求数据包
•
3、链路状态更新数据包
www.ruijie.com.cn
第 17页 /共 75页
数据库描述数据包标志位
•
有3个标志位用来管理邻接关系的简历过程：
› I：初始位（Initial bit)，置1，说明这是第一个数据库描述数据包
OSPF学习心得
OSPF简介
OSPF术语及概念 OSPF选路过程 OSPF数据包格式 OSPF组网应用 RERP简介及与OSPF的对比
OSPF简介
OSPF术语及概念 OSPF选路过程 OSPF数据包格式 OSPF组网应用 RERP简介及与OSPF的对比
www.ruijie.com.cn
开放最短路径优先协议（OSPFv2）
•
影响邻接建立的因素：Hello信息匹配，网络类型
www.ruijie.com.cn
第 10页 /共 75页
网络类型
是否自动建立 邻居 P2P（pointto-point） 广播型网络 （Broadcast） 非广播多路访 问（NBMA） 点到多点网络 （point-topoint） 虚链路 （virtual links） 是 是否需要 DR/BDR 否 Hello 间隔 Dead 间隔
的最优网关
www.ruijie.com.cn
第 25页 /共 75页
非纯末梢区域（NSSA）
•
允许外部路由器通告到OSPF自主系统内部，同时保留自主系统其余部分 的末梢区域特征
•
在NSSA中ASBR将始发7类LSA来通告外部的目的网络，7类LSA在NSSA
区域内范洪，在ABR处阻塞。
• • • •
P-bit 置1，NSSA区域的ABR将把7类LSA转换成5类LSA，并且将这条LSA范洪 到其他区域 置0，丢弃 作用：使NSSA区域学到的 目的地址仅仅在NSSA区域范洪
www.ruijie.com.cn
第 26页 /共 75页
区域的类型与LSA的洪泛范围
10s
40s
是
是
10s
40s
否
是
30s
120s
是
否
30s
120s
否
否
10s
40s
www.ruijie.com.cn
第 11页 /共 75页
成为DR的条件
比较接口优先级，越高越优先
比较Route-ID，越大越优先
比较IP地址，越大越优先
www.ruijie.com.cn
第 12页 /共 75页
为什么选DR
4、每一台收到从邻居路由器发出的LSA的路由器都会把这些LAS记录在他的 链路状态数据库中，并且发送一份LSA的拷贝给该路由器的其他所有邻居 5、通过LSA范洪扩散到整个区域，所有的路由器都会形成统一的链路状态数 据库 6、数据库相同后，路由器以自己为根，用SPF算计技术一个无环路拓扑图，
即SPF算法树
•
1、在构建相关路由器之间的邻接关系时，会创建很多不必要的LSA（N的 二次方 个）
•
• • •
2、在同一个网络上创建很多相同的LSA副本
解决办法： 通过DR描述这个多了访问网络和OSPF区域内其余与其相连的路由器 通过DR管理这个多路访问网络上的范洪扩散过程
www.ruijie.com.cn
第 13页 /共 75页
第 23页 /共 75页
路由器类型
• • • •
内部路由器（Internal Router）：所有接口都属于同一个区域的路由器 区域边界路由器（Area Border Router ，ABR)：链接一个或多个区域到
骨干区域的路由器
骨干路由器（Backbone Router):至少有一个接口是和骨干区域相连的路 由器 自主系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router,ASBR)： 把其他路由选择协议学校到路由，通过路由器选择重分配的方式注入到 OSPF域的路由器
•
•
3、内部动荡会引起全网路由器的完全SPF计算
4、区域内路由无法汇总，需要维护的路由表越来越大，资源消耗过多， 性能下降，影响数据转发
ABR
Area 0
www.ruijie.com.cn
第 21页 /共 75页
解决单区域存在的问题
把大型网络分隔为多个较小、可管理的单元——–
区域 area
www.ruijie.com.cn
•
•
6、如果DR或BDR失效，重复2-5步骤
注意：如果一台路由器新加入到一个已经收敛的OSPF域，无论参数如何 ，都不会成为DR/BDR。
www.ruijie.com.cn
第 14页 /共 75页
建立邻接的过程
•
• • •
Down：只邻接关系Down，开启OSPF进程后，端口没有收到OSPF的
Hello包 Attempt:路由器尝试发送hello报文（特殊机制，只有在NBMA或帧中继上 才有） Init：路由器只收到单项hello报文 2-Way：路由器收到了双向的包含对方路由器ID的hello报文（邻居关系建 立成功）
› M：后继位（More bit），置1，说明所发送的不是最后一个数据库描述数据包
› MS：主/从位（Master/Slave bit），发送数据库描述数据包的路由器为主，置 1，为从，置0
www.ruijie.com.cn
第 18页 /共 75页
范洪扩散（Flooding）
•
将网络变化或新的LSA发送到整个网络中去，以确保每一个节点的数据库 都可以更新，最终保持所有其他节点的数据库的一致性。
www.ruijie.com.cn 第 15页 /共 75页
建立邻接的过程
R1 R2
Down 2-Way
Hello(DR = 0.0.0.0,Neighbors =0) Hello(DR = R2,Neighbors = R1) DD(Seq = x, I = 1, M = 1, MS = 1) DD(Seq = y, I = 1, M = 1, MS = 1)
› 2、预先分配和识别路由器ID的地址是更灵活
www.ruijie.com.cn
第 8页 /共 75页
HELLO包的作用
• •
1、发现邻居 2、建立邻居时，用来通告参数
•
• •
3、建立邻居后，当keepalive角色
4、确保邻居路由器之间的双向通信 5、选DR,BDR
•
HELLO间隔是基于每端口配置的，广播型网络的默认值是10S，非广播型 的默认是30S，失效时间默认为4倍间隔。
•
范洪扩散会使用以下两种类型的OSPF数据包：
› 链路状态更新数据包（Link State Update packets) › 链路状态确认数据包（Link STate Acknowledgment packets)
www.ruijie.com.cn
第 19页 /共 75页
扩散方式
网络类型
点到点 点到多点 虚链路 广播
www.ruijie.com.cn
第 24页 /共 75页
末梢区域（stub)
•
是一个不允许AS外部LSA通告在其内部进行范洪扩散的区域（阻塞4/5类 LSA）
•
限制条件：
› 1、hello数据包中E-bit置0，其他置1的hello数据包将不会匹配，要求末梢区域 内的所有路由器必须匹配，否则不能建立邻接关系 › 2、不能配置虚链路 › 3、末梢区域不能存在ASBR › 4、末梢区域可以有多台ABR，由于用缺省路由，无法确定到达ASBR路由器
www.ruijie.com.cn
第 4页 /共 75页
OSPF路由模型建立的过程
• •
1、宣告OSPF的路由器从所有启动OSPF协议的接口上发出Hello数据包 2、邻居路由器通过交换Hello信息的路由器类型和网络类型，形成邻接关系
•
• • • • •
3、每一台路由器都会在所有形成邻接关系的邻居之间发送包含路由器所有链 路、接口以及链路状态信息的链路状态通告（Link State Advertisement,LSA)
•
OSPF：Open Shortest Path First
•
由Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF)开发的路
由选择协议，用来代替存在一些问题的RIP协议
•
更新之处：
› 快速收敛 › 使用区域 › 支持无类别路由表查询 › 支持多链路等价负载均衡 › 安全认证
www.ruijie.com.cn
邻居和邻接
•
邻居：同一个网段上的路由器，一旦在其相邻路由器的Hello报文中发现 他们自己，则他们就成为邻居关系了
•
•
邻接：如果两个邻居之间需要同步LSDB，那么它们之间需要建立邻接关
系
邻居和邻接关系：发送任何LSA通告之前，OSPF路由器都必须首先发现他
们的邻居路由器并建立起邻接关系
www.ruijie.com.cn
第 7页 /共 75页
路由器ID
•
OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址
•
配置方法：
› 1、手工配置 › 2、loopback接口上数值最高的IP地址 › 3、物理接口上数值最大的IP地址
•
使用loopback接口作为路由器ID有两个好处：
› 1、loopback接口比任何其他物理接口更稳定
Down Init
ExStart
ExStart
Exchange
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) Exchange
DD(Seq = y+n, I = 0, M = 0, MS = 1) Loading DD(Seq = y+n, I = 0, M = 0, MS = 0) LS Request Full LS Update LS Ack
第 22页 /共 75页
划分区域的好处
•
1、控制LSA只在区域内洪泛，有效地把拓扑变化控制在区域内，拓扑的 变化影响限制在本区域
•Fra Baidu bibliotek
•
2、在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表
3、提高了网络的稳定性和的扩展性，有利于组建大规模的网络
ABR
ABR
Area 0
Area 1
Area 2
www.ruijie.com.cn
•
• • •
ExStrart：短暂的状态，前两个DD报文不包括lsa信息，协商主从关系
Exchange：本地路由器将向他的邻居路由器发送可以描述它整个链路状 态数据库信息的数据库描述数据包 Loading：本地路由器将会向他的邻居路由器发送链路状态请求数据包， 请求一些链路更新或回复 Full：完成邻接关系建立，并通过默认10s的Hello包（keepalive）来维持
www.ruijie.com.cn
第 9页 /共 75页
Hello包
•
一台路由器收到HELLO包时，核对参数，如果不匹配则丢弃且无法建立 邻接关系，匹配则认为有效
•
•
匹配后，如果邻居表中有发送方ID，则更新失效时间
如果邻居表中没有发送方ID，则把该ID加入邻居表；如果HELLO包中的 邻居ID中，有自己的ID，则认为双向通信（two-way communication）建 立成功
选举DR的过程：
•
1、路由器和它的邻居简历双向通信（2way），检查邻居路由器发送的 Hello数据包的优先级、DR和BDR字段。列出所有有资格选举的路由器列
表，所有路由器同时宣称自己是DR和BDR路由器。
• • • • 2、创建一个没有宣告为DR路由器的所有路由器的子集 3、从这个子集中选举最高优先级的路由器位BDR 4、如果一路由器在Hello数据包的DR字段包含了它们自己的接口地址， 那具有最高优先级的路由器被选为DR路由器 5、如果没有路由器宣告自己为DR路由器，那么新选举的BDR路由器成为 DR路由器