第6章 OSPF路由协议

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OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议OSPF(Open Shortest Path First)是一种基于链路状态的路由协议,它是一种开放式的、用于TCP/IP网络的链路状态路由协议,通常用于大型的企业网络或者互联网服务提供商的网络中。

OSPF协议通过计算最短路径来实现路由选择,并且具有快速收敛、可扩展性强等特点,因此在复杂网络环境中得到了广泛的应用。

OSPF协议的工作原理是通过路由器之间交换链路状态信息来构建网络拓扑图,然后根据拓扑图计算最短路径,最终确定路由表。

在OSPF协议中,所有的路由器都需要运行相同的路由算法,并且通过协商建立邻居关系,然后交换链路状态信息,最终计算出最短路径。

这种基于链路状态的路由选择算法能够更好地适应复杂网络环境,并且能够快速收敛,适用于大型网络。

OSPF协议的特点包括以下几个方面:1. 分层设计,OSPF协议采用了分层的设计,将网络划分为不同的区域,每个区域有自己的路由器,这样可以减少路由器之间的通信量,提高网络的可扩展性。

2. 路由选择,OSPF协议采用了Dijkstra算法来计算最短路径,因此能够选择出最优的路由,提高了网络的传输效率。

3. 快速收敛,OSPF协议能够快速地适应网络的拓扑变化,当网络发生故障或者链路状态发生变化时,能够快速收敛,保证网络的稳定性。

4. 支持VLSM,OSPF协议支持可变长度子网掩码,能够更好地适应复杂网络环境,提高网络的利用率。

5. 安全性,OSPF协议支持认证机制,能够保证路由器之间的通信安全,防止路由器被篡改或者攻击。

总的来说,OSPF协议是一种高效、稳定、安全的路由协议,能够更好地适应复杂网络环境,提高网络的传输效率和可靠性。

在实际应用中,需要根据网络的规模和复杂程度来选择合适的OSPF配置,包括区域划分、路由器配置、链路成本等,以最大程度地发挥OSPF协议的优势。

同时,需要注意OSPF协议的配置和管理,保证网络的稳定和安全。

综上所述,OSPF路由协议作为一种链路状态路由协议,在复杂的网络环境中具有明显的优势,能够提高网络的传输效率和可靠性,是大型企业网络或者互联网服务提供商网络中的首选路由协议之一。

第6章 OSPF路由协议配置

第6章 OSPF路由协议配置

6.1.2 链路状态协议的工作原理
1. 发现邻居 向所有可用网络发送Hello分组,依靠这种Hello协议,链路状态协议 实现邻居的发现。
2. 数据库同步 在确定了邻居之后,路由器将进行链路状态数据库(LSDB)的同步,主 要包括以下三个过程: (1)创建链路状态通告(LSA) 在创建链路状态通过的过程中,其中一个重要的步骤是计算出每个接 口的度量值。在OSPF中使用代价(cost)作为度量值。Cost为1到65535之间 的一个整数。不同厂商的代价计算方法不尽相同,但其一般原则是带宽越 高,代价越小(越优先)。思科的代价计算公式是108/带宽。 如果带宽大于100M的话,将产生1个小于1的小数,这是不允许的.因此从 IOS版本11.2之后,可以使用命令ospf auto-cost reference-bandwidth 来 修正这个问题,允许管理者更改缺省的参考带宽。
第6章 OSPF动态路由的配置
(时间:8学时)
第6章 动态路由的配置
学习目的与要求:
动态路由协议能够动态地反映网络的状态,当网络发 生变化时,网络中的路由器会把这个消息通告给其他的路 由器,最终所有的路由器将知道网络的变化,及时调整路 由表,从而保证数据包的正常传输。 学完本章,你将能够: 描述链路状态路由协议原理 熟练配置OSPF路由
6.2.1
OSPF协议概述
OSPF是开放标准同时性能远强于RIP协议,因此在大中型 网络中OSPF协议得到了普遍使用,其特点如下: (1)OSPF是自治系统内部使用的协议即内部网关协议,是 基于链路状态算法的路由协议。 (2)OSPF使用IP分组直接封装OSPF协议报文,协议号是89。 OSPF数据包的TTL值被设为1,即OSPF数据包只能被传送到 一跳范围之内的邻居路由器。 (3)OSPF当前主要使用的版本是针对IPv4开发的OSPFv2, 其协议的具体描述在RFC2328中。另外针对IPv6的OSPFv3 也开始使用,在RFC2470中确定了OSPFv3的基本标准。 (4)OSPF能快速收敛,当网络拓扑发生变化时,OSPF可以 立即发送更新报文,使这一变化在自治系统中同步。同时 OSPF这种不定时广播路由,也节省了带宽资源。

ospf路由协议

ospf路由协议

Osfp 路由协议1、OSPF协议概述OSPF(Open Short Path First)开放最短路径优先协议,是一种基于链路状态的内部网协议(Interior Gateway Protocol),主要用于规模较大的网络中。

2、OSPF的特点●适应范围广:支持各种规模的网络,最多可支持数百台路由器。

●快速收敛:在网络拓扑结构发生变化后立即发送更新报文,使这一变化在自治系统中被处理。

●无环路由:根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由。

●区域划分:允许自治系统内的网络被划分成区域来管理,区域间传送的路由信息被汇聚,从而减少了占用的网络资源。

●路由分级:使用4类不同的路由,按照优先顺序分别是区域间路由、区域路由、第一类路由、第二类路由。

3、OSPF的基本概念●自治系统(Autonomous System,AS):为一组路由器使用相同路由协议交换路由信息的路由器。

●路由器ID号:运行OSPF协议的路由器,每一个OSPF进程必须存在自己的Router-ID。

●OSPF邻居:OSPF路由器启动后,便会通过OSPF接口向外发送Hello报文,收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数,使双方成为邻居。

●OSPF连接:只有当OSPF路由器双方成功交换DD报文,交换LSA并达到LSDB的同步后,才能形成邻接关系。

4、OSPF路由的计算过程每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告(State Advertisement,LSA),并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器。

每台OSPF路由器都会收到其他路由器通告的LSA,所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库(Link State Database,LSD)。

LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述,LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。

OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图,这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。

路由协议详解

路由协议详解

3.配置实例
(1)路由器RA的配置 在路由器RA上指定凡是目的地址是 192.168.30.0/24网段的数据包将由RA的串 行接口Serial 0/2(简写为S0/2)发送出去. 具体配置方法如下,在全局配置模式下进 行配置. 方法一:RouterA_config#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2 方法二:RouterA_config#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 S0/3
内部网关协议和外部网关协议
6.2.3 距离矢量,链路状态路由选择协议
1.距离矢量路由选择协议 距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由算 法,也称贝尔曼-福特算法.距离矢量路由选择协议 计算网络中所有链路的向量(即什么方向)和距离 (有多远).它是为小型网络环境设计的,在大型 网络环境下,这类协议在学习路由及保持路由时将 产生较大的流量,占用过多的带宽.距离向量路由 协议在使用跳数作为度量值,来计算到达目的地要 经过的路由器数. 基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括RIP, IGRP等.
2.RIP诊断命令
(1)命令:show ip rip (2)命令:show ip protocol (3)命令:debug ip rip
6.5 OSPF协议
6.5.1 OSPF概述 OSPF是open shortest path first(开放最短路由优 先协议)的缩写. 它是IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)组织开发的一个基于链路状态 的内部网关协议的典型代表.用于在单一自治系统 (autonomous system,AS)内决策路由.与RIP相对, OSPF是链路状态路由协议,而RIP是距离向量路由 协议.链路是路由器接口的另一种说法,因此 OSPF也称为接口状态路由协议.

OSPF路由协议

OSPF路由协议
1.1 OSPF 的由来: Internet最早使用RIP动态路由协议。RIP协议适合小型网络系统。但是在网络数目增多时存
在一些问题。并且RIP协议还存在无限计数和收敛速度慢等不足。后来开始在Internet使用链路状 态协议。所谓链路是指路由器接口,所以OSPF也可以称为接口状态路由协议。状态是指接口的 参数,包括接口是开启还是关闭、接口的IP地址、子网掩码、接口所连的网络,以及使用路由器 的网络连接的相关代价。
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OSPF路由协议及其基本原理
1.3 OSPF 的五个类型的报文: 呼叫(Hello)报文:用来发现相邻的路由器,建立毗邻关系等。通过周期性地发送呼叫报
文,呼叫协议还可以用于确定邻居路由器是否还在工作。在广播和NBMA 网络中,被指定的路由 器的选取也要使用呼叫协议。
ABR向其它区域发送路由信息时,以网段为单位生成Type3 LSA。当区域中存在连续的网段(具有相同前缀的路由信息)时, 可以通过abr-summary命令将这些网段聚合成一个网段,ABR向 其他区域只发送一条聚合后的LSA,所有指定的聚合网段范围的 LSA将不会再被单独发送。从而减小路由表的规模,提高路由器的 性能。
《局域网交换机和路由器的配置与管理》
网络互联设备基础实验
OSPF路由协议
• 1. OSPF路由协议及其基本原理 • 2. OSPF路由协议的基本配置
OSPF路由协议及其基本原理
1.1 OSPF 的由来: Internet最早使用RIP动态路由协议。RIP协议适合小型网络系统。但是在网络数目增多时存
虚连接是指在两台ABR之间,穿过一个非骨干区域(也称为转 换区域,Transit Area),建立的一条逻辑上的连接通道(须在两 端的ABR上同时配置)。

OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议OSPF路由协议OSPF路由协议概述1-1内部⽹关协议和外部⽹关协议⾃治系统(AS)内部⽹关协议(IGP)外部⽹关协议(EGP)OSPF路由协议概述1-2OSPF是链路状态路由协议OSPF的⼯作过程邻居列表链路状态数据库路由表OSPF的基本概念1-1⾮⾻⼲区域OSPF的基本概念1-2OSPF的基本概念1-3DR和BDROSPF的基本概念1-4指定路由器(DR)OSPF的基本概念1-5其他路由器(DRothers)只和DR及BDR形成邻接关系OSPF的基本概念1-6DR和BDR的选举过程路由器的优先级可以影响⼀个选举过程,但是它不能强制更换已存在的DR或BDR路由器OSPF的组播地址224.0.0.5224.0.0.6Drother会通224.0.0.6向DR和BDR通告⽹络状态信息,DR会通过224.0.0.5向所有邻居通告信息OSPF的基本概念1-7OSPF的度量值为COSTCOST=108/BW最短路劲是基于接⼝指定的代价(cost)计算的OSPF的数据包类型OSPF数据包承载在IP数据包内,使⽤协议号89OSPF的包类型OSPF邻接关系的建⽴1-1OSPF启动的第⼀个阶段是使⽤Hello报⽂建⽴双向通信的过程OSPF邻接关系的建⽴1-1OSPF启动的第⼆个阶段是建⽴完全邻接关系OSPF的⽹络类型OSPF将⽹络划分为四种类型点到点⽹络 (Point-to-Point)⼴播多路访问⽹络 (Broadcast MultiAccess,BMA)⾮⼴播多路访问⽹络 (None Broadcast MultiAccess,NBMA)点到多点⽹络 (Point-to-Multipoint)OSPFd的应⽤环境2-1从以下⼏个⽅⾯考虑OSPF的使⽤⽹络规模⽹络拓扑其他特殊要求路由器⾃⾝要求OSPF的特点可适应⼤规模⽹络路由变化收敛速度快⽆路由环⽀持变长⼦⽹掩码VLSM⽀持区域划分⽀持以组播地址发送协议报OSPFd的应⽤环境2-1OSPF与RIP的⽐较。

业务支撑网网络技术 Lesson 6 链路状态路由协议OSPF

业务支撑网网络技术 Lesson 6 链路状态路由协议OSPF

OSPF debug 命令
Router# debug ip ospf events OSPF:hello with invalid timers on interface Ethernet0 hello interval received 10 configured 10 net mask received 255.255.255.0 configured 255.255.255.0 dead interval received 40 configured 30 Router# debug ip ospf packet OSPF: rcv. v:2 t:1 l:48 rid:200.0.0.117 aid:0.0.0.0 chk:6AB2 aut:0 auk: Router# debug ip ospf packet OSPF: rcv. v:2 t:1 l:48 rid:200.0.0.116 aid:0.0.0.0 chk:0 aut:2 keyid:1 seq:0x0
• 默认每30分钟由DR发送一次路由更新 • 网络发生变化后的路由器首先会产生一 个链路状态更新(LSU)的LSA,然后用 224.0.0.6的组播地址发送给DR和BDR。 DR再将该LSU 以组播地址224.0.0.5泛洪 (或刷新,Flooding)给与其邻接的路由器 (DRother)
维护路由
检查OSPF的配置
• 检查OSPF的配置 Router# show ip protocols • 查看路由表 Router# show ip route
Router# show ip route Codes: I - IGRP derived, R - RIP derived, O - OSPF derived, C - connected, S - static, E - EGP derived, B - BGP derived, E2 - OSPF external type 2 route, N1 - OSPF NSSA external type 1 route, N2 - OSPF NSSA external type 2 route Gateway of last resort is 10.119.254.240 to network 10.140.0.0 O E O O E . E2 10.110.0.0 [160/5] via 10.119.254.6, 0:01:00, Ethernet2 10.67.10.0 [200/128] via 10.119.254.244, 0:02:22, Ethernet2 E2 10.68.132.0 [160/5] via 10.119.254.6, 0:00:59, Ethernet2 E2 10.130.0.0 [160/5] via 10.119.254.6, 0:00:59, Ethernet2 10.128.0.0 [200/128] via 10.119.254.244, 0:02:22, Ethernet2 . .

OSPF路由协议简介

OSPF路由协议简介

OSPF路由协议简介据北岸了解,CCNA课程中主要介绍的只有RIP、OSPF和EIGRP三种路由协议,对于这三种协议,目前市场上还常用的一般是OSPF协议。

RIP协议由于其本身具有跳数(16跳)和更新周期等因素,限制了网络的规模,使得以跳数为计的路由并非最优路由;同时频繁更新整张周期表,浪费网络带宽,逐跳的更新网络收敛速度慢。

因此,渐渐的已被淘汰出局,不再使用了。

上期北岸简单介绍了RIP路由协议,今天我们来看看OSPF路由协议的内容。

1.OSPF概述:开放式最短路径优先,一种链路状态路由协议,使用的是触发式更新(当新增链路或链路故障)和更新给网络中权威路由器,直接基于IP协议,协议号为89 (不可靠),管理距离110。

2.特点有:度量值与带宽有直接关系;组播更新(224.0.0.5&224.0.0.6);支持等价路由(负载均衡);支持明文和密文两种方式验证;支持携带掩码,支持VLSM,支持CIDR;采用SPF 算法,保证域内百分百无环;支持区域划分(分级组网),可适应大规模网络;支持多种链路层网络类型。

3.OSPF中涉及到的英文缩写含义:LSA:链路状态通告,该信息表示了路由器周边链路接口等信息;用于路由器之间传递路由信息;LSDB:链路状态数据库,网络中会选举出一台路由器去收集网络中的所有LSA,形成一个数据库;分发给所有路由器;区域:具有相同区域标识的路由器处于一个区域;OSPF报文Hello:用于建立、维持邻居关系DD:用于描述本地的链路数据库LSR:链路请求信息,用于向对方请求路由LSU:链路更新信息,用于回复LSRLSack:对报文进行确认OSPF状态机DOWN:未启用OSPF时INIT:初始化状态,当路由器发送了一个hello包后2-W AY:邻居回复hello给我后置为FULL:邻居之间链路状态交互完毕,达到每台路由都包括了该网络所有拓扑情况后OSPF 处于该状态;收敛状态;4.(1)OSPF配置命令(config)#router ospf *,其中*:代表进程ID,(OSPF在本地可启用多个进程),本地有效;(config-router)#network x.x.x.x y.y.y.y area *,其中x.x.x.x:需要通告到OSPF网络中的网段;y.y.y.y:反掩码,反掩码中为0的对应网络地址,为1的对应主机地址;其中01必须连续,不能间隔;*表示区域标识。

OSPF路由协议详解

OSPF路由协议详解

OSPF路由协议详解OSPF路由协议OSPF的基本概念和⼯作过程开放式最短路径优先协议(OSFP)是基于开放标准的链路状态路由选择协议,它完成各路由选择协议算法的两⼤主要功能:路径选择和路径交换。

Internet⼯程任务协会(IETF)于1988年开发了OSPF,其最近版本是OSPF版本2,在RFC 2328中进⾏了描述。

OSPF路由协议概述OSPF是内部⽹关路由协议在共同管理域下的⼀组运⾏相同路由选择协议的路由器的集合为⼀个⾃治系统(Autonomous System,AS)。

在互联⽹中,⼀个⾃制系统是⼀个有权决定本系统使⽤哪种路由协议的单位,它可以是⼀个企业、⼀座城市或⼀个电信运营商。

随着⽹络的发展,上述对AS的定义已经不是⼗分准确了,⽹络的发展使得⽹络之间经常出现⽹络合并情况,导致同⼀个⾃治系统中使⽤的路由协议也越来越多,所以⾃治系统的定义应该是在共同管理下的互联⽹络。

内部⽹关路由协议(IGP):⽤于在单⼀⾃治系统(Autonomous System,AS)内决策路由。

内部⽹关路由协议包括RIP、OSPF等。

与内部⽹关路由协议相对应的叫做外部⽹关路由协议(EGP),外部⽹关路由协议⽤于在多个⾃治系统之间执⾏路由。

BGP协议就是外部⽹关路由协议。

IGP是⽤来解决AS内部通信的,⽽EGP是解决AS间通信的。

OSPF是链路状态路由协议链路状态路由协议通过与邻居路由器建⽴邻接关系,互相传递链路状态信息,来了解整个⽹络的拓扑结构。

在链路状态信息中,包括有哪些链路,这些链路与哪个路由器相连,连接的路径成本是多少等信息,因此,在链路状态路由协议收敛后,⼀台路由器可以了解本区域完整的链路信息。

运⾏链路状态路由协议的路由器就好像各⾃“绘制”⾃⼰所了解的⽹段信息,然后通过与邻居路由器建⽴邻接关系,互相“交流”链路信息,学习整个区域内链路信息,来“绘制”出整个区域内的链路图。

在⼀个区域内的所有路由器都保存着完全相同的链路状态数据库。

《OSPF路由协议》课件

《OSPF路由协议》课件
OSPF路由协议PPT课件
欢迎来到《OSPF路由协议》的PPT课件。在本课程中,我们将详细介绍OSPF 路由协议的概念、特点、工作原理、配置步骤、安全机制以及应用领域。让 我们一起深入了解这一重要的路由协议。
什么是OSPF路由协议
OSPF路由协议是一种开放的、基于链路状态的路由协议,用于在自治系统内 部动态地计算路由信息。它具有快速收敛、高可靠性等优点。
OSPF需要占用一定的系统资源,如内存、带宽等,可能影响其他网络设备的正常运行。
OSPF的配置步骤
• 配置OSPF进程ID • 设置路由器ID • 配置接口 • 设置网段IP地址
OSPF路由表的查阅方法
1. 显示OSPF路由表 2. 检查OSPF邻居状态 3. 描述邻居状态的信息
OSPF的安全机制
实现网络连接和会话 建立
OSPF在启动过程中,通过建立 邻居关系和更新链路状态广告, 实现网络连接和会话建立。
OSPF的缺点分析
CPU占用率变大
由于OSPF需要进行复杂的计算和处理,会导致路由器的CPU占用率变大。
费ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过高
OSPF在大型网络中的部署和维护成本较高,需要投入大量的人力和物力资源。
系统资源占用
1 身份验证
OSPF可以通过配置身份验证来限制网络中的非法访问。
2 加密协议
OSPF支持使用加密协议对路由信息进行加密传输,保护路由信息的安全。
3 动态加密密钥管理
OSPF支持动态加密密钥管理,提供更高层次的数据安全保护。
OSPF的基本概念
开放的
OSPF是一种开放的标准,不受任何厂商限制, 可以在不同厂商的路由器上实现。
基础功能
OSPF提供路由发现、路由选择、链路状态信息 的更新等基础功能。

超详细OSPF路由协议基础课件

超详细OSPF路由协议基础课件

03
OSPF协议工作过程
OSPF协议邻居关系建立
OSPF协议通过Hello和Dead机制来 建立和维护邻居关系。
OSPF协议使用Hello报文来发现邻居 路由器,并使用Dead报文来确认邻居 的存活状态。在建立了邻居关系后, 路由器之间会互相交换链路状态信息 。
OSPF协议路由信息交换
OSPF协议使用链路状态数据库来交换路由信息。
04
OSPF协议的配置与调试
OSPF协议的基本配置
1 2 3
OSPF进程ID和路由器ID
每个OSPF路由器都需要一个唯一的OSPF进程ID 和路由器ID,用于在区域内唯一标识该路由器。
区域划分
将网络划分为不同的区域,每个区域运行一个 OSPF实例,维护一个区域内路由的链路状态数 据库。
网络类型
根据网络类型(广播、非广播、点到多点、点到 点)配置OSPF接口,并设置网络掩码。
支持多区域划分,减小了路由器的资源消耗。
OSPF协议与EIGRP的比较
• 使用区域内路由和区域间路由的分层结构,增强 了网络的扩展性。
OSPF协议与EIGRP的比较
EIGRP协议 支持多种路径度量标准,如带宽、延迟、可靠性等。
使用分布式路由表记录路由信息,能够更快速地收敛。
使用协议相关和协议无关的更新方式,增强了网络的稳 定性。

06
OSPF协议与其他路由协 议的比较
OSPF协议与RIP的比较
OSPF协议
支持多区域划分,路由信息只在本区域内传递,减小了路由器的资源消耗。
使用链路状态数据库记录所有直连和间接连接的路由信息,能够更精确地计算最短 路径。
OSPF协议与RIP的比较
• 使用区域地址来确定路由器的区域归属,增强了网络的扩 展性。

《OSPF路由协议》课件

《OSPF路由协议》课件
用于确认接收到的链路状态更 新信息。
OSPF报文发送与接收
01
OSPF报文封装在IP数据报中,使 用IP协议号89进行传输。
02
OSPF路由器通过操作系统的网络 层协议栈发送和接收OSPF报文。
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.5发送HELLO报文,以发 现邻居路由器。
03
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.6接收HELLO报文,以建
OSPF优点
01
高效路由
OSPF是一种链路状态路由协议,能 够快速收敛,适应网络变化。
资源消耗少
OSPF的路由信息交换仅限于区域内 ,降低了网络资源消耗。
03
02
无路由循环
OSPF通过区域划分和路由验证机制 ,有效避免了路由循环问题。
支持多种网络类型
OSPF适用于多种网络拓扑结构,如 星型、树型、网状和环型等。
核心区域
负责与其他区域进行通信,传送路由信息。
完全末梢区域
不接收外部路由信息,只接收区域内路由信 息。
存根区域
不接收外部路由信息,只接收核心区域路由 信息。
NSSA区域
允许向外部区域发布汇总路由信息。
OSPF路由器类型
Area 0路由器
位于OSPF区域的核心,负责与其他区域通信。
ABR路由器
位于不同区域的边界,负责区域间路由信息的 传递。
可靠
OSPF使用区域(Area)划分技术,将大型网络划分为若 干个较小的区域,每个区域运行一个OSPF实例,降低了 路由器的资源消耗,提高了可靠性。
安全性
OSPF支持验证,通过验证可以防止非法路由器接入网络 ,提高了安全性。
OSPF工作原理
OSPF路由器之间通过交换 Hello报文来发现邻居路由器 ,并建立邻接关系。

OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议——随着Internet技术在全球范围的飞速发展,OSPF已成为目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。

OSPF(Open Shortest Path First)路由协议是由IETF (Internet Engineering Task Force)IGP工作小组提出的,是一种基于SPF算法的路由协议,目前使用的OSPF协议是其第二版,定义于RFC1247和RFC1583。

1.概述——OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。

在这里,路由域是指一个自治系统(Autonomous System),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。

在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。

——作为一种链路状态的路由协议,OSPF将链路状态广播数据包LSA(Link State Advertisement)传送给在某一区域内的所有路由器,这一点与距离矢量路由协议不同。

运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。

2.数据包格式——OSPF路由协议的数据包格式如下图所示:附图 1:OSPF路由协议数据包格式——在OSPF路由协议的数据包中,其数据包头长为24个字节,包含如下8个字段:* Version number-定义所采用的OSPF路由协议的版本。

* Type-定义OSPF数据包类型。

OSPF数据包共有五种:* Hello-用于建立和维护相邻的两个OSPF路由器的关系,该数据包是周期性地发送的。

* Database Description-用于描述整个数据库,该数据包仅在OSPF初始化时发送。

* Link state request-用于向相邻的OSPF路由器请求部分或全部的数据,这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。

OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议⼀、什么是OSPFOSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)是IETF 开发的基于链路状态的⾃治系统内部路由协议OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息,⽹络收敛迅速,并有效避免了⽹络资源浪费OSPF直接⼯作于IP层之上,IP协议号为89OSPF以组播地址发送协议包⼆、与RIP的区别RIP:运⾏距离⽮量路由协议,周期性的泛洪⾃⼰的路由表,通过路由的交互,每台路由器都从相邻(直连)的路由器学习到路由,并且加载进⾃⼰的路由表中,⽽对于这个⽹络中的所有路由器⽽⾔,他们并不清楚⽹络的拓扑,他们只是简单的知道要去往某个⽬的应该从哪⾥⾛,距离有多远。

OSPF:运⾏链路状态路由协议,路由器之间交互的是LSA(Link State Advertisement链路状态通告:⽤来描述⽹络链路状况如邻居、开销等),⽽⾮路由信息。

路由器将⽹络中泛洪的LSA 搜集到⾃⼰的LSDB(Link State DataBase链路状态数据库)中,这有助于OSPF 理解整张⽹络拓扑,并在此基础上通过SPF 最短路径算法计算出以⾃⼰为根的、到达⽹络各个⾓落的、⽆环的树,最终,路由器将计算出来的路由装载进路由表中。

泛洪(Flooding)是交换机和⽹桥使⽤的⼀种数据流传递技术,将从某个接⼝收到的数据流向除该接⼝之外的所有接⼝发送出去。

三、OSPF特性OSPF 链路状态协议(开放式最短路径优先),⽆类路由协议,⽀持VLSM(可变长⼦⽹掩码),CIDR(⽆类别域间路由),⽀持安全认证采⽤SPF 算法(Dijkstra迪杰斯特拉算法)计算最佳路径,快速响应⽹络变化⽹络变化时触发更新以较低频率(每隔30 分钟)发送定期更新,被称为链路状态刷新与距离⽮量相⽐,链路状态协议掌握更多的⽹络信息四、OSPF三张表1.邻居表(Neighbor table):列出了所有和本路由器直接相连的OSPF邻居,经历了⼀系列的消息交互、关系状态最终建⽴。

OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议OSPF(Open Shortest Path First)是一种开放式最短路径优先(Open Shortest Path First)的路由协议,主要用于在IP网络中动态地选择最短路径。

OSPF是一种链路状态路由协议,它基于每个路由器的链路状态信息,通过计算最短路径来为数据包提供最优的路由。

OSPF在计算最短路径时使用了Dijkstra算法,该算法能够找到网络中最短路径的最优解。

它通过收集和交换链路状态信息(LSA,Link State Advertisement)来构建网络拓扑图,并将其存储在路由器的链路状态数据库(LSDB)中。

每个节点根据这个拓扑图计算出自己到其他节点的最短路径,并将该信息广播给其他节点。

在OSPF中,每个节点都有一个唯一的标识符,叫作路由器ID(Router ID)。

这个标识符通常是一个32位的IP地址,用来标识网络中的一个路由器。

每个节点都会定期发送一个Hello消息,来建立和维护与其他节点的邻居关系。

节点之间通过链路状态请求(LSR)和链路状态更新(LSU)消息来交换链路状态信息。

一旦邻居关系建立,节点就可以通过链路状态通告(LSA)消息来告知其他节点自己所知道的链路状态。

OSPF通过计算路由器到达目标网络的最短路径,从而为数据包选择最优的路由。

它使用了一个称为SPF(Shortest Path First)的算法来计算最短路径。

这个算法根据链路的代价(通常是带宽)来判断最短路径。

一旦最短路径计算完成,路由器会将更新发送给其他路由器,以便它们更新自己的路由表。

OSPF提供了一些特性来优化网络的性能和可靠性。

例如,它支持多路径负载分担,可以将数据流量在多条路径上均匀分布,提高网络的吞吐量。

此外,OSPF还支持网络分级,可以将网络划分为多个区域,减少路由表的规模,提高整体的性能。

总之,OSPF是一种高效的路由协议,适用于大规模的复杂网络环境。

它能够根据网络的拓扑信息计算最短路径,并为数据包选择最优的路由。

OSPF路由协议

OSPF路由协议

OSPF路由协议OSPF(Open Shortest Path First)是一种内部网关协议,用于路由选择。

它是一个链路状态路由协议,由OSI (Open Systems Interconnection)公布,并被广泛应用到IP网络中。

OSPF 的工作原理是基于链路状态广告(LSA)。

当一个路由器加入到OSPF网络中时,它会广播一个“Hello”消息(含有这个路由器的IP地址),以通知其它路由器自己的存在。

如果对方路由器也支持OSPF,并且在同一区域中,那么双方就会互相交换一些信息,以检查彼此之间的邻居关系和网络配置。

如果一切正常,它们就会交换LSA消息,以了解新的网络拓扑并更新其路由表。

OSPF 可以支持非等价成本的多路径选择,可以设置路由器之间的优先级,以支持备份路径。

它还支持不同的路由区域,以划分网络。

OSPF 路由协议优点有很多。

首先,它能快速适应网络拓扑的变化,因为当有一个路由器加入或离开网络时,只需要通知邻居路由器,而不必广播整个网络。

其次,OSPF 支持VLSM (Variable Length Subnet Masks),可以更好地利用IP地址。

此外,它使用开销(在路由选择过程中)而非距离,避免计算复杂的距离度量,提高了路由算法的效率。

使用OSPF路由协议的网络通常是大型企业或ISP (Internet Service Provider)级别的网络,它在网络的可维护性和伸缩性方面表现非常出色。

同时,由于OSPF协议会产生许多路由消息,因此它的网络流量相对较高。

总之,OSPF是一种高效的路由协议,可以在大型复杂网络中为网络管理员提供简单、强大的工具来管理网络。

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第6章 OSPF路由协议⏹OSPF的基本概念和工作过程开放式最短路径优先协议(OSFP)是基于开放标准的链路状态路由选择协议,它完成各路由选择协议算法的两大主要功能:路径选择和路径交换。

Internet工程任务协会(IETF)于1988年开发了OSPF,其最近版本是OSPF版本2,在RFC 2328中进行了描述。

⏹OSPF路由协议概述1.OSPF是内部网关路由协议在共同管理域下的一组运行相同路由选择协议的路由器的集合为一个自治系统(Autonomous System,AS)。

在互联网中,一个自制系统是一个有权决定本系统使用哪种路由协议的单位,它可以是一个企业、一座城市或一个电信运营商。

随着网络的发展,上述对AS的定义已经不是十分准确了,网络的发展使得网络之间经常出现网络合并情况,导致同一个自治系统中使用的路由协议也越来越多,所以自治系统的定义应该是在共同管理下的互联网络。

内部网关路由协议(IGP):用于在单一自治系统(Autonomous System,AS)内决策路由。

内部网关路由协议包括RIP、OSPF等。

与内部网关路由协议相对应的叫做外部网关路由协议(EGP),外部网关路由协议用于在多个自治系统之间执行路由。

BGP协议就是外部网关路由协议。

IGP是用来解决AS内部通信的,而EGP是解决AS间通信的。

2.OSPF是链路状态路由协议链路状态路由协议通过与邻居路由器建立邻接关系,互相传递链路状态信息,来了解整个网络的拓扑结构。

在链路状态信息中,包括有哪些链路,这些链路与哪个路由器相连,连接的路径成本是多少等信息,因此,在链路状态路由协议收敛后,一台路由器可以了解本区域完整的链路信息。

运行链路状态路由协议的路由器就好像各自“绘制”自己所了解的网段信息,然后通过与邻居路由器建立邻接关系,互相“交流”链路信息,学习整个区域内链路信息,来“绘制”出整个区域内的链路图。

在一个区域内的所有路由器都保存着完全相同的链路状态数据库。

名词解释:邻居路由器:位于同一条物理链路或物理网段上的路由器。

链路状态数据库:也称为拓扑数据库,它包含所有路由器、路由器的链路以及这些链路的状态,还包含所有网路以及到这些网络的所有路径。

邻接关系:当两台运行OSPF协议的邻居路由器的链路状态数据库达到一致(同步)时,它们就是完全邻接的。

⏹OSPF的工作过程运行RIP的路由器只需要保存一张路由器,而使用OSPF路由协议的路由器需要保存三张表。

邻居表:列出每台路由器已经建立邻接关系的全部邻居路由器。

链路状态数据库(LSDB):列出网络中其他路由器的信息,由此显示了全网的网络拓扑。

路由表:列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径。

运行OSPF的路由器试图与邻居路由器建立邻接关系,在邻居之间互相同步链路状态数据库。

使用最短路径算法(OSPF依据的算法是Dijkstra算法),从链路状态信息计算得到一个以自己为树根的“最短路径树”。

到最后,每一台路由器都将从最短路径树中构建出自己的路由表。

OSPF的路由器也仍然是依据路由表进行数据转发的。

名词解释:SPF(Shortest Path Tree):最短路径优先算法。

Edsger Wybe Dijkstra(艾兹格・迪科斯彻):是Dijkstra最短路径算法的创造者。

⏹OSPF的基本概念1.OSPF区域OSPF是一种链路状态型的路由协议,不会产生环路问题,因此不需要使用最大跳数等限制来防止环路的产生。

OSPF将自治系统分割成多个小的区域,OSPF的路由器只在区域内部学习完整的链路状态信息,而不必了解整个自治系统内部所有的链路状态。

区域0为骨干区域,它用来连接自治系统内部的所有其他区域。

用来连接骨干区域和其他区域的路由器叫做区域边界路由器,它了解所连接的两个区域的完整的链路状态信息,并将链路状态信息汇总后发给区域内的其他路由器。

这样,减小了路由器保存的链路状态数据库的大小,可以解决路由器内存容量有限的问题。

区域是通过一个32位的区域ID(Area ID)来标识的。

区域ID可以表示成一个十进制的数字,也可以表示成一个点分十进制的数字。

在Cisco的路由器中这两种表示方式都可以使用。

区域0(或者区域0.0.0.0)是为骨干区域保留的区域ID号。

OSPF的骨干区域(Backbone Area)是一个特殊的OSPF区域,它担负着区域间路由信息传播的重任。

名词解释:区域:区域ID相同的一组逻辑上的OSPF路由器,区域中的所有路由器的链路状态数据库都相同。

在OSPF配置中,区域是分别在各个接口上定义的。

2.Router ID因为运行OSPF的路由器要了解每条链路是连接在哪个路由器上的,因此,就需要有一个唯一的标识来标记OSPF网络中的路由器,这个标识称为Router ID。

Router ID是在OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址。

Cisco路由器通过下面的方法得到它们的Router ID。

首先,路由器选取它所有Loopback接口上数值最高的IP地址。

如果路由器没有配置Loopback接口的IP地址,那么路由器就在所有活动物理端口中选取一个数值最高的IP地址作为路由器的Router ID。

用作Router ID 的路由器接口不一定非要运行OSPF协议。

使用Loopback接口作为Router ID的主要好处是Loopback接口比任何其他的物理端口都更稳定。

一旦路由器启动成功,这个回环接口就会处于活动状态,只有整个路由器失效时它才会失效。

在OSPF协议中可以通过router-id命令指定路由器的Router ID,所以网络管理员可以配置便于识别和记忆的Router ID值。

在实际工程中配置OSPF时都需要手工指定路由器的Router ID,这已经成为了一种标准配置。

3.DR和BDR1)DR和BDR的概念运行OSPF的路由器通过与邻居路由器建立邻接关系,互相传递链路状态信息。

如果每两个路由器之间都要建立邻接关系,那么,就会构成n(n-1)/2个邻接关系。

每台路由器都要与其他所有的邻居路由器互相传递链路状态信息。

那么这种情况就会显得比较混乱,而且也会浪费许多不必要的网络资源。

为了避免这些问题的发生,可以在这个网段上选举一个指定路由器(Designated Router,DR)。

由DR同网络中的其他路由器建立邻接关系,并负责将网段上的变化告知它们。

网络上的每一台路由器都和DR构成一个邻接关系,那么只需要建立n-1个邻接关系就可以了。

为了实现冗余,当DR失效时,需要有一个新的指定路由器来接替它,这个路由器就是备份指定路由器(Backup Designated Router,BDR)。

网络上所有的路由器将和DR、BDR同时形成邻接关系,DB和BDR之间也将形成邻接关系。

如果DR失效了,BDR将成为新的DR。

2)DR和BDR的选举可以由OSPF自动选择DR和BDR,也可以手工选择。

自动选择DR和BDR网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR,第二大的将被选举为BDR。

这样的选举结果可能不是最佳的,例如:如果网段中有Cisco7200和3800系列路由器,那么3600路由器可能由于Router ID较大而被选举为DR。

手工选举DR和BDR。

要手工选择DR和BDR,需要设置路由器的优先级。

每台路由器的接口都有一个路由器优先级(Router Priority),用一个八位的无符号整数来表示,大小范围是0-255,数值越大,优先级越高。

Cisco路由器上默认的优先级是1。

接口优先级可以通过命令ip ospf priority来更改。

如果路由器的优先级被设置为0,它将不参与DR和BDR的选举。

优先级越高,赢得选举的可能性越大。

如果优先级相同,则需要比较Router ID。

DB和BDR的选举过程当一台OSPF路由器启动并发现它的邻居路由器时,它将去检查有效的DB和BDR路由器。

如果DR和BDR路由器存在的话,这台路由器将接受已经存在的DR和BDR路由器。

如果BDR路由器不存在,将执行一个选举过程,选出具有最高优先级的路由器作为BDR路由器。

如果存在多个路由器具有相同的优先级,那么Router ID最大的路由器将被选中。

如果没有有效的DR路由存在,那么BDR路由器将被提升为DR路由器,然后再执行一个选举过程选举BDR路由器。

这里需要注意的是,路由器的优先级可以影响一个选举过程,但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器。

也就是说,在已经选举了DR和BDR路由器后,如果一台具有更高优先级的路由器接入网络,这台新的路由器并不会马上替换DR或BDR路由器中的任何一个。

因此,在一个广播多路访问网络上,最先初始化启动的两台具有选举资格的路由器将成为DR和BDR路由器。

3)OSPF的组播地址一旦DR和BDR路由器选举成功,其他路由器(成为DRother)将只与DR与BDR路由器形成邻接关系。

组播地址224.0.0.5代表所有参与OSPF的路由器(AIISPFRouter),而组播地址224.0.0.6只有DR和BDR路由器去侦听这个地址,但BDR只侦听不响应。

在广播多路访问网络上,链路更新信息先发送到244.0.0.6,再由DR路由器使用组播地址244.0.0.5泛洪更新报文到其他所有路由器。

4.OSPF的度量值OSPF的用来度量路径优劣的度量值称为Cost(开销),是指从该接口发送出去的数据包的出站接口开销。

链路开销使用16位的无符号的整数表示,大小范围是1-65535。

Cisco公司使用的默认代价是108/BW,表示为一个整数,在这里BW是指在接口上配置的带宽,而108是Cisco路由器使用的参考带宽。

路由器接口的开销值可以通过命令ip ospf cost来改变,当在一个有多家厂商产品的网络环境中配置Cisco的路由器时,这个命令变得十分重要。

例如:有些厂商的路由器在其所有的接口上使用的默认开销值是1。

如果网络中所有的路由器没有使用同一种计算开销的方式来指定OSPF的开销,那么OSPF协议将不能正确的进行路由选择。

使用108作为接口的参考带宽在现代一些带宽高于100Mb/s的网络介质中会产生一个问题。

108/110Mb/s=1,这就意味着更高带宽的传输介质在OSPF协议中将会计算出一个小于1的数,这在OSPF协议中是不允许的。

因此,从IOS 11.2版开始,Cisco可以在OSPF进程模式下使用命令auto-costreference-bandwidth修正这个问题,这个命令允许管理者更改默认的参考带宽。

如表所示,显示了一些典型接口的默认开销接口类型开销(108/BW)Fast Ethernet 1Ethernet 1056K 1785OSPF邻接关系的建立1.OSPF的数据包类型OSPF信息不使用TCP或UDP,它承载在IP数据包内,使用协议号89(十进制)。

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